兩種褐煤氣化技術(shù)的比較

104內蒙古石油化工2014年第15期兩種褐煤氣化技術(shù)的比較張永勝(神華包頭煤化工有限責任公司,內蒙古包頭014010)摘要:介紹U-Gas 和恩德?tīng)t褐煤氣化的技術(shù),褐煤采用兩種氣化技術(shù)氣化技術(shù)的操作指標,技經(jīng)指標,使用設備情況進(jìn)行比較,為合理選用褐煤氣化技術(shù)提供一些依據。關(guān)鍵詞:褐煤制氣;氣化技術(shù);粗煤氣質(zhì)量;技經(jīng)技術(shù)指標中圖分類(lèi)號:TQ54文獻標識碼:A文章編號:1006--7981 (2014)15- -0104- -04隨著(zhù)石油和天然氣能源的緊張匱乏,利用煤炭,程度越淺，焦炭質(zhì)的氣孔率越大，即其內表面積越特別是褐煤,進(jìn)行氣化、液化補充石油和天然氣成為大，反應性越高。煤的反應活性越高,則發(fā)生反應的我國化工的發(fā)展方向。起始反應溫度越低,氣化溫度也越低。在氣化溫度相我國的能源結構為多煤少油缺氣。褐煤占煤炭同時(shí),煤的反應活性越高,則氣化反應速度越快,煤保有總量的12.7%左右,資源豐富,是煤化工發(fā)展的的反應活性對氣化過(guò)程的影響在溫度較低時(shí)較大，重要原料。褐煤清沽氣化有著(zhù)較廣闊的發(fā)展前景。在當高溫反應時(shí),溫度對反應速度的影響顯著(zhù)加強?？偯禾抠Y源中,主要為褐煤,煤層淺,易開(kāi)采,目前產(chǎn)量之，煤的活性高,對各種氣化技術(shù)都有利，可以提高居全國第- -.要充分發(fā)揮褐煤的價(jià)值,煤的氣化是主氣體質(zhì)量、產(chǎn)氣率和碳轉化率。要途徑之1.1.3灰熔點(diǎn)煤氣化技術(shù)很多,煤炭氣化技術(shù)按生產(chǎn)裝置化褐煤做原料應有適宜的灰熔點(diǎn),若原料煤種的學(xué)工程特征(反應器的形式、氣化爐里的流體力學(xué)條灰熔點(diǎn)過(guò)高,為保證氣化爐液態(tài)排渣的順利進(jìn)行,就件、氣固相相互間的接觸方式)分為固定床(移動(dòng)床)必須提 高氣化爐的操作溫度,但由于氣化爐操作溫氣化、流化床氣化、氣流床氣化等。但由于褐煤具有度過(guò)高,會(huì )導致?tīng)t內耐火材料蝕損速率加大,使用壽水分含量高(20%~50%)、熱值低、揮發(fā)分高、灰熔命縮短,同時(shí)氧、煤消耗升高,氣體成分變差。點(diǎn)較低、成漿性不好、容易粉化和自燃等特點(diǎn)，給煤1.1.4總硫含量氣化技術(shù)帶來(lái)一定的困難 。選作什么樣的氣化技術(shù)，原料煤中存在的硫,在氣化過(guò)程中生成H2S和成為我們共同關(guān)心的問(wèn)題。少量的有機硫(COS),原料煤中的含硫量主要影響結合蒙西褐煤煤質(zhì)比較二種適合褐煤氣化的技合成氣的凈化。術(shù):美國的U- Gas氣化技術(shù)和恩德?tīng)t氣化技術(shù)。1.2 美國U-Gas氣化技術(shù)兩種褐煤氣化技術(shù)介紹U-Gas氣化技術(shù)在美國能源部的支持下，從1.1褐煤的性能分 析1975年開(kāi)始試驗,在美國伊利諾斯州的芝加哥建有1.1.1灰分、固定碳和發(fā)熱量能處理幾乎各種燃料的U-GAS中試裝置.在中褐煤的灰分含量、固定碳和發(fā)熱量三者之間互國，上海焦化廠(chǎng)于1995年引進(jìn),日氣化劣質(zhì)煤150t;為相關(guān),其高低直接影響著(zhù)氣化性能和經(jīng)濟性能。固山東棗莊于2008年引進(jìn),日氣化劣質(zhì)煤400t;河南定碳和發(fā)熱量高、灰分含量低的煤種,作為氣化的原義馬于2012年引進(jìn),日氣化劣質(zhì)煤1200t(預計2012料煤種時(shí),氣化氧耗、煤耗較低,氣化效率較高。年底試車(chē))。.1.1.2 煤的反應活性工藝流程:經(jīng)破碎、干燥后,煤通過(guò)鎖斗氣力輸煤的反應活性是影響氣化的重要指標之一。反送到氣化爐內。純氧(99.6vol% )和過(guò)熱蒸汽作為氣應活性好的煤,在氣化過(guò)程中,反應速度快,氣化效化劑,通過(guò)特殊的氣體分布器進(jìn)人氣化爐，與煤發(fā)生率高,能提高碳的轉化效率和有效氣體成分及產(chǎn)氣反應。反應溫度為950~ 1100C.量,降低煤耗、氧耗。含塵的合成氣從氣化爐頂部離開(kāi)，進(jìn)人旋風(fēng)分煤種不同,其反應活性是不同的,一般煤的碳化離器(設置- :級或兩級)除去合成氣中的大部分粉中國煤化工收稿日期:2014-06-12YHCNMH G作者簡(jiǎn)介:張永勝(1971-),男，神華包頭煤化工有限責任公司經(jīng)理。2014年第15期張永勝兩種褐煤氣化技術(shù)的比較107表4U-Gas氣化技術(shù)比較結果Items Pres.ASUGasificationScrubber Gas Compres. COr Compres.TotalPower, kW 32000200100026003490030barCWS,m/h32004300220UtilityPower,kW 32000100 .1502000076053010CWS,m'/h3000180060806010kRMB140004200060065057250 .2bar33600400045052450可以看到,產(chǎn)相同的(CO+H2),雖然30bar氣度小,雖 U-GAS高壓的氣化工藝其投資比恩德?tīng)t化島的投資稍有增加,但是在能量消耗方面有明顯氣化工藝略高,但是能耗有明顯降低,總的合成氣生的降低,節電約18,000kW●h/h.對于SNG項目,由產(chǎn)成本低。②對于褐煤制取天然氣項目,U-Gas氣于U-GAS產(chǎn)生的合成氣中甲烷含量和氫氣含量化比恩德?tīng)t氣化更合適。③恩德?tīng)t氣化適用于較高,因而可以降低下游變換及甲烷化單元的生產(chǎn)80000Nm*/h以下的規模,U-Gas氣化既適用于小負荷,可進(jìn)一步降低成本?？傮w而言,高壓氣化可以規模企業(yè),更適用于10000Nm*/h以上的規模企降低合成氣的生產(chǎn)成本。業(yè)。我國中小氮肥廠(chǎng)的氣化改造,低壓U- -Gas氣化4投資比較和恩德?tīng)t氣化技術(shù)是適合的。①對于規模尺寸恩德?tīng)t,其投資為:[參考文獻]項目投資(2009年)A-來(lái)源1投資(2003 年)B-來(lái)源2性3.性6氣化島+水洗60000萬(wàn)RMB性13000~. 4000萬(wàn)RMB-6.7,11[1] 王成文,劉靜恩德粉煤氣化工藝的設計和應污水處理1000~2000萬(wàn)RMB在1.性21500萬(wàn)RMB3用[J].燃料與化工,2005 ,36(2).注1:根據SES內部得到的的信息，目前思德?tīng)t的造價(jià)[2]通遼 金煤公司,有關(guān)恩德?tīng)t的運行數據.已經(jīng)有明顯提高,來(lái)源1是按照通遼項目的最新的造價(jià)給出[3]吉林長(cháng)山化肥集團 長(cháng)達有限公司.2臺40，的數字,通遼項目在2009年實(shí)施建設。不確定是否包含專(zhuān)利000Nm2/h恩德粉煤富氧氣化裝置的建設與費。2:根據通遼經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區網(wǎng)站,恩德?tīng)t造氣裝置污水運行(.上)[J].革新與綜述,2004, (5).處理站總投資為5000萬(wàn)元，建設規模為日處理工業(yè)廢水[4] 黃培林,周永順.恩德粉煤氣化技術(shù)的工程設3600t.結合[注1]及文獻2,假設污水處理裝置的投資為2000計和生產(chǎn)運行[J].煤化工,2004,(4).萬(wàn)元。3:根據文獻[~4],在2003 年吉林長(cháng)山化肥集團長(cháng)達有[5] 通遼經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區網(wǎng)站[EB/OL ]http://限公司(原吉林省長(cháng)山化肥廠(chǎng))進(jìn)行改造,建設包含兩臺www. tlkfq. com. cn/ xinxi/news/dt/kfqdt/40000Nm'/h恩德?tīng)t的氣化裝置的費用為6000萬(wàn)元人民幣，200909/12862. html.不包含干燥及廢水處理設施。其中設備費用3000萬(wàn),工藝和[6] 遼寧恩德設備制造安裝有限公司.中國煤化集土建安裝1500萬(wàn)元,材料費1500萬(wàn)元。廢水處理費用1500萬(wàn)元人民幣，煤干燥費用500萬(wàn)人民幣)。4:根據文獻[0],單團煤化工(甲醇)項目氣化資料,2007.臺4000Nm2/h恩德?tīng)t系列的投資約為3800萬(wàn)人民幣，包含[7] 吉林長(cháng)化集團長(cháng)達有限公司,撫順恩德機械有專(zhuān)利費用,但不含土建費。限公司.吉林長(cháng)化集團長(cháng)達有限公司恩德粉②對于相同規模的U-GAS氣化爐,其投資煤氣化項目工程報告.[8] 王曉軍.恩德?tīng)t純氧造氣實(shí)驗小結.2006.投資[9]王景林.恩德粉煤制合成氨原料氣存在的問(wèn)題6800萬(wàn)RMB[J].中氮肥,2007 ,(2).200萬(wàn)RMB[10] 王景林,鄭青吾.用恩德?tīng)t煤氣生產(chǎn)甲醇的可行性[J].中氮肥,2007,(1).5常壓恩德氣化工藝與高壓U-GAS氣化工藝的[11] 馬清泉,姜天夫.關(guān)于恩德粉煤氣化的一些情況說(shuō)明和實(shí)際運行參數[J].化肥工業(yè),2007,比較結果34(5). .U-Gas氣化和恩德?tīng)t氣化技術(shù)是褐煤氣化的[12] 許清波_界德粉憎氣化地兵行總結[J].中氮二種技術(shù),其高壓U-Gas氣化技術(shù)符合現代煤化中國煤化工工的發(fā)展趨勢,比恩德?tīng)t氣化技術(shù)更具有生命力:①肥,20YHCNMH G在生產(chǎn)負荷相同的情況下,占地面積小,污水處理難.