来源：中国化工报
在近日举行的2021中国(安徽)科技创新成果转化交易会上，中科院工程热物理研究所开发的循环流化床煤气化(CGAS)技术开发及产业化项目引发业界关注。该技术的产业化主体——中科合肥煤气化技术有限公司相关负责人表示，CGAS技术具有高通量、高密度的特点，可以提供低成本和低能耗的煤气化系统解决方案，且煤种适应性广，“三废”排放少，制气成本低，减碳效果明显，是煤化工实现碳达峰、碳中和目标的重要技术抓手。
节能减排效果明显
据技术开发方中科院工程热物理研究所研究员吕清刚介绍，中科院工程热物理研究所就循环流化床技术在煤及多种燃料和废弃物的燃烧与气化转化方面开展了长期的系统研究，突破了能量循环、高碳循环、可靠运行方面的八大核心技术难题，成功开发CGAS技术，有效解决了传统煤气化技术煤种适应性差、污染重、成本高等问题，大幅降低了二氧化碳排放，可广泛应用于合成氨等化工行业以及钢铁、有色金属、建材、机械加工等行业。
行业数据显示，目前我国有40%以上的合成氨企业采用固定床煤气化技术，年产合成氨约2000多万吨，气化工序能耗约占整个生产工艺能耗的60%以上。如采用CGAS技术替代固定床煤气化技术，仅合成氨行业每年就可减排约1000万吨二氧化碳。
产业化实现突破
为加快这项技术的产业化推广，2016年中科院工程热物理研究所与安徽巢湖经济开发区合作成立中科合肥煤气化技术有限公司，专门进行CGAS技术的推广应用。2020年，中合气化在新疆宜化化工有限公司、贵州宏盛化工有限公司分别建设了全国首套以无烟煤和高碱煤为原料的循环流化床煤气化装置，实现了从0到1的突破。
新疆宜化CGAS煤气化装置于2020年9月投运，项目采用3台60000Nm3/h常压循环流化床富氧气化炉替代了原有的20台常压固定床富氧连续气化炉制合成气，解决了当地高碱煤由于强沾污、易结焦、灰熔点波动大、成浆性差等导致的难气化问题，吨氨成本降低200余元，吨氨碳减排226千克。
同年5月，贵州宏盛化工年产30万吨合成氨气头改造项目一期核心设备60000Nm3/h循环流化床气化炉一次点火成功，用1台气化炉替代了原有的20台间歇式固定床，大大提升煤气化过程自动化程度，消除老工艺产生的焦油、酚氰废水等危废，实现了节能降本。
近年来，中合气化还建设了多个首台套示范工程，CGAS技术在化工、建材、钢铁、机械、玻璃、陶瓷等不同领域等到应用，验证了其对不同煤种的强适应性。
中合气化积极响应国家“一带一路”建设，承建了印尼象盛循环流化床富氧煤气化项目。该项目规划建设8台80000Nm3//h循环流化床气化炉，建成后将成为全球钢铁行业规模最大的循环流化床气化炉系统。目前已有3台气化炉完成建设并投运，解决了此前工艺的噪声及污染问题，大幅降低了褐煤的深加工能耗。
再下一城飞灰变资源
在CGAS技术产业化技术不断推进的基础上，中科院工程热物理研究所研究团队持续发力，针对煤气化产生的飞灰残渣展开新的攻关。
吕清刚介绍，气流床与流化床气化技术均会产生一定热值的气化飞灰。据预测，随着我国煤化工产业的发展，未来2~3年气化细粉灰量将达到1亿吨/年 ，如果得不到妥善处理，不仅造成资源浪费，还将带来不小的环境问题。
“事实上，气化飞灰含碳量高达30%~50%，热值达到2000~4000kcal/kg，是非常有价值的资源。利用好飞灰中的未燃碳，可提高煤气化系统整体能量利用效率与系统经济效益，同时也可创造良好的环境效益与社会效益。”吕清刚表示。
该团队开发了飞灰预热气化技术、飞灰残炭燃烧技术，实现了气化飞灰大规模资源化利用，与循环流化床气化技术配合，可实现对煤炭的清洁高效梯级利用，达成煤气热电三联产，最大程度将煤炭“吃干榨净”，更好地实现节能减排。
据悉，目前中合气化已与山东、河南等地多家企业就气化飞灰利用展开合作，相关项目正在有序推进中。
