煤气化技术的发展趋势以及国内研究建设现状综述

煤气化技术的发展趋势以及国内研究建设现状

文献综述

李泽原

指导教师申峻

太原理工大学化学化工学院

2011.01.07

目录

0引言

1煤气化技术的发展趋势分析

1.1 煤气化技术的市场需求和政策导向

1.2煤气化技术发展面临的主要问题和解决途径

2主要煤气化技术的发展状况、工艺及设备特点简介2.1 固定床

2.1.1Lurgi/BGL

2.2 流化床

2.2.1温克勒/HTW

2.3气流床

2.3.1GETexaco

2.3.2Global E-Gas

2.3.3Shell SCGP / Prenflo

2.3.4GSP

3国内煤气化技术发展历程

3.1煤气化技术的引进

3.1.1Lurgi

3.1.2恩德炉

3.1.3Texaco

3.1.4Shell SCGP

3.2煤气化技术的自主研发

3.2.1 发展历程

3.2.2灰熔聚

3.2.3多喷嘴对置式水煤浆气化

3.2.4多喷嘴对置式干煤粉加压气化

3.2.5TPRI两段干煤粉气化

3.2.6MCSG多元料浆单喷嘴顶置气化

3.2.7HT-L 航天炉

4煤气化工艺的总结比较

5参考文献

0引言

通过搜集整理相关文献和资料形成本文，文章旨在阐明作者对于煤气化知识有一定的了解并提出一些浅薄的比较和分析。

煤气化主要用于生产各种燃料气，是干净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护。煤气化生产的合成气，是合成液体燃料、甲醇、氨、乙酐等多种产品的原料。煤气化在国内外的发展经过了一定时间的研究、实践后逐渐趋于成熟，并因为市场环境的需求而加快了市场化、大型化的步伐。在国家政策的指导下，中国的煤气化行业亟需总结以往引进技术的经验，统筹安排在适应当地资源工业配置的情形下引进并自主开发出更适宜更经济环保的气化技术。

1煤气化技术的发展趋势分析

1.1 煤气化技术的市场需求和政策导向

20世纪80年代后期，作为煤化工的新突破，煤气化制合成气，再合成乙酸甲酯，进一步进行羰化反应得乙酐的技术标志着煤可以作为一种经济高效的原料应用于化工行业。煤气化在今天逐渐成为了煤炭清洁高效转化的核心，是发展煤基化学品合成（氨、甲醇、乙酸、烯烃等），液体燃料合成（二甲醚、汽油、柴油等）、IGCC发电系统、多联产系统、制氢、燃料电池、直接还原炼铁等过程工业的基础，是这些行业的公共技术。

世界范围内越来越重视低碳经济、节能减排，预计到2050年煤炭能源将维

30亿t。作为把煤清洁高效转化的手段，煤气化持在26亿t，每年集中排放CO

2

在煤化工中的地位不断上升。

国家发改委发改工业[2006]1350号文件中明确指出应在条件适宜的地区适当加快石油替代品产业的发展。目的在于降低我国对进口原油的依赖的宏观战略考量。

煤炭一直以来都是我国的传统能源，其在我国能源结构中的地位是不可取代的,2011年全国煤炭总产能已超36亿t，相比之下煤气化投资门槛低、经济效益好、资源和环境压力较小，比较当前我国采煤能力突出转化能力不足的煤化工格局，煤气化发展空间非常大。

到目前为止中国已经成为世界最大的煤气化炉市场，从当前市场发展的预期来看，2020 年前我国将对煤气化炉有巨大的需求，需求量预计达到2250 套。目前我国国内正在兴起的煤制油、甲醇、合成氨及煤制烯烃等煤化工产业，必然会需要大量的大型煤气化炉。我国还有约占全国煤炭总储量约20%以上的高硫煤，也必须以气化技术为龙头才能让这些煤要获得高效、清洁利用，如果2020 年之

前用煤基费托合成制醇醚燃料替代5000万t汽、柴油当量，则需煤2.2亿t～3.6

亿t；如果电煤中有1/3 为煤气化燃气、蒸汽联合循环发电，则发电量约2.5 亿kW，以效率42%计算，需用煤6 亿t，两者合计约9 亿t。由此预测，若以2000 t/d 的大型煤气化炉计算，每台炉每年处理煤600kt，则2020年前国内共需大型煤气化炉1500 套，若再考虑到备炉，则大型煤气化炉的需求量将超过2000套。一套壳牌煤气化炉仅外壳的造价就为3 亿多元，水煤浆气化炉的造价至少也在1000 万元以上。即使都按照水煤浆气化炉的造价计算，2000套的总造价就达到200亿元。这样的需求数目是惊人的，它反映了我国能源结构发展的特点，促进了我国煤气化技术的进步，使我国成为世界上最大的煤气化了市场。

1.2煤气化技术发展面临的主要问题和解决途径

煤气化技术将在中国具有广阔的市场前景。但技术的发展并不是一帆风顺的，由于当前我国还不能掌握核心技术，国内先进煤气化炉的设计与制造还是一块短板，长期完全依赖进口，为此付出了很大代价。我国引进的煤气化技术装备价格昂贵，有关专家介绍，近几年国内一些企业对废锅流程粉煤气化技术的引进带有很大的盲目性，实际上这种技术有很多弊端，如煤气化炉及废热锅炉结构过于复杂，加工难度大，主要设备全部依赖进口等。面对我国庞大的煤气化炉市场，许多国外公司的煤气化技术已经在我国展开了新一轮竞争。有专家指出，面对这样需求巨大的煤气化炉市场，我国有必要对煤气化炉的发展制定明确的战略规划，鼓励和支持企业使用具有自主知识产权的国内技术，在立项、资金、银行贷款贴息、减税和其他政策等方面给予优惠，为自主知识产权煤气化技术的推广创造宽松条件，从而一方面可加快国产化煤气化技术的大规模应用，减少巨额引进费用，同时也可加快我国化工装备制造业的发展，提升机械行业的加工制造水平。

a.生产规模大型化：

现代过程工业（化工、发电、多联产、制氢等）发展的一个显著标志就是大型化、单系列，下游大规模生产的气化需求与现阶段煤气化技术产能水平的不符说明煤气化技术必须向大型化方向发展。

由于受制造、运输、安装等客观因素的限制，要求在现有的设备尺寸上通过提高单位时间单位体积的处理能力和处理效率实现处理能力的最大化。只能通过提高温度、增加压力、强化混合的方法解决。因此大规模高效煤气化过程必须在高温（1300o C～1700o C），高压（3.0Mpa～8.5Mpa）和多相流动条件下进行。当气化压力从0.1Mpa提高到4.0MPa，其投煤量也相应从1提高到10。高温气化条件下，煤中的焦油、氮化合物、硫化合物、氰化物也可得到充分的转化，其三废也相对低害容易处理。