中科双床循环流化床气化技术获得重大工程突破

        由我公司承接的山东省某玻璃企业3*20000Nm³/h中科双床循环流化床气化（以下称：中科双床）装置投产运行，该项目以烟煤为原料，以空气作为气化剂，在装置试生产阶段实现连续满负荷稳定运行55天。煤气平均热值达到1550Kcal/Nm³，成为全球首个以空气为气化剂煤气热值超过1500Kcal/Nm³的大型循环流化床工程示范项目。

中科双床循环流化床气化技术示范项目现场

       该装置的最大创新之处是在传统的流化床循环回路中增加一个热解炉，给煤方式由气化炉给煤改为热解炉给煤，从而实现“热解”与“气化”过程的解耦运行，顾名思义“双床”运行。该技术还有一个特点就是通过给煤位置的变化，可实现“双床”运行模式与“单床”运行模式的自由切换。当热解炉给煤方式切换至气化炉给煤时，热解炉变为物料通道，“双床”运行模式即可切换至“单床”运行模式。据项目现场反馈的数据，在“双床”运行模式下，煤气平均热值达1550kcal/Nm3，较“单床”运行模式下的煤气平均热值提高了20%以上，节约用煤量高达到4%。该技术还可通过富氧气化的方式，进一步提高煤气的热值和有效气成分，满足工业燃气、化工原料、工业制氢等领域的需求。

       中科双床技术是在中科单床技术基础上的改进和升级。其核心设计思想是通过热解、气化过程解耦，实现煤分级转化，工艺原理详见图2，工艺流程框图详见图3。通过在热解段给煤，煤中的挥发分经热解后直接进入气化还原区，避免高热值挥发分在气化炉底部与氧接触燃烧无效消耗；经过热解后的循环半焦，反应活性明显增加，在气化炉底部与气化剂发生燃烧反应和气化反应，反应气与热解气在还原区混合，进一步裂解热解气携带的少量大分子物质，增加了煤气中H2及CH4、C2H4等烃类含量。因此，煤气热值可提高10%-20%，节煤量超过3%。“中科双床”技术性能指标先进，节能减排效益明显，代表了未来循环流化床气化技术的发展方向，为我国煤炭清洁高效利用和绿色发展开辟了一条新路。

中科双床循环流化床气化技术工艺原理图

中科双床循环流化床气化技术工艺框图

中科双床技术的六大特点：清洁、高效、安全、可靠、可大型化、低成本。

“清洁”主要体现在：煤气中不含焦油和苯酚等大分子有机物；采用干法除尘煤气中含尘量低，含尘量小于10mg/Nm3；耗水量少，无有机废水产生。

“高效”主要体现在：通过高倍率碳循环、气化与热解解耦、高温空气预热、高效余热回收、残碳再燃等关键技术，实现冷煤气效率达到75%；煤气热值较中科单床技术提高10%-20%，节煤3%以上；空气气化热值超过1500Kcal/Nm3；全系统碳转化率可达到98%以上。

“安全”、“可靠”主要体现在：装置运动部件和易损件少，维修量小，运行稳定，操作简便，装置的自动化程度高，安全连锁投用率高，人为干扰因素少，连续运转率高，年运行时间可达8000小时以上。

“成本低”主要体现在：该技术对煤种的适应性较强，褐煤、长烟煤、烟煤均可作为气化煤种，通过选择价格低廉的粉煤，通过该技术的高效清洁转化，煤气成本远低于同类技术，尤其对于正在使用天然气的用户，该技术的成本优势更加明显。

“大型化”主要体现在：气化炉型多，煤气产量从10000Nm3/h到80000Nm3/h的炉型可供客户选择，能够满足各种有规模燃气用户的需要。