煤氣化技術(shù)選擇

第42卷第10期化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)Vol42 No 102013年10月Technology Development of Chemical IndustOct.2013煤氣化技術(shù)選擇鮑衛娜2,李紅海青島科技大學(xué),山東青島266000;2.山東兗礦國拓科技工程有限公司,山東滕州277527)摘要:主要針對煤氣化技術(shù)選擇進(jìn)行闡述,國內氣化技術(shù)眾多,選用煤氣化技術(shù)時(shí)應遵循經(jīng)濟、適應性原則、安全可靠原則、技術(shù)先進(jìn)性原則以及清潔生產(chǎn)原則,通過(guò)煤質(zhì)分析,綜合考慮各方面因素,才能選擇最優(yōu)的、適宜的的氣化技術(shù)。關(guān)鍵詞:煤氣化技術(shù)選擇;多噴嘴對置式氣化技術(shù);水煤漿氣化技術(shù);干煤粉氣化技術(shù);熱壁爐;冷壁爐中圖分類(lèi)號:TQ54文獻標識碼:A文章編號:1671-9902013)0-045403目前國內外氣化技術(shù)眾多,固定床主要為魯奇調整煤漿粒度級配,或通過(guò)配置新型添加劑改變原爐、UGⅠ造氣爐,但由于其氣化效率低,原料煤受限料煤孔隙結構等方式在一定程度上提髙了原料煤的以及環(huán)保壓力大等問(wèn)題將逐步被先進(jìn)的煤氣化技術(shù)成漿性。因此只要通過(guò)配煤或分級研磨、選定特定所取代。而氣流床氣化爐煤種適應性強,碳轉化率添加劑可以提高原料煤成漿性,濃度提至55%以上高,消耗低,易于大型化,代表了煤氣化技術(shù)發(fā)展的選用水煤漿氣化技術(shù)在經(jīng)濟上是可行的。反之則適主流方向。如今國內外比較常用的為引進(jìn)的Shel、于用粉煤氣化技術(shù)。然而影響原料煤成漿性的主要GSP、CE以及國內具有自主知識產(chǎn)權的多噴嘴對置因素是內水含量,內水含量高時(shí)為了保證煤粉輸送式氣化技術(shù)、清華爐、航天爐等煤氣化技術(shù)。面對眾正常,煤粉制備干燥環(huán)節要求高,能耗大大增加。多的煤氣化技術(shù),如何進(jìn)行技術(shù)選擇,本人認為主要對于熱壁爐與冷壁爐氣化間選擇,則主要考慮應該從以下幾方面進(jìn)行考慮。煤種的灰熔點(diǎn)、灰分?；胰埸c(diǎn)過(guò)高,超過(guò)1350℃,則1經(jīng)濟性、適應性原則宜選用冷壁爐,但如果通過(guò)配煤或添加助溶劑的方式可以降低灰熔點(diǎn)的話(huà),則也可選用熱壁爐。如果適應性主要表現在2個(gè)方面,一是對原料煤的灰熔點(diǎn)過(guò)低的話(huà)則較適于熱壁爐。相關(guān)材料顯示適應性;二是與下游裝置的配套性。如果灰熔點(diǎn)過(guò)低可能影響冷壁爐掛渣情況。通過(guò)1.1對原料煤的適應性及經(jīng)濟性分析運行廠(chǎng)家調查冷壁爐一般不使用灰分超過(guò)30%的對于水煤漿與干煤粉氣流床氣化技術(shù)間選擇,原料煤,灰分含量過(guò)高選用冷壁爐、熱壁爐都不經(jīng)主要考慮煤種的成漿性,煤漿濃度對氣化效果影響濟,尤其液態(tài)排渣系統,影響系統長(cháng)周期穩定運行很大。水煤漿進(jìn)入氣化爐燃燒、氣化,水煤漿中水而原料煤灰分含量過(guò)低則會(huì )影響冷壁爐掛渣,灰分分只有部分參加反應,其含量越高,所需蒸發(fā)時(shí)間越10%以下選用熱壁爐更經(jīng)濟。長(cháng),所需熱量越高,著(zhù)火越困難,氣化生產(chǎn)的合成氣原料煤另一項重要指標便是灰渣粘溫特性,對中有效氣體成分一般越低,而且波動(dòng)較大,影響了氣于粘溫特性差的煤種不適于液態(tài)排渣氣化技術(shù),同化爐產(chǎn)氣量及后系統的生產(chǎn)負荷。這樣既提高合成時(shí)不利于冷壁爐固態(tài)保護渣膜的形成,嚴重影響系氣耗煤、耗氧,同時(shí)也嚴重影響后系統的成分配比,統的安全穩定運行。為生產(chǎn)操作維護增加難度。為了保證煤漿粘度在因此,在選擇氣化技術(shù)時(shí)絕不能盲目認為哪種合適范圍內,提高原料煤煤漿濃度,從而提髙經(jīng)濟效氣化技術(shù)煤種適應性更廣,需要根據原料煤分析數益,或解決低階煤利用問(wèn)題,越來(lái)越多的科硏院所針據綜合判斷。此外對于任何氣化技術(shù)而言,煤質(zhì)的對原料煤煤漿提濃進(jìn)行了大量硏究,通過(guò)分級硏磨穩定性都是氣化系統長(cháng)周期穩定運行的保障,沒(méi)有作者簡(jiǎn)介:鮑衛娜(1982-),女,漢族,河北省藁城市人,工程師,學(xué)士學(xué)位,主要研中國煤化工3791403199E-mal:431086081@qgcHCNMHG收稿日期:2013-0846化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)第42卷穩定的原料來(lái)源,或為了節省原料采購成本,頻繁更內運行問(wèn)題多, Shell公司抓住這一契機,在中國大換煤種,勢必給系統運行帶來(lái)隱患,反而得不償失。力推廣其技術(shù),取得了不錯的業(yè)績(jì),但這些裝置大多1.2與下游裝置配套性運行令人失望,加之該技術(shù)存在氣化爐和廢熱鍋爐與下游裝置配套性主要是考慮下游工段產(chǎn)品情結構復雜、加工難度大,投資大,一些主要設備、閥況如果生產(chǎn)合成氨或制氫氣化技術(shù)選用激冷流程門(mén)、儀表依賴(lài)進(jìn)口,成本較高流程復雜,現場(chǎng)管線(xiàn)設更經(jīng)濟,選用廢鍋形式需要額外補充蒸汽增加能耗;備繁多、無(wú)備爐配置不合理等問(wèn)題,后期推廣情況同時(shí)水煤漿氣化生產(chǎn)的合成氣中H2約36%,OO約般。GSP氣化技術(shù)由于技術(shù)本身存在一定的缺陷,46%,航天爐氣化中H約25%,CO約6%,選用水煤自引進(jìn)國內后,一直運行不佳漿氣化技術(shù),后工段配套變換凈化裝置規?？蛇m當航天爐是航天十一所借鑒 Shell GSP、GE煤氣減小,降低能耗。對于生產(chǎn)甲醇產(chǎn)品,通過(guò)運行裝置化工藝中先進(jìn)技術(shù),配置自己研發(fā)的盤(pán)管式水冷壁來(lái)看水煤漿氣化可操作壓力等級較干煤粉高,可減小氣化爐而形成的一套結構簡(jiǎn)單、有效實(shí)用的煤氣化甲醇合成壓縮比,甚至實(shí)現等壓合成,降低了能耗工藝。其關(guān)鍵設備氣化爐及水冷壁、燒嘴、破渣機煤粉閥、鎖渣閥等均由航天十一所自己制造,實(shí)現國2安全可靠性原則產(chǎn)化。由于其投資相對較低,近兩年在國內市場(chǎng)取可靠性的體現是氣化裝置能夠安全、穩定、長(cháng)周得了不錯成績(jì)。期、滿(mǎn)負荷運行。UCI固定床由于設備結構簡(jiǎn)單,易通過(guò)各報道來(lái)看,干煤粉氣化廠(chǎng)家存在的共同于操作,投資低等優(yōu)點(diǎn),普遍應用于國內各中小化肥問(wèn)題是煤粉制備單元環(huán)境差煤粉制備輸送環(huán)節流流化床氣化技術(shù)國內外研究眾多,但尚未有成程復雜,煤粉輸送計量不準,合成氣帶灰量大,對水熟的工業(yè)實(shí)踐裝置驗證。對于氣流床氣化技術(shù),眾質(zhì)及變換系統影響大,污水處理量大等。而對于水所周知,在水煤漿與干粉進(jìn)料相比,水煤漿氣化技術(shù)冷壁氣化爐其運行關(guān)鍵是爐壁能夠形成一層均勻穩存在技術(shù)成熟可靠、維護簡(jiǎn)單等特點(diǎn),大多客戶(hù)在技的固態(tài)渣膜以及水冷壁的正常運行術(shù)選擇時(shí)首先考慮的便是水煤漿氣化技術(shù)。CE水3技術(shù)先進(jìn)性原則煤漿氣化技術(shù)自20世紀80年代末,魯南化肥廠(chǎng)引進(jìn)至今,經(jīng)過(guò)國內技術(shù)人員不懈努力,優(yōu)化完善了3.1大型化該技術(shù)。而多噴嘴對置式氣化技術(shù)自2004年首套從大型化角度看,氣流床有優(yōu)勢,從氣流床本氣化爐運行至今,通過(guò)不斷優(yōu)化,解決了早期影響身的大型化看,多噴嘴比單噴嘴有優(yōu)勢。固定床由系統長(cháng)周期穩定運行的兩個(gè)關(guān)鍵因素拱頂耐火磚于對煤種的要求嚴格,生產(chǎn)能力低,從氣化技術(shù)的發(fā)與工藝燒嘴的使用壽命問(wèn)題,拱頂磚一般都能達到展角度看,已無(wú)法適應現代煤化工的需要,面臨著(zhù)淘1000h以上,創(chuàng )下最長(cháng)記錄15000多h,而工藝燒嘴汰。對于氣流床來(lái)說(shuō)由于運行溫度、壓力高,處理能最長(cháng)也能達到150多d的好成績(jì)。該技術(shù)的安全力大大提高,而且相對固定床,氣流床氣化爐煤種適性、可靠性成熟性、先進(jìn)性(節能、環(huán)保)在多家工應性更強。業(yè)運行中得到了充分體現,為此,國家工信部在其印對單噴嘴氣流床來(lái)說(shuō),由于一只燒嘴處理能力發(fā)的《石化和化學(xué)工業(yè)“十二五”發(fā)展規劃》中指出,有限,不易于大型化,一般CE氣化最大處理能力為多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)為“十一五”期間取1500·d,過(guò)大將影響燒嘴霧化效果,降低氣化效得的技術(shù)裝備方面重大突破,并將在“十二五”期間率,不經(jīng)濟。而多噴嘴氣化由于燒嘴數目多,可以分進(jìn)行全面推廣。至今多噴嘴對置式氣化爐已成功推擔更多的負荷,目前多噴嘴對置式氣化技術(shù)正在運廣33家92臺套,其中已有12家29臺氣化爐在運行。行和設計的處理能力分別有750級、100級、1500近年隨著(zhù)新疆、內蒙等地褐煤等低階煤的開(kāi)發(fā)級、2000、2500級、300級,是目前處理能力最利用,干粉氣化由于其不受成漿性能的限制再次走大的氣化技術(shù),對于300級氣化爐每個(gè)燒嘴也僅俏?，F國內外干煤粉氣化爐主要為引進(jìn)的she、承擔750t的負率高,而且尚有提升空間。GSP以及國內的航天爐,均為干煤粉進(jìn)料水冷壁式3.2指標先進(jìn)中國煤化工氣流床技術(shù)。20世紀90年代由于GE氣化爐在國CNMH碳轉化率問(wèn)m爍們一個(gè)重要指標,第10期鮑衛娜等:煤氣化技術(shù)選擇47氣流床氣化的碳轉化率遠高于固定床和流化床。其術(shù),保證清潔生產(chǎn)是利國利民、造福子孫后代的具有中單噴嘴水煤漿氣化技術(shù)碳轉化率在95%左右,而深遠影響的大事。多噴嘴水煤漿氣化爐碳轉化率一般可達99%以上固定床氣化由于氣化溫度低,廢水中苯酚、萘干煤粉進(jìn)料氣流床氣化技術(shù)據報道碳轉化率也在焦油等有害物質(zhì)含量多,難降解,環(huán)保壓力大,廢水∞9%以上。同時(shí)與單噴嘴水煤漿氣化技術(shù)相比,多處理費用昂貴。而氣流床由于操作溫度高,廢水量噴嘴對置式氣化爐技術(shù)比氧耗比其低8%,比煤耗小且不含有機物,廢水采用普通的生化法即可處理。低2.2%,有效氣(CO+H2)高2%~3%。同時(shí)由于多近兩年由于煤制天然氣項目大熱,魯奇爐因其有效噴嘴氣化技術(shù)開(kāi)發(fā)了帶壓連投、在線(xiàn)倒爐方式,大大氣成分中CH4含量高特點(diǎn),而被廣泛關(guān)注,但選用提高了裝置的在線(xiàn)率。魯奇爐廢水處理難度大,必須要做好配套煤氣水分4清潔生產(chǎn)原則離、酚氨回收、廢水處理環(huán)節工作,避免污染環(huán)境。綜上所述,新項目在氣化技術(shù)選擇時(shí),必須綜合隨著(zhù)地球環(huán)境的不斷破壞,人類(lèi)的生存環(huán)境逐考慮,首先肯定要選擇安全可靠的技術(shù),否則經(jīng)濟步惡化,世界各國人民對環(huán)保呼聲日趨增高,國內對性無(wú)從談起,然后要對原料煤進(jìn)行工業(yè)、元素分析于化工項目的環(huán)保要求也日趨嚴苛,尤其去年發(fā)生灰熔點(diǎn)、灰渣粘溫特性以及成漿性分析,選擇適宜的在全國各地的大范圍霧霾天氣,給我們敲響了警鐘。氣化技術(shù)類(lèi)型,最后再通過(guò)產(chǎn)品結構形式,指標先進(jìn)環(huán)境的破壞可能一兩年就造成,但修復卻可能需要性,經(jīng)濟效益、環(huán)境評價(jià)等方面綜合對比,選擇最優(yōu)花費幾代人的努力,作為企業(yè),創(chuàng )造經(jīng)濟價(jià)值絕不能最適宜的氣化技術(shù)建立在污染、破壞環(huán)境的代價(jià)之上,因此在技術(shù)選擇參考文獻上,企業(yè)需要結合當地的環(huán)境狀況(如水資源、大氣[于遵宏,王輔臣.煤炭氣化技術(shù)M北京:化學(xué)工業(yè)出污染物的環(huán)境容量等),選擇清潔高效的煤氣化技版社,2010Choices of Coal Gasification TechnologyBAO Wei-na", LI Hong-hai(Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266000, China; 2. Shandong Yankuang Billiton Technology EngineerinCo, Ltd, Tengzhou 277527, China)Abstract: The selection of the coal gasification technology was reviewed. There were many homemade technologys, the selection of thecoal gasification technology should follow the principle of economy, adaptability, safe and reliable principle, technology principle and theprinciple of clean production based on the coal quality analysis.Key words: coal gasification technology choices; nozzle type gasification technology with more; coal water slurry gasification technology;ry pulverized coal gasification technology; hot fireplace; fireplace in the cold《應用化工》2014年度征訂啟事《應用化工》創(chuàng )刊于1972年,是中國科技核心期刊, RCCSE中國核心學(xué)術(shù)期刊,中國科學(xué)引文數據庫來(lái)源期刊,中國科技期刊精品數據庫收錄期刊,是中國化工行業(yè)最具影響力、權威性和先進(jìn)性的刊物之一。應用化工》主要報道化工領(lǐng)域重大科研成果和技術(shù)應用成果、化工企業(yè)急需的易于工業(yè)化的成果及對生產(chǎn)具有普遍指導意義的技術(shù)改造成果。對具有國家、部省級的自然科學(xué)基金資助項目、科技攻關(guān)項目相關(guān)論文優(yōu)先報道。網(wǎng)上投稿系統」Http://www.zgyyhg.cn《應用化工》為月刊,大16開(kāi),每期200頁(yè),每?jì)?0元,全年360元?？?ISSN671-3206,CN61-1370TQ;郵發(fā)代號2—225,當地郵局均可訂閱。如在當地訂閱不方便,可直接通過(guò)郵局或銀行向雜志社訂購地址:西安市西延路61號應用化工雜志社郵編:710054中國煤化工電話(huà):029)855612161353918323傳真:029)85542621E-mail:yhg@vCNMHG開(kāi)戶(hù)行:西安市工商行雁塔路支行帳戶(hù):陜西省石油化工研究設計院帳號:370002309088205773