9月下旬,延長石油集團碳氫高效利用技術研究中心自主研發的煤提取煤焦油與制合成氣一體化(CCSI)技術萬噸級工業試驗裝置,實現144小時連續平穩運行,煤焦油產率達16.23%,合成氣有效氣大于35%,各項指標均達到或超過設計值,為工業化應用奠定堅實基礎。
延長石油集團首席煤化工專家、碳氫中心主任李大鵬介紹,CCSI技術將粉煤熱解與粉焦氣化有機結合在一個反應器內分級轉化和優化集成,以空氣作為氣化劑,完成煤的熱解和氣化反應過程,直接將煤炭轉化成煤焦油和粗合成氣,不僅高收率獲得煤焦油,而且使油中的氫資源得到充分利用,還實現了粉焦高效轉化,真正做到“吃干榨盡”。
反應器采用獨特的流化場、溫度場和流道構型設計,以及高溫固體顆粒高倍率循環,形成了良好的溫度梯度;氣化—熱解反應的耦合組成了一個循環封閉體系,兩者間的物料和熱能相互利用,反應體系達到了自熱平衡,能源綜合轉化效率顯著提高。由于煤焦油收率高于15%,若按年加工1億噸粉煤計算,年可獲得1500萬噸的優質煤焦油,相當于再造一個千萬噸級大油田。若將合成氣加工為精細化工產品,附加值就更高了。
“這項技術的意義還遠不止于此。CCSI在提取焦油的同時,產生的粗合成氣還可用來發電,與綠色發電技術集成耦合,形成煤炭清潔高效轉化—煤焦油深加工—綠色發電一體化的新型煤電油化多聯產模式,打通了煤油電化耦合發展的通道。”李大鵬說,合成氣不含汞、砷等重金屬污染物,并且可在發電前脫硫、脫碳、除塵,污染物大幅減少,達到超低排放標準,整體超過IGCC(整體煤氣化聯合循環發電)水平。
目前,我國每年燃煤發電使用量約20億噸,其中70%左右的電廠使用亞臨界鍋爐。如果全部利用CCSI技術改造,在大幅提高發電效率的同時,還將多產約2億噸的煤焦油,可替代50%以上的原油進口量。對于新建的超低排放電廠,采用CCSI—燃氣輪機發電模式,無需配套建設大型空分裝置,將大幅降低投資強度。
目前,根據該技術開發的100萬噸/年CCSI產業化裝置工藝包編制已同期開展,預計“十三五”期間將開展工業示范和技術推廣。
(來源:中國化工報)