煤炭的高效清潔利用——煤氣化技術(shù)

第30卷第11期VoL30 Na112007年11月河北化工Nov. 2007 :煤炭的高效清潔利用一煤氣化技術(shù)張曉慧(西北化工研究院,陜西西安710600)[摘要]闡述了煤氣化技術(shù)是當今煤炭高效潔凈利用的關(guān)鍵技術(shù)之- -. 通過(guò)對目前幾種工業(yè)化的煤氣化技術(shù)的分析比較，指出了煤氣化技術(shù)的發(fā)展方向,并針對陜北能源基地的建設和煤化工的發(fā)展提出了一-些建議。[關(guān)鍵詞]煤氣化技術(shù);高效潔凈:發(fā)展方向[中圖分類(lèi)號] TQ 54[文獻標識碼] A[文章編號] 103-509520011-0023-03煤炭是地球上儲量最豐富分布最廣泛的化石燃表1氣化技術(shù)的主要特性料,中國富煤貧油少氣,加之油價(jià)的上漲，能源消費更氣化技術(shù)固定床流化床氣流床依賴(lài)煤炭。陜西省是煤炭資源儲藏量較大的主要省樣灰形式___干灰 熔渣 干灰灰團聚___ 熔渣 _原料煤特性塊煤，塊煤粉煤粉煤粉媒/水漿份,而陜北煤炭探明貯量超過(guò)2000億t,占陜西省粒度/13-50 5-50 0-80-80.2煤炭資源的99%,儲量大、易開(kāi)采、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉,可供開(kāi)灰含量% <20<15不限不限<13采幾百年。為此,國家和陜西省政府決定在陜北地區灰熔點(diǎn)/心>1 250 <1 300不限s1 350建設大型煤炭能源重化工基地，充分利用陜北的煤炭操作壓力/MPa 224 2.24100.03-2525- -6.5鰳艦踱/C 400 -1200 400 1200900-1 000-01001 350-1 700資源優(yōu)勢帶動(dòng)陜西經(jīng)濟的發(fā)展。從能源供應現狀看，合成氨.甲醇和未來(lái)的煤直煤氣溫度低中氧氣消耗接液化及醇醚燃料大都以煤氣化制合成氣為基礎,在蒸汽消耗高全國范圍內,目前僅氨合成和甲醇合成的氣化煤量已代表技術(shù).Lurgi__ lurgiBGL 恩德粉灰團聚Shell/Texaco達4 000萬(wàn)t/a以上;預計今后煤制油所需氣化煤量固定床加壓氣化(Lurgi)熱效率(或冷煤氣效率)每年將達到億噸;工業(yè)直接燃煤4億t/a以上,為解高,氧耗量低,但適用于弱粘或不粘塊煤,且煤氣中含決污染問(wèn)題，其中相當部分須采用先進(jìn)的煤氣化方焦油、酚等物質(zhì),凈化處理流程長(cháng)、投資高,新建氣化案，需氣化煤量上千萬(wàn)噸每年;煉油工業(yè)為提高油品項目較少采用。質(zhì)量每年需耗氫100- -200億m,煤氣化是經(jīng)濟可靠流化床氣化以碎煤為原料(小于6 m),煤氣中的制氫方案，油品加氫需氣化煤量1 000萬(wàn)t/a;在幾乎不含焦油、酚和烴類(lèi),傳統流化床為防止床內物未來(lái)20年內,煤制油產(chǎn)量將達數千萬(wàn)噸,需增加1億料因灰含量高而燒結，必須控制在較低的操作溫度kW以上的裝機容量，擬采用先進(jìn)的煤氣化技術(shù)為基(低于 950 C),因而只適用于高活性的褐煤或次煙礎的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統，需氣化煤量總計約1--2 .煤。我國開(kāi)發(fā)的灰熔聚流化床氣化技術(shù),借選擇性排億t/a.因此,煤的氣化是實(shí)現煤炭綜合利用和潔凈灰提高了床內碳濃度,降低了結渣風(fēng)險，提高了操作煤技術(shù)的重要技術(shù)單元和主要手段,是發(fā)展現代煤化溫度(達1 100 C), 適用煤種已拓寬到煙煤甚至無(wú)工、煤造油、燃料煤氣等重要工業(yè)化生產(chǎn)的龍頭。煙煤。流化床操作溫度適中,投資低,原料適應性寬,1煤氣化技術(shù)發(fā)展現狀因此愈來(lái)愈受到重視。其不足之處在于目前的技術(shù)操1.1煤氣化技術(shù)的分類(lèi)和特點(diǎn)作壓力低、單臺處理能力與氣流床相比較小,同時(shí)由按煤在氣化爐內移動(dòng)方式分成固定床(移動(dòng)床)、于細粉的帶出,碳轉化率還有待提高。流化床、氣流床,表1列出了各類(lèi)氣化技術(shù)的主要特氣流床氣化以粒徑<0.2 m的細粉煤為原料,點(diǎn)。煤粉可.中國煤化I,Texaco)進(jìn)料，[收稿日期]2007-09-15操作溫某氣中不含焦油、[作者簡(jiǎn)介]張曉慧(1973-),女,工程師,主要從事煤氣化工酚和烴MHC.NMHG高,氧耗量高。藝研究工作.針對不同原料煤的煤質(zhì)情況與工藝特性,可選用●24.河北化工第11期不同的氣化工藝。氣。氣化溫度一般為950 C左右,常壓氣化,煤氣中1.2 煤氣化技術(shù)現狀(CO +H)為80%。技術(shù)特點(diǎn):氣體中不產(chǎn)生焦油,操作1.2.1多元料漿氣化技術(shù)彈性大;單臺氣化爐的生產(chǎn)能力相對偏小,不適應大多元料漿氣化方法是西北化工研究院的專(zhuān)利技規模的高壓合成氣體的生產(chǎn)。景德鎮焦化煤氣總廠(chǎng)設術(shù),該氣化方法的原料可以是石油焦、石油瀝青、煤、計的工業(yè)燃氣選用了該項技術(shù)。石油加工過(guò)程的各種固體殘渣及殘液等,采用合適的1.2.5 循環(huán)流化床氣化技術(shù)添加劑,通過(guò)一步法制漿技術(shù),制備出合格的氣化料循環(huán)流化床(CFB)氣化技術(shù)是20世紀70年代由漿，然后在高溫、高壓條件下和氧氣反應生成CO.H2魯奇公司開(kāi)發(fā)，主要用于制取燃料氣和聯(lián)合循環(huán)發(fā)為主成分的合成氣。多元料漿氣化方法技術(shù)先進(jìn)、成電,適用于為水泥窯提供低熱值燃料氣。目前單爐最熟、可靠,環(huán)境達標，能耗低。在浙江豐登化工有限公大日處理煤量達500 to技術(shù)特點(diǎn):多重循環(huán)，碳粒循司和浙江巨化有限公司合成氨廠(chǎng)兩家企業(yè)中成功應環(huán)氣化,碳的轉化率可達95%-98%;用不同的氣化劑用多年?？缮a(chǎn)不同要求的煤氣;單爐生產(chǎn)能力較小。1.2.2 水煤漿氣化技術(shù)1.2.6灰熔聚流化床氣化技術(shù)水煤漿氣化技術(shù)屬加壓氣流床氣化技術(shù)，是20灰熔聚循環(huán)流化床氣化爐是中科院山西煤化所世紀50年代由美國德士古公司開(kāi)發(fā)的。通過(guò)多年的開(kāi)發(fā)的。 在陜西城化股份公司建有工業(yè)示范裝置.該開(kāi)發(fā)與改進(jìn)，已在全世界范圍內建立了許多套工業(yè)化工藝的造氣指標:常壓氣化，煤氣組成(CO +H)為裝置。其技術(shù)特點(diǎn): (1)對原料煤適應性較強,對煤的70%, 碳轉化率為90%。技術(shù)特點(diǎn):氣化爐結構簡(jiǎn)單,是活性沒(méi)有嚴格要求，但對灰熔點(diǎn)過(guò)高的煤不適合,--一個(gè)單段流化床,在爐內可同時(shí)完成煤的破粘、脫揮般應低于1 250 C;(2) 氣化生成有效組分高發(fā)份、氣化和灰的團聚4個(gè)過(guò)程;煤種適應性寬;常(CO+H2≥80%) ,適宜做合成氣; (3)氣化生成氣不含焦壓氣化爐氣化強度- -般,粗煤氣中不含焦油,含少量油、酚類(lèi)等污染物,氣體凈化簡(jiǎn)便,幾乎無(wú)廢氣排出，酚類(lèi),廢水處理簡(jiǎn)單。無(wú)廢氣排空,對環(huán)保十分有利;廢水排放也少，處理后完全達到國家有關(guān)排放標準;整套裝置的設備完全可以國產(chǎn)化。(4)碳轉化率高,一般可達95%- -98%; (5)單爐產(chǎn)氣能該技術(shù)目前還處在小規模工業(yè)示范階段,缺乏大力大。我國魯南、渭河、上海三聯(lián)供、安徽淮南已從國規模工業(yè)化及長(cháng)周期運行經(jīng)驗。外引進(jìn)了水煤漿氣化裝置,用于生產(chǎn)合成氨、甲醇、醋1.2.7魯奇碎煤加壓氣化技術(shù)酸、發(fā)電等。魯奇爐是從德國魯奇公司引進(jìn)的一種固定床煤1.2.3謝爾煤氣化技術(shù)氣化爐,它是以塊狀的弱粘結性貧瘦煤為原料,氧氣謝爾氣化技術(shù)是荷蘭殼牌公司專(zhuān)利技術(shù),也屬于(空氣)和蒸氣為氣化劑在加壓條件下連續氣化制取先進(jìn)的氣流床氣化技術(shù)。該技術(shù)主要是將煤逎過(guò)粉碎煤氣,該爐型適合于生產(chǎn)燃料煤氣或間接液化制油的研磨成干煤粉,噴入氣化爐進(jìn)行燃燒制得合成氣。目原料氣。所產(chǎn)煤氣中焦油及酚類(lèi)物質(zhì),需設置甲烷轉前，該技術(shù)已用于電廠(chǎng)發(fā)電,在我國應用于大型合成化(或分離)及廢水處理等裝置,生產(chǎn)流程長(cháng),投資較氨生產(chǎn)尚未開(kāi)始。該技術(shù)主要特點(diǎn);采用千煤粉作氣大。 單純生產(chǎn)合成氣的廠(chǎng)家,較少采用魯奇氣化技術(shù)?；?，氣化爐采用水冷壁結構，氣化溫度在.我國有4家工廠(chǎng)使用這種爐型。1 400-1 600 C,氣化壓力3.0 MPa,碳轉化率高達1.2.8干法粉堞加壓氣化技術(shù)99%,煤氣中甲烷含量很少, C0+H2 達到90%。岳陽(yáng)中國內大型先進(jìn)煤氣化技術(shù)與國外相比雖有一-定石化殼牌煤氣化有限公司、云南沾化有限責任公司、差距, 但近年來(lái)加大加快了開(kāi)發(fā)速度。干法粉煤加壓柳州化學(xué)工業(yè)集團引進(jìn)了殼牌公司干煤粉氣化技術(shù)氣化屬高溫加壓氣化,預計碳轉化率高達99%, (C0+生產(chǎn)合成氨,正在建設期。HI)達92%,環(huán)境污染小,是煤氣化的發(fā)展方向，國內目1.2.4恩德粉煤氣化技術(shù)前沒(méi)有成熟的干法粉煤加壓氣化技術(shù)可利用,對于該恩德粉煤氣化技術(shù)是朝鮮“七七”化工廠(chǎng)在常壓技術(shù)的應重點(diǎn)研發(fā),為該技術(shù)的工業(yè)化示范和產(chǎn)業(yè)化溫克勒氣化技術(shù)的基礎上改進(jìn)形成的粉煤氣化技術(shù)。應用中國煤化工氣化用煤可使用粒度為0- 10 m的褐煤、不粘煤、弱2YHCNMHG粘煤和長(cháng)焰煤,氣化劑可采用過(guò)熱蒸氣與氧或富氧空2.1 技術(shù)先進(jìn)第11期張曉慧:煤炭的高效清法利用一媒氣化技術(shù).25●目前,煤氣化技術(shù)的發(fā)展種類(lèi)較多,各具特色,氣術(shù),這些排放物應相對較少或容易處理。這也符合國化指標差異較大,因此煤氣化技術(shù)發(fā)展應具備技術(shù)先家的煤炭潔凈利用政策的要求,使國民經(jīng)濟可持續發(fā)進(jìn)性，如千法粉煤加壓氣化技術(shù)具有先進(jìn)的各種指展的重要保障。標,被業(yè)內人士普遍看好,是今后煤化工技術(shù)研發(fā)的3建議重中之重. .通過(guò)以上煤氣化技術(shù)的分析可知,干法粉煤加壓2.2煤種的廣泛性氣化技術(shù)、水煤漿氣化、多元料漿氣化技術(shù)是當今煤國內煤炭資源相對分散,煤質(zhì)的差異大,即使同化工應用中首選的煤氣化技術(shù)。陜北作為我國能源化- -的礦區不同的采煤區域煤質(zhì)也存在差異，因此,先工基地,現正在建幾個(gè)大型合成氨廠(chǎng)、甲醇廠(chǎng)“及電廠(chǎng),進(jìn)的煤氣化技術(shù)，應該對煤種相對有較為范圍寬廣的陸續還有其他輔助化工廠(chǎng)將在陜北建設,這些廠(chǎng)的建適應性,以消除煤質(zhì)變化給應用帶來(lái)的不利影響。立絕大部分要采用煤氣化技術(shù),因此,根據陜北能源2.3生產(chǎn)能力化工基地建設的特點(diǎn)及煤氣化技術(shù)的現狀,建議陜西擴大單爐生產(chǎn)能力,不僅能堿少投資,節省占地省應盡快加大煤氣化新技術(shù)研發(fā)的投入,組建煤化工面積,而且可降低操作費用,從而降低產(chǎn)品成本。技術(shù)研發(fā)中心，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的專(zhuān)利技術(shù)，2.4增大壓力為建沒(méi)陜北能源化工基地建設服務(wù)。適當提高氣化壓力,有利于提高單爐生產(chǎn)能力、[參考文獻]氣化效率,對降低生產(chǎn)成本有重要的意義。煤的加壓[1]張東亮中國煤氣化工藝(技術(shù))的現狀與發(fā)展[1.媒化工.2004,氣化可實(shí)現后續工段的等壓合成或降低合成氣體的壓縮比,這比壓縮煤氣要經(jīng)濟得多。[2]李仲來(lái)煤氣化技術(shù)綜述[].氨肥設計技術(shù)，202, (3).[3]陳廣智煤氣工藝的比較[J].中氛肥,2001, (1).2.5煤能源的綜合利用[4]徐京磐.鮑禮堂流化床和氣流床氣化技術(shù)綜述[D].小氦肥設計技把煤氣化與發(fā)電、化工聯(lián)合起來(lái),綜合利用能源，術(shù),2002, (1).可以提高總熱效率，降低生產(chǎn)成本，如IGCC聯(lián)合發(fā)[5]周永順恩德粉煤氣化技術(shù)在化肥生產(chǎn)中的應用[].小氮肥設計技電.2.6保護環(huán)境[6}賀永德.灰熔聚流化床粉堞氣化工業(yè)示范裝置考核小結[].煤化工,2003, (3).煤中含有部分無(wú)機礦物質(zhì),以及在加工利用的過(guò)程中,存在廢渣、廢水、廢氣的排放,先進(jìn)的煤氣化技The Coal Clean Exploitation Eficiently- -Coal Gasification TechnologyZHANG Xiao-hui .(Northwest Research Institute of Chemical Industry, Xi' an 710600, China)Abetract:The paper was expatieted that coal gasification technology vas one of the key techniques of the coal effi-ciently clean exploitation noradays. Currently a few kinds of industrialized coal gasification tecbnology wvere analyzedand coupared, coal gasification technology development direction is pointed out, and so e suggestions were put forrardthat the developeent of construction and coul chemical engineering of the Shan' xi north enersy base.Kuy words: coal gasification technology;efficiently clean; development directioncrcrorcrcrcrcrcrorcrcrcrcrcrorcrcrcrcrcrcrerc上接第22頁(yè))Development of Taste Masking Methods in Oral PharmaceuticalsZHNG tao, ZHANG Li-xia(North China Pharmaceutical Nev Drug Research and Develop uent Co. ,Ltd, Shijiazhuang 050015, China)Abutnet:This article reviews the recent devaloprent of taste asking pethods,and give自brief acount of differenttechnologies. It is a challenge 如apply these technologies witlimnical sabiit ar中國煤化工bioavailabllity of the drug in the develope ent of dosage forns.Eoy word:modifying the taste; taste masking;oral pharnmaceuticalsTYHCNMHG