【48812】Y型气流床高温分区气化技能世界抢先

  中化新网讯 8月7日，从中国石油大学(华东)得悉，由该校田原宇教授领衔的含碳动力绿色低碳高值化使用团队开发，与济南黄台煤气炉有限公司协作共同完成的“固态排渣的Y型气流床高温分区气化研制技能与演示”科技效果，近来在北京经过了中国石油和化学工业联合会安排的专家判定。专家们共同以为，所开发的Y型气流床高温分区气化技能具有碳转化率高、节水节能等特色，整体处于世界抢先水平。

  据介绍，该效果获授权创造专利15件(其间美国专利2件、中国专利13件)、宣布论文30篇。2020年至今在济南黄台煤气炉有限公司完成了工业演示，该技能具有宽广的使用远景。其特色是Y型喷嘴安置互为焚烧、焦渣旋流大幅延时、水冷壁以渣抗渣、气渣激冷固化、灰渣流化别离、干法排渣、对流废锅余热收回，卧分热灰回用，气化渣做高的附加价值建材。长处是煤种适应性较强，碳转化率高，处理量大，节水节能。

  专家组以为，“固态排渣的Y型气流床高温分区气化研制技能与演示”效果，获得了三项技能立异：一是展开了煤化学族组分理化性质、热反响机理和动力学研讨，为煤炭清洁高效使用研制技能奠定理论基础。二是根据煤高温热解挥发物和半焦的结构与气化差异性，提出了直喷气化和旋流气化相耦合的气流床高温分区强化气化理念，创造煤粉Y型气流床高温分区气化工艺及其配备技能，碳转化率≥99%，灰渣比降至1:6，渣中含碳不到0. 1%，破解了气流床气化高灰渣比的共性难题。三是初次完成干法排渣、灰渣别离和分段取热的气流床合成气分级冷却与别离的技能道路，经过Y型气流床气化、下行床高温激冷和流化床冷却换热耦合，一起配套抗磨型火管式对流废锅、超细灰凝集型卧式旋分、根据穿流复合塔板的碳洗塔等，构成Y型气流床清洁高效气化成套技能，大幅度削减煤气化设备的物理耗水，完成了气-渣-灰余热高效收回，破解了气流床气化高耗水、含盐废水和黑水难处理、气化灰渣难使用的共性问题。

  作为我国动力安全的压舱石，煤炭清洁高效使用是动力低碳转型的立足点和第一个使命。谢克昌院士、田原宇教授含碳动力绿色低碳高值化使用团队，长时间从事煤炭清洁高效使用的立异与实践，在分子煤化学、富含腐植酸的残次煤使用、富油煤快速热解提质、粉煤分级清洁高效气化等获得系列“0到1”理论立异与革新性技能打破。一是创立了根据化学族组成的分子煤化学新研讨系统，破解了分子水平煤结构与反响性研讨的世纪难题，为煤炭分级分质清洁高效使用技能的打破供给理论依照。二是根据煤化学族热解特性与热解产品气化特性的差异性，提出煤炭分级清洁高效气化理论，创立粉煤燃气型分级热解气化和合成型高温分区气化两套原创技能系统，引领煤炭清洁高效气化技能发展。

  田原宇指出，煤结构与反响性是煤化学的中心问题，也是限制煤炭清洁高效使用技能打破的严重科学难题，但因煤为固体混合物难以辨别与别离，200年来根据显微组分的微观煤化学、70年来根据模仿的煤大分子结构研讨均未能予以有用处理。因而，分子水平煤结构与反响性研讨成为世界煤化学界没有霸占的的世纪难题。

  历经20多年研讨，效果初次提出表征可溶化程度的相对抽提率概念，创立普适性的煤可溶化方法与溶剂系统，将部分煤的高抽提率溶剂萃取提升为一切煤可溶化别离，为分子水平煤结构与反响性研讨奠定柱石；效果依照化学相似性，创立煤化学族组分别离方法，将煤分红饱满分、芳香分、胶质、沥青质、碳青质、焦质六组分，破解用试验的方法来进行分子水平煤结构与反响性研讨的中心难题；效果还在世界上首先展开煤化学族组分理化性质、热反响机理和动力学研讨，将煤结构与反响性研讨从微观水平提升到分子水平，创始根据化学族组成的分子煤化学新研讨系统，为按“燃料和质料”双特点进行煤炭清洁高效使用奠定理论基础。

  据了解，气化是煤炭清洁高效使用的龙头技能，但现有气化技能将煤炭视作单一物质，致使气流床气化经过高严苛条件以进步碳转化率，流化床气化选用低成本操作但功率下降。虽然气流床气化作为现在煤化工使用最广的干流技能，我国已破解“卡脖子”难题，处于拷贝与并跑阶段，但都会存在高灰渣比、高耗水、高耗能、高污染等系列亟待处理的共性缺点，没有完成清洁高效气化。

  干法排渣的Y型气流床高温分区气化工艺技能已建成6万吨/年工业演示设备，焦渣反响时间延伸20倍以上，碳转化率≥99%、节水≥90%、节能≥30%、防止含盐废水和黑水；灰渣比降至1:6，气化渣含碳≤0.1%，破解了气流床气化的“四高”难题，目标处于世界抢先。现在正与山东动力集团协作，改造建造30万吨/年设备，将为煤化工供给革新性合成气制备技能。（姜小毛）