煤氣化工藝技術(shù)的比較

第42卷第5期Vo1.42013年5月Contemporary Chemical IndustryMay煤氣化工藝技術(shù)的比較閆秀婷(中國寰球工程公司遼寧分公司,遼寧撫順113006)摘要:中國是一個(gè)富煤、貧油的國家,石油資源稀缺,每年進(jìn)口大量原油以滿(mǎn)足國家經(jīng)濟增長(cháng)的需求因此,尋找替代能源是一項國家戰略性的課題。根據我國煤炭較為豐富的資源稟賦,發(fā)展煤制油化工產(chǎn)業(yè),對于緩解石油供需矛盾,實(shí)現煤炭清潔利用具有重要意義,煤制油化工產(chǎn)業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景。選擇合適的煤氣化工藝,對于整個(gè)煤化工項目而言具有舉足輕重的意義。對BGL、GSP、KBR和粉煤氣化爐從單臺能力、操作條件、壽命、公用工程消耗、投資等方面進(jìn)行了比較關(guān)鍵詞:煤制油;煤氣化技術(shù);比較中圖分類(lèi)號:TQ541文獻標識碼:A文章編號:1671-0460(2013)05-0687-02Comparision of Coal vapouration TechnologiesYAN Xiu-ting(HQCEC, Liaoning Company, Liaoning Fushun 113001, China)Abstract: China has a large amount of coal storage, but is lack of petroleum resource. China need import a largeamount of crude oil every year. So to find alternative resources is very important for our country. Because of therichness of coal storage, developing coal-made oil industry is the way to solve the lack of crude oil and realize theclean usage of coal; coal-made oil industry has a bright development prospect. So choosing a proper technology is veryimportant for coal-made oil industry. In this paper, BGL, GSP, KBR and coal-powder vaporization furnace werecompared from the aspects of unit performance, operating conditions, duration, utility consumption, cost and so onKey words: Coal-made oil; Coal vaporation technology; Comparision煤氣化裝置在整個(gè)煤化工項目中占有的投資比統,費托合成塔尺寸加大,效率降低,循環(huán)量增大,例及公用工程消耗均較大,因此選擇合適的煤氣化而且費托合成循環(huán)氣和尾氣中甲烷含量20%~30%,工藝,對于整個(gè)煤化工項目而言具有舉足輕重的意需把這部分尾氣中的甲烷通過(guò)二段轉化爐進(jìn)行轉義。通常煤氣化工藝選擇的主要原則包括化,產(chǎn)生的轉化氣返回費托合成當原料氣使用。該根據原料煤質(zhì)選擇相適應的煤氣化工藝。BGL氣化爐煤焦油的收率只有1%-~3%,焦爐煤氣根據下游工序對煤氣加工產(chǎn)品的要求和煤焦油分離后的廢水處理投資需要1~2億元人民工藝裝置規模的大型化。幣,處理每噸廢水需要8元錢(qián)人民幣,而且還不能裝置的技術(shù)經(jīng)濟指標。達標排放。該氣化爐壓力40MPa,氣化爐溫度1500為此,依托某公司煤炭綜合利用項目的煤氣化裝℃,使用褐煤比較經(jīng)濟,進(jìn)煤方式碎煤或者型煤置,對煤氣化工藝進(jìn)行對比。熱量回收采用激冷和廢鍋流程,液態(tài)排渣。每臺BCL爐總投資~1.5億元人民幣(含投煤、氣化、焦油水煤氣化工藝比較分離、煤氣水分離系統),此項目需要9臺氣化爐(71.1BGL氣化爐開(kāi)2備),氣化爐總投資13.5億。該氣化爐(BCI該氣化爐單臺投煤量1070td,單臺氣化爐產(chǎn)爐)還沒(méi)有實(shí)際運行業(yè)績(jì)氣量(CO+H1)5.9萬(wàn)Nmh,氣化爐有效氣CO+H)≥12KBR運輸床氣化84%,甲烷含量8.41%,有效氣(CO+H)含量相對于該氣化爐單臺投煤量2600td,單臺產(chǎn)氣量干粉煤氣化爐低,降低了費托合成反應器的利用率。(CO+H2)14萬(wàn)Nm/h,氣化爐有效氣CO+H)≥81%在進(jìn)入費托合成反應器前要分離這些甲烷,投資較氣化爐出口干氣甲烷含量654%,氣化氣中甲烷影大,能耗較高,難度較大需要采用深冷分離技術(shù)),響與BCL爐柙忙副立量大,品質(zhì)較若這部分甲烷不分離和原料氣一起進(jìn)入費托合成系高,可大幅度中國煤化工生的合成氣CNMHG收稿日期:2013-04-03者簡(jiǎn)介:閆秀婷(1960-),女,遼寧撫順人,工程師,1987年畢業(yè)于撫順石化公司職工大學(xué)石油化工專(zhuān)業(yè),從事工作:工藝設計。E-mailYANXUETINGOHOCEC. COM2013年5月表1氣化爐參數比較Table 1 Vapouration furnace data comparisionHCO較高,可減小下游變換裝置的能力。由于該GSP爐(航天爐)KBR爐氣化爐屬于循環(huán)流化床氣化爐,固態(tài)排渣,沒(méi)有廢氣化爐壓力MPa水,但灰渣容易堵塞廢熱鍋爐管子,灰渣和氣化氣氣化爐溫度/℃1400-16001300-1800900-1000單臺氣化爐投煤量分離難度較大,而且氣化爐物料循環(huán)的動(dòng)力為三分GSP爐20001070航天爐2600之一的氣化氣作為循環(huán)氣使用,能量消耗大,而且單臺氣化爐產(chǎn)氣量GSP爐59000135000進(jìn)入氣化爐的管子多達100個(gè)左右,儀表控制系統航天爐110000比較復雜。該氣化爐壓力40MPa,氣化爐溫度100040008000單臺氣化爐運行h(3個(gè)月(6個(gè)月℃,使用褐煤比較經(jīng)濟(廣東東莞和內蒙博源設計氣化爐臺數GSP4(無(wú)備爐)7開(kāi)2備)航天爐6無(wú)備爐)3(無(wú)備爐煤種均為褐煤),進(jìn)煤方式煤粉用氣化氣輸送,熱量回收采用廢鍋流程,固態(tài)排渣,該氣化爐細灰中含氣化爐型式冷壁爐冷壁爐熱壁爐單噴嘴多噴管碳量65%(送入鍋爐進(jìn)行燃燒),粗灰中含碳量5%。1a(3個(gè)10a(6個(gè)磨損較少每臺KBR爐總投資約4億元,本項目需要氣化爐3氣化爐燒嘴壽命月對燒嘴月對燒嘴(1年維護臺,氣化爐總投資~12億元。該氣化爐還沒(méi)有實(shí)際檢查1次)檢查1次)1次)氣化爐內襯壽命5~6a大于10a大于10a運行業(yè)績(jì)。碎煤或者煤粉用CO2輸送煤粉用煤1.3粉煤氣化爐進(jìn)煤方式HT-L爐單臺投煤量1600td,單臺產(chǎn)氣量適用煤種褐煤、煙煤煙煤、無(wú)煙煤褐煤、煙煤熱回收方式激冷+廢鍋(CO+H2)l萬(wàn)Nm/h,氣化爐有效氣(CO+H)≥91%,排渣方式態(tài)排渣液態(tài)排渣固態(tài)排渣甲烷含量0.01%,適合費托合成原料氣的要求,廢廢水處理不能達標達標排放無(wú)廢水水可以達標排放。氣化爐壓力4.0MPa,氣化爐溫碳轉化率,%度1300~1800℃,該氣化爐為冷壁爐、單噴嘴型煤耗/(t·h)式,適用煤種煙煤或者無(wú)煙煤,進(jìn)煤方式煤粉用CO354航天爐輸送,熱量回收采用激冷流程,液態(tài)排渣,廢水處159371(GSP9890131879176726航天爐)理簡(jiǎn)單。該氣化爐煤粉用二氧化碳輸送,增加了合成氣中CO2的凈化費用,以及CO2循環(huán)壓縮費用;該電耗/W098916627(航天爐)10698氣化爐氧耗量較高,同等規模所需空分投資較高;4.5MPaG蒸汽產(chǎn)生的合成氣HCO較低,所需下游變換能力較大15(航天爐)該技術(shù)水、電、汽、氮氣等公用工程消耗量較大,0.5MPaG蒸汽102(航天爐操作費用較高。每臺HTL爐總投資約3.5億元人民合成氣折有效氣量幣,該項目需要氣化爐6臺,該氣化爐總投資21億。540000540000GSP爐與HT-L爐基本一樣,單臺投煤量200粗合成氣主要組8,41tld,單臺產(chǎn)氣量(CO+H)12萬(wàn)Nm/h,每臺爐投資H2+CO.%092845億元,共需要5臺,總投資22.5億元。CH,%6.43比煤耗2氣化技術(shù)工藝和經(jīng)濟性比較557643(航天爐)以某項目煤氣化裝置為依托,對BCL爐、GSP汽耗爐(包括航天爐)和KBR爐的相關(guān)工藝和經(jīng)濟性比較Nm(CO+H2)見(jiàn)表1。比氧耗321(航天爐)3結論CSP爐4.5單爐投資情況化億元航天爐3.5煤氣化技術(shù)的選擇應依據投資費用、運行費用氣化島總投資GSP爐22操作復雜性、技術(shù)可靠性、主要性能參數等進(jìn)行了航天爐21詳細比較,進(jìn)行選擇。國產(chǎn)化率注:1.BCL爐及KBR爐的有效氣量包括甲烷轉化為合成氣的有效氣參考文獻:量。2投資和消耗僅包括從備煤到變換前的氣化部分投資H中國煤化工版社,200CNMHG社,199