超高壓粉煤加氫氣化項目實現煤炭高效清潔利用的奧秘

東華故事第47期

日前，安徽省城鄉住房建設工作會議在合肥召開，會議對安徽省勞動競賽先進個人、安徽省優秀環衛企業、2021年安徽省優秀勘察設計獎等相關先進集體和個人進行了表彰，東華科技（002140）多個項目榮獲2021年安徽省優秀勘察設計獎。

其中，東華科技設計的新能能源有限公司（以下簡稱“新能能源”）20萬噸/年穩定輕烴項目粉煤加氫氣化工程（以下簡稱“粉煤加氫氣化項目”）榮獲安徽省優秀勘察設計一等獎。此前，項目還曾獲得化學工業優質工程獎、工程建設項目綠色建造設計水平評價一等成果、安徽省科技成果獎等多個獎項。

本期東華故事

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探尋超高壓粉煤加氫氣化項目

實現煤炭高效清潔利用的奧秘！

粉煤加氫氣化項目是世界首套400 噸/日煤加氫氣化工業示范項目，也是世界最大規模壓力7.0MPaG的氫氣超密相輸送干粉煤氣化項目。項目于2018年12月一次開車打通全流程，產出了合格LNG產品及油品，并在第二年實現了連續穩定運行。

LNG及油品

東華科技憑借過硬的設計能力和優質的服務，助力完成了項目核心技術和關鍵設備的百噸級放大開發和驗證，形成了具有自主知識產權的核心技術和工藝體系，樹立了更加清潔的新氣化技術領域的豐碑。

采用先進工藝技術

實現煤炭高效清潔利用

2021年，項目完成了由中國石油和化學工業聯合會組織的示范項目72小時連續運行現場考核。項目碳轉化率、甲烷產率等指標優于設計值，油品品質好，附加值高，廢水量及處理難度大幅降低，技術經濟、環保優勢明顯。項目能效設計值達到62%，優于國內先進水平57%；噸標煤/千方天然氣設計值為1.6，達到國內先進水平；噸水/千方天然氣設計值為4.5，優于國內先進水平5.5。

粉煤及副產品

在項目中，東華科技采用的粉煤加氫氣化聯產甲烷和芳烴技術，是一種領先于國際的新型高效清潔煤氣化技術。該技術由新奧科技發展有限公司（以下簡稱“新奧科技”）開發，通過對煤分級、分質、梯級利用，革新了煤的能源利用方式，融合了煤制氣和煤制油的優勢，可以實現在生產甲烷合成氣的同時副產粗苯油、粗芘油、半焦產品。

該技術高效利用了煤炭資源，實現了煤到化工及能源產品的一次直接轉化，產品及副產品的技術經濟性優于其他高溫氣化工藝路線，更加清潔環保。

知識小貼士

主產品甲烷合成氣可生產液化天然氣，作為家庭用的燃料、車用燃料等。

副產的粗苯油、粗芘油產品組成簡單，后期分離工藝短，可進一步加工生產三苯（苯、甲苯、二甲苯）、芘、萘等高附加值的液相產品，可用于塑料、橡膠、纖維、染料、去污劑、殺蟲劑等。

所得半焦產品可以作為制氫原料，也可以作為高爐側吹原料或者清潔固體燃料。

能源轉化效率低、環保處理難度大是行業面臨的痛點難點問題，東華科技在設計過程中不斷優化工藝，致力于為業主方提供更加高效的解決方案。

項目系統性地集成了粉煤高壓氫氣密相輸送、多噴嘴碰撞混合進料、高溫高壓氣化爐結構設計、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先進工藝技術，真正意義上實現了煤炭的全價、高效、清潔利用，為我國能源轉型及能源安全創造性地開辟了新的途徑。

直面困境解決設計難題

勇創國際領先水平

東華科技在2000余個工程項目中積累了大量先進技術的工程轉化經驗，特別是在大型煤化工項目的設計和建設市場長期處于領先地位。新奧集團旗下新奧科技基于國家科技部“863計劃”課題支持，先后完成了10 噸/日PDU（process development unit）以及50噸/日中試裝置的設計和建設，實現長周期穩定運行，并通過了權威考核測試。

旗下新能能源于2015年啟動了年產20萬噸穩定輕烴項目，旨在進一步延伸產品鏈，完成其自主研發的加氫氣化技術的工業化轉化。三方因此開啟了合作助推粉煤加氫氣化技術快速發展的新篇章。

粉煤加氫氣化項目

氣化主框架

東華科技高度重視，派出各專業的精兵強將全力以赴，由公司副總經理、總工程師吳越峰統籌指揮，配置了3名副總工程師、多名高級工程師組成的近百人團隊，為項目順利推進保駕護航。

“國內的粉煤加氫氣化技術開發起步較晚，多數僅達到實驗室小試規模，國外也僅僅做到中試規模。作為世界首套400噸/日規模的工業示范項目，沒有其他項目做參考，設計面臨的壓力和難題可想而知。”項目設計經理岳麗英回憶項目設計過程，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，傳統排渣方式無法實現爐渣順利排出、余熱回收及輸送儲存。為尋找更高效實用的排渣方式，東華科技項目團隊與新奧科技、日本氣化領域的技術專家多次進行方案論證。

粉煤加氫

氣化項目

核心設備氣化爐

在團隊數月不分晝夜的奮戰下，東華科技最終首創了氣化爐新型排渣技術——高溫高壓半焦流化冷卻干法排渣技術，完美實現了氣化爐順利排渣，并提高了能源利用效率、解決了污水問題。

針對氣化爐產物高溫高壓、組成復雜、含塵量大、磨蝕嚴重的特點，東華科技創新性地采用了包括高壓旋風除塵器、氫氣加熱爐、廢熱鍋爐、粗煤氣高溫過濾器、兩級分離、余熱回收等關鍵設備組成的加氫氣化合成氣凈化分離工藝系統，實現了氣固油三相分離和能量的梯級利用，解決了傳統煤氣化廢水產量大、難處理的行業難題和痛點。

千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金。經過近三年的努力，東華科技項目團隊圓滿完成了設計任務，形成了完整的煤加氫氣化工藝系統技術。團隊設計的加氫氣化爐、半焦冷卻流化床等多套首次開發的關鍵設備得到了工業化驗證，完成了世界上壓力最高（7.0MPaG）粉煤氣流床工業化項目創新工程實踐。

東華科技在該項目中創新的高揮發分粉煤制備與干燥工藝的控制系統及方法、一種加氫氣化合成氣的凈化分離系統及其工藝、一種超輕細料連續制漿設備及制漿方法等取得了發明專利認證，半焦流化床獲得了專有技術認證，進一步提升了公司在氣化領域的綜合實力。

綠色發展

自1963年建立化學工業部第三設計院（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工程轉化的集成創新。本次項目獲得“安徽省優秀勘察設計一等獎”，是安徽省住房和城鄉建設廳給予東華科技的最大褒獎，也是對東華科技在超高壓粉煤氣化領域設計能力的充分肯定。

當下，東華科技緊跟國家“雙碳”戰略，踐行綠色發展理念，高舉技術創新旗幟，為實現煤炭能源清潔高效利用奮勇爭先。同時，公司充分利用自身工程優勢，積極借鑒國內國際先進技術，打造東華科技綠色發展品牌。

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