煤炭气化转化利用是煤炭最重要的利用方式之一,也是煤化工的源头,研发煤种适应性强的煤气化技术,是行业企业的重大需求。高碱煤是一种灰中碱性金属含量高(钠、钾、钙、铁)的煤种,在我国储量丰富,尤其是新疆准东地区,预测储量高达3900亿吨,可满足我国煤炭资源使用约一百年。但由于高碱煤灰熔点低,结渣和沾污问题突出,严重制约了新疆准东煤的大规模气化转化利用。
研究所循环流化床实验室针对高碱煤气化防结渣技术难题,在北京市科技计划课题“煤气化效率及原料适应性提升关键技术研究”的资助下,开展了循环流化床煤气化防结渣机理和中试的系统研究工作,为高碱煤气化转化利用提供重要解决方案。团队通过对高碱煤气化炉运行的分析,明晰了炉膛和返料器结渣的原因;对高碱煤结渣机理分析,建立了高碱煤物性数据库,提出了高碱煤结渣预测模型和防结渣模型;针对气化炉炉膛结渣瓶颈问题,开发了密相区物料分选耦合反应调控技术、气化剂分级反应过程强化技术;针对返料器结渣问题,开发了防结渣返料技术;基于机理研究、关键技术开发及系统集成,完成了2.5t/d循环流化床高碱煤气化中试验证,实现连续稳定运行,超额完成课题考核指标,通过了专家的现场考核鉴定。以上研究为新疆宜化60000 m3/h循环流化床高钠煤气化装置和贵州宏盛60000 m3/h循环流化床高钾无烟煤气化装置的投运提供了数据支持。
截至目前,团队已在Fuel、Journal of the Energy Institute、Energy & Fuels、Fuel Processing Technology和中国粉体技术等国内外期刊发表科技论文14篇(其中,11篇SCI论文、2篇EI论文和1篇中文核心论文),进行口头学术会议报告2次。