訂閱
糾錯
加入自媒體

從上海電氣到金風科技:生物質氣化爐路線基本明朗?

2025-11-05 10:05
香橙會
關注

導言

2025年10月初,全球最大綠色甲醇生產項目——金風科技興安盟綠氫制綠色甲醇項目順利完成氣化爐工藝驗證,標志著我國在生物質氣化制綠色甲醇領域取得了關鍵性技術突破。

電氣吉林洮南綠色甲醇項目采用加壓流化床氣化工藝后,金風綠色甲醇項目進一步驗證了氣流床氣化爐“復朋爐”在生物質甲醇規(guī);a中的可行性。

金風項目原計劃的綠色甲醇產能是“一期25萬噸+二期25萬噸”,2025年7月備案變更綠色甲醇規(guī)模為“一期25萬噸+二期60萬噸”。目前,一期使用“復朋爐”單爐(一開不備)實現(xiàn)年產25萬噸綠色甲醇產能,現(xiàn)場還有兩臺已安裝完成的澤瑪克固定床熔渣氣化爐(單臺10萬噸/年甲醇產能)。金風已與興安盟行政公署簽署了二期、三期項目投資協(xié)議,規(guī)劃一二三期總產能合計145萬噸/年。馬士基、赫伯羅特等航運企業(yè)已與金風科技簽訂采購協(xié)議。

金風項目自2023年立項,同年,國際海事組織(IMO)修訂了較2018年更為嚴格的《船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略》,推動全球航運業(yè)對低碳航運燃料(以綠氨、綠色甲醇、LNG為主)的關注。作為綠色甲醇的兩大生產方向——生物質甲醇與電子甲醇走上國際航運業(yè)的減碳舞臺。我國生物質資源豐富,能為綠色甲醇產業(yè)提供充足原料保障,國內裝備企業(yè)、科研機構近年相繼入局生物質氣化技術研發(fā),一批中試及產業(yè)化項目密集落地。

1

三大生物質氣化爐型中試及產業(yè)化進展 

生物質氣化技術由煤化工成熟的煤氣化技術遷移而來,氣化技術的核心裝備是氣化爐。氣化爐將生物質(如秸稈、農業(yè)廢棄物等)氣化為以一氧化碳、氫氣、二氧化碳、甲烷為主要成分的合成氣,合成氣經多級處理后用于甲醇合成。氣化爐按爐型可分為:固定床氣化爐、流化床氣化爐、氣流床氣化爐三大主流路線。簡單定性地講:

固定床氣化爐:結構簡單、運行穩(wěn)定,適用于塊狀或成型顆粒原料。碳轉化率略低,焦油含量高,適合中小規(guī)模工業(yè)應用。

流化床氣化爐:傳熱效率高,適應多種粒徑生物質。產氣質量較好,焦油控制較為關鍵,適合中等規(guī)模工業(yè)化裝置。

氣流床氣化爐:反應溫度高,適用于粉狀生物質。可獲得低焦油、高純度合成氣,碳轉化率高,適合大型綠色甲醇項目。

目前,三種爐型均有在生物質氣化領域的中試及產業(yè)化應用案例。本文梳理了生物質氣化爐目前的中試及產業(yè)化進展。

表1 國內生物質氣化爐中試及產業(yè)化進展

資料來源:香橙會氫能數(shù)據(jù)庫、互聯(lián)網公開資料(如有遺漏歡迎補充)

可以看出,生物質氣化技術多由具備煤氣化經驗的企業(yè)和科研機構主導推進。

為適配更大規(guī)模的綠色甲醇產能需求,生物質氣化爐的中試與產業(yè)化方向正集中于流化床和氣流床兩條路線。固定床因單爐處理規(guī)模偏小,生物質中試入局者較少,目前固定床路線由澤瑪克保持領先地位,已有大型項目將其作為產能補充方案(如金風綠色甲醇項目)。

值得關注的是不同氣化爐的生物質進料適配性。固定床、流化床目前主流的進料形態(tài)是壓塊或生物質成型顆粒,而氣流床的進料形態(tài)比較多樣,展示了各家氣化爐的進料特色:復朋爐的“顆粒制粉直接進料”、煤科爐的牛糞連續(xù)進料、神寧爐的“兩段式分級烘焙處理”制炭進料、東方電氣的“生物質一步法制粉”。不同進料形態(tài)就意味著不同的預處理加工成本、過程能耗、碳排放量,這在規(guī);椖康慕洕~上會體現(xiàn)出直觀差異。

2

淺析“吃螃蟹”的金風項目

金風項目作為規(guī);G色甲醇項目的標桿,其一期氣化爐工藝驗證已完成。項目一期采用氣化爐為北京復朋科技有限公司推出的“復朋爐”,屬于大型煤化工領域主流的氣流床氣化技術。

作為生物質氣流床規(guī);凭G色甲醇的“吃螃蟹”項目,金風科技并沒有可復制的成熟工業(yè)裝置經驗可循,因此除選擇了產能25萬噸/年綠色甲醇的復朋爐,還選擇了兩臺澤瑪克固定床熔渣氣化爐,單臺10萬噸甲醇/年,及電解水制氫(5萬噸/年甲醇),形成該項目初期計劃的50萬噸/年綠色甲醇產能規(guī)模(現(xiàn)已調整為一期25萬噸/年+二期60萬噸/年)。

 圖1 左側為運行中的復朋爐,右側為建設中的固定床氣化爐,片來源:復朋科技官網

根據(jù)備案信息,項目經澤瑪克固定床熔渣氣化+POX、變換、甲醇合成等技術耦合綠氫生產綠色甲醇。

澤瑪克固定床熔渣氣化爐生產的合成氣中甲烷比例較高(如圖2所示),需要使用非催化部分氧化技術(POX),將甲烷轉化為CO、H2等合成氣有效組分,用于后續(xù)甲醇合成。POX技術會帶來顯著的氧氣消耗,若外購氧價較高將增加生產成本并帶來額外碳排放負擔,不過其副產蒸汽可用于余熱回收,因此如何在能效、成本與減排之間取得平衡是工藝設計的關鍵。

 圖2 BGL氣化爐商業(yè)化裝置性能-氣體組成,來源:澤瑪克官網-氣化爐介紹材料

據(jù)復朋科技描述,復朋科技針對漿態(tài)進料、顆粒進料、粉狀進料、烘焙粉狀進料等進行了反復試驗,最終確定了生物質破碎成粉狀后,使用氣力輸送這一技術路線。目前該路線已在金風科技氣化裝置復朋爐上得到了驗證,證實了未經烘焙的玉米秸稈顆粒料可以破碎后經氣力輸送穩(wěn)定地送到氣化爐中反應。

生物質以何種形態(tài)適配氣流床氣化爐,一直是業(yè)內關注的技術難點。以工業(yè)運行的神府煤為原料的多噴嘴對置式水煤漿氣化爐為例,使用的80%以上的進料顆粒粒徑<100微米,對含水率也有嚴格要求。而秸稈等生物質富含纖維素、半纖維素和木質素,質軟且具有韌性、纖維纏結,破碎難度高于煤,對磨煤系統(tǒng)及氣化噴嘴均提出更高要求。在此背景下,復朋科技的復朋爐驗證了“生物質顆粒粉碎成粉并以氣力輸送”的可行性,少一步預加工(如炭化)就是少幾份碳排、省幾份成本、多幾份盈利,這對氣流床氣化爐在生物質甲醇工業(yè)化中的應用具有示范意義。

 圖3 神府煤為原料的多噴嘴對置式水煤漿氣化爐使用的氣化顆粒粒徑分布

資料來源:李超,代正華,孫鐘華,等.氣流床氣化爐綜合模型及顆粒粒徑對氣化結果的影響研究[J] 

據(jù)復朋科技描述,生物質高氯(金風項目秸稈氯含量0.6%)、高鉀鈉(金風項目秸稈鉀鈉含量12%)也是氣化工藝設計和氣化爐運行的難點,依托復朋科技母公司清創(chuàng)晉華在煤氣化領域積累的運行經驗,通過優(yōu)化燃燒室和廢鍋結構徹底解決了這一難題。

 圖4 復朋爐生物質氣化技術 ,片來源:復朋科技官網

3

結語

總體來看,生物質氣化制綠色甲醇正從中試驗證穩(wěn)步向產業(yè)化推進。以金風科技、上海電氣為代表的裝備制造企業(yè),用不同的氣化路線嘗試產業(yè)化探索,逐步打通生物質甲醇合成的全流程技術鏈。

其中,固定床路線在設備及原料適應性上具備成熟的煤氣化產業(yè)基礎,適合中小規(guī)模項目或為大型項目提供產能輔助;

流化床路線在效率、預處理成本及技術成熟度之間取得較好平衡,是主流的工業(yè)化方向之一;

氣流床路線則憑借高碳轉化率、高處理能力和逐步提高的原料適配性,也成為大型綠色甲醇項目的落地方案之一。

我國具備生物質綠色甲醇行業(yè)蓬勃發(fā)展的生物質資源基礎、新能源及煤化工產業(yè)基礎。隨著關鍵綠色甲醇項目的持續(xù)落地,以及國內行業(yè)標準的推行(預計年底發(fā)布行業(yè)標準),未來我國有望在國內實現(xiàn)“不同等級綠色甲醇的梯級利用”,在國際上形成綠色甲醇的成本優(yōu)勢,掌握定價話語權。

       原文標題 : 從上海電氣到金風科技:生物質氣化爐路線基本明朗?

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯(lián)系舉報。

發(fā)表評論

0條評論,0人參與

請輸入評論內容...

請輸入評論/評論長度6~500個字

您提交的評論過于頻繁,請輸入驗證碼繼續(xù)

暫無評論

暫無評論

    氫能 獵頭職位 更多
    文章糾錯
    x
    *文字標題:
    *糾錯內容:
    聯(lián)系郵箱:
    *驗 證 碼:

    粵公網安備 44030502002758號