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解读新型“粉煤热解-半焦气化”一体化技术

2018-10-10

  煤气化过程可将bet28365体育转化为简单稳定的CO、H2、CO2等无机小分子,但存在bet28365体育分子过度拆分、能耗水平高、能源利用效率低等问题,无法实现bet28365体育资源的分质、分级及能源资源的梯级利用。


  煤热解技术为核心的现代bet28365体育分质高效转化技术可实现终端煤化工产品的多元化、高附加值化,进一步拓宽煤化工技术的产业链分布。


  针对bet28365体育分质利用技术中焦油收率低、焦油与粉尘分离难、反应系统能源利用效率低、结焦问题严重、半焦转化利用难等问题,基于石油化工技术领域FCC(流化床催化裂化)提升管反应原理,结合炼化工艺与新型煤-油共炼技术经验,陕西延长石油集团碳氢高效利用技术研究中心开发了一种新型粉煤热解-半焦气化一体化技术,即CCSI(coalto coal-tar and syngas integration)技术。


  CCSI技术工艺流程


  CCSI技术核心是在一个反应器内完成煤热解反应及半焦气化反应,吨煤产煤焦油150 kg,高品质燃气约3500Nm3(空气气化),有效气(CO+H2+CxHy)含量大于35%,产物中无半焦,实现了bet28365体育资源利用率、转化效率和终端产品附加值的最大化。


  基于前期实验室小型装置上134次热投料试验获取的核心参数,全球首套万吨级CCSI工业试验装置于2015年建成中交,累计实现了数千小时连续稳定运行。由陕西延长石油集团碳氢高效利用技术研究中心自主开发的百万吨级CCSI工业化装置工艺包于2018年3月通过审查。


  新型煤油电多联产模式是以CCSI技术为基础,与清洁燃气发电耦合,在制取煤焦油的同时,将合成气送至锅炉或燃气轮机燃烧进行超净发电,可构建集bet28365体育清洁高效转化-煤焦油深加工-绿色发电一体化的新型煤油电多联产模式。


  基于CCSI技术的新型煤油电多联产模式


  该模式可实现bet28365体育高效清洁转化及燃料原料化利用,实现绿色洁净发电,削减大气污染物排放强度,最终实现经济与环境的协同发展。


  为了对比分析基于CCSI技术的新型煤油电多联产模式相较于传统燃煤发电技术的竞争优势,对其技术经济性、污染物排放绩效及环境成本削减量进行了评估分析。


  评估核算结果表明,CCSI-亚临界燃煤锅炉耦合模式下,吨原料煤的终端总收益将达到1589.41~1622.61元,bet28365体育增值率为354.12%~363.60%,利润增值率从4.87%~13.26%增加到171.92%~182.43%。


  CCSI-燃气-蒸汽联合循环发电耦合模式下,吨原料煤终端总收入1867.92~1955.49元,bet28365体育增值率为433.69%~458.71%,利润增值率可达232.48%~245.45%。


  不同发电模式的污染物减排绩效评测结果表明,与常规亚临界燃煤发电相比,CCSI-亚临界燃煤锅炉耦合模式下,可节约标煤10488~59016t/a,年总环境成本由462.43万~636.17万元下降至138.66万元以下。


  与常规超超临界燃煤发电相比,CCSI-燃气-蒸汽联合循环发电耦合模式下,标准煤节约量98952~143664t/a,总环境成本可缩减至34.39万元/a以下。


  这项研究得到了陕西省科技统筹创新工程计划的资金支持,研究成果以《CCSI技术与清洁燃气发电耦合模式竞争性分析》为题发表于《洁净煤技术》2018年第4期。


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  责任编辑:宫在芹
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