近日，由中科清能燃气技术（北京）有限公司（以下简称“中科清能”）EPC总承包的山东省药用玻璃股份有限公司3*20000Nm³/h中科双床循环流化床气化（以下简称“中科双床”）装置投产运行，该项目以烟煤为原料，以空气作为气化剂，在装置试生产阶段实现连续满负荷稳定运行55天，煤气平均热值达到1550Kcal/Nm³，成为全球首个以空气为气化剂煤气热值超过1500Kcal/Nm³的大型循环流化床工程示范项目。

山东省药用玻璃股份有限公司（以下称山东药玻）是亚洲规模最大、产品质量等级最高的药用玻璃生产企业，是有着五十多年历史的上市公司。山东药玻先前采用单段煤气炉为玻璃窑供气，一直被高能耗、重污染、低效率等问题困扰。中科清能根据玻璃行业所需气源特点，首次将常压循环流化床双床煤气化技术应用于玻璃领域，为山东药玻设计、制造了三台2万标立的循环流化床双床气化炉，生产400℃、热值1500kcal/Nm3的热煤气，替代原有九台单段式煤气发生炉。

中国科学院工程热物理所作为煤炭清洁转化技术研发工作的排头兵是中国率先开展循环流化床技术研发的科研机构，拥有中国最大规模的循环流化床技术研发人员团队。早在2004年进行了中科单床技术的研发，截至目前，中科单床技术（以下简称“中科单床”）已成功应用在氧化铝、陶瓷、冶金等行业超过30多个项目共计超过70余套装置，工业燃气规模超过了280亿Nm³/a，市场占比65.3%，成为大型煤制工业燃气的主力。

为了进一步在煤炭清洁高效利用技术上实现突破，科研团队于2012年在廊坊试验基地建成了5t/d中科双床技术试验平台。2022年，中科双床技术终于获得重大工程突破，装置试运行数据表明中科双床技术取得预期效果！

中科双床技术是在中科单床技术基础上的改进和升级。其核心设计思想是通过热解、气化过程解耦，实现煤分级转化，工艺原理详见图2，工艺流程框图详见图3。通过在热解段给煤，煤中的挥发分经热解后直接进入气化还原区，避免高热值挥发分在气化炉底部与氧接触燃烧无效消耗；经过热解后的循环半焦，反应活性明显增加，在气化炉底部与气化剂发生燃烧反应和气化反应，反应气与热解气在还原区混合，进一步裂解热解气携带的少量大分子物质，增加了煤气中H2及CH4、C2H4等烃类含量。因此，煤气热值可提高10%以上，节煤量超过3%。双床气化技术代表了未来循环流化床气化技术的发展方向，可广泛应用在工业燃气、化工原材料、工业制氢等领域。

图2 中科双床循环流化床气化技术工艺原理图

图3 中科双床循环流化床气化技术工艺框

中科双床技术的六大特点：清洁、高效、安全、可靠、可大型化、低成本。

“清洁”主要体现在：煤气中不含焦油和苯酚等大分子有机物；采用干法除尘煤气中含尘量低，含尘量小于10mg/Nm³；耗水量少，无有机废水产生。

“高效”主要体现在：通过高倍率碳循环、气化与热解解耦、高温空气预热、高效余热回收、残碳再燃等关键技术，实现冷煤气效率达到75%；煤气热值较中科单床技术提高10%以上，节煤3%以上；空气气化热值超过1500Kcal/Nm³；全系统碳转化率可达到98%以上。

“安全”、“可靠”主要体现在：装置运动部件和易损件少，维修量小，运行稳定，操作简便，装置的自动化程度高，安全连锁投用率高，人为干扰因素少，连续运转率高，年运行时间可达8000小时以上。

“大型化”主要体现在：气化炉型多，煤气产量从10000Nm³/h到80000Nm³/h的炉型可供客户选择，能够满足各种有规模燃气用户的需要。

“成本低”主要体现在：该技术对煤种的适应性较强，褐煤、长烟煤、烟煤均可作为气化煤种，通过选择价格低廉的粉煤，通过该技术的高效清洁转化，煤气成本远低于同类技术，尤其对于正在使用天然气的用户，该技术的成本优势更加明显。

中科清能燃气技术（北京）有限公司于2014年7月9日成立于北京市，由中国科学院工程热物理研究所、辽宁福鞍股份有限公司共同组建的一家高科技合资企业。公司拥有完整的“中科单床”和“中科双床”循环流化床气化技术知识产权，依托中国科学院核心团队的研发力量，致力于煤炭清洁高效利用核心技术的开发和应用，为工业燃气用户提供经济适用的清洁能源解决方案。