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焦爐設備氣綜合利用技術有了新路徑
發布時間:
2024-09-05
焦爐設備隨著能源緊缺問題的日漸突出和節能減排要求的日益緊迫，焦爐氣的應用價值已經引起行業的足夠重視。焦爐氣制天然氣因其轉化利用效率高、廢棄物排放少、投資成本低等優勢成為焦爐氣綜合利用技術開發的熱門領域。近日，從新奧新能(北京)科技有限公司傳出消息，該公司與新奧科技發展有限公司經過近5年聯合攻關研發成功焦爐氣合成天然氣預還原催化劑及工藝，并已完成噸級規模的催化劑工業化試生產。目前，利用該工藝建設的1000標準立方米/天焦爐氣制天然氣中試裝置已累計平穩運行10000小時。
焦爐氣合成天然氣預還原催化劑及工藝通過了河北省科技成果轉化中心組織的成果鑒定。業內人士評價，該項目的開發成功，為我國焦爐煤氣的綜合利用提供了一條新途徑，可使反應氣中CO和CO2轉化更完全，直接進入甲烷液化裝置，能量利用更合理，經濟效益、環境效益和社會效益顯著。
焦爐設備煤基能源利用走出新路
作為新奧集團從事煤基清潔能源領域技術研究與開發的高新技術企業，新奧新能(北京)科技有限公司(以下簡稱為新能科技)從事煤的潔凈利用及其相關領域研究，多年來堅持走自主創新和合作開發相結合的道路，建成了從基礎研究，應用研究到工程開發較為完備的科研開發體系，逐步形成了具有自主知識產權的核心技術，有效地推進了煤基潔凈能源技術和產業化發展。
新能科技組織科研人員經過技術調研，確立了焦爐氣合成天然氣預還原型催化劑及其工藝的研究方向，加入了我國焦爐氣綜合利用技術的研發大軍。
為何選擇這個方向，新能科技總經理常俊石向筆者道出了原委：作為世界上焦炭生產國，我國的焦爐氣燃燒排放或直接排放，造成嚴重的環境污染和大量的能源浪費，已成為不爭的事實。雖然，焦爐氣制甲醇和生產尿素都是實現以“化”帶“焦”的重要途徑，但市場波動、國家政策的限制，以及能源利用要求的提高都迫切需要開拓新的焦爐氣綜合利用技術。
焦爐氣的主要成分是CH4、CO、CO2和H2，可以作為燃氣使用，因其含有大量的CO和H2、熱值相對較低且雜質較多給城鎮輸送和使用帶來諸多不便。常俊石介紹，如果將焦爐氣中的CO、CO2轉化成甲烷，可以提高燃氣中甲烷的含量，增加燃氣的熱值，提升燃氣的品質，使其達到天然氣的標準。
天然氣是一種清潔能源，焦爐氣合成天然氣的成本比煤制天然氣有更大競爭力，既符合國家的能源政策，其充分、合理利用工業排放氣資源，減少溫室氣體排放，同時又能為企業帶來巨大的經濟效益，因此焦爐氣合成天然氣是一個高附加價值的產品。
明確了方向，新能科技聯合新奧科技發展有限公司立即組成了核心技術研發團隊，并確立了合成低成本天然氣，實現低能耗、高效率、近零排放的技術目標。2006年8月該項目的研發技術方案通過評審，開始進行實驗室研究。
焦爐氣合成天然氣預還原催化劑及工藝項目由2006年開始至2010年中試實驗結束歷經約5年時間。項目負責人之一的新能科技高級工程師蔣建明介紹說，核心技術研發團隊由15名科研人員組成，其中博士、碩士8人，參加中試試驗裝置設計人員18人，參加中試基地建設和日常運行人員32人。項目研發期間，投入使用的試驗及測試設備儀器627件套，總價值1.98億元。大型儀器設備主要包括化學/物理吸附儀、激光粒度儀、等離子發射光譜儀、X-射線衍射儀、差熱-熱重分析儀、硫分析儀、紫外可見光分光光度計、氣相色譜儀等現代化大型分析儀器，以及數套催化劑評價裝置等。用于焦爐氣合成天然氣小試及中試試驗運行費用超過2000萬元。
高性能催化劑取得突破
焦爐設備焦爐氣合成甲烷是一個較復雜的反應體系，反應特點主要有兩個：其一是CO、CO2與H2的甲烷合成反應是強放熱反應，其二是CO和CH4的析碳反應會使催化劑失活。抓住了這兩個反應特點，科研人員很快打開了實現“低能耗、高效率、近零排放”技術目標的一扇扇門。
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