6月12-13日,“第十三届洁净煤论坛2014”在北京召开,本届大会以“亚洲新能源局势下的洁净煤产业动态聚焦”为主题,来自中国煤炭协会、发改委能源研究所、美国能源部、中国华能集团、中石化经济技术研究院等国内外嘉宾集聚一堂,探讨国际洁净煤产业趋势解析与展望、大型燃煤发电项目建设新进展及产业新规划、煤炭深加工与综合利用产业前沿技术聚焦、前沿洁净煤技术聚焦及案例分享等热点问题。新奥能源研究所新奥煤炭地下气化项目总工程师陈峰做了主题为“新奥地下气化及其他煤气化技术进展”发言。下面是由北极星

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新奥地下气化及其他煤气化技术进展

2014-06-25 09:16 来源:北极星节能环保网(独家) 

6月12-13日,“第十三届洁净煤论坛2014”在北京召开,本届大会以“亚洲新能源局势下的洁净煤产业动态聚焦”为主题,来自中国煤炭协会、发改委能源研究所、美国能源部、中国华能集团、中石化经济技术研究院等国内外嘉宾集聚一堂,探讨国际洁净煤产业趋势解析与展望、大型燃煤发电项目建设新进展及产业新规划、煤炭深加工与综合利用产业前沿技术聚焦、前沿洁净煤技术聚焦及案例分享等热点问题。新奥能源研究所新奥煤炭地下气化项目总工程师陈峰做了主题为“新奥地下气化及其他煤气化技术进展”发言。下面是由北极星节能环保网整理的会上发言:

煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧,通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体的过程。它集建井、采煤、气化三大工艺为一体,变传统物理采煤为化学采煤。

煤地下气化技术特点:资源利用:单工作面内回采率与井工方法(90%左右)相当,由于地下气化炉型和工作面布置灵活,预留煤柱少,整体回采率由井工方法(实际采出量/设计可采储量)的15~50%提高到50~70%(实际燃煤量/设计可采储量);适用范围:主要取决于地质水文条件和煤的粘结性指标,经济不可行低品位煤;高安全风险难采煤;井工技术难以实现深部煤炭资源,是井工开采的有益补充;安全:实现了地下无人生产,避免了人身伤害和各种矿井事故的发生;环保:矸石、灰渣留在地下,减少了地表塌陷。社会效益:提高煤炭综合利用价值,把煤田通过洁净转化为气田,整体能量利用效率高;可带动煤炭、电力、化工等传统产业发展。第一步是选址,第二部是炉型设计,第三步是气化炉构建,第四步是稳定气化技术,第五步是地面合成,第六步是产品(不是所有的技术都是这几步)。全球UCG活动比较活跃,而真正运行及示范有五个气化站,正在运行的只有新奥和乌兹别克斯坦气化站,新奥和Linc及CarbonEnergy是地下气化技术的代表。新奥的技术成果:1.选址评价2.点火技术3.空气、富氧气化工艺4.稳定控制工艺5.经济性评价;关键创新:1.二氧化碳气化工艺2.氡探测气化工作面3.新型钻井技术下炉型及贯通方式4.污染物预测与控制技术。

催化气化技术特点:煤催化气化是煤制天然气的有效方法之一,其基本原理是煤和水蒸气在催化剂的作用下发生反应直接生成甲烷,反应器采用流化床,反应温度650-800oC,反应压力3.0-4.5MPa,出口煤气中甲烷含量最高可达25%;适用范围:烟煤、次烟煤和褐煤。技术优势:高效:煤分级转化,提高能源利用效率和系统产能;低成本:甲烷和焦油联产,过程经济性较高;环境友好:焦油和煤气分离采用间接冷凝,无洗焦废水产生。新奥催化气化技术开发现状:1、催化剂开发和回收相关工作;2、流化床气化炉冷态流动特性研;3、多煤种加压热解特性研究;4、煤气化反应特性研究;5、完成了5t/d的PDU实验;6、完成了1500t/d工业化装置的工艺包编制。

超临界水煤气化技术特点:超临界水煤气化是指在超临界水的条件下,通过高水分低阶煤的热解、气化、变换和甲烷化反应的耦合,获得高甲烷含量的气体和轻质焦油的过程,反应温度在600~700℃,反应压力23MPa;可采用云南、内蒙的廉价高水分低阶煤,无需干燥;

获取高含量甲烷气体(甲烷+乙烷大于20%),联产轻质焦油(BTX),产品附加值高;高压系统可实现反应余热回收,降低氧耗、蒸汽消耗,提高系统效率;采用相对低能耗的液态浆料增压,获得高能位气体(23MPa)可透平发电,提高系统效率1.5~2%;废水可回用配浆,减少废水处理量。新奥超临界水煤气化技术开发现状:已完成高水褐煤超临界水煤气化基础研究,先后对云南、内蒙古、新疆等地区的低阶煤进行评价试验,通过调节反应参数可获得高甲烷气体(>20%)和轻质油品(~10%);自主开发设计建成了6吨/天中试开发平台,该平台已实现连续稳定运行120+小时,累计开车10+次,累计运行500+小时,核心装置—高压浆泵、反应器和换热器运行稳定,获得了工程放大的基础数据;对32%浓度水煤浆气化结果显示,碳气化率达90%,气体产量1Nm3/kg干煤,CH4含量达18%,(CH4+C2H6)含量超过20%,H2含量~20%,轻质焦油产量占干基煤重2%。高浓度水煤浆气化试验正在进行中;在真实腐蚀离子条件下进行了耐腐蚀性能评价,获得两种耐腐蚀新材料,腐蚀速率在10微米级每年;自主开发新型防堵塞耐腐蚀反应器和换热器,并经过中试验证;可处理炼厂油泥、碱渣废液等危险废弃物。

加氢气化技术特点:煤加氢气化是指煤粉与氢气在800-1000℃温度范围内和高压下(5-10MPa)反应生成甲烷、液体燃料和半焦的过程;煤加氢气化能获取高收率甲烷(转化率达40-60%),并且产品气中甲烷含量高(70-80%),过程热效率高,同时副产8-12%的BTX(苯、甲苯、二甲苯)等高附加值的液体有机产品和清洁半焦;煤加氢气化技术,能实现煤高效清洁转化制天然气,同时副产高附加值油品,是煤制合成天然气的重要工艺路线之一,通过梯级利用、全价开发,真正实现煤炭资源的清洁、高效、综合利用。新奥加氢气化技术开发现状:已完成高压氢气密相输送煤粉技术开发、验证和放大;自主开发设计的5吨/天PDU系统已打通流程,核心装置—高温喷嘴和气化炉的设计和性能已得到验证,已投煤试验多次,实验运行良好;实验结果表明,合成气中除去循环的H2和少量氮气保护气外,甲烷含量达75-85%,CO约占10-15%,CO2含量<3%;在一定气化条件下,轻油产率可达8%,其中主要为苯和萘,随着温度升高油品收率迅速降低,总体碳转化率最高达到~50%;已初步验证加氢气化机理及核心关键技术和装置,下一步将优化系统和工艺条件,试验不同煤种。

 

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