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低阶煤热解气化燃烧梯级利用
作者:那永洁 发表时间:2014年11月17日

  刚才大家都提到我国能源结构以煤为主的局面将会持续很长时间,研究煤的转化和燃烧利用是国家的发展战略之一。在我国,低阶煤占煤炭储量的55%,低阶煤的梯级利用是煤化工和能源领域的热点问题,科技部《“十三五”规划技术调查》中几乎所有煤炭企业和电力生产企业都关注煤的梯级利用,“十二五”期间中科院也部署了低阶煤清洁高效梯级利用关键技术与示范先导科技专项。  

  中科院工程热物理研究所在煤炭利用方面的研发工作主要集中在低阶煤的热解、半焦气化和燃烧,将低阶煤的单一利用(直接燃烧、直接转化)转变为梯级利用(热解、气化、燃烧),提高了低阶煤的使用效率。如图中阴影部分所示。

  工程热物理研究所经过三十多年研发,形成了以循环流化床技术为核心的煤炭热解、气化、燃烧技术。研究所建立了目前世界上规模最大的循环流化床技术实验室,包括近20座大中型冷热态试验平台,并配有30多台套先进测试分析仪器。

  研究所研发了具有自主知识产权的循环流化床燃煤技术并建立了完整的循环流化床锅炉设计体系,达到国际先进水平。研究所与国内包括上海锅炉厂和东方锅炉厂在内的12家企业开展产品级合作,并以技术许可方式向印度大型锅炉制造企业输出了150MW等级循环流化床锅炉技术,采用我所技术的循环流化床锅炉合作产品超过2500多台。目前研究所正在研发超临界和超超临界循环流化床锅炉,以及污染物超低排放的循环流化床燃煤锅炉。

  在煤热解技术方面,研究所正在研发循环流化床粉煤热解提油技术,该技术的热解条件非常温和,不会对环境等产生不良影响,可以把神木煤富含的煤焦油提取出来。据统计,国内含油8%~12%的煤可开采储量超过100亿吨,含油4%~6%的油母页岩可开采储量超过10亿吨,技术应用前景非常广阔。研究所正在实验室开展0.24吨/天和2.4吨/天两个尺度的循环流化床粉煤热解提油试验,同时还在建设240吨/天工业中试装置,于今年10月份开始调试。

  研究所经过十余年努力,在粉煤制取工业燃气技术研发方面已形成了空气气化、富氧/纯氧气化两种成熟的工艺路线。这两种工艺均可适用褐煤、烟煤等多煤种,可匹配空气预热器、余热锅炉等为用户提供低成本和低能耗的解决方案。此外,研究所还将核心技术进行集成,形成了粉煤气化与残炭燃烧技术,粉煤热解提油与半焦燃烧技术等,可以为低阶煤的清洁高效利用提供最佳解决方案。

  作者单位:

  中国科学院工程热物理研究所研究员

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