煤制甲醇过程中煤气化技术的应用分析

煤制甲醇过程中煤气化技术的应用分析

摘要:在现代的工业中,很多方面都能涉及到煤气化技术,例如煤制甲醇等等。在多年的实践过程中,人们逐渐认识到,煤气化技术在煤制甲醇的工艺过程中是较为关键的技术环节。这项技术包括很多类别:德国Lergi公司的Lurgi块煤加压气化技术、德国HTW流化床气化工艺技术等等。不同煤气化技术有着不同飞特点和优点,初设的时候必须要考虑各种不同煤气技术的多方面的优势,还要注意工程化的系统分析。本文主要针对煤制甲醇过程中煤气化技术的应用做了简单分析。

关键词:煤制甲醇煤气化技术

目前的工业工艺中,很多方面都应用了煤气化技术,尤其是煤制甲醇工艺中显得尤为重要。就目前的技术中,应用的比较广泛的主要由以下几种:德国未来能源公司的GSP粉煤加压气化技术、荷兰Shell 公司的SCGP粉煤加压气化工艺、美国Texaco公司的水煤浆加压气化工艺、德国Lurgi公司的Lurgi块煤加压气化丁艺、德国的HTw流化床气化工艺等。这些技术工艺有着自己独特的特点和优势,在煤制甲醇工艺中发挥着重要的作用。

1 煤制甲醇过程中煤气化技术概述

1.1 HTW流化气化工艺

这种煤气化技术是由德国RWE—GROUP开发,基于常压温克勒气化工艺的基础上进行改进开发出来的,其目的就是提高气化过程中气化炉的操作温度及压力,比较常用于干褐煤气化。

应用这种工艺,快速的干馏煤块,充分裂解挥发物,但是其净化体系较为简单,并且气化后的煤气释放出流化床气化炉时会夹带很多飞灰,含碳量较高,还要进行后期的适当处理。在Wwsswling的示范厂最高速已达到1500t/d,成本低廉且高效。

1.2 Texaco水煤浆气化工艺

水煤浆加压气化工艺是于1978年由美国Texaco公司研发的,其基础就是渣油部分氧化技术。这种工艺优点很多:煤种适应性强,气化压力在4.0MPa~6.5MPa范围之间;能够根据气化气体的用途选择气化流程的热回收选择激冷还是废锅形式;气化炉排出的融渣冷却后由于性质稳定,可以作为建筑材料。

1.3 SCGP气化工艺

1972年,荷兰Shell公司开始对煤气化技术进行研究,直至1978年研发出第一套中试装置运行SCGP气化工艺。这种工艺属于加压气流床气化,将干煤粉作为原料、纯氧作气化剂,排渣液态。排出的产品气体碳转化率高,气体洁净,有效气体转化率高,进而降低了煤原料的消耗量。其气化炉的烧嘴和控制系统安全性和可靠性较高,其气化装置是单系列操作,开工率达到90%,这些实践证明,该气化技术是非常先

进可靠的。

1.4 GSP干煤粉气化工艺

GSP干煤粉气化工艺是由德国未来能源公司研发的。这种工艺经过多年的实践运行,既可以气化高硫、高灰的劣质原料煤,还能够气化工业废料等,其气化过程简单,气体洁净,有效气体转化率也较高,同样降低了煤原料的消耗。GSP干煤粉气化工艺与水煤浆气化工艺相比,耗氧量降低了15%`25%,从而可以减少配套的空分装置规模,还能够降低投资成本。其气化炉时环管冷壁结构,开工率达到95%,这种技术也是先进可靠的。

1.5 Lurgi块煤加压气化工艺

Lurgi块煤加压气化工艺技术是由德国Lurgi公司早期研发的工业化加压气化工艺,是固定床块煤气化工艺技术。这种工艺是以块煤为原料,常用的是具有不黏结性、黏结性弱、热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高等特点的原料煤块。但是这种技术还有几个缺点:气化温度较低,气化后产生的焦油、废水的有害物质较难处理,污染严重,煤原料利用率低,气体产品中甲烷含量高,只能作为城市煤气,不能作合成气。副产品中焦油和酚的含量同样较高,处理起来也较为困难。

2 煤气化工艺技术应用分析

2.1 气化工艺技术对比

在目前的煤制甲醇过程中煤气化工艺比较成熟的、比较先进的、应用比较广泛的有GSP干煤粉气化工艺、SCGP气化工艺、HTW流化气化工艺、Lurgi块煤加压气化工艺和Texaco水煤浆气化工艺分析。各种工艺的特点,从适应性、碳转化率等方面进行应用分析,GSP干煤粉气化工艺和SCGP气化工艺优势较为明显,在安全性、高效性和环境保护方面等达到了较高的水平,产品气体可以作为合成氨和合成甲醇的原料气体。SCGP气化工艺初期投资会比较大,但是其气化性能指标优异、煤种适应性强、有效气体含量高等优点足以弥补其缺点。

2.2 举例分析煤制甲醛过程煤气技术的应用

贵州鑫晟煤化工有限公司化工厂的甲醇项目煤气化装置采用的是西北化工研究院的多元料浆气化工艺生产粗合成气,进而生成甲醇。此技术是将原料煤,与水、适量的添加剂、PH值调节剂、助熔剂(石灰石粉)按一定比例混合后送入棒磨机,研磨成一定粒度的合格水煤浆,经煤浆泵输送至气化炉,然后将煤浆制备岗位生产的合格煤浆与空分岗位送过来的合格氧气在气化炉中进行反应,生产出以H2、CO 为主要成分的粗合成气,经增湿、降温、除尘后送入变换岗位和渣水处理岗位,将其中的固体和溶解的气体从黑水中分离出来,经脱氧水槽除氧后,灰水返回气化工序循环使用,以最大限度的降低装置的污水排放量和生产耗水量,并将高压闪蒸汽的热量加以回收利用。

3 总结

在多年的实践过程中,人们逐渐认识到,煤气化技术在煤制甲醇的工艺过程中是较为关键的技术环节。这项技术包括很多类别:德国Lergi公司的Lurgi块煤加压气化技术、德国HTW流化床气化工艺技术等等。综上所述,在煤化工生产方面,干煤粉加压气化工艺的投资成本要比水煤浆加压气化工艺高,废热锅炉的流程投资要比激冷流程高;Texaco工艺、HTW工艺和Lurgi块煤加压气化工艺在设备原料可利用率、工艺参数和环境污染等问题的综合利用方面还存在一定的问题,亟待解决;从气化原料的适应性、碳转化率等方面,GSP和SCGP工艺具有较为明显的优势。这两种工艺相比较,前者的投资较少,但是总热效率和碳转化率较后者低;通过实际的生产运行,多元料浆气化工艺的成熟可靠度能够进一步提高,具有良好的发展前景。

参考文献

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