加壓氣化工藝技術(shù)的應用

2011年第21期內蒙古石油化工107加壓氣化工藝技術(shù)的應用薛龍英1,張春風(fēng)2(1.潞安職業(yè)技術(shù)學(xué)院;2山西潞安煤基合成油有限公司,山西長(cháng)治046100摘要:介紹了魯奇加壓氣化技術(shù),德士古加壓氣化技術(shù)、殼牌干煤粉加壓氣化技術(shù)的特點(diǎn)及應用現狀,并對各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對比,提出在煤化工領(lǐng)域應綜合考慮煤種、灰熔點(diǎn)、裝置規模、產(chǎn)品鏈設和投資情況來(lái)合理選擇加壓氣化技術(shù)。關(guān)鍵詞:加壓氣化;技術(shù);應用現狀中圖分類(lèi)號:TQ546.2文獻標識碼:A文章編號:1006-7981(2011)21-0107—02隨著(zhù)我國煤炭產(chǎn)業(yè)轉型的逐步推進(jìn),發(fā)展煤化方式等分類(lèi),常用的是按氣化爐內煤料與氣化劑的工成為各煤炭主產(chǎn)區的首選。加壓氣化技術(shù)作為發(fā)接觸方式區分,主要有固定床氣化、流化床氣化、氣展煤化工的基礎,氣化工藝的選擇對整個(gè)煤化工裝流床氣化等類(lèi)型置的安全、穩定、高效運行起著(zhù)重要的作用。目前國2各氣化工藝技術(shù)的特點(diǎn)及應用現狀內應用比較廣泛的氣化工藝大致分為魯奇碎煤加壓21魯奇碎煤加壓氣化技術(shù)氣化、德士古水煤漿加壓氣化、和殼牌粉煤加壓氣魯奇碎煤加壓氣化技術(shù)主要用于氣化褐煤、不化1-3等幾種。本文對多種加壓氣化技術(shù)的特點(diǎn)及粘結性或弱粘結性的煤,要求原料煤熱穩定性高、化應用現狀進(jìn)行了分析,提出在煤化工領(lǐng)域加壓氣化學(xué)活性好、灰熔點(diǎn)高、機械強度高、不粘結性或弱粘技術(shù)應在綜合考慮煤種、灰熔點(diǎn)裝置規模、產(chǎn)品鏈結性,適用于生產(chǎn)城市煤氣和燃料氣。該工藝應用設定和投資情況的基礎上進(jìn)行合理選擇。較早,技術(shù)相對成熟,目前國內應用主要有天脊煤化1加壓氣化的原理等20余家,但該工藝對原料要求比較苛刻,要求原料煤為5~50mm的塊煤,不能使用強粘結性、熱穩定性差、灰熔點(diǎn)低的煤或型煤;其產(chǎn)生的煤氣中焦油、碳氫化合物含量約1%左右,甲烷含量約10%左右。焦油分離、含酚污水處理復雜,不推薦用以生產(chǎn)合成氣,且國產(chǎn)化設備易出現故障,特別是煤鎖閥和煤氣灰鎖閥故障率較高。2.2德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)采用濕法進(jìn)料,原料煤運輸、制漿、泵送人爐系統比干粉煤加壓氣化簡(jiǎn)蒸汽、氧灰單,安全可靠、投資省。單爐生產(chǎn)能力大,目前國際上最大的氣化爐投煤量為2000/d,國內已投產(chǎn)的氣化圖1煤炭氣化流程爐能力最大為1000t/d。設計中的氣化爐能力最大為煤炭加壓氣化是指煤在特定的設備內,在一定1600t/d。該技術(shù)對原料煤適應性較廣,氣煤、煙溫度及壓力下使煤中有機質(zhì)與氣化劑(如燕汽/空氣煤、次煙煤、無(wú)煙煤、高硫煤及低灰熔點(diǎn)的劣質(zhì)煤、石或氧氣等)發(fā)生一系列化學(xué)反應,將固體煤轉化為含油焦等均能用作氣化原料。但要求原料煤含灰量較有CO、H2、CH4等可燃氣體和CO2、N2等非可燃氣體低、還原性氣氛下的灰熔點(diǎn)低于1300℃,灰渣粘溫特的過(guò)程。煤炭氣化時(shí),必須具備三個(gè)條件,即氣化爐、性好。氣化系統不需要外供過(guò)熱蒸汽及輸送氣化用氣化劑、供給熱量,三者缺一不可。其工藝流程如圖原料煤的N2或CO2。氣化系統總熱效率高達94%~1所示。中國煤化工北例比較大,水蒸氣煤炭氣化工藝可按壓力氣化劑、氣化過(guò)程供熱的啊YHCNMHG到氫氣,從而大大提收稿日期:2011-08-15作者簡(jiǎn)介;薛龍莢(1982-),女,碩士研究生。108內蒙古石油化工2011年第21期高單位質(zhì)量原煤的產(chǎn)氣率,其經(jīng)濟效益十分可觀(guān)最消耗也比較少。但因干粉進(jìn)料在加壓狀態(tài)下進(jìn)行氣大的問(wèn)題也是源于水煤漿進(jìn)料而產(chǎn)生的熱量平衡緊流輸送,對進(jìn)料系統閥門(mén)的耐磨性能和密封性能要張和排渣的困難。求比較高。幾種氣化技術(shù)的性能比較如表1所示。2.3殼牌干煤粉加壓氣化技術(shù)2.4氣化技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng )新表1幾種氣化技術(shù)性能比較近年來(lái)國內學(xué)者就氣化技術(shù)進(jìn)行了大量研究,氣化技術(shù)魯奇殼牌德士古其中西安熱工研究院開(kāi)發(fā)成功的具有自主知識產(chǎn)權氣化爐形式加壓固定床加壓氣流床加壓氣流床的煤氣化技術(shù)已引起廣泛關(guān)注。該技術(shù)適用煤種包括褐煤、煙煤、貧煤、無(wú)煙煤,以及高灰分、髙灰熔點(diǎn)氣化劑+H2O蒸汽煤,且不產(chǎn)生焦油、酚等。其特點(diǎn)是采用兩段氣化適操作壓力/MPa用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,其示范裝置投煤量2000/d級操作溫度/℃1200~13001400-170013001500兩段式干煤粉加壓氣化爐(廢熱鍋爐流程)已決定用加煤裝置煤噴槍 Texaco燒嘴于華能集團“綠色煤電”項目,另一套示范裝置投煤爐體保護裝置水夾套膜式水冷壁耐火材料量1000t/d級兩段式干煤粉加壓氣化爐(激冷流程)易損件煤鎖、灰鎖無(wú)燒嘴、耐火材料已決定用于內蒙古世林化工有限公司30萬(wàn)t/a甲醇渣裝置項目。其缺點(diǎn)是合成氣中CH4含量較高,對制合成排渣裝置鎖渣適用原料塊煤(5~50mm)干煤粉水煤漿氨、甲醇、氫氣不利。兗礦國泰與華東理工大學(xué)共同且+600303承卻的785項日,影噴哪對式默氣殼牌氣流床加壓氣化技術(shù)適用于氣化褐煤、煙3結論煤、無(wú)煙煤、石油焦及髙灰熔點(diǎn)煤,人爐原料煤為經(jīng)魯奇碎煤加壓氣化、德土古水煤漿氣化、和殼牌過(guò)千燥磨細后的干煤粉。干煤粉由氣化爐下部進(jìn)粉煤加壓氣化技術(shù)都是典型的潔凈煤氣化技術(shù)各人,屬多燒嘴上行制氣目前國外最大的氣化爐處理有特點(diǎn),各企業(yè)在改造或新建時(shí)應根據原料煤種灰量為2000/d煤,氣化壓力為30MPa。該技術(shù)氣化熔點(diǎn)裝置規模、產(chǎn)品鏈設定和投資等情況綜合考爐采用水冷壁,無(wú)耐火磚襯里?？梢詺饣呋胰埸c(diǎn)的慮,以實(shí)現資源的綜合運用和循環(huán)利用,進(jìn)一步實(shí)現煤,但仍需在原料煤中添加石灰石做助熔劑國內近煤化工企業(yè)低碳、環(huán)保、可持續發(fā)展年來(lái)引進(jìn)10余臺,其目標產(chǎn)品有合成氨、甲醇,氣化參考文獻]壓力30~.0MPa。但國內引進(jìn)的殼牌干煤粉氣化[1]門(mén)長(cháng)貴,干法粉煤加壓氣化技術(shù)的開(kāi)發(fā)現狀和裝置只設1臺氣化爐單系列生產(chǎn),沒(méi)有備用爐,在煤應用前景[門(mén)]煤化工,200,(1):16~19.化工生產(chǎn)中能否常年連續穩定運行尚待檢驗。該裝[2]宋迪,潘水雀.水煤漿加壓氣化技術(shù)的進(jìn)展置投資巨大,排出氣化爐的高溫煤氣用龐大的投資[].石油化工應用,2007,26(6):3~5高的廢熱回收鍋爐回收顯熱副產(chǎn)蒸汽后,如用于煤3]王旭賓德士古煤氣化工程技術(shù)問(wèn)題探討門(mén)化工,尚需將蒸汽返回后續CO變換系統,如用于制化肥工業(yè),2004,31(2):37~40.合成氨和氫氣副產(chǎn)的蒸汽量還不夠用同時(shí)還需要[4]鄭寶祥程光旭,水煤漿加壓氣化裝置的技術(shù)另設中壓過(guò)熱蒸汽系統用于氣化爐的過(guò)熱蒸汽。該改進(jìn)[].大肥,2005,28(1):25~28技術(shù)由于是干法進(jìn)料,氣化爐的操作溫度比較高碳5]賈春友,魏麗梅,魯奇加壓氣化工藝優(yōu)化設計的轉化率比較高,系統的熱量利用率比較高,氧氣的[J].煤化工,2003,(5):30~35.The Application Of Pressurized Gasification TechnologyXUE Long-ying', ZHANG Chun-feng(1. Lu'An Vocational Technical College; 2. Shan'xi Lu'An Coal-based Synfuel Co Ltd, ChangzhiAbstract: The features and present application status of Lurgi gasification technology, Texaco gasifiation technology and Shell gasification technology are described in the paper. Advantages and disadvan-tages of three different pressurized gasification technology v中國煤化工 chemical industrythe types of coal, ash melting point, equipment scale, deCNMH GO investment quotashould be integrated for a reasonable choice of pressurized gasification technologyKey words: Pressurized Gasification: Technology Application Status