國家“863”攻關(guān)課題——新型氣化爐

　　日前，《中國大型煤炭企業(yè)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式研究》課題啟動會在山東兗礦集團(tuán)召開。該課題研究為兗礦集團(tuán)發(fā)揮科技優(yōu)勢走低碳發(fā)展之路將作出經(jīng)驗(yàn)性總結(jié)，在后危機(jī)時代，為中國煤炭大型企業(yè)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式提供范本。

　　中國潔凈煤技術(shù)分為煤炭加工、煤炭高效潔凈燃燒、煤炭轉(zhuǎn)化污染排放控制與廢棄物處理四個領(lǐng)域十四項(xiàng)技術(shù)。長期以來，兗礦集團(tuán)立足“產(chǎn)學(xué)研”高端，研發(fā)出一大批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的科技成果，基本涵蓋這十四項(xiàng)技術(shù)，其中不乏世界領(lǐng)先的潔凈煤技術(shù)。今年兩會期間，兗礦集團(tuán)董事局主席、黨委書記耿加懷表示，兗礦集團(tuán)發(fā)揮核心技術(shù)優(yōu)勢，已經(jīng)形成了自主產(chǎn)權(quán)技術(shù)群。利用技術(shù)優(yōu)勢發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是兗礦集團(tuán)自身發(fā)展的需要，也是中國煤炭企業(yè)發(fā)展的方向。

　　潔凈煤技術(shù)第一步

　　煤化工產(chǎn)業(yè)的源頭是煤炭氣化，兗礦集團(tuán)是世界上唯一同時掌握水煤漿氣化和粉煤加壓氣化技術(shù)的企業(yè)。水煤漿氣化爐是在借鑒氣化爐的鼻祖美國德士古公司的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計開發(fā)出對置式四噴嘴氣化爐。該技術(shù)的掌握，不僅打破了美國企業(yè)壟斷氣化爐市場的局面，德士古公司還反過來向兗礦集團(tuán)購買該項(xiàng)專利。

　　“十五”期間，多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)示范階段。華東理工大學(xué)、兗礦集團(tuán)有限公司共同承擔(dān)“十五”國家“863”計劃新型水煤漿氣化技術(shù)，利用2臺日處理1150噸煤的多噴嘴對置式水煤漿氣化爐配套生產(chǎn)24萬噸甲醇、聯(lián)產(chǎn)8萬千瓦發(fā)電，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)98.8％，有效氣成分提高2—3個百分點(diǎn)，CO2含量降低2—3個百分點(diǎn)，年節(jié)能量達(dá)到1.2萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。自2005年工業(yè)示范裝置成功建設(shè)運(yùn)行以來，該技術(shù)不斷得到推廣應(yīng)用，正在建設(shè)和運(yùn)行的有兗礦國泰、江蘇靈谷、江蘇索普、神華寧煤等13家企業(yè)，共計40臺氣化爐?，F(xiàn)已投入工業(yè)運(yùn)行的有5家企業(yè)，裝置運(yùn)行情況良好，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)。

　　多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)打破了國外跨國公司對水煤漿氣化技術(shù)的壟斷，將為化肥行業(yè)的技術(shù)改造、煤炭液化、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）、煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展提供龍頭和關(guān)鍵技術(shù)。

　　IGCC和UCC兼顧效益與清潔

　　“十五”期間，兗礦集團(tuán)建成了國內(nèi)首個IGCC發(fā)電與甲醇聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。兗礦國泰化工有限公司根據(jù)甲醇和醋酸的正常生產(chǎn)過程中產(chǎn)生一定的弛放氣及尾氣的情況，充分發(fā)揮自身人才和技術(shù)優(yōu)勢積極的進(jìn)行了節(jié)能技術(shù)改造，將排放的馳放氣及尾氣充分回收并送燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行發(fā)電。另外，發(fā)電過程中產(chǎn)生的高溫余熱通過鍋爐回收生產(chǎn)中壓蒸汽，再用作下級化工生產(chǎn)或發(fā)電。該技術(shù)把潔凈煤生產(chǎn)甲醇和高效的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合，又有極好的節(jié)能環(huán)保性能，是一種有發(fā)展前景的潔凈煤電、化技術(shù)。

　　2006年4月總投資15.8億元的示范系統(tǒng)投入商業(yè)運(yùn)行。聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)總能利用率達(dá)到了57.16%，較同比甲醇、發(fā)電獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)提高了3.14個百分點(diǎn)。供電效率、氮氧化物排放濃度、硫化物排放濃度等各項(xiàng)工藝指標(biāo)良好，消耗指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于獨(dú)立分產(chǎn)的指標(biāo)。在運(yùn)行過程中系統(tǒng)可靠、可柔性運(yùn)行，即根據(jù)需要調(diào)整甲醇產(chǎn)量與發(fā)電的產(chǎn)量比。自2006年建成至2008年12月，該系統(tǒng)累計生產(chǎn)甲醇82.6萬噸，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)上網(wǎng)發(fā)電量為9.2億千瓦時，系統(tǒng)可用率逐年提高到93%，可靠性達(dá)97%，每年可使50萬噸環(huán)保限采的高硫煤得以利用。這些實(shí)踐首次證明了我國發(fā)展煤基多聯(lián)產(chǎn)可行性。

　　中國工程院院士倪維斗表示：“毫無疑問，耦合了發(fā)電和化工的系統(tǒng)肯定比純粹的IGCC發(fā)電和煤化工系統(tǒng)都要好。如果兩者結(jié)合得好，把物質(zhì)流、能量流的梯級利用做好，肯定效益好。”

　　超潔凈煤技術(shù)（UCC）是繼IGCC后兗礦集團(tuán)在2009年收購澳大利亞菲利克斯公司后擁有的專利技術(shù)，UCC主要用于生產(chǎn)高純度化學(xué)精煤，這種煤的灰分量小于0.1%，可成為天然氣的替代燃料，具有十分顯著的環(huán)保潛力和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢：它在燃?xì)庹羝麥u輪聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)上的應(yīng)用可減少20%-30%的溫室氣體排放；此外，它能將燃料發(fā)電的轉(zhuǎn)換效能提高至50%-55%，而相比之下澳大利亞發(fā)電廠的平均燃煤轉(zhuǎn)換率僅為33%-35%。目前UCC能源公司已在新南威爾士獵人谷地區(qū)開展了試運(yùn)行測試，生產(chǎn)出的超潔凈煤被送至日本進(jìn)行評估，評估結(jié)果顯示該產(chǎn)品在燃?xì)鉁u輪連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時具有十分理想的效能。