煤气化工艺的优缺点及比较
具有自主知识产权的三种煤气化技术对比_王洪营
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表 2 不同气化工艺的优缺点对比
项目 进料方式
优点
缺点
水煤浆进料
进料方便,对泵要求低气化炉压力可以提高至 6. 5 MPa 或 8. 7MPa,降低后工段压缩功; 合成气中水汽 比较高,后序变换工段可以不加蒸汽
由于物料中含水,需要消耗气化热使水变成高温蒸 汽,增加各种消耗
干粉进料 喷嘴个数
气化效率高,反应温度高; 残炭量低; 合成气有效气 成分高
1 技术及业绩简介
1. 1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术 多喷嘴对置式水煤浆气化技术是由华东理工大
学和兖矿集团共同开发的新型水煤浆气化技术。其 特点为: 采用水煤浆进料方式,四个对置式喷嘴进 料,气化炉采用耐火砖隔热形式,出气化室合成气体
与渣采用冷激流程与渣水处理工艺[1]。 自山东华鲁恒升多喷嘴气化炉于 2005 年投运
三种气化技术各有其优点,用户及使用业绩也 气化技术。在企业选择气化技术时,一定要根据自
在不断增加。单从气化炉反应反面考虑,粉煤气化 身情况,从产品及规模、原料煤种,自身资源,环境保
具有其优势,但如果考虑原料介质输送所消耗的功, 护,投资等综合多方面情况考虑,选择出适合自己的
第 9 期( 上)
王洪营等: 具有自主知识产权的三种煤气化技术对比
WANG Hong - ying ,YANG Yue - jing ,YANG Guo - dong ,GU Zhao - hui
( Henan XLX Fertilizer Co. Ltd ,Xinxiang 453731 ,China)
Abstract: The coal gasification technology that possess independent intellectual property mainly includes
几种常用煤气化技术的优缺点
几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛,种类很多,目前在国内应用的主要有:传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等,下别分别加以介绍。
一 Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后,发展迅速,目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行,在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。
Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序:将煤、石灰石(助熔剂)、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中,与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆;煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉,在1300~1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔,冷却除尘后进入CO变换工序,一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水,经泵进入气化炉,另一部分灰水作废水处理。
其优点如下:(1)适用于加压下(中、高压)气化,成功的工业化气化压力一般在4.0MPa 和6.5Mpa。
在较高气化压力下,可以降低合成气压缩能耗。
(2)气化炉进料稳定,由于气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送,所以煤浆的流量和压力容易得到保证。
便于气化炉的负荷调节,使装置具有较大的操作弹性。
(3)工艺技术成熟可靠,设备国产化率高。
同等生产规模,装置投资少。
该技术的缺点是:(1)由于气化炉采用的是热壁,为延长耐火衬里的使用寿命,煤的灰熔点尽可能的低,通常要求不大于1300℃。
对于灰熔点较高的煤,为了降低煤的灰熔点,必须添加一定量的助熔剂,这样就降低了煤浆的有效浓度,增加了煤耗和氧耗,降低了生产的经济效益。
而且,煤种的选择面也受到了限制,不能实现原料采购本地化。
(2)烧嘴的使用寿命短,停车更换烧嘴频繁(一般45~60天更换一次),为稳定后工序生产必须设置备用炉。
无形中就增加了建设投资。
几种煤气化工艺设计的优缺点
浅谈几种煤气化工艺的优缺点我国石油、天然气资源短缺,煤炭资源相对丰富。
发展煤化工产业,有利于推动石油替代战略的实施,满足经济社会发展的需要,煤化工产业的发展对于缓解我国石油、天然气等优质能源供求矛盾,促进钢铁、化工、轻工和农业的发展,发挥了重要的作用。
因此,加快煤化工产业发展是必要的。
1.各类气化技术现状和气化特征煤化工要发展,一个重要的工艺环节就是煤气化技术要发展。
我国自上世纪80年代就开始引进国外的煤气化技术,包括早期引进的Lurgi固定床气化、U-gas 流化床气化、Texaco水煤浆气流床气化,Shell气流床粉煤气化、以及近期拟引进的BGL碎煤熔渣气化、GSP气流床粉煤气化等等,世界上所有的气化技术在我国几乎都是有应用,正因为我国是一个以煤为主要燃料的国家,世界上也只有我国使用如此众多种类的煤气化技术。
随着煤气化联合循环发电(IGCC)、煤制油(CTL)、煤基甲醇制烯烃(MTP&MTO)等煤化工技术的发展,用煤生产合成气和燃气的加压气化工艺近年来有了较快的发展。
Lurgi固定床气化、Texaco水煤浆气化、Shell干粉加压气化、GSP干粉加压气化、BGL碎煤熔渣气化、以及我国自有知识产权的多喷嘴水煤浆气化、加压两段干煤粉气流床气化、多元料浆气化等等技术在我国的煤化工领域展开了激烈的竞争,对促进煤化工的发展做出了贡献。
Lurgi固定床气化工艺在我国有哈气化、义马、天脊、云南解肥、兰州煤气厂等6个厂;Texaco水煤浆气化工艺已在我国鲁南、上海焦化、渭化、淮化、浩良河、金陵石化、南化等9个厂投入生产,情况良好;Shell干粉加压气化技术在我国已经有双环、洞氮、枝江、安庆、柳化等5个厂投产,还有10余个项目正在安装,将于今后几年陆续投产;多喷嘴水煤浆气化已在山东华鲁恒升、兖矿国泰2个厂投运,还有7个厂家正在安装,最晚在2009年投产;GSP干煤粉气化技术在神华宁夏煤业集团和山西兰花煤化工有限责任公司的煤化工厂也将投入建设;加压两段干煤粉气流床气化技术已通过中试验收,华能集团“绿色煤电”项目2000t/d级和内蒙古世林化工有限公司1000t/d级的气化装置正在设计安装中。
煤气化工艺
煤气化工艺煤气化是一种可以将煤作为原料,利用高温化学反应把煤转化成液体燃料或气体燃料的一种工艺。
煤气化技术的出现,使得汽车、船舶和工业火力发电厂的燃料使用更加经济和节能。
煤气化工艺技术在煤资源利用、清洁能源利用等领域发挥着重要作用,并开辟了一条更加绿色、更加可持续的可再生能源生产道路。
一、煤气化反应原理煤气化反应是指在一定温度和气压下,将煤转变为气体或液体燃料等生物燃料的反应过程。
它是一种快速化学反应,是在大量的水分和气体中,碳向氧和氢的过程。
煤气化反应的一般化学方程式如下: C + H2O=> CO2 + H2在此反应过程中,释放的气体是由以碳氧化物和氢气构成的复合气体,其中,氢气是最为重要的成分,可以被利用为能源。
二、煤气化工艺的特点1、煤气化的燃烧温度相对较低。
由于反应温度较低,煤气化产生的气体成分比较清洁,减少了大量污染物的排放,使之成为具有较高环保意义的可再生能源技术。
2、煤气化为非稳定反应。
煤气化过程是一种复杂的反应,反应温度和气压的变化可以影响产物的化学组成,从而影响燃料的性能和热值。
3、煤气化反应时间较短。
煤气化反应的速度较快,只需要几十秒到几十分钟,就可以完成整个反应过程,这也是煤气化技术在实用方面的优点。
三、煤气化工艺的应用1、汽车燃料:煤气化可以生产出含有大量烷烃和烯烃等有机物质的气体混合物,可以用作汽车的燃料。
煤气化技术比传统的石油燃料技术具有更高的热值,更少的污染物,可以大大减少污染物的排放,从而提高空气的质量。
2、工业火力发电:煤气可以用作一种清洁燃料,可以用于工业火力发电。
煤气化燃料可以大大减少污染物的排放,从而有效地保护环境。
3、船舶燃料:煤气可以作为船舶燃料使用,比传统的柴油燃料更加经济和节能。
四、煤气化工艺的发展前景由于煤气化技术具有节能环保、经济实用等特点,未来煤气化工艺将进一步发展,在煤资源利用、清洁能源利用等领域发挥重要作用,开辟出一条更加可持续的可再生能源生产道路。
几种常用煤气化技术的优缺点
几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛,种类很多,目前在国内应用的主要有:传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等,下别分别加以介绍。
一Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后,发展迅速,目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行,在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。
Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序:将煤、石灰石<助熔剂)、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中,与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆;煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉,在1300~1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔,冷却除尘后进入CO变换工序,一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水,经泵进入气化炉,另一部分灰水作废水处理。
其优点如下:<1)适用于加压下<中、高压)气化,成功的工业化气化压力一般在 4.0MPa 和6.5Mpa。
在较高气化压力下,可以降低合成气压缩能耗。
<2)气化炉进料稳定,因为气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送,所以煤浆的流量和压力容易得到保证。
便于气化炉的负荷调节,使装置具有较大的操作弹性。
<3)工艺技术成熟可靠,设备国产化率高。
同等生产规模,装置投资少。
该技术的缺点是:<1)因为气化炉采用的是热壁,为延长耐火衬里的使用寿命,煤的灰熔点尽可能的低,通常要求不大于1300℃。
对于灰熔点较高的煤,为了降低煤的灰熔点,必须添加一定量的助熔剂,这样就降低了煤浆的有效浓度,增加了煤耗和氧耗,降低了生产的经济效益。
而且,煤种的选择面也受到了限制,不能实现原料采购本地化。
<2)烧嘴的使用寿命短,停车更换烧嘴频繁<一般45~60天更换一次),为稳定后工序生产必须设置备用炉。
13种煤气化工艺的优缺点及比较解析
13种煤气化工艺的优缺点及比较有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目,这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。
现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤气化技术作评述,供大家参考。
1、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。
从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。
2、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂,原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。
3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气,不推荐用以生产合成气。
4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术,2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行,实现了工业化,其特点是煤种适应性宽,可以用6-8mm以下的碎煤,属流化床气化炉,床层温度达1100℃左右,中心局部高温区达到1200-1300℃,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。
床层温度比恩德气化炉高100-200℃,所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤,以及石油焦,投资比较少,生产成本低。
缺点是气化压力为常压,单炉气化能力较低,产品中CH4含量较高(1%-2%),环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。
此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%,灰熔点高(ST大于1250℃)、低温化学活性好的煤。
国内典型煤气化优缺点.
一、各种煤气化工艺的优缺点我国已经工业化的、已建立示范装置的和已经中试装置考验的、从国外引进技术的、属于国内具有自主知识产权的煤气化装置和技术,有常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术、常压固定层无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术、鲁奇固定层煤加压气化技术、灰熔聚流化床粉煤气化技术、恩德沸腾层(温克勒)粉煤气化技术、GE德士古(Texaco)水煤浆加压气化技术、多元料浆加压气化技术、多喷嘴(四烧嘴)水煤浆加压气化技术、壳牌(Shell)干煤粉加压气化技术、GSP干煤粉加压气化技术、两段式干煤粉加压气化技术、四喷嘴对置式干粉煤加压气化技术,几乎是国外有的煤气化技术我国都有,国外没有的煤气化技术我国也有。
煤气化工艺技术很多,使选择煤气化工艺技术无从着手。
首先我们不能只轻信专利商的宣传,现在世界上还没有万能气化炉,各种气化工艺技术都有其特点和优缺点,有其适应范围。
对专利商的宣传要去粗取精、去伪存真,只有通过生产实践长期稳产高产考验过的,经济上合理、环境上符合国家和当地环保规定和要求的,才是最可靠的。
下面分别介绍这些技术的优缺点。
1.常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重。
从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。
2.常压固定层无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低、适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。
3.鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气。
初探煤气化工艺方案的选择
初探煤气化工艺方案的选择煤气化是一种将煤炭转化为合成气的重要技术。
合成气是一种混合气体,主要成分是一氧化碳和氢气,可以用于生产合成燃料、化工原料、肥料等,同时也可以用于发电和供热。
煤气化技术在减少碳排放、提高能源利用效率等方面具有重要意义。
在选择煤气化工艺方案时,需要考虑到煤种特性、产品需求、环境影响等因素,以确保实现经济、环保和可持续发展的目标。
首先,选择适合的煤气化工艺是至关重要的。
目前,主要的煤气化工艺包括干燥气化、气体化、固体床气化和流化床气化等。
不同的煤气化工艺具有不同的优缺点,需要根据具体情况进行选择。
干燥气化工艺适用于低热值的煤炭,通过将煤炭预处理后进行气化,能够实现煤气中有机组分的高效转化。
气体化工艺是一种高效的煤气化工艺,具有操作简单、产品质量高等优点,但需要消耗大量的能源。
固体床气化工艺适用于高强度的煤气化,可以实现高效的碳转化,但也存在需要更多外部热输入的问题。
流化床气化工艺具有较高的热效率和碳转化率,适用于多种煤种,但运行成本较高。
其次,根据产品需求选择合适的煤气化工艺方案。
不同的煤气化工艺可以得到不同成分和比例的合成气,根据具体产品需求,如合成燃料、化工原料等,选择合适的工艺方案能够提高生产效率和产品质量。
再次,考虑环境影响是选择煤气化工艺方案的重要因素之一、煤气化过程中会排放大量的废气和废水,其中含有二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等有害物质,对环境造成污染。
选择低污染、低能耗的煤气化工艺方案,通过废气净化、循环利用等技术措施,可以减少对环境的影响。
最后,综合考虑经济性、可持续性等因素选择煤气化工艺方案。
煤气化技术的投资、运营成本较高,需要测算投资回收期、成本效益等指标,确保项目能够持续盈利。
同时,考虑到气化废物的处理、能源消耗等问题,选择符合可持续发展理念的煤气化工艺方案能够实现长期稳定的运营。
总之,选择适合的煤气化工艺方案是实现煤气化技术应用的关键。
需要根据煤种特性、产品需求、环境影响、经济性等多方面因素进行综合考虑,确保选取的方案能够实现经济、环保和可持续发展的目标。
煤的气化技术
煤的气化技术煤的气化技术是一种将煤转化为气体的过程,通过高温和高压的条件下,将煤转化为一种可燃性气体,这种气体可以用于发电、燃料和化学品生产等领域。
煤的气化技术已经被广泛应用于世界各地,特别是在中国,由于煤资源丰富,煤的气化技术已经成为中国能源领域的重要组成部分。
煤的气化技术的优点在于它可以将煤转化为一种更清洁的能源形式。
相比于直接燃烧煤,煤的气化技术可以减少大量的污染物的排放,例如二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等。
此外,煤的气化技术还可以提高煤的利用率,因为煤的气化技术可以将煤中的大部分能量转化为气体,而直接燃烧煤只能利用煤中的一部分能量。
煤的气化技术的应用领域非常广泛,其中最重要的应用领域之一是发电。
煤的气化技术可以将煤转化为一种可燃性气体,这种气体可以用于发电。
相比于直接燃烧煤,煤的气化技术可以提高发电效率,并减少大量的污染物的排放。
此外,煤的气化技术还可以将煤转化为一种更适合于燃料电池的氢气,这种氢气可以用于发电。
除了发电之外,煤的气化技术还可以用于燃料生产。
煤的气化技术可以将煤转化为一种可燃性气体,这种气体可以用于生产合成气、合成油和合成烃等燃料。
这些燃料可以用于汽车、飞机和船舶等交通工具的燃料,也可以用于工业生产中的燃料。
此外,煤的气化技术还可以用于化学品生产。
煤的气化技术可以将煤转化为一种可燃性气体,这种气体可以用于生产合成氨、合成甲醇和合成乙烯等化学品。
这些化学品可以用于肥料、塑料和化纤等领域。
总之,煤的气化技术是一种非常重要的能源转化技术,它可以将煤转化为一种更清洁、更高效的能源形式。
煤的气化技术已经被广泛应用于世界各地,特别是在中国,由于煤资源丰富,煤的气化技术已经成为中国能源领域的重要组成部分。
未来,随着环保意识的不断提高和能源需求的不断增长,煤的气化技术将会得到更广泛的应用。
煤炭煤气化技术及其在清洁能源转型中的应用前景
煤炭煤气化技术及其在清洁能源转型中的应用前景随着全球能源需求的不断增长,传统能源资源的供应逐渐面临枯竭的局面,清洁能源的开发和利用成为全球能源领域的重要课题。
煤炭煤气化技术作为一种重要的清洁能源转型技术,具有广阔的应用前景。
本文将探讨煤炭煤气化技术的原理、优势以及在清洁能源转型中的应用前景。
一、煤炭煤气化技术的原理和优势煤炭煤气化技术是利用高温和高压条件下,将煤炭转化为合成气的一种技术。
合成气主要由一氧化碳和氢气组成,可以作为燃料或化工原料使用。
煤炭煤气化技术的原理是通过煤炭与氧气和水蒸气反应,生成一氧化碳和氢气。
该过程中,煤炭中的硫、氮等杂质被有效去除,从而减少了燃烧过程中产生的污染物排放。
煤炭煤气化技术具有以下优势:1. 资源丰富:全球煤炭资源储量丰富,煤炭作为一种主要能源资源,具有广泛的应用前景。
2. 清洁高效:煤炭煤气化过程中,煤炭中的硫、氮等污染物被有效去除,大大减少了燃烧过程中的污染物排放。
同时,煤炭煤气化技术具有高效能转化率,能够充分利用煤炭资源。
3. 多元化应用:合成气可以作为燃料用于发电、供热等领域,也可以作为化工原料用于合成液体燃料、化肥等领域,具有多元化的应用前景。
二、煤炭煤气化技术在清洁能源转型中的应用前景1. 清洁电力生产:煤炭煤气化技术可以将煤炭转化为合成气,再通过合成气发电技术,将合成气燃烧产生的热能转化为电能。
相比传统的燃煤发电技术,煤炭煤气化发电技术能够大大减少燃煤过程中产生的污染物排放,实现清洁电力生产。
2. 氢能源开发:合成气中含有丰富的氢气,可以作为氢能源的重要来源。
利用煤炭煤气化技术生产合成气,再通过气体分离技术提取氢气,可以为氢能源的开发提供可靠的供应。
3. 合成液体燃料生产:煤炭煤气化技术可以将合成气转化为合成液体燃料,如合成柴油、合成汽油等。
这些合成液体燃料可以替代传统石油燃料,减少对石油资源的依赖,实现清洁能源的替代。
4. 化工原料生产:合成气中的一氧化碳可以用于合成化工原料,如合成甲醇、合成氨等。
几种煤气化工艺的优缺点
浅谈几种煤气化工艺的优缺点我国石油、天然气资源短缺,煤炭资源相对丰富。
发展煤化工产业,有利于推动石油替代战略的实施,满足经济社会发展的需要,煤化工产业的发展对于缓解我国石油、天然气等优质能源供求矛盾,促进钢铁、化工、轻工和农业的发展,发挥了重要的作用。
因此,加快煤化工产业发展是必要的。
1.各类气化技术现状和气化特征煤化工要发展,一个重要的工艺环节就是煤气化技术要发展。
我国自上世纪80年代就开始引进国外的煤气化技术,包括早期引进的Lurgi固定床气化、U-gas 流化床气化、Texaco水煤浆气流床气化,Shell气流床粉煤气化、以及近期拟引进的BGL碎煤熔渣气化、GSP气流床粉煤气化等等,世界上所有的气化技术在我国几乎都是有应用,正因为我国是一个以煤为主要燃料的国家,世界上也只有我国使用如此众多种类的煤气化技术。
随着煤气化联合循环发电(IGCC)、煤制油(CTL)、煤基甲醇制烯烃(MTP&MTO)等煤化工技术的发展,用煤生产合成气和燃气的加压气化工艺近年来有了较快的发展。
Lurgi固定床气化、Texaco水煤浆气化、Shell干粉加压气化、GSP干粉加压气化、BGL碎煤熔渣气化、以及我国自有知识产权的多喷嘴水煤浆气化、加压两段干煤粉气流床气化、多元料浆气化等等技术在我国的煤化工领域展开了激烈的竞争,对促进煤化工的发展做出了贡献。
Lurgi固定床气化工艺在我国有哈气化、义马、天脊、云南解肥、兰州煤气厂等6个厂;Texaco水煤浆气化工艺已在我国鲁南、上海焦化、渭化、淮化、浩良河、金陵石化、南化等9个厂投入生产,情况良好;Shell干粉加压气化技术在我国已经有双环、洞氮、枝江、安庆、柳化等5个厂投产,还有10余个项目正在安装,将于今后几年陆续投产;多喷嘴水煤浆气化已在山东华鲁恒升、兖矿国泰2个厂投运,还有7个厂家正在安装,最晚在2009年投产;GSP干煤粉气化技术在神华宁夏煤业集团和山西兰花煤化工有限责任公司的煤化工厂也将投入建设;加压两段干煤粉气流床气化技术已通过中试验收,华能集团“绿色煤电”项目2000t/d级和内蒙古世林化工有限公司1000t/d级的气化装置正在设计安装中。
浅谈煤气化工艺的优缺点
浅谈煤气化工艺的优缺点摘要:本文主要介绍了Texaco、Shell、GSP三个主要的煤气化工艺的原理及优缺点。
关键词:Texaco Shell GSP 原理优缺点一、引言我国煤炭资源相对丰富,而煤化工属“两高一资”产业,其发展必然受到资源、环境和产业政策等制约,因此煤化工发展必须采用新技术,开发新产品。
煤气化技术成熟,只需确定气化技术路线与气化炉配置。
本文主要介绍了Texaco、Shell、GSP三个主要的煤气化工艺。
二、反应原理Texaco气化工艺:采用两相并流型气化炉,氧气和煤浆通过特制的喷嘴混合喷入气化炉,在炉内水煤浆和氧气发生不完全反应产生水煤气,其反应释放的能量可维持气化炉在煤灰熔点温度以上,以满足液态排渣的需要。
Shell气化工艺:煤气化在高温加压条件下进行,煤粉、氧气及蒸汽并流进入气化炉,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理化学过程。
由于气化炉内温度很高,在有氧存在的条件下,以燃烧反应为主,在氧化反应完后进入到气化反应阶段,最终形成以CO和H2为主的煤气离开气化炉。
GSP气化工艺:GSP连续气化炉是在高温加压条件下进行,几根煤粉输送管均匀分布进入最外环隙,并在通道内盘旋,使粉煤旋转喷出。
给煤管末端与喷嘴顶端相切,在喷嘴外形成一个相当均匀的粉煤层,与气化介质混合后在气化室中进行气化,反应完后最终形成CO和H2为主的煤气进入激冷室。
三、主要工艺指标对比四、工艺技术优缺点4.1优点Texaco气化工艺:可用于气化的原料范围比较宽;工艺技术成熟,流程简单,过程控制安全可靠,运转效率高,操作性好,可靠程度高;碳转化率高,可达95%以上;合成气质量好,用途广;可供选择的气化压力范围宽(2.6-8.5Mpa),为满足多种下游工艺提供条件,即节省了中间压缩工序,也降低了能耗;单台炉投煤量选择范围大,根据气化压力等级及炉径的不同,单炉投煤量一般在400-2200t/d左右;气化过程污染少,环保性能好。
煤气化工艺的简要评述
煤气化工艺的简要评述目前国内可供选择的成熟或相对成熟的煤加压气化工艺很多,各种煤气化工艺的综合比较也有较多的文献、资料可供查阅,这里只简要叙述几种主要煤气化工艺的特点及现阶段存在存在的问题。
1、TEXACO水煤浆气化TEXACO水煤浆气化采用水煤浆进料、液态排渣、在气流床中加压气化,水煤浆与纯氧在高温高压下反应生成煤气。
气化炉主要结构是水煤浆单喷嘴下喷式,大部分是采用水激冷工艺流程,单炉容量目前最大可达日投煤量2000吨,操作压力大多采4MPa、6.5MPa,少数项目也已达到8.4MPa。
我国引进该技术最早的是山东鲁南化肥厂,于1993年投产,后来又有若干厂使用,目前已有十来家。
比较有代表性的有渭河(气化压力6.0MPa)、淮南(气化压力4.0MPa)和鲁南(气化压力2.0MPa)。
由于国内已经完全掌握了TEXACO气化工艺,积累了大量的经验,因此设备制造、安装和工程实施周期短,开车运行经验丰富,达标达产时间也相对较短,主要问题是对使用煤质有一定的选择性,同时存在气化效率相对较低、氧耗相对较高及耐火砖寿命短等问题,但随着在国内投运时间的延长部分问题已得到有效解决。
2、多喷嘴对置水煤浆气化本项技术是“九五”期间由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司合作开发的。
2000年10月通过原国家石油和化学工业局组织的鉴定和验收。
示范装置为兖矿国泰化工有限公司,建成两套日投煤1150吨的气化炉,操作压力4.0MPa,生产24万吨/年甲醇,联产71.8MW发电。
装置已于2005年10月投入运行。
第二个项目是应用在华鲁恒升化工股份有限公司大氮肥国产化工程,建设一套多喷嘴对置式水煤浆气化装置,日投煤750吨,操作压力6.5MPa,装置已于2005年6月初投入运行。
该工艺仍属于水煤浆气化的范畴,与TEXACO的主要区别是由TEXACO单喷嘴改为对置式多喷嘴,强化了热质传递,气化效果较好,但多喷嘴需要设置多路控制系统,增加了设备投资和维修工作量。
三种煤气化工艺的比较
煤气化技术视炉内气-固状态和运动形式,主要分为三大类∶以块煤(10~50mm)为原料的固定床;以碎煤(小于6mm)为原料的流化床;以粉煤(小于0.1mm)为原料的气流床。
为提高单炉能力和降低能耗,现代气化炉均在适当的压力(1.5~4.5MPa)下运行,相应地出现了增压固定床、增压流化床和增压气流床技术。
我国绝大多数正在运行的气化炉仍为水煤气或半水煤气固定床。
1.固定床气化工艺先进的固定床气化工艺以鲁奇移动床加压气化为代表,其主要优点包括:可以使用劣质煤气化;加压气化生产能力高;氧耗量低,是目前三类气化方法中氧耗量最低的方法;鲁奇炉是逆向气化,煤在炉内停留时间长达1h,反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低,碳效率高、气化效率高。
虽然鲁苛气化工艺优点很多,但由于固定床气化只能以不粘块煤为原料,不仅原料昂贵,气化强度低,而且气-固逆流换热,粗煤气中含酚类、焦油等较多,使净化流程加长,增加了投资和成本。
2.气流床气化工艺德士古炉、K-T炉、壳脾炉,以粉煤为原料的气流床在极高温度下运符(1300-1500℃),气化强度极高,单炉能力己达2500.煤/日,我国进口的德士古炉也达400~700煤/日,气体中不含焦油、酚类,非常适合化工生产和先进发电系统的要求。
气流床气化工艺的优点包括.煤种适应范围较宽,水煤浆气化炉一般情况下不宜气化褐煤(成浆困难),工艺灵活,合成气质量高,产品气可适用于化工合成,制氢和联合循环发电等.气化压力高,生产能力高.不污染环境,三废处理较方便。
该工艺缺点是,高温气化为使灰渣易于排出,要求所用煤灰熔点低(小于1300℃),含灰量低(低于10%-15%),否则需加人助熔剂(CaO或Fe2O3)并增加运行成本。
这一点特别不利于我国煤种的使用。
此外,高温气化炉耐火材料和喷嘴均在高温下工作,寿命短、价格昂贵、投资高,气化炉在高温运行,氧耗高,也提高了煤气生产成本。
3.流化床气化工艺鉴于以上原因,使用碎煤为原料的流化床技术一直受到国内外的关注。
不同煤气化技术优劣性分析
不同煤气化技术优劣性分析如果要问最近我国煤气化技术领域最受关注的事件是什么,那世界第一台水煤浆气化的水冷壁气化炉在山西建成并成功连续运行了几个月当仁不让。
而由此,水煤浆热壁炉和水冷壁炉优缺点的比较再次成为业界的热点话题,继而又引起了关于煤气化技术孰优孰劣的争议。
事实上,目前国内煤气化技术种类众多,近几年围绕各种技术之间的优缺点比较、评判就一直就没有停止过。
国内煤化工企业也想通过选择与比较,寻求最好的技术。
哪种煤气化技术好?什么样的企业适用什么样的技术?企业在选取煤气化技术时应注意什么问题?气化技术各有优劣煤气化技术是煤化工项目的龙头。
目前在国内推广的煤气化技术,包括我国自主开发技术和国外技术10多种。
煤气化技术若按炉型分,主要有固定床、流化床、气流床三种。
具体来讲,固定床气化炉有UGI炉和鲁奇炉,目前我国氮肥产业就主要采用UGI炉,有几千台炉子在运行;流化床常用气化炉有温克勒炉、循环流化床炉、灰熔聚流化床炉、恩德炉、U-Gas气化炉等;气流床按进料形式不同,分为干煤粉进料和水煤浆进料两大类,而以气化炉内是否衬有耐火保温材料分类,又有热壁炉和水冷壁炉两种。
所谓水冷壁,就是由水管、石英砂、煤渣组成的内腔。
一直以来,水冷壁都用于粉煤气化炉,水煤浆气化炉则多用耐火砖结构的热壁炉。
但是,山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司与清华大学、北京达力科公司共同合作,把水煤浆气化炉的内衬革新改造为了水冷壁,可谓一项重大创新。
江苏索普集团有限责任公司副总经理邵守言向记者介绍,耐火砖结构的水煤浆气化炉,其耐火温度为1350℃。
如果煤的灰熔点超过1350℃,耐火砖会受不了。
水冷壁气化炉最大的优势,就是对灰熔点超过1350℃的煤也能气化。
尽管他认为水冷壁气化炉还要经过几年的工程运行考验,还要解决水带走的热量、结垢后怎么处理等工程问题,但这是个技术发展方向,从技术方案上来说具有可行性。
毕竟目前适合热壁炉的煤种在国内只在河南义马、甘肃华亭、陕西榆林等地有,适合的煤种不多,水冷壁气化炉拓宽了煤种的使用范围。
煤的气化技术
煤的气化技术煤的气化技术是一种将煤转化为可用气体燃料的过程。
这项技术已经存在了很长时间,并在过去几十年中得到了广泛的应用和研究。
煤气化可以将煤中的碳转化为一种称为合成气的混合气体,该混合气体可用于发电、制造化学品和液体燃料等多个领域。
煤气化技术的基本原理是将煤与氧气和水蒸气反应,产生一种气体混合物。
这个过程发生在高温和高压下,通常在1000摄氏度以上进行。
在这个过程中,煤中的碳会与氧气反应,产生一氧化碳和氢气。
一氧化碳和氢气的比例取决于气化过程的条件和煤的性质。
这种合成气可以用作燃料或作为其他化学反应的原料。
煤气化技术有几种不同的变体,包括固定床气化、流化床气化和喷射流气化。
在固定床气化中,煤被放置在一个固定的反应器中,气体通过煤床流过,使煤发生气化反应。
在流化床气化中,煤粒被气体流体化,形成一个流化床,其中煤气化反应发生。
喷射流气化是一种较新的技术,其中煤被喷射到燃烧器中,并与气体混合,形成合成气。
煤的气化技术具有多种优点。
首先,煤气化可以将煤中的碳转化为气体,从而减少对煤的直接燃烧,降低了污染物的排放。
其次,合成气可以用作燃料,替代传统的石油和天然气,从而减少对有限资源的依赖。
此外,合成气还可以用于制造化学品和液体燃料,提供了多样化的能源来源。
然而,煤气化技术也面临一些挑战。
首先,气化过程需要高温和高压条件,这对设备和能源消耗提出了要求。
此外,气化过程还会产生大量的废水和废气,需要适当的处理和排放措施。
此外,煤气化技术的经济性也是一个问题,需要考虑投资成本和气化产物的利用价值。
为了克服这些挑战,研究人员一直在努力改进煤气化技术。
他们致力于开发更高效、节能的气化反应器,以减少能源消耗和排放。
他们还在研究如何更好地利用气化产物,例如开发新的化学品和液体燃料制造技术。
此外,研究人员还在探索将可再生能源与煤气化技术相结合,以进一步降低碳排放。
总的来说,煤的气化技术是一种重要的能源转化技术,可以将煤转化为合成气,为多个领域提供能源和原料。
煤气化技术
煤气化技术煤气化技术是一种将煤炭转化为合成气的方法,这种合成气可以用作燃料或作为化学原料。
煤气化技术在能源转型和降低碳排放方面具有重要意义。
本文将详细介绍煤气化技术的原理、应用以及优缺点。
煤气化技术的原理是利用高温和压力,将煤炭与氧气反应,生成一种含有氢气和一氧化碳的混合气体,即合成气。
这种合成气可以通过调整反应条件得到不同的气体比例,例如可以得到富含氢气的合成气,也可以得到富含一氧化碳的合成气。
煤气化技术的关键步骤包括煤的干馏、气化反应以及气体的净化和分离。
煤气化技术具有广泛的应用领域。
首先,合成气可以用作燃料,替代传统的石油和天然气。
它可以用来发电、供热以及工业生产过程中的燃料需求。
其次,合成气还可以用作化学原料,用于合成有机化学品,如甲醇、乙醇和丁烯等。
这种化学原料的生产可以减少对石油和天然气的依赖,降低碳排放。
此外,煤气化技术还可以与其他能源转化技术相结合,如煤炭液化和煤炭气化联产等,进一步提高能源资源的利用效率。
然而,煤气化技术也存在一些缺点。
首先,煤气化过程需要高温和压力,能耗较高。
其次,煤气化过程中会产生大量的副产物,如焦炭和灰渣,对环境造成一定的污染。
此外,煤气化技术的建设和运营成本相对较高。
针对煤气化技术的优缺点,一些研究机构和企业正在努力改进和推广相关技术。
例如,通过改进反应条件和催化剂的使用,可以提高合成气的产率和质量,并减少能耗。
此外,通过煤气化废气的尾气治理和资源化利用,可以减少对环境的不良影响。
综上所述,煤气化技术是一种重要的能源转型和碳排放降低的手段,可以将煤炭转化为合成气,用作燃料或化学原料。
尽管该技术存在一些缺点,但通过不断改进和创新,可以进一步提高其效率和环保性。
煤气化技术的发展将有助于实现能源的可持续利用和环境的可持续发展。
(本文总字数:307字)。
煤气化工艺[1]
煤气化工艺一、煤气化工艺概述进行煤炭气化的设备叫气化炉。
按照燃料在气化炉内的运动状态来分类是比较通行的方法,一般分为移动床(又叫固定床)、沸腾床(又叫流化床)、气流床和熔融床等。
使用的气化剂不同,生产的煤气的性质和用途不同。
如果以空气作为气化剂,生产的煤气称空气煤气;以空气在(富氧空气或纯氧)和水蒸气的混合物作为气化剂,生产的煤气称混合煤气;如果将空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气分别交替送入气化炉内,间歇进行,生产的煤气叫水煤气;气体成分经过适当调整(主要是调整含氮气的量)后,生产的煤气符合合成氨原料气的要求,这种煤气叫做半水煤气。
此外,气化炉在生产操作过程中,根据使用的压力不同,又分为常压气化炉和加压气化炉,根据不同的排渣方式,可以分为固态排渣气化炉和液态排渣气化炉。
总的来说,各种不同结构的气化炉基本上由三大部分组成,即加煤系统、气化反应部分和排渣系统。
炉型不同,这三部分的具体结构有很大差异。
但一般地讲,加煤系统要考虑煤入炉后的分布和加煤时的密封问题。
气化部分是煤炭气化的主要场所,如何在低消耗的情况下,使煤最大限度地转化为符合用户要求的优质煤气,是这一部分首要考虑的问题。
当然,由于煤炭气化过程是在非常高的温度下进行的,为了保护炉体(也包括炉内布煤器或搅拌装置)的作用,同时可以吸收气化区的热量而生产蒸汽,该部分蒸汽又可以作为气化时需用的蒸汽而进入气化炉内。
煤炭气化后的残渣即煤灰,由排渣系统定期地排出气化炉外,这样就保证了炉内料层高度的稳定,同时保证了气化过程连续稳定地进行,对移动床而言,由于炉箅(气化剂的分布装置)和排渣系统结合在一起,气化剂均匀分布和排渣操作是生产上较为重要的两个问题。
不论采用何种类型的气化炉,生产哪种煤气,燃料以一定的粒度和气化剂直接接触进行物理和化学变化过程,将燃料中的可燃成分转变为煤气,同时产生的灰渣从炉内排除出去,这一点是不变的。
然而采用不同的炉型,不同种类和组成的气化剂,在不同的气化压力下,生产的煤气的组成、热值以及各项经济指标是有很大差异的。
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13种煤气化工艺的优缺点及比较我国是一个缺油、少气、煤炭资源相对而言比较丰富的国家,如何利用我国煤炭资源相对比较丰富的优势发展煤化工已成为大家关心的问题。
近年来,我国掀起了煤制甲醇热、煤制油热、煤制烯烃热、煤制二甲醚热、煤制天然气热。
有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目,这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。
现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤加压气化技术作评述,供大家参考。
1、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。
从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。
2、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂,原料可采用8-10mm 粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。
3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气,不推荐用以生产合成气。
4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术,2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行,实现了工业化,其特点是煤种适应性宽,可以用6-8mm以下的碎煤,属流化床气化炉,床层温度达1100℃左右,中心局部高温区达到1200-1300℃,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。
床层温度比恩德气化炉高100-200℃,所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤,以及石油焦,投资比较少,生产成本低。
缺点是气化压力为常压,单炉气化能力较低,产品中CH4含量较高(1%-2%),环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。
此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%,灰熔点高(ST大于1250℃)、低温化学活性好的煤。
至今在国内已建和在建的装置共有9套,14台气化炉。
属流化床气化炉,床层温度在1000℃左右。
目前最大的气化炉,用富氧气化,最大产气量为40000m3/h半水煤气。
缺点是气化压力为常压,单炉气化能力还比较低,产品气中CH4含量高达1.5%-2.5%,飞灰量大、对环境的污染及飞灰综合利用问题有待解决。
6、GE德士古(Texaco)水煤浆加压气化技术GE德士古(Texaco)水煤浆加压气化技术,属气流床加压气化技术,原料煤经磨制成水煤浆后用泵送进气化炉顶部单烧嘴下行制气,原料煤运输、制浆、泵送入系统比Shell和GSP等干粉煤加压气化要简单得多,安全可靠、投资省。
单炉生产能力大,目前国际上最大的气化炉日投煤量为2000t,国内已投产的最大气化炉日投煤量为1000t。
国内设计中的气化炉能力最大为1600t/d。
该技术对原料煤适应性较广,气煤、烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点的劣质煤、石油焦等均能作气化原料。
但要求原料煤含灰量较低,煤中含灰量由20%降至6%,可节省煤耗5%左右,氧耗10%左右。
另外,要求煤的灰熔点低。
由于耐火砖衬里受高温抗渣的限制,一般要求煤的灰熔点在还原性气氛下的T4<1300 ℃,对于灰熔点稍高的煤,可以添加石灰石作助熔剂,降低灰熔点。
还要求灰渣粘温特性好,粘温变化平稳,煤的成浆性能要好。
气化压力从2.7、4.0、6.5到8.5 MPa皆有工业性生产装置在稳定长周期运行,装置建成投产后即可正常稳定生产。
气化系统的热利用有两种形式,一种是废热锅炉型,可回收煤气中的显热,副产高压蒸汽,适用于联合循环发电;另一种是水冷激型,制得的合成气水气比高达1.3~1.4,能满足后续CO变换工序的需要,变换工序不需要外供蒸汽同,适用于制氢、制合成氨、制甲醇等化工产品。
气化系统不需要外供蒸汽、高压氮气及输送气化用原料煤的N2和CO2。
气化系统总热效率高达94%-96%,高于Shell干粉煤气化(为91%-93%)和GSP干粉煤气化(为88%-92%)。
气化炉结构简单,为耐火砖衬里。
气化炉无转动装置或复杂的膜式水冷壁内件,所以制造方便、造价低,同时由于采用热壁炉,炉内热容量比较大,气化炉升温至1000℃以上后,即可直接喷水煤浆投料,生产安全可靠。
在开停车和正常生产时无需连续燃烧一部分液化气或燃料气(合成气)。
煤气除尘也比较简单,可以了只需要一个文丘里洗涤器和一台洗涤塔就可以了,无需价格昂贵的高温高压飞灰过滤器,投资省。
单炉年运转时间为270~300天,碳转化率达96%-98%,有效气成分(CO+H2)为80%-83%;有效气(CO+H2)比氧耗为336-410m3/km3,有效气(CO+H2)比煤耗为550-620kg/km3。
国外已建成投产的装置有6套,15台气化炉;国内已建成投产的装置有8套,24台气化炉,正在建设、设计的装置还有4套,13台气化炉。
已建成投产的装置最终产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、一氧化碳、燃料气、联合循环发电。
各装置建成投产后,一直连续稳定、长周期运行。
装备国产化率已达90%以上,由于国产化率高,装置投资较其它加压气化装置都低。
水煤浆加压气化与其它加压气化装置建设费用的比例为Shell法:GSP法:多喷嘴水煤浆加压气化:水煤浆法=(2-2.5):(1.4-1.6):(1.2-1.3):1。
对于水煤浆加压气化技术国内已掌握了丰富的工程技术经验,已培养出一大批掌握该技术的设计、设备制造、建筑安装、煤种评价、试烧和工程总承包的单位及工程技术人员,所以从建设、投产到正常连续运行的周期比较短,这是业主所期望的。
缺点是气化用原料煤受气化炉耐火衬里的限制,适宜于气化低灰熔点的煤。
碳转化率较低,比氧耗和比煤耗较高。
气化炉耐火砖使用寿命较短,一般为1-2年,国产砖寿命为一年左右,1台投煤量为1000t/d的气化炉耐火砖约需500万元左右,有待改进。
气化烧嘴寿命较短,一般使用2个月后,需停车进行检查、维修或更换喷嘴头部,有待改进和提高。
我国自鲁南化肥厂第一套水煤浆加压气化装置(2台气化炉)1993年建成投产以来,相继建成了上海焦化厂气化装置(4.0 MPa气化,4台气化炉,于1995年建成投产),渭河化肥厂气化装置(6.5 MPa气化,3台气化炉,于1996年建成投产),淮南化肥厂气化装置(4.0 MPa气化,3台气化炉,于2000年建成投产),金陵石化公司化肥厂气化装置(4.0 MPa 气化,3, , , , 台气化炉,于2005年建成投产),浩良河化肥厂气化装置(3.0~4.0 MPa 气化,3台气化炉,于2005年建成投产),南化公司气化装置(8.5 MPa气化,2006年建成投产),南京惠生气化装置(6.5 MPa气化,2007年建成投产)等装置。
由于我国有关生产厂的精心消化吸收,已掌握了丰富的连续稳定运转经验,新装置一般都能顺利投产,短期内便能连续稳定、高产、长周期运行。
并且掌握了以石油焦为原料的气化工艺技术。
还有一点需要提一下的是煤耗和氧耗问题,它与原料煤质的关系比较大。
无论是Shell 法或GSP法,在用干粉煤气化时,需向气化炉内输入过热蒸汽,其用量以有效气(CO+H2)计为120~150 kg/km3,过热蒸汽与粉煤的比例为(0.22~0.25)∶1,相当于水煤浆中含水20%。
干粉煤气化宣传资料上介绍的煤耗和氧耗,实际上是忽略了生产过热蒸汽所用的煤耗。
在正常生产时,如需燃烧一部分然料气,必将增加氧耗及燃料气耗(折煤耗),备煤时煤干燥需要增加煤耗。
宣传资料介绍,这两种方法的煤耗和氧耗比较低,有效气(CO+H2)煤耗为550~600 kg/km3,氧耗为330~360 m3/km3,加上以上这些煤耗和氧耗,实际上有效气(CO+H2)总煤耗将为590~670 kg/km3,总氧耗将为380~410 m3/km3。
煤耗和氧耗不仅不低,而且比水煤浆气化法高或相仿。
另外还要考虑制备干煤粉及输送干煤粉增加的电耗和激冷用返回气循环压缩机增加的电耗。
鉴于以上几点,水煤浆加压气化工艺技术是一项成熟、国产化率高、投资省、建成后就能顺利投产,长周期稳产高产的工艺技术。
存在的缺点有待在生产实践中改进提高。
7、多元料浆加压气化技术多元料浆加压气化技术是西北化工研究院提出的,具有自主知识产权。
其基本生产装置与水煤浆加压气化技术相仿,属气流床单烧嘴下行制气。
典型的多元化料浆组成为煤60%-65%、油料10%-15%,水20%-30%,粘度不大于2500cP。
但在制备多元化料浆时掺入油类的办法与当前我国氮肥工业以煤代油改变原料路线的方针不符合,是不可取的,有待改进。
8、多喷嘴(四烧嘴)水煤浆加压气化技术“九五”期间,华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司承担了国家重点科技攻关课题“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”。
该技术为气流床多烧嘴下行制气,气化炉内用耐火砖衬里。
开发成功后,相继在山东德州华鲁恒升化工有限公司建设了一套气化压力为6.5MPa、日处理煤750t的气化炉系统,于2005年6月正式投入运行,至今运转良好。
在山东滕州兖矿国泰化工有限公司建设了两套气化压力为 4.0MPa、气化温度约为1300℃、日处理煤1150t的气化炉系统,配套生产240kt/a甲醇,联产IGCC联合循环发电,发电能力为71.8MW,现在实际发电能力已达到80MW。
于2005年7月21日一次投料成功,运行至今。
经考核验收,同样以北宿洗煤为原料气化,多喷嘴水煤浆加压气化与单烧嘴加压气化相比,气化技术指标见表4,气化用煤种分析见表5。
表4:多喷嘴气化与单烧嘴气化结果对比表表5 气化用煤质分析表多喷嘴气化炉与单烧嘴气化炉相比,有效气成分提高2~3个百分点,CO2含量降低2~3个百分点,碳转化率提高2~3个百分点,比煤耗可降低约2.2%,吨甲醇煤耗减少100~150kg,比氧耗可降低 6.6~8%,这是很有吸引力的。
同时调节负荷比单烧嘴气化炉灵活。
适宜于气化低灰熔点的煤。
已建成及在建项目共12家,31台气化炉。
已顺利投产的有3家,5台气化炉。
在建的最大气化炉投煤量为2000t/d,6.5MPa。
值得一提的是该技术现已跨出国门,美国Valero 能源公司最近已决定采用多喷嘴水煤浆加压气化技术,采用石油焦为原料加压气化。