In den letzten 20 Jahren war die rasante Entwicklung der modernen chinesischen Kohlechemieindustrie vergleichbar mit einem aufgewühlten Meer, das zahlreiche fortschrittliche Technologien im In- und Ausland anspülte. Als Springflut erscheint dabei CHOREN Energy und schickt sich an im reißenden Strom eine neue Welle zu werden, die die Entwicklung der chinesischen Kohlechemieindustrie in eine effizientere, sauberere und umweltfreundlichere Richtung vorantreibt. Als aufstrebender Stern in der Kohlevergasungsindustrie hat CHOREN Energy Technology (Beijing) Co., Ltd. genügend Energie angesammelt, ist vollständig vorbereitet und steht nach Jahren der Ingenieurpraxis, technologischen Innovation, Anhäufung von Erfahrung und Förderung der Lokalisierung zuversichtlich an der Startlinie des „14. Fünfjahresplan“.
Als entscheidender Prozess in der modernen Kohlechemieindustrie ist die Kohlevergasungstechnologie Schlüssel und Grundlage, um über den Erfolg oder Misserfolg nachfolgender Projekte zu entscheiden. Die rasante Entwicklung der modernen chinesischen Kohlechemieindustrie ist untrennbar mit der Entwicklung und dem Fortschritt der Kohlevergasungstechnologie und -ausrüstung verbunden. Laut Brancheninsidern basiert die Kohlevergasungstechnologie des Landes hauptsächlich auf der Flugstromvergasung, die im Wesentlichen zwei technische Wege umfasst: die Kohle-Wasser-Schlamm-Vergasung („Slurry-Vergasung“) und die trockene Kohlenstaubvergasung. Es gibt mehr als 20 Arten von Kohlevergasern. Dies liegt vor allem an der breiten Verteilung der Kohleressourcen in China und den großen Unterschieden in der Ressourcenausstattung. Aufgrund der Eigenschaften der Rohkohle haben verschiedene Kohlechemieunternehmen unterschiedliche Anforderungen an die Vergasungstechnologie und die Vergaserleistung, die eine Kombination bilden. Vor mehr als zehn Jahren sind Vergasertypen wie Shell-Vergaser, Lurqi-Vergaser, Luft- und Raumfahrtvergaser und Texaco-Vergaser nacheinander aufgetaucht, jeder führend. Zu dieser Zeit war der CHOREN-Vergaser noch ein kaum bekannter und wenig angewandter Youngster. Verglichen mit den großen Brüdern, die Dutzende und Hunderte von Ausführungen hatten, war die Existenz des CHOREN-Vergasers nicht stark ausgeprägt.
Im Oktober 2012 baute Guizhou Kaiyang Chemical Co., Ltd. als erstes Unternehmen, zwei CHOREN CCG-Kohlenstaubvergaser mit einer täglichen Kohleverarbeitung von 1.500 Tonnen, nahm diese in Betrieb und versorgte mit dem Synthesegas ein Projekt zur synthetischem Ammoniakproduktion mit einer Jahresleistung von 500.000 Tonnen. Die Synthesegasleistung eines einzelnen Vergasers beträgt 70.000 Nm³/h, die maximale Synthesegasleistung beträgt 95.000 Nm³/h. Im Januar 2013 wurde die gesamte Errichtung des synthetischen Ammoniakprojekts abgeschlossen. Im März desselben Jahres wurde die Anlage in die Testproduktion überführt und anschließend im August in den Dauerbetrieb übernommen. Abgesehen von der Produktion in einer industriellen Testanlage in Deutschland mit einem täglichen Kohleeinsatz von 750 Tonnen, gab es damals im In- und Ausland keine Industrieanlage für dieses Vergasungsverfahren. Der CHOREN-Vergaser, basierend auf soliden technischen Grundlagen und umfangreicher Versuchs- und Untersuchungsdaten, enttäuschte die Kaiyang Chemical nicht. Der Verantwortliche von Kaiyang Chemical Co., Ltd. gab bekannt, dass die Vergasungseinheit Ende 2012 in Betrieb genommen wurde. Nach mehr als einem Jahr Betriebserfahrung und -optimierung liegt ein umfangreicher und wissenschaftlicher Datensatz für die „dreifach schwierigen Kohlen von Guizhou“ (hoher Aschegehalt, hoher Ascheschmelzpunkt und hoher Schwefelgehalt) vor. Das Vergasungsverfahren wurde in den Dauerbetrieb übernommen und der langzeitstabile Betrieb der Anlagen wurde realisiert. „Seit 2013 ist die Gesamtanlage niemals wegen der Vergasungseinheit ausgefallen und die jährliche Betriebszeit überschreitet 330 Tage. Die Verfügbarkeit des Vergasungsprozesses hat die garantierten Auslegungsparameter erreicht und überschritten. Kaiyang Chemical gewann den ersten Kampf und der CHOREN Vergaser begann sich in der Branche zu etablieren. Seitdem hat die Kohlevergasungstechnologie von CHOREN nacheinander das Kohle-zu-Ethylenglykol-Projekt mit einer Jahresproduktion von 300.000 Tonnen in der Inneren Mongolei und das Kohle-zu-Olefin-Projekt mit einer Jahresproduktion von 600.000 Tonnen im Qinghai Mining, Hubei Yihua, gewonnen Das Shuanghuan-Projekt für synthetisches Ammoniak und das Guizhou-Projekt für synthetisches Ammoniak haben nach und nach einen effizienten und zuverlässigen Ruf auf dem Markt erreicht.
Der Erfolg des CHOREN Vergasers in Kaiyang Chemical hat ihm ein schillerndes Namensschild eingebracht – als ein Experte im Umgang mit „dreifacher“ Kohle. Solange man auf die „Dreifach schwierige“-Kohle trifft, denkt natürlich jeder an den CHOREN-Vergaser. Aber bald wurde dieser Eindruck durch einen anderen Ruf ergänzt, durch "dick und dünn", was auf die Flexibilität bei geänderten Kohleeigenschaften hinweisen soll.
Im Jahr 2018 musste Kaiyang Chemical aufgrund der knappen Kohleversorgung in Guizhou größere Mengen an Steinkohle aus Shaanxi und der Mongolei als Ergänzung kaufen, was Kaiyang Chemical vor neue Herausforderungen stellte. In den mehr als 5 Jahren seit Aufnahme des kommerziellen Betriebs hat der CHOREN-Vergaser von Kaiyang Chemical in Guizhou immer lokale, minderwertige Kohle als Rohmaterial verwendet und die Prozessindikatoren sind sehr ausgereift und stabil. Er ist es gewohnt, „grobe Körner“ zu essen und wechselte plötzlich zu „feinen Körnern“. Kaiyang kontaktierte zunächst CHOREN Energy. Nach ausführlicher Kommunikation und Recherche formulierten beide Seiten ein neues, detailliertes Mischungsverhältnis und passten die Prozessparameter den beiden Kohlearten in einem Verhältnis von 1:1 an. Die Ergebnisse der Vergasung der Kohlemischung sind sehr zufriedenstellend. Der Aschegehalt in der Rohkohle hat sich dadurch von 25...30 % auf 15…20 % reduziert. Auch die Zusammensetzung der Rohkohleasche änderte sich stark. Die Betriebstemperatur des Vergasers hat sich verringert. Der Sauerstoffverbrauch reduzierte sich ebenfalls stark und die effektive Gaszusammensetzung des Synthesegases hat sich weiter verbessert und überstieg 91 %. Die Kohlenstoffumwandlungsrate lag bei über 99 %. Als die Testergebnisse bekannt wurden, fiel Gao Xingguo ein Stein vom Herzen. Nach einem Jahr Betrieb zeigte der CHOREN CCG-Kohlestaubvergaser nicht nur keine Anzeichen eines schlechten Betriebsverhaltens aufgrund der Änderung der Rohkohleart, sondern verbesserte sich auch hinsichtlich Kostensenkung, Effizienzsteigerung und Qualitätseinhaltung und führte damit zu einem weiteren Erfolg. Verglichen mit der Nutzung von reiner lokaler Kohle in Guizhou reduzierte sich nach dem Wechsel der Rohkohleart der Kohleverbrauch pro Tonne Ammoniak um ca. 150kg, der äquivalente Kohleverbrauch um ca. 75 kg/kNm³, der spezifische Sauerstoffverbrauch um etwa 20 Nm³/kNm³ und die Kosten pro Tonne Ammoniak um etwa 150 Yuan, was Kaiyang Chemical beträchtliche wirtschaftliche Vorteile verschafft. Diese erzwungene Rohstoffanpassung veränderte den ersten Eindruck der Branche, dass CHOREN-Vergaser nur die „3fach-schwierige“ Kohle verarbeiten können und der Nachweis der Verarbeitung von Rohkohle mit stark geänderten Kohleeigenschaften hat die Aufmerksamkeit von immer mehr Kohlechemieunternehmen auf sich gezogen. Im Jahr 2019 entschieden sich zwei große Kohlechemieprojekte in Yulin, Shaanxi, für das CHOREN-Kohlestaubdruckvergasungsverfahren. Eines davon ist die erste Phase des Demonstrationsprojekts der Shaanxi Coal Group Yulin Chemical Co., Ltd mit einer jährlichen Produktion von 1,8 Millionen Tonnen Ethylenglykol. Die andere ist die ersten Phase (400.000 t/y) des Projektes der Shaanxi Yulin Energy Group Co., Ltd. mit einer finalen Produktion von 1,2 Millionen Tonnen/Jahr Kohle-zu-Ethylenglykol.
Der Einsatz des CHOREN-Vergasungsverfahrens für diese beiden Großprojekte ist von außerordentlicher Bedeutung. In den letzten Jahrzehnten hat die Kohle-Wasser-Slurry-Vergasungstechnologie die chemische Kohleindustrie in Yulin, Provinz Shaanxi, dominiert. Jeder hatte eine feste Meinung und glaubte, dass die Kohle-Wasser-Slurry-Vergasungstechnologie für die Kohle hier die beste ist. Jetzt wird das CHOREN-Kohlestaubdruckvergasungsverfahren hier eingesetzt, was bedeutet, dass die Vorteile des CHOREN-Vergasers in Bezug auf Wirtschaftlichkeit, Anpassungsfähigkeit der Kohleart, Energieeinsparung und Umweltschutz von Kohlechemieunternehmen in der Region Yulin hoch anerkannt werden.
Natürlich ist der Mut der beiden Yulin-Kohlechemieunternehmen, damit Veränderungen vorzunehmen, kein impulsiver Schritt. In der frühen Phase der Auswahl des Vergasungsprozesses war der Projektleiter der Shaanxi Coal Group Yulin Chemical Co., Ltd. viele Male im Süden in Kaiyang und führte gründliche und sorgfältige Untersuchungen der beiden Vergaser des CHOREN-CCG-Kohlestaubdruckvergasungsverfahrens durch, die derzeit bei Kaiyang Chemical Co., Ltd. in Betrieb sind. Nach vielen Untersuchungen und Überlegungen fiel die Entscheidung zugunsten der CHOREN-Vergaser.
Alle Insider in der kohlechemischen Industrie wissen, dass die "dreifach schwierige " Kohle die am kompliziertesten zu handhabende Kohle im Kohlevergasungsprozess ist. Also, wie kann ein kaum bekannter CHOREN-Vergaser unter diesen harten Anforderungen bestehen?
Li Shuguang, Präsidentin von CHOREN Energy Technology (Beijing) Co., Ltd., enthüllte das Geheimnis. Sie sagte, dass der CHOREN-Vergaser ein patentiertes Produkt der deutschen CHOREN Industrietechnik GmbH auf Grundlage rein deutscher Technologie ist, die das Wissen des deutschen Forschungs- und Entwicklungsteams seit Jahrzehnten in sich vereint. Deutschland ist die Geburtsstätte der modernen Kohlevergasungstechnik. Vorläufer der deutschen CHOREN Industrietechnik GmbH ist das bekannte Deutsche Brennstoffinstitut in Freiberg/Sachsen.
Als in den 1970er Jahren die Ölkrise ausbrach, begann das Ostdeutsche Forschungsinstitut für Brennstoffwirtschaft zu untersuchen, wie man die lokalen, reichen Braunkohlevorkommen in Gas für die Energienutzung umwandeln kann. 1984 baute das Ostdeutsche Forschungsinstitut für Brennstoffwirtschaft in Schwarze Pumpe eine 200-MWth-Braunkohlevergasungsanlage. 1990 gründete Dr. Bodo Wolf, Leiter der Forschungsanstalt für Kraftwerkstechnik der DDR, die CHOREN Industries Co., Ltd. Zu den Gesellschaftern gehörten später auch Daimler-Benz, Royal Dutch Shell Company und Volkswagen AG. Mit einer Gesamtinvestition von 100 Millionen Euro schloss CHOREN Industries Co., Ltd. 1997 die Prozessoptimierung auf der Grundlage der Erfahrungen aus der Vergasungsanlage in Schwarze Pumpe ab und gründete die CHOREN CCG-Kohlestaubdruckvergasungstechnologie. In den letzten 50 Jahren hat das F&E-Team mit einer streng wissenschaftliche Arbeitseinstellung im Geist deutscher Wissenschaftler gearbeitet und weltweit fast 100 Arten von Rohkohlen getestet und dabei komplette Kohledaten gesammelt. Dabei etablierte es die weltweit umfassendste Vergasungsdatenbank, ein theoretisches Berechnungssystem zur Vergasung von Kohle, Kohlemisch- und Aschemischschemata sowie eine Vielzahl patentierter industrieller Lösungen auf dem Gebiet der Flugstromvergasungstechnologie mit trockener Kohleeinspeisung. Derzeit verfügt CHOREN über 92 Patente innerhalb von 42 Patentklassen in der World Intellectual Property Organization, den Vereinigten Staaten, Deutschland, Kanada, China und anderen Ländern und hat viel Erfahrung in den Bereichen Prozessforschung und -entwicklung, Design, Herstellung und Betrieb gesammelt. „Der rigorose und wissenschaftliche Arbeitsstil der Deutschen hat die Kerntechnologie des CHOREN-Vergasers ausgemacht. Jedes Detail der Ausrüstung und jeder Parameter des Prozesses hält einer genauen Prüfung stand. Mehr als 50 Jahre deutsche Vergasungstechnologie und die Kombination von starken Prozessentwicklungsfähigkeiten mit den technischen Fähigkeiten des chinesischen Teams hat es dieser Technologie ermöglicht, auf chinesischem Boden zu blühen und Früchte zu tragen", sagte Li Shuguang.
Die bereits erwähnte Anwendung des Multi-Brenner-Systems erweist sich dabei in vielerlei Hinsicht als vorteilhaft.
„Der CHOREN-Vergaser ist der einzige Vergaser der Welt, der das am Vergaserkopf montierte Multi-Brenner-Design (3+1) anwendet, das viele günstige Bedingungen für die vollständige Vergasung von Kohlenstaub bietet und die große Kohlevergasungskapazität des CHOREN-Vergasers ermöglicht. “ sagte der technische Direktor von CHOREN Energy Technology (Beijing) Co., Ltd. Untersuchungen zufolge bringt das am Vergaserkopf montierte Multi-Brenner-Design starke Vergasungseffekte, wie z.B. die folgenden: Das Strömungsfeld der Multi-Brenner ist gleichmäßig und die durchschnittliche Verweilzeit der Rohkohle ist groß. Der Reflow-Bereich des Vergasers ist gleichmäßig und die Wahrscheinlichkeit, dass Partikel an der Vergaserwand auftreffen, ist ebenfalls groß. Die Temperatur im oberen Rückflussbereich und die regionale Rückflussgeschwindigkeit sind gleichmäßig. Damit werden die Gleichmäßigkeit der oberen Schlacke-Schicht und der langzeitstabile Betrieb des Brenners sichergestellt. Der Multi -Brenner Top-Down-Spray lässt das Hochtemperatur-Synthesegas und die flüssige Schlacke in die gleiche Richtung fließen, was einen reibungslosen Schlackeaustrag aus dem Reaktionsraum des Vergasers gewährleistet.
Die vier Hauptvorteile der CHOREN CCG- Kohlestaubdruckvergasungstechnologie sind wie folgt:
Trotz zahlreicher technologischer Vorteile war es für eine Kohlevergasungstechnologie aus Deutschland nicht leicht, auf dem hart umkämpften chinesischen Markt Fuß zu fassen. Im Jahr 2012 wurden die CHOREN-Vergaser bei Kaiyang Chemical erfolgreich in Betrieb genommen, wodurch interessierte chinesische Investoren ihr technisches Niveau und ihr Entwicklungspotenzial studieren konnten. Die CHOREN Industrial Technology Company hält 100% der Rechte an der CCG-Technologie und besitzt alle Datenbanken, Marken und Rechte an geistigem Eigentum. Im Jahr 2013 wurde CHOREN Energy Technology (Beijing) Co., Ltd. mit Hauptsitz in Peking gegründet, das Technologie- und F&E-Zentrum ist weiterhin die ehemalige deutsche CHOREN-Company unter dem Namen CHOREN Industrietechnik GmbH mit Sitz in Dresden, Sachsen, Deutschland. Damit engagiert sich ein Hightech-Unternehmen, das China und Deutschland verbindet, für die saubere und effiziente Nutzung von Kohle. Aber der Weg zur Vermarktung von CHOREN-Technologie verlief nicht immer reibungslos. Nach Abschluss des Projekts von Kaiyang Chemical unterzeichneten mehrere Unternehmen Kooperationsvereinbarungen mit CHOREN Energy. Aus verschiedenen, nicht durch CHOREN verursachten Gründen, wurden die beauftragten Projekte bisher nicht zum finalen Abschluss gebracht. Diese Jahre waren hart für CHOREN-Energy. Aber den Gedanken an Aufgabe gab es bei Shan Yubing, dem Vorsitzenden der CHOREN Energy, nie. Er war und ist fest davon überzeugt, dass Gold immer glänzen wird und gute Technologie irgendwann nützlich sein wird. Um das Ziel, eine qualitativ hochwertigen Umwandlung von Kohle und eine gute Entwicklung der kohlechemischen Industrie in China zu erreichen, ist die Unterstützung durch international führende Technologien unverzichtbar. In seinem Herzen hat er immer an der festen Überzeugung festgehalten, dass Technologie und Industrie dem Land dienen müssen. Angesichts von Schwierigkeiten und Herausforderungen gab CHOREN-Energy nicht nach, sondern entschied sich dafür, sich den Schwierigkeiten zu stellen. Einerseits wurde auf verschiedene Weise mit Kunden kommuniziert, um nach neuen Kooperationsmöglichkeiten zu suchen. Andererseits wurde hart gearbeitet und in mehr als drei Jahren viele Verbesserungen und Innovationen in Ausrüstung und Technologie vorgenommen. Der tägliche Kohleeinsatz der ersten CHOREN-Vergaser betrug 1.500 Tonnen und auf dieser Grundlage wurden CHOREN-Vergaser mit Durchsätzen von 2.000 t/d und 3.000 t/d entwickelt, um damit den Anforderungen der kohlechemischen Industrie besser zu entsprechen.
Seit 2016 unterhält CHOREN-Energy eine langfristige Forschungskooperation hinsichtlich Kohlequalität und Kohlechemie mit dem Shanxi Coal Chemical Research Institute sowie eine Forschungskooperation mit der Southeast University zu verschiedenen Transportmethoden für Kohlenstaub unter Druckbedingungen. Im Jahr 2019 unterzeichneten CHOREN-Energy und die Shaanxi Coal Group eine Kooperationsvereinbarung zur gemeinsamen Entwicklung des Co-Vergasungstechnologieprojekts von Kokspulver und hochkonzentrierter organischer Abfallflüssigkeit, die eine brandneue Lösung für die effektive Nutzung von hochkonzentrierter organischer Abfallflüssigkeit bietet, mit dem Ziel der Energieeinsparung und Emissionsminderung in der kohlechemischen Industrie. Um sich besser an die vor- und nachgelagerten Prozesse der chemischen Kohleindustrie und an die Herausforderungen anzupassen, die durch die Vielfalt der Kohlearten entstehen, hat CHOREN-Energy kürzlich das Design einer 2.000-Tonnen- und 3.000-Tonnen-Kohle-Wasser-Slurry-Vergasung entwickelt und abgeschlossen. Derzeit befindet sich das Design eines 5.000-Tonnen-Slurry-Vergasers in der Entwicklung. Während CHOREN-Energy seine technologischen Innovationsfähigkeiten kontinuierlich verbessert, hat es auch die Teambildung gestärkt und neue Talente rekrutiert, um die Marktentwicklung und die technische Servicefähigkeiten des Teams zu verbessern.
Die Innovationen von CHOREN-Energy in der Kohlevergasungstechnologie wurden auch von den zuständigen nationalen Abteilungen hoch anerkannt. Von 2016 bis 2019 wurde die CHOREN-CCG-Kohlevergasungstechnologie im „National Key Energy-Saving Low-Carbon Technology Promotion Catalog“ aufgeführt. 2017 gewann CHOREN den 19. China Patent Excellence Award und 2018 gewann sie das Beijing New Technology und New Product Certificate. 2019 wurde das nationale Hightech-Unternehmenszertifikat gewonnen und 2020 wurde das Zhongguancun Hightech-Unternehmenszertifikat erhalten. Während CHOREN-Energy die Lokalisierung von Technologie und Ingenieurdienstleistungen realisierte, beschleunigte es auch den Prozess der Lokalisierung der Apparateherstellung. Im Jahr 2016 unterzeichnete CHOREN-Energy mit der Dongfang Electric Group Dongfang Boiler Co., Ltd. und Xi'an Aerospace Source Power Co., Ltd. Vereinbarungen über die Herstellung von Ausrüstungen und stützte sich dabei auf die starken Fähigkeiten zur Herstellung von Ausrüstungen der beiden Unternehmen. Damit erzielt CHOREN eine 100%ige Lokalisierung der patentierten Kernausrüstung.
Am 21. Dezember 2020 wurde der CHOREN-CCG-Kohlenstaubvergaser, der von Dongfang Boiler für das Ethylenglykolprojekt Shaanxi Coal Yulin mit einer Jahresleistung von 1,8 Millionen Tonnen angepasst wurde, an die Projektbaustelle geliefert. Noch in diesem Jahr werden diese großen Vergaser mit einer Länge von 22 Metern und einem Gewicht von 280 Tonnen aus chinesischer Produktion auf dem Grund und Boden der kohlechemischen Industrie in Yulin stehen und den Betrieb von neuen CHOREN-Vergasern im 14. Fünfjahresplan einleiten.