|
神华集团煤制油直接液化装置于2004年8月底开建，计划于2008年9月18日投产。煤直接液化提取油分后生成大量的工艺废弃物残渣，每小时排出熔融态残渣量约为80吨。残渣从反应罐底部排出时约310℃，为液态形式，冷却过程中从液态转化为沥青状粘稠物质，最后变为整体团状板结固体物。如何及时消化处理掉每小时约80t的熔融态残渣成为煤制油装置顺利投产的决定性环节。
神华集团在2005年委托西安热工研究院有限公司对固态残渣进行了试验研究，取得了成功。在此基础上，2007年7月神华集团继续委托我院对残渣在熔融态（液态）下直接利用CFB燃烧进行综合试验研究，并要求尽快取得试验结果，指导工程设计，保证煤制油工程在2008年按期投产。
由于残渣独特的理化特性，其加热熔化、输送和喷入均有特殊性，温度稍有下降，就会粘稠甚至凝固堵塞管道，国外均采用冷却后固态处理的方法，熔融态利用具有首创性和相当大的技术难度。
为此，我院流化床技术部组织了由技术骨干负责的有战斗力的技术攻关课题组，展开了为期半年多持续不断的技术攻关工作。
在广泛调研、充分论证的基础上，课题组精心设计了试验方案，完成了1MWth CFB燃烧试验台的专项技术改造，专门建造了固体残渣加热熔融、伴热输送、喷射给入系统，并在试验调试中不断改进、完善。
期间，课题组碰到了很多之前想到和没有想到的技术难题。包括残渣加热熔融系统不能正常工作、伴热输送系统堵塞直至被迫报废、喷射系统结焦堵塞难以喷入炉膛、国内选配的残渣泵难以达到设计压力等多项技术难题。有些难题甚至造成了项目开展期间的重大挫折，使部分人员对试验完成产生了悲观的情绪。
在试验的困难阶段，蒋敏华院长、赵毅副院长和王月明院长助理等院领导均亲临试验现场，为课题组出谋划策，打气鼓劲。课题组仔细分析各项技术参数，认真讨论，反复试验验证。试验关键时期，课题组人员吃、住在试验台，每天昼夜不停24小时进行工作。
最终，在无任何经验可供借鉴的条件下，课题组克服了工期短、工作量大、设计加工任务重等诸多困难，使针对煤制油残渣开发的加热融解系统、喷射给料系统逐步达到正常运行状态。
在此基础上，课题组顺利完成了相关试验内容并取得了相应的成果，包括：
- 煤制油残渣喷射给料方式的选择；
- 煤制油残渣喷射系统及关键喷嘴的特性研究；
- 煤制油残渣与洗中煤、煤矸石的掺烧比例确定；
- 煤制油残渣CFB燃烧运行稳定性及控制策略；
- 煤制油残渣的CFB燃烧、排放特性研究，等等。
截至2008年4月中旬，试验台试验工作全部结束，该项目将于近期由神华集团组织进行验收。
项目实施期间，我院技术人员的勤奋敬业、开拓创新的精神受到了业主方的一致好评。神华集团各级领导对整个试验过程非常关心，张玉卓副总经理也亲临现场指导工作。
目前，试验结果已经为神华煤制油装置残渣系统设计及配套的3×100MW CFB 锅炉改造提供了大量的技术支持。神华集团也正在和我院积极探讨试验成果在工程中的应用以及后续合作项目。
煤制油固态残渣转化为熔融态后雾化喷射状态
熔融态残渣喷射进入炉膛后燃烧稳定
|
