煤氣化技術(shù)現狀及發(fā)展趨勢

信息/科技煤氣化技術(shù)現狀及發(fā)展趨勢口文/陳峰(華能新疆能源開(kāi)發(fā)公司新疆. 烏魯木齊)[提要]簡(jiǎn)要評述現代煤氣化技術(shù) 動(dòng))床、 氣流床、流化床和熔融床。酚，處理難度大。目前，魯奇氣化爐最大用中固定(移動(dòng))床、氣流床、流化床和熔融(一)固定(移動(dòng))床氣化。固定(移動(dòng))戶(hù) 是南非SASOL,有各種型號97臺。床技術(shù)開(kāi)發(fā)現狀。在此基礎上,結合我國床氣化, 是指原料煤從爐頂加入，高溫氣4. BGL加壓氣化。以噴嘴、渣池和間國情，煤氣化發(fā)展趨勢是拓寬原料的適應體不斷向 上流動(dòng)，整個(gè)物料自上而下移歇排渣 系統為核心專(zhuān)有技術(shù)。該工藝選用性，集成優(yōu)化不同技術(shù)、裝置規模大型化、動(dòng), 相對固定。煤在高溫氣化劑作用下發(fā)的煤種 為煙煤、次煙煤，操作壓力2.35~開(kāi)發(fā)煤氣化凈化技術(shù)，以及實(shí)現煤氣化技生氣化反應， 生成高溫煤氣,最后從上部3.0MPa, 煤氣出口溫度400~540C,碳轉術(shù)的近零排放。煤氣出口出爐。固定(移動(dòng))床氣化有以下化率 99.5%。關(guān)鍵詞:煤氣化;煤氣化技術(shù);發(fā)展趨勢四種技術(shù)路線(xiàn):(二)氣流床氣化。在高溫高壓條件1、單段式固定(移動(dòng))床氣化.因單段、下 ,粉煤或水煤漿與氣化劑同時(shí)由噴嘴噴中圖分類(lèi)號:F42文獻標識碼:A式固定(移動(dòng))床氣化爐缺陷較多,20世入氣化爐燃燒室內, 迅速氣化,產(chǎn)生粗煤收錄日期:2012年10月9日紀六十年代初，國外已停止使用。目前,單氣和熔渣。 因爐內氣、固兩相的流速基本煤氣化是清潔、高效利用煤炭的主要段式固定 (移動(dòng))床目前真正實(shí)現工業(yè)化相同, 故稱(chēng)為氣流床氣化。目前，主要有以途徑之一,長(cháng)期的生產(chǎn)實(shí)踐表明,在各種的只有碎煤加壓氣化。下五種技術(shù)路線(xiàn):煤炭轉化技術(shù)中,煤氣化是應優(yōu)先考慮的2.兩段式固定(移動(dòng))床氣化。該工藝1、德士古加壓水煤漿氣化技術(shù)。該工-種加工方法。它是煤基化學(xué)品.煤基液 是上世紀四十年代開(kāi)發(fā)的，到上世紀五十 藝選用的煤種不限，氣化壓力2.7~體燃料、合成天然氣、IGCC發(fā)電、制氫、燃年代， 該技術(shù)在歐洲被廣泛用于生產(chǎn)城市6.5MPa, 氣化溫度1300~1500C, 碳轉化料電池、多聯(lián)產(chǎn)等工藝為基礎。因此發(fā)展煤氣和燃料氣, 氣化劑為空氣或水蒸氣。率 95%-99%。該工藝設備操作連續性強，煤炭產(chǎn)業(yè),首先要提高煤氣化技術(shù)水平。3、魯奇加壓氣化。該技術(shù)選用的煤種產(chǎn)品煤氣壓力高可省去后續氣體壓縮工-煤氣化技術(shù)開(kāi)發(fā)現狀為長(cháng)煙煤、褐煤,操作壓力3.0MPa,煤氣段， 廢水易處理。該技術(shù)最大的問(wèn)題是因煤氣化技術(shù)核心是氣化爐,按煤在爐出 口溫度600C,碳轉化率98%。最大缺水煤漿 在噴嘴中以約30m/s的高線(xiàn)速度內的流體力學(xué)行為分為四類(lèi),即固定(移點(diǎn)是冷凝洗滌污水含 有大量焦油、苯和噴出， 對金屬材料的沖刷腐蝕頗為嚴重，息資源的開(kāi)發(fā)、加工、利用,網(wǎng)絡(luò )信息資源進(jìn)。 加強崗位技能培訓,創(chuàng )造- -個(gè)終身學(xué)信 息服務(wù)系統為讀者提供了方便快捷的有超大容量且不斷擴展的儲存平臺所支習的氛圍，改善館員知識結構，培養、引進(jìn)信息收集、查詢(xún)、發(fā)布和溝通交流的信息撐,內容豐富,信息量無(wú)限拓展，能夠更好具有 豐富的專(zhuān)業(yè)知識和現代信息技術(shù)，具平臺， 不僅拓寬了圖書(shū)信息服務(wù)的范圍，地滿(mǎn)足個(gè)性化需求。有競爭意識與創(chuàng )新意識的復合型人才,以而 且也加深了圖書(shū)信息服務(wù)的深度,在功(二)增強創(chuàng )新意識，提高信息服務(wù)的求 更有效地做好圖書(shū)信息服務(wù)工作。能 方面更加突出了以以為本的管理理念。知識含量,提高服務(wù)檔次。移動(dòng)數字圖書(shū)(四)做好用戶(hù)培訓工作,培養用戶(hù)的信息服務(wù)應從傳統側重信息收集、檢索的信息意識。 做好用戶(hù)培訓、宣傳與導讀工主要參考文獻:傳統信息服務(wù)向注重信息加工整理、分析作, 通過(guò)圖書(shū)館網(wǎng)頁(yè)、宣傳冊、宜傳單等方[1] 張曉林.數字圖書(shū)館機制的范式演變研究的集成信息服務(wù)轉化,要把從館藏文式向讀 者展示，使讀者對圖書(shū)信息服務(wù)功及 其挑戰[J]. 中國圖書(shū)館學(xué)報，獻中獲得的或通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行遠程在能能夠全面了 解。同時(shí),還應加強對讀者2001. 27. 6.線(xiàn)檢索獲取的信息經(jīng)過(guò)人腦加工,形成含信息檢索和利用能力的培養。 只有讀者能[2]任靜. 基于3G技術(shù)的泛在圖書(shū)館移動(dòng)有新知識的信息，再提供給用戶(hù)。信息服夠靈活運用檢索工具,熟練地掌握數據庫信 息服務(wù)研究[J]. 情報資料工作，務(wù)只有能夠提供這種經(jīng)過(guò)加工處理的新及 各種網(wǎng)上搜索工具的使用方法，移動(dòng)數知識含量高的信息才具有競爭力,才能被字 圖書(shū)信息服務(wù)功能才能得到充分的開(kāi)中國煤化工，臺的移動(dòng)圖用戶(hù)認可,才能適應發(fā)展的需要。發(fā)和利用。fHCNMH G智能計算機(三)加強信息服務(wù)人才的培養、引基于A(yíng)ndroid平臺的移動(dòng)數字圖書(shū)與應用,2011.1.4.《合作經(jīng)濟與科技》2012年 12月號下(總第455期)信息科技.噴口特別容易磨損。(CFB)。該工藝適用煤種不受限制。氣化壓發(fā) 設計出不同的氣化爐,因此,無(wú)“萬(wàn)能爐2、華東理工四噴嘴對置式水煤漿氣力0.05~0.4MPa,氣化溫度950~1100C，型 ”或“通用技術(shù)”。目前,技術(shù)最為成熟的化技術(shù)。該工藝可提高合成氣中的有效成碳轉化率 95%~-98%。該工藝優(yōu)點(diǎn)是可以是 魯奇CLurgi)和德士古(Texaco) ,處理能分2~3個(gè)百分點(diǎn),四噴嘴間具有較好的協(xié)用樹(shù)皮、城市可燃垃圾作為氣化原料。氣力達到400~1650噸天。國外的殼牌同作用，有利于裝置大型化,缺點(diǎn)是設備化強度 是移動(dòng)床的2倍。該系統結構簡(jiǎn)(Shell) 、德士古(Texaco)、德國GSP等氣投資成本比較高。單，操作方便,造價(jià)較低,易國產(chǎn)化。目前，流床氣化技術(shù)，國內的兩段式干煤粉、多3.殼牌加壓氣流床煤氣化技術(shù)。該工全世界已有 60多家企業(yè)采用CFB氣化噴嘴干煤粉 、航天爐發(fā)展很快。而我國煤藝氣化壓力2.0- 4.0MPa,氣化溫度1400~技術(shù), 正在設計和建設的還有30多家,總氣化工藝 目前以傳統的常壓移動(dòng)床為主，1600C,碳轉化率9%。與水煤漿法相比，體水 平處于世界領(lǐng)先地位。先進(jìn)的大型加壓煤氣化工藝總體處于研該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是:O2和煤消耗低;負荷調解5、美國能源部組織研發(fā)的輸運床反究、 示范階段。結合我國國情及現有技術(shù)方便，可根據要求關(guān)閉其中-對,負荷降應 器氣化(KBR).該工藝適用于多種煤,尤情況, 我國煤化氣技術(shù)發(fā)展趨勢:低50%。主要缺點(diǎn)是設備投資增大,技術(shù)其 是低階煤,氣化壓力0.9-1.5MPa, 氣化(一)拓寬原料的適應性，集成優(yōu)化不要求高。溫度950C,碳轉化率91%-96%。該項技同技術(shù)。 目前，國內大規模工業(yè)氣化技術(shù)4、德國CSP加壓氣流床氣化技術(shù)。該術(shù)可 在空氣和氧氣兩種模式下運行。目主要是高溫氣流床技術(shù)， 即德士古、殼牌、工藝最大的優(yōu)勢是可氣化工業(yè)廢棄物和前， 以空氣為氣化劑是開(kāi)發(fā)重點(diǎn)，特別適多 元料漿及四噴嘴，要求原料煤的灰熔生物質(zhì),把價(jià)格低廉、直接燃燒污染較大合于 IGCC及多聯(lián)產(chǎn)系統。氧氣模式可產(chǎn)點(diǎn)<1350C, 灰含量<10%。而我國煤炭?jì)Φ拿?、石油焦、垃圾等轉化為高附加值合生合成氣， 用于多種化學(xué)品和燃料的生量大、 低灰、低灰熔點(diǎn)煤集中在西部地區。成氣。該工藝氣化壓力2.5- 4.0MPa,氣化產(chǎn) 。20世紀九十年代中期，KBR在美國阿動(dòng)力煤平均灰含量超過(guò)20%,灰熔點(diǎn)超過(guò)溫度1400~1600C,碳轉化率99.6%。拉巴馬州威爾遜維爾建設了50噸天的1400C的超過(guò) 50%。將煤炭分級轉化是措5、航天爐HT-L氣化技術(shù)。該工藝的示范裝置。施之一,將不同技術(shù)集成優(yōu)化是一個(gè)重要煤種選擇范圍寬,碳轉化率高于9%?？?、美國芝加哥煤氣工藝研究所趨勢。制系統自動(dòng)化程度高，有完善的安保聯(lián)鎖U-gas 氣化工藝。該技術(shù)適宜煤種寬,技(二)裝置規模大型化。以煤氣化為基系統。術(shù)特點(diǎn)為氣化壓力在0.1、3.0MPa,氣化溫礎 的現代工業(yè)發(fā)展的一個(gè) 顯著(zhù)標志就是(三)流化床氣化。流化床氣化,就是度 955- 1095C,碳轉化率96.83%。優(yōu)點(diǎn)是裝 置規模的大型化。由于受制造、運輸、安增大爐內向上的氣流速度,使煤粉處于沸煤氣中不 含焦油和酚:設備簡(jiǎn)單,可全程裝 等客觀(guān)因素的限制，在尺寸有限的設備騰懸浮狀態(tài)，但又不被帶出氣化爐的操自動(dòng)化控制。上實(shí)現高效大規模,必須實(shí)現加壓氣化，作。因此,與固定床氣化相比,流化床氣化7、美國西屋電力公司開(kāi)發(fā)的KRW氣提高其處理能力和效率。的優(yōu)點(diǎn)是氣-固和固-固接觸充分,傳熱、化。 該工藝適用煤種寬，碳利用率可達(三)開(kāi)發(fā)煤氣化凈化技術(shù),實(shí)現煤氣傳質(zhì)速率大,設備大型化。目前主要有以95%。 在1987年實(shí)現了工業(yè)化運行。但目化技術(shù)的近 零排放.不同的煤田，煤中砷、下八種技術(shù): .前無(wú)KRW氣化爐運行。汞、氯、氟、磷及其他微量元素的含量及組1.德國的溫克勒煤氣化工藝。全世界8.煤化所灰熔聚法。該工藝適用褐 成差異頗大,深入研究煤氣化過(guò)程中這些共建有70多臺溫克勒氣化爐。由于存在煤， 氣化壓力0.9-1.5MPa,氣化溫度有害元素的遷移 規律,對拓展氣化原料的諸多技術(shù)問(wèn)題,僅在上世紀五十年代末和1050-1100C, 碳轉化率91%~-96%。該工煤種，控制氣化過(guò)程中微量元素的釋放，六十年代初-度盛行，之后很少新建,運藝的優(yōu)點(diǎn)是: 氣化爐為單段流化床，粗煤實(shí)現近零排放, 促進(jìn)煤化工行業(yè)廢水資源行至今的已不多見(jiàn)。氣中幾乎不含焦油、酚等有害物質(zhì),易凈的循環(huán)利用,意 義重大。故此需要進(jìn)行煤2、德國萊茵褐煤公司發(fā)明的高溫溫化。 該技術(shù)特別適合于中小氮肥廠(chǎng)替代間氣中、 高溫脫硫及有害元素、高溫除塵、克勒氣化(HTW)。該工藝適宜煤種為褐煤，歇式固定床氣化爐,以煙煤替代無(wú)煙煤生CO2 資源化利用和洗滌水凈化等多方面氣化壓力1~2.75MPa，氣化溫度950~產(chǎn) 合成氨原料氣,使合成氨成本降低15%的技 術(shù)研發(fā)。10009C, 碳轉化率96%。該工藝優(yōu)點(diǎn)為氧~20%。耗量低、不產(chǎn)生液態(tài)烴。二、煤氣化技術(shù)發(fā)展趨勢主要參考文獻: .3.朝鮮恩德?tīng)t粉煤氣化。該技術(shù)適宜綜合現有煤氣化技術(shù)，當前煤氣化技[1]黃戒介, 房倚天,王洋等.現代煤氣化長(cháng)焰煤、褐煤。碳轉化率為91%-96%。恩術(shù)的發(fā)展 趨勢是以粉煤代替粒煤,氣流床技術(shù)的開(kāi)發(fā)與進(jìn)展 [J]. 燃料化學(xué) 學(xué)報，德?tīng)t粉煤氣化技術(shù)是一種比較適合我國和流化床代替固定床。 具有氣化壓力向高2002. 30. 5.國情的中小型潔凈煤氣化技術(shù)，可用于甲壓 化(8.5MPa)發(fā)展、氣化溫度向高溫化。[2] 陳俊峰.煤氣化技術(shù)的發(fā)展現狀及研醇、氫氣、-氧化碳等生產(chǎn),以及城市煤氣(1500~1600C) 發(fā)展、氣化劑向多樣中國煤化工012.40. s.和冶金、機械、建材等行業(yè)的燃氣生產(chǎn)。展和排渣方式向液態(tài)化發(fā)展的特點(diǎn)。HC N M H G化技術(shù)的研究進(jìn)4、魯奇公司開(kāi)發(fā)的循環(huán)流化床氣化 煤種特性和合成氣后續工段的要求而開(kāi)展[J].煤炭轉化, 2007.30. 2. .120《合作經(jīng)濟與科技》2012 年12月號下(總第455期).