煤氣化過(guò)程氣化效率分析

2009年第30卷第3期氮肥技術(shù)煤氣化過(guò)程氣化效率分析詹俊懷尤彪(福建三鋼集團三明化工有限責任公司365000。aass。sws。ss摘要簡(jiǎn)要介紹用有效能效率分析各種煤氣化方法的氣化效率結論是固定床煤氣化爐的有效能效率高固定床煤氣發(fā)生爐為煤氣化工藝節能的首選技術(shù)。關(guān)鍵詞煤氣化有效能效率分析1前言過(guò)程的投入和產(chǎn)出,從而使各種煤氣化方法的比煤氣化是煤潔凈利用核心技術(shù)。目前,全國較成為可能用于煤氣化的煤炭的數量在2×10%a左右,僅次(1)碳轉化率于發(fā)電和鋼鐵工業(yè)。煤氣化技術(shù)是煤炭高效率碳轉化率,是用進(jìn)入合成氣的碳元素量占原低成本利用和碳減排的技術(shù)起點(diǎn),我國缺油少氣料煤中碳元素總量的百分數來(lái)表示的。碳轉化率多煤,同時(shí)煤的質(zhì)量較好,多為煙煤、無(wú)煙煤等利反映氣化過(guò)程煤中的碳反應的完全程度,在煤氣用價(jià)值高的煤種,加之勞動(dòng)力豐富,煤開(kāi)采成本化過(guò)程要求得到的是有效氣氫和一氧化碳,若轉低。因此在煤高效利用上取得突破對我國穩定、化為二氧化碳則不僅無(wú)益而且有害。同時(shí)不同煤可靠、持續的能源供應具有決定性的意義。氣化方法得到的氣體組份中的氫和一氧化碳含中國煤氣化技術(shù)以固定床間歇氣化技術(shù)為量也有較大的區別,因此碳轉化率的高低和有效主,也開(kāi)發(fā)了一些新的煤氣化技術(shù),但技術(shù)成熟氣消耗的碳的數量完全沒(méi)有對應關(guān)系。碳轉化率性較差經(jīng)濟效益不理想。固定床間歇煤氣化技用于評價(jià)煤氣化效率沒(méi)有意義;術(shù)由于自身的缺陷,其發(fā)展已受到限制。目前煤(2)熱效率氣化技術(shù)已發(fā)展到關(guān)鍵時(shí)刻,由福建三鋼集團三根據熱力學(xué)第一定律原理評價(jià)效率。其實(shí)質(zhì)明化工有限責任公司提出的富氧連續氣化改進(jìn)是通過(guò)物料與能量的衡算分析能量轉化利用及方案,在固定床間歇煤氣化技術(shù)的基礎上,開(kāi)發(fā)損失情況,確定過(guò)程進(jìn)、出的能量數量,求出熱量了具有自主知識產(chǎn)權的“固定床單爐雙向富氧連利用率,其不足在于續氣化技術(shù)和固定床雙床層耦合富氧連續氣化①熱力學(xué)第一定律方程說(shuō)明各種能量可以技術(shù)”,具有顯著(zhù)的綜合效益和重大的戰略意義,互相轉化,但從熱效率上看,熱轉化為功是有限該技術(shù)可以對目前國內主流煤氣化技術(shù)在主要的,而且不能指出各種能量轉化的方向和限度;消耗指標方面得到較大的改進(jìn)?，F從有效能效率②從能量級別可知,能量不但有大小之分,來(lái)分析各種煤氣化的氣化效率還有品位的區別,能量衡算法只反映了能量數量2傳統煤氣化效率評定的缺陷的關(guān)系,沒(méi)有反映能量品位的高低。目前國內煤氣化技術(shù)評價(jià)標準主要有以下此方法只能反映能量的損失,但不能指出得指標:可靠性、系統運行穩定性、大型化即單爐生到的這部分能量的利用價(jià)值。其得出的評價(jià)結論產(chǎn)能力煤種適應性、污染物的排放、氣化效率具有極大地誤導性,例如室內空氣電加熱器根等。其中氣化效率是核心指標,目前通用的評價(jià)據此方法計算出的熱效率為100%,而根據有效氣化效率的指標有:碳轉化率、熱量利用率、冷煤能效率來(lái)計算出其效率幾乎為零。氣效率等。由于煤氣化的方法多種多樣,有常壓中國煤化工加壓、富氧純氧等不同方式,運用這些指標來(lái)評HCNMHG媒氣的化學(xué)能與價(jià),都不能全面反映煤氣化的真實(shí)投入和產(chǎn)出,氣化用m化子肥∠比。合科氣化方法的冷煤氣因此需要一個(gè)綜合性的指標來(lái)全面反映煤氣化效率見(jiàn)表1。氮肥技術(shù)2009年第30卷表1各種氣化方法的冷煤氣效率床煤氣爐間歇制合成氣。氣化方法煤耗煤媒的熱值冷煤氣主要消耗:煤耗(熱值6600kcal/kg, kcalkgkm(CO+H2)k/kg效率1塊煤固定床間歇制502763074=4.1868kJ,下同)570kg/km3(cO+H2)有效氣,蒸合成氣汽耗476kg/km3(CO+H2)(外加部分,蒸汽溫度2固定床雙向富氧連25116180℃),電耗18kW/km3)(CO+H2),蒸汽分解率為續制合成氣3固定床雙爐耦合式51169050%,吹風(fēng)氣和煤氣溫度為250℃。通過(guò)計算,得純氧連續制合成氣出有效能效率79%4水煤漿制氣2511667(2)固定床雙向富氧連續制氣5干法氣流床制氣25116~70主要消耗:煤耗(熱值6000kcal/kg)595kgkm3說(shuō)明:干法氣流床煤氣化技術(shù)設計冷煤氣效(Co+H),蒸汽耗476kgkm(CO+H2)(外加部分率為8%-85%,對應2516/kg的煤耗為蒸汽溫度180℃),氧氣耗190m/km(cO+H1),蒸640kgkm(CO+H2)。其中:氣化爐熱效率為95,汽分解率為55%,煤氣溫度為250℃。通過(guò)計算,碳利用率為98%~99%,15%的熱量由余熱鍋爐得出有效能效率82%轉化為蒸汽,另每km(CO+H2)的有效氣可產(chǎn)生(3)固定床雙爐耦合式純氧連續制合成氣2200m3的冷激氣溫度350℃,帶走部分熱量,同在常壓固定床雙爐耦合式純氧連續制合成氣時(shí)煤粉的烘干用煤也需計入煤耗中,綜合分析冷主要消耗:煤耗(熱值600ca/kg)540kgkm3煤氣效率為~70%。(CO+H2),蒸汽耗285kgkm(CO+H2)(外加部分,(4)國外的煤氣化技術(shù)主要使用碳轉化率/熱蒸汽溫度1800),氧氣耗152mkm2(C0+H2),蒸效率作為評價(jià)指標,不能準確反映煤的氣化效率汽分解率為75%,煤氣溫度為250℃。通過(guò)計算,意義不大。以前國內常用冷煤氣效率為煤氣化的技得出有效能效率93%。(4)濕法氣流床(水煤漿)制氣3有效能效率評定合理性分析引用華東理工大學(xué)的文章一《化學(xué)工程》如何判定煤制合成氣的氣化效率,是煤氣化007年第35卷第二期《氣流床氣化系統的熱力技術(shù)改造選擇的首要問(wèn)題。目前業(yè)內評價(jià)煤氣效學(xué)分析),該文章計算的有效能效率為61%。由于率時(shí),多釆用碳轉化率、冷煤氣效率等指標來(lái)評價(jià)出煤氣爐的二氧化碳含量高和煤氣溫度高,有效煤氣化過(guò)程的效率這些常用的評價(jià)辦法在理論能損失大,導致有效能效率低。同時(shí)制氧裝置的上存在著(zhù)重大的缺陷,在實(shí)際運用也存在問(wèn)題甚有效能效率僅為2%,若以整個(gè)煤氣化的氣島的至出現根本性的誤導,也不能滿(mǎn)足國家標準從熱有效能效率計,其有效能比該文的數據更低。力學(xué)基本原理出發(fā),評價(jià)煤氣化過(guò)程、一切能量使5結論用及轉化過(guò)程的效率其標準只能是有效能效率。各種氣化方法的冷煤氣效率和有效能效率(1)根據“中華人民共和國國家標準CB2588見(jiàn)表22000”《設備熱效率計算通則》,標準適用范圍為表2各種氣化方法的有效能效率使用燃料和利用熱量的熱設備,計算熱效率時(shí)規序號氣化方法冷煤氣效率有效能效率定必須用有效能計算效率。1固定床塊煤間歇爐(2)有效能分析法2固定床雙向富氧連續制氣7880-85該法在能量衡算法和熱力學(xué)第一定律基礎3固定床雙爐耦合式純氧連上,以第二定律為主。在對裝備或過(guò)程進(jìn)行物料續制氣4水煤漿制氣61-64衡算和能量衡算的基礎上,確定出、入各系統的5干法氣流床制氣70物流和能流的有效能值,由有效能平衡方程確定結論是傳統的固定床煤氣發(fā)生爐制合成氣有過(guò)程的有效能損失和有效能效率。效能4幾種氣化方法的有效能效率分析中國煤化工流床制合成氣的(1)塊煤固定床制合成氣CNMHG定床煤氣發(fā)生爐最D,1為比上乙以造的首選技術(shù)主要以焦炭和優(yōu)質(zhì)塊煤為原料,在常壓固定(收稿日期:2009-04-30)