超高压粉煤加氢气化项目实现煤炭高效清洁利用的奥秘

东华故事第47期

日前，安徽省城乡住房建设工作会议在合肥召开，会议对安徽省劳动竞赛先进个人、安徽省优秀环卫企业、2021年安徽省优秀勘察设计奖等相关先进集体和个人进行了表彰，东华科技（002140）多个项目荣获2021年安徽省优秀勘察设计奖。

其中，东华科技设计的新能能源有限公司（以下简称“新能能源”）20万吨/年稳定轻烃项目粉煤加氢气化工程（以下简称“粉煤加氢气化项目”）荣获安徽省优秀勘察设计一等奖。此前，项目还曾获得化学工业优质工程奖、工程建设项目绿色建造设计水平评价一等成果、安徽省科技成果奖等多个奖项。

本期东华故事

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探寻超高压粉煤加氢气化项目

实现煤炭高效清洁利用的奥秘！

粉煤加氢气化项目是世界首套400 吨/日煤加氢气化工业示范项目，也是世界最大规模压力7.0MPaG的氢气超密相输送干粉煤气化项目。项目于2018年12月一次开车打通全流程，产出了合格LNG产品及油品，并在第二年实现了连续稳定运行。

LNG及油品

东华科技凭借过硬的设计能力和优质的服务，助力完成了项目核心技术和关键设备的百吨级放大开发和验证，形成了具有自主知识产权的核心技术和工艺体系，树立了更加清洁的新气化技术领域的丰碑。

采用先进工艺技术

实现煤炭高效清洁利用

2021年，项目完成了由中国石油和化学工业联合会组织的示范项目72小时连续运行现场考核。项目碳转化率、甲烷产率等指标优于设计值，油品品质好，附加值高，废水量及处理难度大幅降低，技术经济、环保优势明显。项目能效设计值达到62%，优于国内先进水平57%；吨标煤/千方天然气设计值为1.6，达到国内先进水平；吨水/千方天然气设计值为4.5，优于国内先进水平5.5。

粉煤及副产品

在项目中，东华科技采用的粉煤加氢气化联产甲烷和芳烃技术，是一种领先于国际的新型高效清洁煤气化技术。该技术由新奥科技发展有限公司（以下简称“新奥科技”）开发，通过对煤分级、分质、梯级利用，革新了煤的能源利用方式，融合了煤制气和煤制油的优势，可以实现在生产甲烷合成气的同时副产粗苯油、粗芘油、半焦产品。

该技术高效利用了煤炭资源，实现了煤到化工及能源产品的一次直接转化，产品及副产品的技术经济性优于其他高温气化工艺路线，更加清洁环保。

知识小贴士

主产品甲烷合成气可生产液化天然气，作为家庭用的燃料、车用燃料等。

副产的粗苯油、粗芘油产品组成简单，后期分离工艺短，可进一步加工生产三苯（苯、甲苯、二甲苯）、芘、萘等高附加值的液相产品，可用于塑料、橡胶、纤维、染料、去污剂、杀虫剂等。

所得半焦产品可以作为制氢原料，也可以作为高炉侧吹原料或者清洁固体燃料。

能源转化效率低、环保处理难度大是行业面临的痛点难点问题，东华科技在设计过程中不断优化工艺，致力于为业主方提供更加高效的解决方案。

项目系统性地集成了粉煤高压氢气密相输送、多喷嘴碰撞混合进料、高温高压气化炉结构设计、高温高压半焦流化冷却干法排渣、气体干法净化除尘、粗煤气间接冷却及油品回收等多项先进工艺技术，真正意义上实现了煤炭的全价、高效、清洁利用，为我国能源转型及能源安全创造性地开辟了新的途径。

直面困境解决设计难题

勇创国际领先水平

东华科技在2000余个工程项目中积累了大量先进技术的工程转化经验，特别是在大型煤化工项目的设计和建设市场长期处于领先地位。新奥集团旗下新奥科技基于国家科技部“863计划”课题支持，先后完成了10 吨/日PDU（process development unit）以及50吨/日中试装置的设计和建设，实现长周期稳定运行，并通过了权威考核测试。

旗下新能能源于2015年启动了年产20万吨稳定轻烃项目，旨在进一步延伸产品链，完成其自主研发的加氢气化技术的工业化转化。三方因此开启了合作助推粉煤加氢气化技术快速发展的新篇章。

粉煤加氢气化项目

气化主框架

东华科技高度重视，派出各专业的精兵强将全力以赴，由公司副总经理、总工程师吴越峰统筹指挥，配置了3名副总工程师、多名高级工程师组成的近百人团队，为项目顺利推进保驾护航。

“国内的粉煤加氢气化技术开发起步较晚，多数仅达到实验室小试规模，国外也仅仅做到中试规模。作为世界首套400吨/日规模的工业示范项目，没有其他项目做参考，设计面临的压力和难题可想而知。”项目设计经理岳丽英回忆项目设计过程，仍感慨万千。

加氢气化炉渣具有高温高压、疏松多孔、密度低的特点，传统排渣方式无法实现炉渣顺利排出、余热回收及输送储存。为寻找更高效实用的排渣方式，东华科技项目团队与新奥科技、日本气化领域的技术专家多次进行方案论证。

粉煤加氢

气化项目

核心设备气化炉

在团队数月不分昼夜的奋战下，东华科技最终首创了气化炉新型排渣技术——高温高压半焦流化冷却干法排渣技术，完美实现了气化炉顺利排渣，并提高了能源利用效率、解决了污水问题。

针对气化炉产物高温高压、组成复杂、含尘量大、磨蚀严重的特点，东华科技创新性地采用了包括高压旋风除尘器、氢气加热炉、废热锅炉、粗煤气高温过滤器、两级分离、余热回收等关键设备组成的加氢气化合成气净化分离工艺系统，实现了气固油三相分离和能量的梯级利用，解决了传统煤气化废水产量大、难处理的行业难题和痛点。

千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。经过近三年的努力，东华科技项目团队圆满完成了设计任务，形成了完整的煤加氢气化工艺系统技术。团队设计的加氢气化炉、半焦冷却流化床等多套首次开发的关键设备得到了工业化验证，完成了世界上压力最高（7.0MPaG）粉煤气流床工业化项目创新工程实践。

东华科技在该项目中创新的高挥发分粉煤制备与干燥工艺的控制系统及方法、一种加氢气化合成气的净化分离系统及其工艺、一种超轻细料连续制浆设备及制浆方法等取得了发明专利认证，半焦流化床获得了专有技术认证，进一步提升了公司在气化领域的综合实力。

绿色发展

自1963年建立化学工业部第三设计院（东华科技前身）开始，东华科技始终致力于绿色化工理念和低碳技术工程转化的集成创新。本次项目获得“安徽省优秀勘察设计一等奖”，是安徽省住房和城乡建设厅给予东华科技的最大褒奖，也是对东华科技在超高压粉煤气化领域设计能力的充分肯定。

当下，东华科技紧跟国家“双碳”战略，践行绿色发展理念，高举技术创新旗帜，为实现煤炭能源清洁高效利用奋勇争先。同时，公司充分利用自身工程优势，积极借鉴国内国际先进技术，打造东华科技绿色发展品牌。

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