煤氣化多聯(lián)產(chǎn)及IGCC系統中氣化工藝的比較與選擇

枓技風(fēng)煤氣化多聯(lián)產(chǎn)及IGCC系統中氣化工藝的比較與選擇薛長(cháng)征吳旭王云剛(兗礦國泰化工有限公司,山東滕州277527)獷要對大型IGCC電站及多聯(lián)產(chǎn)系統中煤氣化技術(shù),如Texo、sheE-gsΦeste)、 Premio及多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)進(jìn)行綜合分析評價(jià)與比較芪關(guān)鍵詞煤氣化多聯(lián)產(chǎn);煤氣化技術(shù);比較;進(jìn)擇以煤完全氣化為基礎的GCC及多聯(lián)產(chǎn)系統是目前煤炭利用領(lǐng)域采用德土古氣化妒,必須使廢鍋和全熱回收系統有較大改進(jìn)才有可能達國內外研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)之一,很多國家都制定了有關(guān)的研究發(fā)展計到劃,投入大量資金進(jìn)行這方面的研究。在代表美國21世紀能源生產(chǎn)領(lǐng)5)Shel氣化妒的可用率已達到了95%,可以說(shuō)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化域重要研究方向的“展望21 MVision21)·計劃中,以煤完全氣化為核運行,其噴嘴和水冷蠻的壽命都較長(cháng)。冷煤氣效率與濕法進(jìn)料氣化工心的多聯(lián)產(chǎn)系統是其重點(diǎn)之一。國內,很多研究機構也都在積極進(jìn)行這藝相比較高,對于43%LHV的GCC效率,采用She技術(shù)容易達方面的研究。中科院工程熱物理所在研究KGCC多聯(lián)產(chǎn)系統方面做了大到,但它的造價(jià)與德士古和 Detec相比較高。量工作,并與兗礦集團合作建成了煤氣化發(fā)電與甲醇聯(lián)產(chǎn)示范項目,目6)} Detec氣化爐雖然也是水煤漿進(jìn)料,但它是兩段氣化,冷煤前已穩定運行4年多。清華大學(xué)、漸江大學(xué)等研究機構也相繼構建了有氣效率比德士古高,而且可省去輻射余熱鍋爐,加之火管式的對流冷自己特色的多聯(lián)產(chǎn)系統。在lGCC及多聯(lián)產(chǎn)系統中,煤氣化技術(shù)是煤炭卻器使造價(jià)大幅度降低。若組成IGCC,是可以達到43%(LHV的效得以潔凈、高效和綜合利用的基礎技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù),具有“龍頭”地率。但與干法進(jìn)料相比,其噴嘴和耐火磚壽命較短。位。國內外,用于多聯(lián)產(chǎn)及GCC系統中的煤氣化技術(shù)主要以氣流床氣刀新型多噴嘴氣化爐為我國具有自主知識產(chǎn)權的專(zhuān)利技術(shù),從商化技術(shù)為主,如德士古( Texaco水煤漿氣化技術(shù)、殼牌(She氣業(yè)化運行的情況來(lái)看,無(wú)論是碳轉化率、有效氣成分、耗氧量、耗煤化技術(shù)、E- gas(Detec氣化技術(shù)、 Prenfio氣化及新型多噴嘴氣化量,還是燒嘴壽命均由于德士古氣化妒,且設備完全國產(chǎn)化,節省了大技術(shù)均是當前已在較大型lGCC電站及多聯(lián)產(chǎn)系統中經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗的先量的專(zhuān)利引進(jìn)費用,目前應用于國內第一套GCC多聯(lián)產(chǎn)系統中,已穩進(jìn)氣化技術(shù)。上述氣化技術(shù)的開(kāi)發(fā)和發(fā)展,有力的推動(dòng)了GcC及多聯(lián)定運行3年,運行穩定,聯(lián)產(chǎn)系統總能利用率較單產(chǎn)系統高115個(gè)百1氣化工藝的比較與選擇8) Prenflo氣化爐與She氣化爐基本相似,只是冷卻器結構有11煤氣化多聯(lián)產(chǎn)及IGCC系統對煤氣化工藝的一般要求所不同,由于其GCC示范裝置的運行時(shí)間很短, Prenflo氣化爐的性1)氣化工藝的冷煤氣效率、碳轉化率、煤氣有效成分高、氣化和·能尚待時(shí)間檢驗。凈化部分的熱效率高,能適應大型化電聯(lián)產(chǎn)系統和大容量發(fā)電機組。2結論通過(guò)上述對用于多聯(lián)產(chǎn)系統及GCC系統中的五種氣流床加壓氣3)氣化可用率高,運行安全可靠,單爐生產(chǎn)能力大,適合大型化技術(shù)進(jìn)行分析和比較,可以看出,每種氣化技術(shù)均有其各自不同的特化裝置。點(diǎn)。根據國內外多聯(lián)產(chǎn)系統及GCC電站經(jīng)驗和教訓,對于中國的煤氣4)系統簡(jiǎn)單,運行、維護方便,且維修費用少?；嗦?lián)產(chǎn)及GCC系統,在氣化工藝選擇方面應綜合考慮如下幾個(gè)原則5)粗煤氣便于凈化處理,含焦油、酚類(lèi)和煤塵少問(wèn)題:產(chǎn)品氣用途,煤種的適應性,氣化爐的最大出力是否達到要求6)能與后續化工單元及發(fā)電設備運行工況匹配跟蹤,啟停操作簡(jiǎn)氣化工藝成熟度,冷煤氣效率,目前還存在的問(wèn)題、關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化單、快捷,負荷變化范圍較廣。程度、工程造價(jià)及企業(yè)自身狀況等等。同時(shí),隨著(zhù)國內煤氣化技術(shù)水平12分析比較的快速發(fā)展和提高,目前,已研發(fā)出了具有國際先進(jìn)水平的煤氣化技上述五種煤氣化技術(shù)均已應用于煤氣化多聯(lián)產(chǎn)及l(fā)GCC示范工程術(shù),如新型多噴嘴氣化技術(shù),其各項指標均由于國外技術(shù)。在工藝條件或商業(yè)化運行裝置中。其中, Texaco、E-gas[ Detec及新型對置許可的情況下,應充分考慮采用國內開(kāi)發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權的煤氣化式多噴嘴氣化技術(shù)是水煤漿進(jìn)料,She、 Prenflo氣化技術(shù)是干粉進(jìn)技術(shù),以支持國內煤氣化技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展。料。這幾種氣化工藝的運行特點(diǎn)及適用情況為1)以 Texaco為代表的水煤漿進(jìn)料運行經(jīng)驗比以Shel為代表的作者簡(jiǎn)介:薛長(cháng)征,1980年生,男,遼寧省葫蘆島市人,2004年于煤粉進(jìn)料更豐富,已大容量運行,系統簡(jiǎn)單,運行安全可靠。水煤漿畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué),化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè),助理工程師,主要從制備飛灰少,環(huán)境好。事水煤漿氣化與甲醇聯(lián)產(chǎn)系統的技術(shù)工作2)水煤漿加料氣化工藝冷、熱煤氣效率低,lGC的供電效率一般較干煤粉進(jìn)料低1-15個(gè)百分點(diǎn)。干煤粉進(jìn)料的氣化爐冷、熱煤氣放率高,組成的GCC電站效率較高,但運行的安全、環(huán)保和經(jīng)驗等不及水煤漿進(jìn)料的氣化工藝,初期投資桕對較高?？梢?jiàn)水煤漿進(jìn)料和千煤粉進(jìn)料各具特點(diǎn),氣化妒容量相當3)激冷流程的氣化爐多應用于化工多聯(lián)產(chǎn)系統中,而在GCC電中國煤化工4)德土古 Texaco)氣化妒的運行經(jīng)驗和已商業(yè)化的臺數最多,CNMHG用于GCC發(fā)電,氣化妒的可用率也可達到80%以上,國內也有較多應用于化工多聯(lián)產(chǎn)系統中。但噴嘴和耐火襯里的壽命較短,冷煤氣效率和組成GCC的效率目前還較低。若lGCC效率設計為43%LH,2282010年7月(下