選擇先進(jìn)適用的煤氣化技術(shù)研討

第4期王志華.選擇先進(jìn)適用的煤氣化技術(shù)研討265其有效氣(C0+ H2 )只能達到80%左右碳的轉化殼之間留有600~ 800mm的環(huán)形檢修空間,因而率只能達到96%左右1]，氣化爐為熱壁爐熱損承壓外殼直徑較大壁厚也較厚造價(jià)較高,日處失較大;③氣化爐內壁襯耐火磚限制了爐溫的提理20001煤的氣化爐外徑約4.6m ,重量約652t ,高并且在運行時(shí)容易受到煤漿氣流的沖刷、侵蝕合成氣冷卻器質(zhì)量約420t ,陶瓷過(guò)濾器外殼的直而損壞,維修工作量較大;④德土古氣化技術(shù)的煤徑達6.8m重量約280t。由此可見(jiàn),這些設備龐漿燒嘴容易損壞,1~2個(gè)月就要檢查檢修。由于大運輸較困難。②煤粉輸送給料系統的設計也以上原因,-定程度上限制了水煤漿氣化技術(shù)的很復雜，開(kāi)工和運行比較困難。③由于上述的復應用。雜和龐大使得氣化裝置投資相對大很多。2.2殼牌( Shell )粉煤氣化技術(shù)2.3德國未來(lái)能源公司粉煤氣化技術(shù)( GSP )殼牌( Shell )粉煤氣化技術(shù)是20世紀90年代德國未來(lái)能源公司推出的GSP氣化技術(shù),氣.中期開(kāi)始推廣的,它采用直列管膜式水冷壁化爐的水冷壁(CoolingScreen)為多螺旋盤(pán)管型,(ColingWall)在氣化爐的下部成對布置煤粉燒采用頂部設置煤粉噴嘴，,爐頂的高溫防護設計簡(jiǎn)嘴煤粉、氧氣和蒸汽均由燒嘴噴入爐內氣化溫單可靠,GSP氣化爐的水冷壁和壓力外殼之間有度可高達1500~ 1700C，氣化爐的水冷壁內壁上一層隔熱保溫層，水冷壁和壓力外殼之間沒(méi)有空涂有10~15mm厚的耐高溫碳化硅涂料當爐內間,因而氣化爐的承壓外殼直徑較小造價(jià)較低,高溫熔渣^飛濺到溫度只有250~350°C的水冷壁的運輸容易。碳化硅涂層上時(shí),迅速凝結成固態(tài)渣隨著(zhù)固態(tài)渣GSP氣化爐的反應條件與殼牌爐幾乎一樣。層的增厚熔渣不能再繼續凝固,而順著(zhù)固態(tài)渣壁在水冷壁的內表面上也涂有一層耐高溫的碳化硅往下流，直到流經(jīng)氣化爐的下部出渣口進(jìn)入激冷涂層利用開(kāi)車(chē)時(shí)在水冷壁上凝固而形成的渣來(lái)渣池溶渣經(jīng)水急冷后進(jìn)入鎖渣罐然后排出氣化保護氣化爐壁,也是以渣抗渣。裝置。這就是殼牌干粉煤氣化的以渣抗渣，利用由于GSP 氣化爐的反應條件幾乎和殼牌氣開(kāi)車(chē)時(shí)形成的凝固的渣來(lái)保護氣化爐壁。生成的化爐一樣所以生成的合成氣成分也與殼牌爐的合成氣從氣化爐上部出口處被經(jīng)冷卻到約300C成分幾乎一樣。GSP氣化爐采用與Texaco相似的的循環(huán)合成氣激冷到900C ,經(jīng)過(guò)輸送導管進(jìn)入激冷流程粗合成氣從爐底和熔渣-起流入激冷合成氣冷卻器回收熱量產(chǎn)生蒸汽然后粗合成氣室被激冷水激冷粗合成氣從激冷室的側面引出，經(jīng)過(guò)陶瓷過(guò)濾器干法除去大部分渣塵,最后經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)兩級文丘里洗滌除塵,再經(jīng)分離器或洗滌器水洗滌使含塵量≤1x 10-°后送往變換裝置。洗滌后使含塵量≤1x10-6后送往下游變換裝由于是干粉煤氣流床轉化,在使用一定質(zhì)量置。原料煤時(shí)在正常工藝條件下,有效合成氣( C0+1984年德國未來(lái)能源公司在德國黑水泵廠(chǎng)H2 )可達到90%左右碳的轉化率(如果采用飛灰(Schwarze Pumps )建成了能力為130MW( 相當于循環(huán)的情況下)最高可達99%。190kt合成氨氣量)的GSP氣化爐,使用煤作為原由于氣化溫度高，對煤種有較強的適應性,但料運行了5年后改成了使用液體廢料等作原料。是如果煤的灰分含量太高,單位合成氣的氧氣消但是德國未來(lái)能源公司的研究和試驗工作一直沒(méi)耗和煤消耗將會(huì )升高?；曳趾刻蜁r(shí)(通常認有停止,1996 年在未來(lái)能源公司總部又建設了1為低于5% -7% ),氣化爐壁上就不容易掛渣，這套5MW的工業(yè)示范裝置,2001 年在英國Middles-時(shí)就要在原料煤中加入高灰分含量的煤或采用返brough建成了30MW的液體廢物GSP氣化爐;回部分飛灰的辦法,以維持水冷壁的渣層保護氣2005年在捷克Vresova建成140MW的煤焦油GSP化爐。氣化裝置。殼牌( Shell )粉煤氣化技術(shù)的缺點(diǎn):①氣化爐、2.4二段加壓氣流床粉煤氣化爐技術(shù)[2]合成氣冷卻器和干法除塵系統很復雜,爐體下部二段加壓氣流床粉煤氣化爐技術(shù)由西安熱工煤粉燒嘴及點(diǎn)火燒嘴要穿進(jìn)直立的水冷壁,使得研究院和西安交大聯(lián)合開(kāi)發(fā),也是干粉煤氣化氣2662006年第29卷第2次反應溫度降低到約900C離開(kāi)反應室到1)要按照所用的原料煤來(lái)選擇技術(shù),如果原熱回收裝置,不需要激冷循環(huán)氣壓縮機。該技術(shù)料煤的熱值較高灰熔點(diǎn)低于1200~ 1250C灰分比Shel( GSP )技術(shù)更先進(jìn)投資也會(huì )比Shell氣化含量較低(例如≤15% )而且溶渣的流動(dòng)性較好，爐低,已經(jīng)通過(guò)了實(shí)驗室一系列的試驗研究并且那么這3種技術(shù)均可選用。已經(jīng)建成中試裝置。該氣化爐擁有完全自主的知Shell技術(shù)的技術(shù)指標最先進(jìn),但是投資要高識產(chǎn)權希望中試運行正常盡快能建設大型工業(yè)很多,系統要復雜得多;GSP技術(shù)的指標要略低示范裝置。于Shell技術(shù),主要是Shell技術(shù)回收廢熱產(chǎn)生蒸汽而GSP沒(méi)有回收蒸汽,但是GSP離開(kāi)氣化界區3 Shell 煤氣化技術(shù)和GSP氣化技術(shù)的比較的工藝氣中的水蒸氣含量高于Shell ,也就是在下1)GSP氣化技術(shù)與殼牌氣化技術(shù)的主要不游的變換裝置中GSP添加的蒸汽較少。同點(diǎn)是:煤粉計量給料的方式不相同,CSP氣化在如果原料煤的灰熔點(diǎn)高于1350C ,則最好不加壓煤粉給料倉的底部設置有特殊的攪拌器,使要選擇水煤漿氣化,盡管可以添加助熔劑來(lái)降低得進(jìn)料區域的煤粉呈流化狀態(tài)通過(guò)浸入式管道灰熔點(diǎn),但是添加助熔劑后很可能會(huì )給黑水處理將煤粉從上部壓入氣化爐,而Shell 氣化技術(shù)的煤甚至整個(gè)氣化系統帶來(lái)麻煩。粉進(jìn)料方式則不同,它在加壓煤粉給料倉的底部2)選擇能夠長(cháng)周期穩定運轉的煤氣化技術(shù)設置有煤粉拾料器,用氮氣將拾料器中的煤粉吹是十分重要的。煤氣化裝置僅僅是一個(gè)原料頭,進(jìn)燒嘴在去燒嘴的煤粉進(jìn)料管道上設置有吹掃供下游的合成氨、甲醇、DME和近年開(kāi)發(fā)MTO、閥門(mén)，可以通過(guò)松弛裝置將煤粉返回常壓煤粉倉。MTP以及為石油化工裝置提供純氫產(chǎn)品,這些下2)GSP氣化爐采用多螺旋水冷壁(Cooling游裝置往往投資很大,工藝流程復雜如果煤氣化Sereen),而殼牌氣化爐采用直立管式水冷壁裝置不能實(shí)現長(cháng)周期運轉或者年運轉率較低就( Cooling Wall )》.會(huì )造成巨大的損失。3)GSP氣化爐水冷壁和承壓外殼之間襯有德士古氣化裝置由于燒嘴使用周期不長(cháng),必保溫磚而殼牌氣化爐水冷壁和承壓外殼之間沒(méi)須要設置備用爐,有了備用爐容易實(shí)現化工裝置有保溫磚,但留有供檢查和檢修之用的約800mm的長(cháng)周期運行和高運轉率。GSP 氣化技術(shù)目前正的環(huán)形空間。在我國推廣,由于該技術(shù)氣化爐的投資與德士古4)Shell煤氣化技術(shù)采用較低溫度的循環(huán)合相近建議在大型化工裝置也應設置備用爐,例如成氣將爐頂出口的高溫合成氣激冷到約900C，兩開(kāi)一備,但是最優(yōu)的方案應是設計成2臺爐子,經(jīng)回收熱量后用陶瓷過(guò)濾器干法除塵;而GSP氣正常開(kāi)2臺,一旦其中1臺需要檢修時(shí),另1臺爐.化技術(shù)采用的是與Texaco 相似的水激冷技術(shù)經(jīng)子可提高負荷運行,保證下游化工裝置的連續運激冷后的煤渣從鎖渣罐排出，這部分的工藝和設行雖然是建設2臺GSP氣化爐,但是總的投資備結構與Texaco氣化爐的結構相似。也沒(méi)有廢大約只有1臺同樣能力的Shell氣化爐50%~熱鍋爐副產(chǎn)蒸汽,但是通過(guò)激冷合成氣中的水蒸60%。Shell 氣化爐所需投資大,如果設置備用爐氣(在該溫度和壓力下)呈飽和狀態(tài)?；蛘咴O計2臺爐運行則可能會(huì )出現投資成本和總之,GSP氣化爐和Texaco氣化爐結構都較效益不成比例的情況。簡(jiǎn)單,大部分材料采用的是普通材料。Shell 氣化煤氣化裝置運行情況是，我國大部分中小化爐結構復雜,高檔材料用得較多,所以GSP氣化肥裝置的常壓氣化爐都是臺數較多幾臺氣化爐爐和Texaco氣化爐的造價(jià)大約只有殼牌氣化爐輪流檢修。的50%~60%。:某大型煤氣化工業(yè)示范裝置的連續運轉天數和運轉率至今仍然不能滿(mǎn)足大多數化工企業(yè)高運4先進(jìn)適用煤氣化技術(shù)的選擇轉率的要求，從圖1的曲線(xiàn)可以看出其7a的運Texaco水煤漿氣化、Shell干粉煤氣化和GSP轉率很難達到90%。作為發(fā)電廠(chǎng)，問(wèn)題不大,因第4期王志華.選擇先進(jìn)適用的煤氣化技術(shù)研討267煤氣化裝置運轉率保證Shell煤氣化裝置的長(cháng)周期運行和高運轉率的有效方法。Tr IGCc發(fā)電裝置運轉率3)要量力而行根據本單位的實(shí)際情況選擇田40先進(jìn)適用的煤氣化技術(shù)。時(shí)問(wèn)/a參考文獻圖1某大型工業(yè)示范裝置近8a實(shí)際運轉率:1 Carbon Conversion Percent ( Based on Shenfu Coal )from Texaco目前，我國在建的Shell 煤氣化裝置大約有14GMG. 1995套其中至少有4套裝置在2006年將陸續開(kāi)工投2 Xu Shisen. A Two-stages Pesured Entrained Flow Gasifier. TPRI第產(chǎn)。因此在建設和開(kāi)工過(guò)程中,- 定要尋求如何三屆2005中國國際煤炭大會(huì )DISCUSSIONS ON SELECTING SUITABLE ADVANCEDCOAL GASIFICATION TECHNOLOGYWang Zhihua( Jiangsu Linggu Chemical Co. ,Ld. ,Yixing 214203 )AbstractOutlines the main characteristics of several advanced coal gasification technologies ,and discusses how to select advanced coal gasification technology to ensure long term stable operationof chemical plant.Key words coal gasification technology characteristics select四川建設六大特色產(chǎn)業(yè)化工基地四川省境內有豐富的天然氣、硫鐵礦、磷礦、鹽鹵、鈦、錳、釩等化工資源和煤炭、水、電等能源優(yōu)勢，發(fā)展化工產(chǎn)業(yè)具有得天獨厚的條件。目前四川省已規劃到2010年,四川化工產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將達到700億元在全國排名進(jìn)入前8位把四川建設成為國內重要的現代化工基地。為了實(shí)現這一目標,四川省將依托化工資源優(yōu)勢抓好五大化工產(chǎn)業(yè)鏈和建設六大各具特色的產(chǎn)業(yè)集群和化工基地。五大化工產(chǎn)業(yè)鏈是以石灰石、鹽鹵、電力等資源為支撐的鹽化工產(chǎn)業(yè)鏈;以天然氣為支撐的天然氣化工產(chǎn)業(yè)鏈;以鈦、硫、磷礦產(chǎn)資源為支撐的硫磷鈦嫁接產(chǎn)業(yè)鏈;以芒硝礦資源為支撐的芒硝產(chǎn)業(yè)鏈以及以大乙烯為依托的石油化工產(chǎn)業(yè)鏈。規劃建設的六大特色產(chǎn)業(yè)化工基地是:①以天然氣化工產(chǎn)品為重點(diǎn)的川南天然氣化工基地。該基地建設在位于川、滇、黔、渝四省市結合部的瀘州化工城,以瀘天化集團、天華股份、火炬集團、鑫?；さ绕髽I(yè)為主體，重點(diǎn)發(fā)展天然氣和碳--化工、氯堿、羧甲基纖維素等系列產(chǎn)品;②以精細化工和特色化工產(chǎn)品為重點(diǎn)的川西北精細化工基地。該基地包括德陽(yáng)、遂寧等地,以龍蟒集團、金路集團、宏達集團、鎣峰公司、華拓科技、亭江科技等企業(yè)為主體,重點(diǎn)發(fā)展磷酸鹽等傳統化工產(chǎn)品和芳綸纖維、聚苯硫醚的新型化工材料;③以氯堿化工產(chǎn)品為重點(diǎn)的川南鹽化工基地。該基地包括宜賓、自貢、樂(lè )山等市組成的川南三角經(jīng)濟區，發(fā) 展電石、兩堿、聚氯乙烯等化工產(chǎn)品;④以元明粉為重點(diǎn)的川西北芒硝化工基地。該基地覆蓋成都礦產(chǎn)經(jīng)濟區主要發(fā)展元明粉及其深加工產(chǎn)品形成芒硝系列產(chǎn)品集中發(fā)展區;⑤以大乙烯為重點(diǎn)的成都石油化工基地。該基地以彭州市800kt/a乙烯項目為依托發(fā)展芳烴、丁二烯、聚乙烯、乙二醇、雙酚A、順丁橡膠、丙烯酸及酯等石化產(chǎn)品;⑥以天然氣開(kāi)發(fā)和加工為重點(diǎn)的川東天然氣化工基地。該基地以達州市為中心將以開(kāi)發(fā)天然氣來(lái)帶動(dòng)化工產(chǎn)業(yè),重點(diǎn)發(fā)展合成氨、尿素、復合肥、甲醇、二而泌h心T立川，公左a市a古:汁國苦:+禾:共工h:源禾:共0日/人88此:活文色z化/Lt文R幾空立寧國