河南能源化工集團所屬煤氣化公司義馬氣化廠在國內率先將CO2返爐技術工業(yè)化運用到碎煤加壓氣化工藝中,較好地解決了碎煤加壓氣化工藝中碳有效轉化率偏低的弊病。該工藝在一定程度上提高了氣化反應的碳利用率,降低了蒸汽消耗,同時也減少了CO2廢氣和污水排放量,經濟和環(huán)保效益顯著。
項目參與人之一、氣化分廠廠長宋軍麗介紹說,CO2返爐制取CO技術較好解決了現有碎煤固定床加壓氣化工藝碳利用率低、蒸汽耗量大、污水處理負荷高和碳資源浪費等難題。宋軍麗為記者算了一筆賬:按照義馬氣化廠現有裝備產能,采用CO2返爐制取CO技術后,每小時大約可多產750標準立方米的有效氣體,每立方米煤氣按0.65元計算,每年可多創(chuàng)收390萬元,同時年可減少CO2排放量2700萬立方米。與完全新建一套同規(guī)模CO2制取CO生產裝置相比,采用該技術可節(jié)約大量建設資金。
碎煤加壓氣化工藝以德國魯奇固定床加壓氣化爐為代表,是當前較為先進的煤炭加壓氣化技術之一。由于其具有技術成熟、投資相對較小,煤種適應范圍較廣和產出氣中甲烷含量較高等特點,被國內外廣泛運用于城市煤氣生產和煤制天然氣等行業(yè),在我國也具有較高的市場占有率。據了解,目前國內已使用或在建的采用該項技術的氣化爐臺數超過百臺。但與殼牌加壓氣化工藝和水煤漿加壓氣化技術相比,魯奇加壓氣化技術存在碳有效轉化率偏低等不足。
為解決這一問題,義馬氣化廠多年前就開始了CO2回收再利用技術的研究和探索,經過多次試驗,終于將該技術全面投入工業(yè)化生產。經過兩年多的生產運行和不斷完善,目前裝置的實際運行效果良好。
宋軍麗告訴記者,受工藝因素影響,碎煤加壓氣化工藝生成的粗煤氣中含有大量的CO2,如果不加以利用,會造成碳元素的大量流失,既不經濟也不環(huán)保。通過將分離出的CO2壓縮后再返送回氣化爐,可替代部分水蒸氣作為氣化劑使用,在氣化爐內的還原層再次參與氣化反應,與C反應生成CO。此將既提高了煤氣中CO的含量,同時也使CO2得到充分利用,還減少了加壓氣化過程中的蒸汽消耗,集環(huán)保和節(jié)能于一身,具有較高的經濟效益和社會效益。