煤氣化技術(shù)進(jìn)展與工業(yè)化應用

科技情報開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT ECONOMY2012年第22卷第14期文章編號:1005-6033(2012)140129-03收稿日期:2012-03-29煤氣化技術(shù)進(jìn)展與工業(yè)化應用蓋世偉(太原重工煤化工設備分公司,山西太原,030024)摘要:煤氣化技術(shù)是發(fā)展新型潔凈煤化工最重要的技術(shù)之一。綜述了目前成熟工業(yè)化的3種氣化技術(shù):固化床、流化床和氣流床氣化技術(shù),并對這3種氣化技術(shù)相應氣化爐的特點(diǎn)及在國內應用現狀進(jìn)行了闡述關(guān)鍵詞:煤氣化技術(shù);工業(yè)化應用;氣化爐中圖分類(lèi)號:TQ54文獻標識碼:A煤氣化技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)有200多年的歷史。煤氣化技術(shù)是牌氣化爐為代表的氣流床氣化技術(shù)[。發(fā)展煤基化學(xué)品合成(氨、甲醇、乙酸、烯烴等)煤基液體燃料合成(二甲醚汽油、柴油等)CC發(fā)電、多聯(lián)產(chǎn)系統制氫燃料1固定床煤氣化技術(shù)電池等工藝過(guò)程的共性關(guān)鍵技術(shù)。目前工藝成熟并已經(jīng)工業(yè)化固定床通常煤料與氣化劑逆流接觸,煤料由氣化爐頂部加的煤氣化技術(shù)有3個(gè),即以德國魯奇爐為代表的固定床氣化技,自上而下依次經(jīng)過(guò)干燥層、干餾層、還原層和氧化層,最后形術(shù),以灰熔聚、U-Gas為代表的流化床氣化技術(shù),以及德士古、殼成灰渣排出爐外;氣化劑由底部通入,經(jīng)灰渣層預熱后進(jìn)入氧化[J].圖書(shū)館雜志,2007(714-17;30[13]王芳.我國電子政務(wù)元數據的構建及其基于Web服務(wù)的[6]王小平淺析MODs元數據[J]圖書(shū)館論壇,2008(5)65-共享實(shí)現J]情報學(xué)報,2007(1):125-13367;70.[14]吳鵬強韶華政府信息資源元數據描述框架研究[J]中國[7]張瑞蓮各種元數據并存是信息資源組織的發(fā)展趨勢[]圖圖書(shū)館學(xué)報,2007(1):66-68書(shū)館雜志,2008(4)48-51[15]金更達,何嘉蓀檔案信息資源集成管理中的元數據問(wèn)題[8]張海玲多媒體元數據的語(yǔ)義集成和檢索[J情報科學(xué),2007及對策研究[]中國圖書(shū)館學(xué)報,2006(4)5659(7):1052-1057;1098[16]王萍,宋雪雁檔案元數據國際標準(EAD)在中文環(huán)境下[9]張春紅左玉波多媒體資源元數據規范的集成設計與創(chuàng )新的實(shí)例研究[]圖書(shū)情報工作,2010(10):143-146;99應用[]現代圖書(shū)情報技術(shù),2008(7)1-6.[17]李毅蔡劌醫學(xué)元數據標準制定基本策略和流程[J]情報[10]王軍保存型元數據研究[J]圖書(shū)館理論與實(shí)踐,2006(5)學(xué)報,2006(3):312-315(責任編輯:白尚平)[1]秦金聚數字信息保存元數據研究進(jìn)展及啟示[J情報理論與實(shí)踐,2007(2):284-288第一作者簡(jiǎn)介:葉靜,女,1988年生,現為福建師范大學(xué)社[12]王忠紅基于GEM20的教育元數據應用綱要[J]圖書(shū)情會(huì )歷史學(xué)院圖書(shū)館學(xué)專(zhuān)業(yè)2010級在讀碩士研究生,福建省福州報工作,2008(3):32-34;99市倉山區上三路32號,350007the Analysis of the Papers Published in 17 Chinese Core Journal PThe New Advances of Metadata Research in China in 2005-2011 fromYE JingABSTRACT: Taking "metadata" as the descriptor, this paper this paper makes a statistical analysis on the papers aboutmetadata published in 17 domestic core journals of library science and information science in recent 5 years including theaverage annual amount of published papers, and the research topics, etc ofmals and sums up the newadvantages of the research on metadata in China in recent 5 years中國煤化工KEY WORDS: research on metadata; research advance; core journalCNMHGscienceinformation science蓋世偉煤氣化技術(shù)進(jìn)展與工業(yè)化應用本刊E-mail:bjb@Psxinfo.net綜述層和還原層。相對于氣化劑的上升速度而言煤料的下降速度很22灰熔聚流化床粉煤氣化爐慢,甚至可認為固定不動(dòng)因此稱(chēng)為固定床氣化技術(shù)。目前,固定中科院山西煤炭化學(xué)研究所根據射流原理,針對一般流化床煤氣化技術(shù)的代表工藝主要有德國魯奇(Igi)爐和英國B(niǎo)GL床由于需要保持床層爐料高碳灰比,而且使碳混合均勻以維持高溫熔渣氣化爐穩定的不結渣條件而導致的爐底排出灰渣的含碳量比較高(15%11魯奇( Lurgi)爐20%)的問(wèn)題,開(kāi)發(fā)出了灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)。其主要優(yōu)魯奇(Lug)固定床氣化技術(shù)于20世紀80年代引入國內,點(diǎn)是:操作溫度適中,材質(zhì)無(wú)特殊要求連續運轉可靠性高;排灰經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展工藝成熟。魯奇爐的氣化效率碳轉化率、中碳的質(zhì)量分數低(<10%);煤氣中幾乎不含焦油和揮發(fā)酚,無(wú)廢氣化熱效率等都較高,并且氧耗是各類(lèi)氣化工藝中最低的,原氣排放,有利于環(huán)境保護。主要缺點(diǎn)是合成氣中的(CO+H2)的體料制備、排渣處理成熟。煤氣熱值是各類(lèi)氣化工藝中最高的因積分數為70%左右有效氣體成分較低,產(chǎn)品氣中CH體積分數此它最適合生產(chǎn)城市煤氣。此外魯奇固定層煤加壓氣化技術(shù)較高(15%-2%),飛灰積存及綜合利用問(wèn)題有待進(jìn)一步解決。目在合成氨、合成油和甲醇等中都有應用,目前采用固定床魯奇前國內已有企業(yè)采用該技術(shù),比如天津堿廠(chǎng)項目采用灰熔聚流爐的有山西天脊集團化肥廠(chǎng)和哈爾濱氣化廠(chǎng)等13個(gè)廠(chǎng)家共化床粉煤氣化技術(shù)運行良好。254臺,運行狀況良好。魯奇爐工藝雖優(yōu)點(diǎn)很多,但是煤氣成分復雜,合成氣中含甲烷體積分數約10%,如果將這些甲烷轉化3氣流床煤氣化技術(shù)成H2和CO,成本太高;同時(shí),由于冷凝污水中含有大量焦油、氣流床是指煤粉在氣化過(guò)程中,氣化劑將煤粉吹進(jìn)氣化爐酚、氨、脂肪酸、氰化物等,污水處理復雜,因此不推薦采用魯奇進(jìn)行并流式燃燒和氣化反應。但由于受反應區空間的限制,氣化爐生產(chǎn)合成氣(2。反應必須在數秒完成。由于氣流床氣化采用粉煤氣化使煤的比1.2BL爐表面積比大大增加,大大提高了熱質(zhì)傳遞速率。典型的氣流床英國B(niǎo)CL高溫熔渣煤氣爐是在20世紀90年代從魯奇爐氣化爐國外有荷蘭殼牌(She)粉煤氣化爐和德國西門(mén)子公司的基礎上發(fā)展而來(lái)的。該氣化爐在原魯奇爐基礎上,結合了熔渣GSP粉煤氣化爐;國內有國產(chǎn)新型四噴嘴干煤粉加壓氣化爐、兩氣化技術(shù),具有氣化率高、氣化強度高的優(yōu)點(diǎn)和魯奇爐氧耗低段式干煤粉加壓氣化爐和HT-L航天爐等習。及爐體廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)克服了熔渣氣化技術(shù)能耗高和魯奇爐加壓3.1荷蘭殼牌(Shel)煤粉氣化爐氣化效率低,廢水處理成本高的缺點(diǎn)。具有結構簡(jiǎn)單投資少殼牌干煤粉氣化技術(shù)是荷蘭殼牌公司開(kāi)發(fā)的氣化技術(shù)殼能耗低、資源利用率高建設周期短、氣體熱值高、產(chǎn)氣率高等牌公司在大量實(shí)驗數據的基礎上,在1993年在荷蘭 Demko綜合優(yōu)勢。電廠(chǎng)建成日處理煤量為2000t的單系列大型煤氣化裝置用于聯(lián)流化床煤氣化技術(shù)合循環(huán)發(fā)電。目前我國也已引進(jìn)了20余套殼牌氣化爐裝置。殼牌氣化爐采用純氧蒸汽氣化,干粉進(jìn)料,具有原料煤適應性廣在氣化過(guò)程中煤料與氣化劑逆流接觸,當氣化劑達到一定碳轉化率高、有效氣成分(CO+H2)高使用壽命長(cháng)的特點(diǎn)。缺點(diǎn)是流速時(shí)床層膨脹顆粒被氣流懸浮起來(lái)這種床層內的顆粒全氣化壓力不能太高設備結構復雜,專(zhuān)利費用較高部懸浮在空中而又不被帶出氣化爐的氣化方法稱(chēng)為流化床煤氣3,2GSP粉煤氣化爐化技術(shù)。與固定床相比,其具有氣化效率和氣化強度高,對煤灰GSP粉煤氣化爐是德國西門(mén)子公司采用粉煤加壓氣化技術(shù)含量敏感性不大適合于高灰劣質(zhì)煤的利用等優(yōu)點(diǎn)。流化床氣化開(kāi)發(fā)的氣化爐。經(jīng)過(guò)于燥磨細后的干煤粉由爐頂部進(jìn)入,純氧、技術(shù)主要有德國的溫克勒氣化爐和恩德氣化爐、美國的U-GAS蒸汽作為氣化劑從底部進(jìn)入。其具有以下特點(diǎn):對煤的品質(zhì)要求氣化爐和中科院山西煤炭化學(xué)研究所研制的灰熔聚流化床粉煤不苛刻,原料適用范圍廣;氣化爐采用水冷壁結構,即“以渣抗氣化爐等。渣”結構內部沒(méi)有耐火磚,可避免因高溫、熔渣腐蝕及開(kāi)停車(chē)產(chǎn)21U-GAS氣化爐生的應力對耐火材料的破壞,水冷壁使用壽命達到10年;碳轉U-GAS煤氣化技術(shù)是20世紀70年代由美國煤氣化工藝研化率可高達99%以上。目前我國神華寧夏煤業(yè)集團采用CSP粉究所(Gm)開(kāi)發(fā)的。該工藝是在常壓循環(huán)流化床氣化工藝的基礎煤加壓氣化技術(shù)建設的80萬(wàn)Ⅶa二甲醚,一期600萬(wàn)恤a甲醇,上發(fā)展起來(lái)的單段流化床粉煤氣化工藝。煤種適用性極廣,對于是我國第一套商業(yè)性示范裝置。劣質(zhì)煤、高灰煤和高水分煤的氣化有較大優(yōu)勢。采用灰團聚方式3四噴嘴對置式水煤漿氣化爐操作,這種技術(shù)大大降低了常規流化床氣化排灰的碳含量,顯著(zhù)四噴嘴對置式水煤漿加壓氣化技術(shù)是華東理工大學(xué)、山東提高了碳的轉化率。煤氣中無(wú)焦油無(wú)廢氣排放。目前存在的主兗礦集團(水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心、中國天辰化要問(wèn)題是出口氣帶灰較多,長(cháng)周期運行有一定困難。該技術(shù)已在學(xué)工程公司原化工部第一設計院)合作開(kāi)發(fā)的具有自主知識產(chǎn)我國推廣應用于3個(gè)煤化工項目:2008年U-CAS在國內與河南權的煤氣化技術(shù),屬于國家“863”計劃項目。目前該技術(shù)以?xún)嫉V義馬煤業(yè)集團簽訂100萬(wàn)m7煤制氣合資經(jīng)營(yíng)合同;200年集團貴州開(kāi)陽(yáng)化工5萬(wàn)h合成加目建成工程示范項目。該U-CAS同棗莊埃新斯新氣體公司的10萬(wàn)t甲醇項目;2005年同示范裝置單中國煤化工力為40MPa,各項指標內蒙古綜能協(xié)鑫煤化工有限公司25萬(wàn)t甲醇、15萬(wàn)t二乙醚均達到設計CNMHG化爐相似。項目。34兩段式干煤粉加壓氣化爐蓋世偉煤氣化技術(shù)進(jìn)展與工業(yè)化應用本刊E-mail:bjb@Psxinfo.net綜述兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)是由西安熱工院研究開(kāi)發(fā)的。段式干煤粉氣化技術(shù)、多噴嘴干煤粉氣化技術(shù)、HT-L航天爐等此氣化技術(shù)主要有以下特色:碳轉化率達到99%以上,有效氣體先進(jìn)的氣流床技術(shù)發(fā)展較快,但存在著(zhù)投資高、技術(shù)費用高等不成分達90%以上;充分利用第一反應區的煤氣進(jìn)行煤的熱裂解足,對于一般企業(yè)來(lái)說(shuō)仍然無(wú)法承受。和部分氣化,提高了總的氣化效率和熱效率;煤種適應廣泛,運面對國內外煤化工行業(yè)眾多的煤氣化技術(shù),企業(yè)如何選擇行穩定安全可靠;可省略煤氣循環(huán)激冷流程,大幅降低系統功是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。煤化工專(zhuān)家一致提出,對于企業(yè)來(lái)說(shuō)煤氣耗減小煤氣冷卻器及凈化系統的設備尺寸比國外同類(lèi)型氣化化技術(shù)沒(méi)有先進(jìn)性和落后性之分,只有適用性。選擇何種煤氣化爐造價(jià)低40%左右。其缺點(diǎn)主要是:合成氣中甲烷含量較高工藝技術(shù)需要運用科學(xué)發(fā)展觀(guān)根據企業(yè)所用煤種原料、產(chǎn)品制造合成氨、甲醇、氫氣等不利4。和建廠(chǎng)條件等特點(diǎn)采用最適合自身的煤氣化技術(shù)。3.5HTL航天爐參考文獻HT-L航天爐是原航天十一所借鑒荷蘭Shel、德國GSP美1]蘇萬(wàn)銀煤氣化方法的比較及分析[J煤化工,2010(3:10國 Texaco煤氣化工藝中的先進(jìn)技術(shù),配套自己研發(fā)的盤(pán)管式水14冷壁式氣化爐而形成的一套結構簡(jiǎn)單、有效實(shí)用的煤氣化工藝,[2]趙麥玲煤氣化技術(shù)及氣化爐的應用門(mén)化工設計,201,21目前技術(shù)所有者為北京航天萬(wàn)源煤化工工程有限公司。該工藝(3):6-9采用燒嘴設計與CSP相似,只是煤粉噴入的方向不同而已,屬于[3]王永強,李守彪,孫微微幾種典型氣流床煤氣化技術(shù)的優(yōu)單燒嘴頂燒式氣化。氣化爐釆用 Texaco激冷工藝,氣化溫度劣分析[J煤炭技術(shù),2011,30(6):187-1881400-1600℃,氣化壓力20MPa-40MPa。熱的粗煤氣和熔[4]孫鳳偉煤氣化技術(shù)研究與進(jìn)展[]遼寧化工,2010,39(5):渣一起在航天爐下部被激冷,并由此分離,經(jīng)文丘里洗滌器、洗526-528滌塔洗滌后的合成氣送去變換。目前,HT-L航天爐已在安徽林[5]趙勇,王巍煤氣化技術(shù)研究進(jìn)展[]電力技術(shù),2010,19泉、河南龍宇等項目中投入使用,運行狀況良好。(6):1-6.(責任編輯:胡建平)4結語(yǔ)目前,利用粉煤代替塊煤,氣流床和流化床代替固定床是煤第一作者簡(jiǎn)介:蓋世偉,男,1983年生,2007年畢業(yè)于太原氣化工藝發(fā)展的必然趨勢。經(jīng)過(guò)長(cháng)期的引進(jìn)、消化吸收和開(kāi)發(fā),理工大學(xué)過(guò)程裝備與控制專(zhuān)業(yè),助理工程師太原重工煤化工設我國煤氣化技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)也取得了重要進(jìn)展,近年來(lái),國內兩備分公司,山西省太原市,030024The Progress and Industrial Applicationof Coal Gasification TechnologyGaI Shi-weiABSTRACT: Coal gasification technology is one of the most important technologies of developing new clean coal chemicalindustry. This paper reviews three mature gasification technologies of fixed-bed gasification, fluidized-bed gasification andentrained flow gasification, and expounds the characteristics and the present application of the gasifiers related to the threegasification technologies in ChinaKEY WORDS: coal gasification technology; industrial application; gasifier上接第126頁(yè)) The Review and Comment of Domestic Libraries’ InformationResources Construction in Recent DecadeBAO Yuan-fangABSTRACT: This paper makes the review and comment of domestic libraries information resources constructionrecent decade from aspects of the construction of traditional paper-based中國煤化工 onstruction of digitalinformation resources, and the integration and co-construction and sharingCNMH Gurces, etc.KEY WORDS: construction of information resources; integration of information resources; co-construction and sharing ofinformation resources