焦?fàn)t設(shè)備氣綜合利用技術(shù)有了新路徑

發(fā)布時間:

2024-09-05

焦?fàn)t設(shè)備隨著能源緊缺問題的日漸突出和節(jié)能減排要求的日益緊迫，焦?fàn)t氣的應(yīng)用價值已經(jīng)引起行業(yè)的足夠重視。

焦?fàn)t設(shè)備隨著能源緊缺問題的日漸突出和節(jié)能減排要求的日益緊迫，焦?fàn)t氣的應(yīng)用價值已經(jīng)引起行業(yè)的足夠重視。焦?fàn)t氣制天然氣因其轉(zhuǎn)化利用效率高、廢棄物排放少、投資成本低等優(yōu)勢成為焦?fàn)t氣綜合利用技術(shù)開發(fā)的熱門領(lǐng)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(fā)展有限公司經(jīng)過近5年聯(lián)合攻關(guān)研發(fā)成功焦?fàn)t氣合成天然氣預(yù)還原催化劑及工藝，并已完成噸級規(guī)模的催化劑工業(yè)化試生產(chǎn)。目前，利用該工藝建設(shè)的1000標(biāo)準(zhǔn)立方米/天焦?fàn)t氣制天然氣中試裝置已累計平穩(wěn)運行10000小時。

焦?fàn)t氣合成天然氣預(yù)還原催化劑及工藝通過了河北省科技成果轉(zhuǎn)化中心組織的成果鑒定。業(yè)內(nèi)人士評價，該項目的開發(fā)成功，為我國焦?fàn)t煤氣的綜合利用提供了一條新途徑，可使反應(yīng)氣中CO和CO2轉(zhuǎn)化更完全，直接進入甲烷液化裝置，能量利用更合理，經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益顯著。

焦?fàn)t設(shè)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(lǐng)域技術(shù)研究與開發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)，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(guān)領(lǐng)域研究，多年來堅持走自主創(chuàng)新和合作開發(fā)相結(jié)合的道路，建成了從基礎(chǔ)研究，應(yīng)用研究到工程開發(fā)較為完備的科研開發(fā)體系，逐步形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，有效地推進了煤基潔凈能源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

新能科技組織科研人員經(jīng)過技術(shù)調(diào)研，確立了焦?fàn)t氣合成天然氣預(yù)還原型催化劑及其工藝的研究方向，加入了我國焦?fàn)t氣綜合利用技術(shù)的研發(fā)大軍。

為何選擇這個方向，新能科技總經(jīng)理常俊石向筆者道出了原委：作為世界上焦炭生產(chǎn)國，我國的焦?fàn)t氣燃燒排放或直接排放，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和大量的能源浪費，已成為不爭的事實。雖然，焦?fàn)t氣制甲醇和生產(chǎn)尿素都是實現(xiàn)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?fàn)t氣綜合利用技術(shù)。

焦?fàn)t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(zhì)較多給城鎮(zhèn)輸送和使用帶來諸多不便。常俊石介紹，如果將焦?fàn)t氣中的CO、CO2轉(zhuǎn)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(zhì)，使其達到天然氣的標(biāo)準(zhǔn)。

天然氣是一種清潔能源，焦?fàn)t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(yè)排放氣資源，減少溫室氣體排放，同時又能為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益，因此焦?fàn)t氣合成天然氣是一個高附加價值的產(chǎn)品。

明確了方向，新能科技聯(lián)合新奧科技發(fā)展有限公司立即組成了核心技術(shù)研發(fā)團隊，并確立了合成低成本天然氣，實現(xiàn)低能耗、高效率、近零排放的技術(shù)目標(biāo)。2006年8月該項目的研發(fā)技術(shù)方案通過評審，開始進行實驗室研究。

焦?fàn)t氣合成天然氣預(yù)還原催化劑及工藝項目由2006年開始至2010年中試實驗結(jié)束歷經(jīng)約5年時間。項目負責(zé)人之一的新能科技高級工程師蔣建明介紹說，核心技術(shù)研發(fā)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(shè)計人員18人，參加中試基地建設(shè)和日常運行人員32人。項目研發(fā)期間，投入使用的試驗及測試設(shè)備儀器627件套，總價值1.98億元。大型儀器設(shè)備主要包括化學(xué)/物理吸附儀、激光粒度儀、等離子發(fā)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(xiàn)代化大型分析儀器，以及數(shù)套催化劑評價裝置等。用于焦?fàn)t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?fàn)t設(shè)備焦?fàn)t氣合成甲烷是一個較復(fù)雜的反應(yīng)體系，反應(yīng)特點主要有兩個：其一是CO、CO2與H2的甲烷合成反應(yīng)是強放熱反應(yīng)，其二是CO和CH4的析碳反應(yīng)會使催化劑失活。抓住了這兩個反應(yīng)特點，科研人員很快打開了實現(xiàn)“低能耗、高效率、近零排放”技術(shù)目標(biāo)的一扇扇門。

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