超高壓粉煤加氫氣化項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)煤炭高效清潔利用的奧秘

東華故事第47期

日前，安徽省城鄉(xiāng)住房建設(shè)工作會(huì)議在合肥召開，會(huì)議對(duì)安徽省勞動(dòng)競(jìng)賽先進(jìn)個(gè)人、安徽省優(yōu)秀環(huán)衛(wèi)企業(yè)、2021年安徽省優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)獎(jiǎng)等相關(guān)先進(jìn)集體和個(gè)人進(jìn)行了表彰，東華科技（002140）多個(gè)項(xiàng)目榮獲2021年安徽省優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。

其中，東華科技設(shè)計(jì)的新能能源有限公司（以下簡(jiǎn)稱“新能能源”）20萬噸/年穩(wěn)定輕烴項(xiàng)目粉煤加氫氣化工程（以下簡(jiǎn)稱“粉煤加氫氣化項(xiàng)目”）榮獲安徽省優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。此前，項(xiàng)目還曾獲得化學(xué)工業(yè)優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)、工程建設(shè)項(xiàng)目綠色建造設(shè)計(jì)水平評(píng)價(jià)一等成果、安徽省科技成果獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

本期東華故事

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探尋超高壓粉煤加氫氣化項(xiàng)目

實(shí)現(xiàn)煤炭高效清潔利用的奧秘！

粉煤加氫氣化項(xiàng)目是世界首套400 噸/日煤加氫氣化工業(yè)示范項(xiàng)目，也是世界最大規(guī)模壓力7.0MPaG的氫氣超密相輸送干粉煤氣化項(xiàng)目。項(xiàng)目于2018年12月一次開車打通全流程，產(chǎn)出了合格LNG產(chǎn)品及油品，并在第二年實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

LNG及油品

東華科技憑借過硬的設(shè)計(jì)能力和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，助力完成了項(xiàng)目核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備的百噸級(jí)放大開發(fā)和驗(yàn)證，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和工藝體系，樹立了更加清潔的新氣化技術(shù)領(lǐng)域的豐碑。

采用先進(jìn)工藝技術(shù)

實(shí)現(xiàn)煤炭高效清潔利用

2021年，項(xiàng)目完成了由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的示范項(xiàng)目72小時(shí)連續(xù)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)考核。項(xiàng)目碳轉(zhuǎn)化率、甲烷產(chǎn)率等指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計(jì)值，油品品質(zhì)好，附加值高，廢水量及處理難度大幅降低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保優(yōu)勢(shì)明顯。項(xiàng)目能效設(shè)計(jì)值達(dá)到62%，優(yōu)于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平57%；噸標(biāo)煤/千方天然氣設(shè)計(jì)值為1.6，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平；噸水/千方天然氣設(shè)計(jì)值為4.5，優(yōu)于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平5.5。

粉煤及副產(chǎn)品

在項(xiàng)目中，東華科技采用的粉煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)甲烷和芳烴技術(shù)，是一種領(lǐng)先于國(guó)際的新型高效清潔煤氣化技術(shù)。該技術(shù)由新奧科技發(fā)展有限公司（以下簡(jiǎn)稱“新奧科技”）開發(fā)，通過對(duì)煤分級(jí)、分質(zhì)、梯級(jí)利用，革新了煤的能源利用方式，融合了煤制氣和煤制油的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)甲烷合成氣的同時(shí)副產(chǎn)粗苯油、粗芘油、半焦產(chǎn)品。

該技術(shù)高效利用了煤炭資源，實(shí)現(xiàn)了煤到化工及能源產(chǎn)品的一次直接轉(zhuǎn)化，產(chǎn)品及副產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于其他高溫氣化工藝路線，更加清潔環(huán)保。

知識(shí)小貼士

主產(chǎn)品甲烷合成氣可生產(chǎn)液化天然氣，作為家庭用的燃料、車用燃料等。

副產(chǎn)的粗苯油、粗芘油產(chǎn)品組成簡(jiǎn)單，后期分離工藝短，可進(jìn)一步加工生產(chǎn)三苯（苯、甲苯、二甲苯）、芘、萘等高附加值的液相產(chǎn)品，可用于塑料、橡膠、纖維、染料、去污劑、殺蟲劑等。

所得半焦產(chǎn)品可以作為制氫原料，也可以作為高爐側(cè)吹原料或者清潔固體燃料。

能源轉(zhuǎn)化效率低、環(huán)保處理難度大是行業(yè)面臨的痛點(diǎn)難點(diǎn)問題，東華科技在設(shè)計(jì)過程中不斷優(yōu)化工藝，致力于為業(yè)主方提供更加高效的解決方案。

項(xiàng)目系統(tǒng)性地集成了粉煤高壓氫氣密相輸送、多噴嘴碰撞混合進(jìn)料、高溫高壓氣化爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高溫高壓半焦流化冷卻干法排渣、氣體干法凈化除塵、粗煤氣間接冷卻及油品回收等多項(xiàng)先進(jìn)工藝技術(shù)，真正意義上實(shí)現(xiàn)了煤炭的全價(jià)、高效、清潔利用，為我國(guó)能源轉(zhuǎn)型及能源安全創(chuàng)造性地開辟了新的途徑。

直面困境解決設(shè)計(jì)難題

勇創(chuàng)國(guó)際領(lǐng)先水平

東華科技在2000余個(gè)工程項(xiàng)目中積累了大量先進(jìn)技術(shù)的工程轉(zhuǎn)化經(jīng)驗(yàn)，特別是在大型煤化工項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建設(shè)市場(chǎng)長(zhǎng)期處于領(lǐng)先地位。新奧集團(tuán)旗下新奧科技基于國(guó)家科技部“863計(jì)劃”課題支持，先后完成了10 噸/日PDU（process development unit）以及50噸/日中試裝置的設(shè)計(jì)和建設(shè)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，并通過了權(quán)威考核測(cè)試。

旗下新能能源于2015年啟動(dòng)了年產(chǎn)20萬噸穩(wěn)定輕烴項(xiàng)目，旨在進(jìn)一步延伸產(chǎn)品鏈，完成其自主研發(fā)的加氫氣化技術(shù)的工業(yè)化轉(zhuǎn)化。三方因此開啟了合作助推粉煤加氫氣化技術(shù)快速發(fā)展的新篇章。

粉煤加氫氣化項(xiàng)目

氣化主框架

東華科技高度重視，派出各專業(yè)的精兵強(qiáng)將全力以赴，由公司副總經(jīng)理、總工程師吳越峰統(tǒng)籌指揮，配置了3名副總工程師、多名高級(jí)工程師組成的近百人團(tuán)隊(duì)，為項(xiàng)目順利推進(jìn)保駕護(hù)航。

“國(guó)內(nèi)的粉煤加氫氣化技術(shù)開發(fā)起步較晚，多數(shù)僅達(dá)到實(shí)驗(yàn)室小試規(guī)模，國(guó)外也僅僅做到中試規(guī)模。作為世界首套400噸/日規(guī)模的工業(yè)示范項(xiàng)目，沒有其他項(xiàng)目做參考，設(shè)計(jì)面臨的壓力和難題可想而知。”項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)理岳麗英回憶項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程，仍感慨萬千。

加氫氣化爐渣具有高溫高壓、疏松多孔、密度低的特點(diǎn)，傳統(tǒng)排渣方式無法實(shí)現(xiàn)爐渣順利排出、余熱回收及輸送儲(chǔ)存。為尋找更高效實(shí)用的排渣方式，東華科技項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與新奧科技、日本氣化領(lǐng)域的技術(shù)專家多次進(jìn)行方案論證。

粉煤加氫

氣化項(xiàng)目

核心設(shè)備氣化爐

在團(tuán)隊(duì)數(shù)月不分晝夜的奮戰(zhàn)下，東華科技最終首創(chuàng)了氣化爐新型排渣技術(shù)——高溫高壓半焦流化冷卻干法排渣技術(shù)，完美實(shí)現(xiàn)了氣化爐順利排渣，并提高了能源利用效率、解決了污水問題。

針對(duì)氣化爐產(chǎn)物高溫高壓、組成復(fù)雜、含塵量大、磨蝕嚴(yán)重的特點(diǎn)，東華科技創(chuàng)新性地采用了包括高壓旋風(fēng)除塵器、氫氣加熱爐、廢熱鍋爐、粗煤氣高溫過濾器、兩級(jí)分離、余熱回收等關(guān)鍵設(shè)備組成的加氫氣化合成氣凈化分離工藝系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了氣固油三相分離和能量的梯級(jí)利用，解決了傳統(tǒng)煤氣化廢水產(chǎn)量大、難處理的行業(yè)難題和痛點(diǎn)。

千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金。經(jīng)過近三年的努力，東華科技項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)圓滿完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，形成了完整的煤加氫氣化工藝系統(tǒng)技術(shù)。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的加氫氣化爐、半焦冷卻流化床等多套首次開發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備得到了工業(yè)化驗(yàn)證，完成了世界上壓力最高（7.0MPaG）粉煤氣流床工業(yè)化項(xiàng)目創(chuàng)新工程實(shí)踐。

東華科技在該項(xiàng)目中創(chuàng)新的高揮發(fā)分粉煤制備與干燥工藝的控制系統(tǒng)及方法、一種加氫氣化合成氣的凈化分離系統(tǒng)及其工藝、一種超輕細(xì)料連續(xù)制漿設(shè)備及制漿方法等取得了發(fā)明專利認(rèn)證，半焦流化床獲得了專有技術(shù)認(rèn)證，進(jìn)一步提升了公司在氣化領(lǐng)域的綜合實(shí)力。

綠色發(fā)展

自1963年建立化學(xué)工業(yè)部第三設(shè)計(jì)院（東華科技前身）開始，東華科技始終致力于綠色化工理念和低碳技術(shù)工程轉(zhuǎn)化的集成創(chuàng)新。本次項(xiàng)目獲得“安徽省優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)”，是安徽省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳給予東華科技的最大褒獎(jiǎng)，也是對(duì)東華科技在超高壓粉煤氣化領(lǐng)域設(shè)計(jì)能力的充分肯定。

當(dāng)下，東華科技緊跟國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略，踐行綠色發(fā)展理念，高舉技術(shù)創(chuàng)新旗幟，為實(shí)現(xiàn)煤炭能源清潔高效利用奮勇爭(zhēng)先。同時(shí)，公司充分利用自身工程優(yōu)勢(shì)，積極借鑒國(guó)內(nèi)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，打造東華科技綠色發(fā)展品牌。

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