由中科清能燃氣技術(北京)有限公司聯合山東諾泰科技環保有限公司共同研發完成的我國首套日處理量1000噸級氣化渣(一期)資源化利用裝置(簡稱:示范裝置)于2024年6月底在新疆維吾爾自治區某固廢處置產業園投產運行,截至目前裝置運行平穩,并通過了168小時性能考核測試。
該示范裝置以水煤漿氣化爐產生氣化灰渣為原料,可將含水率50%,含碳量35%左右(干基)的氣化灰渣脫碳至0.5%以下,脫水至近0%,最終實現氣化渣脫碳率99%以上,脫水率近100%。2024年11月上旬,該裝置還試燒了干煤粉氣流床氣化爐產生的氣化濾餅,運行結果表明:該示范裝置對干煤粉氣流床氣化爐產生的氣化濾餅具有相同的脫水脫碳效果。眾所周知,干煤粉氣化濾餅相較水煤漿氣化濾餅具有更低的含碳量和更細的粒徑分布,脫水脫碳技術難度更大。該示范裝置能夠對兩種氣流床爐型產生的氣化濾餅表現出相同的高脫水率和高脫碳率,可充分驗證該示范裝置的技術先進性和可靠性。下圖為干煤粉氣流床氣化爐氣化濾餅脫水脫碳前后樣品對比照片。

圖1:氣化濾餅到場照片

圖2:氣化濾餅試燒后的飛灰樣品
截至目前,我國每年產生的氣化渣總量約為7000萬噸的規模,隨著煤化工新周期的啟動,到2027年預計氣化渣每年產生的總量將突破1億噸,隨著氣化渣產量的逐年增加,氣化渣的資源化利用已經成為煤化工企業迫在眉睫要解決問題。
氣化渣難于實現資源化利用的原因主要基于氣化渣的以下特點:
氣化渣空隙發達,比表面積大,水分高,深度脫水難度大;
殘碳高(30%左右),且經過了氣流床高溫環境,殘碳活性大大降低,普通燃燒難于脫碳;
氣化渣水分高、粒徑小、著火溫度高,燃燒指數差,普通鍋爐摻燒難度大。
煤化工企業產生氣化渣目前尚沒有很好的處理辦法,多數企業需要填埋,造成資源浪費,由于填埋量巨大,配套填埋場已經無法容納,填埋的成本逐年提高,迫于經濟壓力和環保壓力,企業必須尋找其他資源化處理辦法。
該示范裝置的成功運行突破了氣化渣資源化綜合利用的技術瓶頸,為我國氣化渣資源化循環利用探索出一條新的出路,對我國實現“煤炭清潔高效利用”和“固廢資源循環再利用”具有重大示范意義!
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