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中国资源综合利用China Resources Comprehensive Utilization Vol.39,No.1 2021年1月©应用研究循环流化床锅炉掺烧焦油渣工艺研究史磊",3,李楠1宀，刘海峰1，3,张世鑫1，2,3(1.中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，北京102209；2.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室，西安710049；3.煤基清洁能源国家重点实验室，北京102209)摘要：焦油渣是焦化厂在制焦生产工艺过程中产生的吸附大量煤焦油的黏稠状固体废渣，含有大量对人体有害的有机挥发分。
其中，苯并花等有害成分是国际公认的强致癌物。
如何绿色环保地对焦油渣■进行处理，更好地利用焦油渣使其变废为宝，已经是目前摆在焦化厂面前的一道难题。
本文通过对焦油渣进行一系列的预处理，并利用循环流化床锅炉对一部分固态分离物进行掺烧，能够回收部分热值，而且燃烧过程不会产生新的有害物质，这是一条切实可行的焦油渣处理新途径。
关键词：焦炭；离心分离机；掺混比例；清洁燃烧；固废处理中图分类号：TK229.66文献标识码：A文章编号：1008-9500(2021)01-0044-04D01:10.3969/j.issn.l008-9500.2021.01.014Study on the Process of Mixing Scorch Residue with CirculatingFluidized Bed BoilerSHI Lei LI Nan3,UUHaifeng\ZHANG Shixin w(1.Huaneng Clean Energy Research Institute,Beijing102209,China;2.State Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering,Xi'an Jiaotong University,Xi'an710049,China;3.State Key Laboratory of Coal-based Clean Energy,Beijing102209,China) Abstract:Tar slag is a viscous solid waste produced during the coking production process of a coking plant that absorbs a large amount of coal tar,and contains a large amount of organic volatiles harmful to the human body.Among them,harmful ingredients such as benzopyrene are internationally recognized strong carcinogens.How to treat the tar residue in a green and environmentally friendly manner and make better use of the tar residue to turn waste into treasure is a difficult problem facing the coking plant.In this paper,a series of pretreatments are carried out on the tar residue,and a part of the solid separation is mixed and burned by a circulating fluidized bed boiler,which can recover part of the calorific value,moreover, the combustion process will not produce new harmful substances,which is a practical new way to treat tar residue. Keywords：coke;centrifuge;the mixing proportion;clean combustion;solid waste disposal焦油渣是钢铁企业焦化厂制备焦炭过程中的一种副产品，其含有大量的苯类、酚类、茶类等有毒成分,焦油渣的产生量与装煤条件、入炉煤细度等因素有关，大约为焦炭产量的0.2%.国家统计局2019年1-12月数据统计显示，全国焦炭产量为47126万t,因此每年焦油渣排放量超过90万t,焦油渣主要来源于回收车间的机械化氨水澄清槽、焦油大槽清槽的渣质以及焦油离心机，焦油渣的主要工业分析成分为：水分7.00%,灰分2.65%,挥发分66.10%,含C63.70%。
*通信作者资助项目：中国科学院战略性先导科技专项（A 类）（XDA 21000000）修改稿收到日期：2022年3月30日专刊：科技支撑“双碳”目标实现S&T Supporting Realization of Carbon Peak and Carbon Neutrality Goals 新技术综合示范Comprehensive Demonstration of New Technologies引用格式：朱汉雄, 王一, 茹加, 等. “双碳”目标下推动能源技术区域综合示范的路径思考. 中国科学院院刊, 2022, 37(4): 559-566.Zhu H X, Wang Y , Ru J, et al. Thoughts on regional path of promoting comprehensive demonstration of low-carbon energy technology under “dualcarbon” goals. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2022, 37(4): 559-566. (in Chinese)“双碳”目标下推动能源技术区域综合示范的路径思考朱汉雄1 王 一1 茹 加2 曹大泉2 任晓光1 何京东2 陈海生2 蔡 睿1 刘中民1*1 中国科学院大连化学物理研究所 大连 1160242 中国科学院 重大科技任务局 北京 100864摘要 在典型区域推动面向碳达峰、碳中和（以下简称“双碳”）目标的能源技术（以下简称“双碳”能源技术）综合示范是中国科学院支撑“双碳”目标行动计划的重要内容。
文章从“技术集成示范”和“典型区域示范”2 个特征论述了开展“双碳”能源技术区域综合示范的意义，并基于中国科学院能源领域已有研究布局，提出了适合中国科学院推进“双碳”能源技术综合示范的多能融合理念及其 4 条主线，分别为化石能源清洁高效利用与耦合替代、非化石能源多能互补与规模应用、工业低碳/零碳流程再造和数字化/智能化集成优化。
![百万千瓦等级高效超临界技术研究介绍[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/8565065e77232f60ddcca119.png)
哈锅百万千瓦等级高效超临界锅炉技术介绍哈尔滨锅炉厂有限责任公司二○○二年九月一、概述改革开放以来，我国的电力工业取得了突飞猛进的发展，到上世纪末，火力发电设备的装机容量已达到3亿千瓦。
我国煤炭储量十分丰富，年产量达10亿吨，居世界第一位。
但我国人口众多，人均拥有的储煤量和产量在世界上仅属中等水平。
我国煤炭多分布在中西部地区，而用电负荷多集中在东部沿海地区，发电用煤的长距离运输已成为铁路部门的沉重负担。
此外我国的火力发电平均煤耗与世界先进水平相差约80克/度，一次能源浪费十分惊人。
节约能源是我国的一项紧迫任务，提高发电机组的热效率已是刻不容缓。
众所周知，提高蒸汽初参数是提高机组热效率的主要途径。
据分析，将蒸汽参数从16.7MPa，538℃/538℃提高到24.2MPa，538℃/538℃，汽轮机热耗可降低约1.8%，如将初压提高到31.1MPa，热耗可再下降1%。
提高主汽温度对提高机组热效率的效果更明显，当主汽压力为24.2MPa时，主汽温度由538℃提高到566℃，热耗可下降0.9%，再热汽温由538℃提高到566℃，热耗可下降0.8%。
从而降低电厂运行成本，这将有利于缩短投资回收年限，并减少对环境污染，超临界机组的市场前景看好。
此外，“六五”期间我国引进了300MW、600MW亚临界参数，控制循环机组的设计制造技术，使我国的超临界锅炉开发有了一个较高的起点。
由亚临界参数向超临界参数过渡是火力发电技术发展的必然趋势。
上海石洞口二厂(2×600MW)，华能南京和营口(2×300MW)，盘山和伊敏(2×500MW)，绥中（2×800MW)，后石（2×500MW)等超临界电站的相继建成，并取得良好的运行业绩，为超临界电站的建设、运行和管理积累了经验。
我国大力推广和应用超临界技术的条件已经成熟。
我国超临界机组的研究开发起步较晚，70年代哈锅设计制造了一台12t/h、24.6MPa/570℃的超临界试验直流锅炉，并投入运行，并完成了一系列试验。
煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术
我国以煤为主的能源结构短期内不会改变，现有燃煤发电技术主要利用煤炭在空气中的燃烧放热，将煤炭化学能转化为热能加热水-蒸汽用于做功-发电；常规煤气化技术主要利用煤炭在空气中的部分氧化-气化反应制取合成气。
上述两类转化利用过程中煤的能量品质损耗大，且不可避免地生成大量SOx、NOx、固体颗粒物、重金属污染物及低浓度温室气体等，减排成本高，急需研发一种全新的煤炭清洁高效发电及转化利用技术，解决我国可持续发展面临的能源短缺和环境污染两个重大难题。
“煤炭超临界水气化制氢发电”的技术原理
图1超临界水煤气化制氢发电原理图
AA交通大学动力工程多相流国家重点实验室独创性地提出一种以水相环境煤气化为核心的新型煤制氢及发电理论与技术[1]，它利用水在超临界状态（温度和压力达到或超过临界点374.3℃/22.1MPa）下一系列独特的物理化学性质，将超临界水用作煤气化的均相、高速反应媒介，将煤中的氢、碳元素气化转化成为H2和CO2，并将部分水分解为氢气，从而实现煤的高效、洁净转化利用（图1）。
过程中煤里所含的N、S、金属元素及各种无机矿物质在反应器内净化沉积于底部以灰渣形式间隙排出反应器；已溶解有H2和CO2等气体的超临界混合工质离开气化反应器后可以供热、供蒸汽并分离得到高纯H2和CO2等产品，也可以将其中的H2等可燃气体燃烧放热后生成H2O和CO2超临界混合工质引入轮机直接做功带动发电机发电。
在获得清洁能源H2和电的同时，从源头上实现NOx、SOx的零排放和CO2的资源化利用，其发电和制氢效率远高于传统燃煤或煤气化技术，而一次投资和运行成本在大型化后也将低于传统技术。
