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“利用新型煤氣化技術，從減少污染物、提升效率兩方面入手，可實現碳減排。”中國科學院工程熱物理研究所研究員呂清剛說。
呂清剛牽頭完成的“循環流化床煤氣化技術開發及產業化”成果，近日在2021中國（安徽）科技創新成果轉移轉化交易會上，作為中科院5項重大成果之一對外發布。
氣味刺鼻、煤灰彌漫、廢水廢渣滿地，是不少人對煤化工氣化車間的印象。但在中科合肥煤氣化技術有限公司建設的新疆宜化煤氣化裝置工程現場，大型氣化裝置整齊排列，生產車間清潔有序，進去的是新疆準東地區難氣化的高堿煤，出來的是清潔合成氣。
新疆宜化煤氣化裝置工程現場
運用循環流化床煤氣化的物料高濃度循 環和余熱回用等核心技術設計，這里大幅度降低了清潔煤氣的生產成本，并且采用干式除灰和排渣技術，實現灰渣直接利用，在生產過程中避免了焦油和酚類物質的生成。
呂清剛介紹，傳統固定床氣化技術面臨焦油處理難、污染物排放高等挑戰，很難大幅削減碳排放。新型氣化技術把原本“跑 走”的碳收攏再利用，構建了高濃度碳循環，從源頭控制污染物生成，不走先污染再凈化的老路，以此實現能耗的顯著降低。
循環流化床煤氣化技術原理圖
煤，不只是燃料，還是原料。近年來， 我國每年約有8億噸煤氣化后廣泛用于冶金、化工、建材、合成氨等領域。不過，轉化過程往往伴隨著大量碳排放，煤化工已經成為碳減排的重點領域。
中科院工程熱物理所在煤炭清潔高效利用領域有著長期深厚的研究積累，近年來該所致力于探索通過提高能源利用率，實現碳減排。
采用循環流化床氣化技術建設的貴州宏盛化工氣頭改造項目，目前已成功應用于合成氨生產，僅一臺氣化爐就替換了十臺固定床氣化爐，并利用了當地煤質較差、傳統技術不易氣化的無煙煤，制氣更加高效、清潔、廉價。
貴州宏盛化工氣頭改造項目
呂清剛介紹，該技術最大的特點是“不挑煤”。利用循環流化床技術，可進行高效率的粉煤氣化，相比傳統的固定床技術，能耗與碳排放顯著降低。
目前，我國合成氨行業原料氣約1/3仍由固定床氣化技術提供。據國際咨詢公司麥肯錫發布的報告分析，通過升級煤制氣設備，預計在2030年，我國相關行業單位煤耗
煤制合成氣、殘渣做燃料……這些把煤“吃干榨凈”的碳減排技術你見過嗎？有望減少30%，從而將碳排放量降低約15%。
煤氣化后剩下的殘渣，還能用做燃料！飛灰焚燒發電，是工程熱物理研究所研發的一種將氣化后殘渣大規模處理、資源化利用的技術，其殘渣燃燒效率甚至不亞于一些劣
質煤。
據介紹，該技術具有飛灰處理量大、燃燒效率高等特點，與循環流化床氣化技術配合，實現了對煤炭的梯級化利用，最大程度將煤炭“吃干榨凈”。
“碳減排的技術還有很多，我們正在不斷探索如何實現產業化應用。”呂清剛舉例說，將煤氣化后的殘渣進一步脫碳，可以用作建材原料，對部分高碳排放產業形成替代，實現高值化利用。（記者：董瑞豐）
