煤氣化化學(xué)與技術(shù)進(jìn)展

第20卷第3期潔凈煤技術(shù)Vol. 20 No. 32014年5月Clean Coal TechnologyMay 2014煤氣化化學(xué)與技術(shù)進(jìn)展汪寶林(中國石化集團四川維尼綸廠(chǎng)研究院.重慶401254)摘要:闡述了煤氣化化學(xué)及氣化過(guò)程,說(shuō)明煤氣化過(guò)程主要包括煤的熱裂解、部分氧化燃燒、炭的氣化、爐渣的生成和排出4個(gè)轉化步驟。論述了固定床氣化技術(shù)、流化床氣化技術(shù)、氣流床氣化技術(shù)3種煤氣化技術(shù)的工藝、設備、優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。從煤灰液渣對耐火襯里的腐蝕機理,煤灰化學(xué)組成、灰熔融性和灰熔融溫度液渣黏度四方面分析了氣流床灰/渣特性。最后闡述了美國煤氣化技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展方向，,提出應重點(diǎn)開(kāi)展IGCC煤氣化、低階煤(褐煤和次煙煤)氣化技術(shù)研究,開(kāi)展以提高氣化爐可靠性、氣化效率和煤種適應性為目標的氣化爐優(yōu)化研究，控制多種污染物排放至極低水平的合成氣凈化技術(shù)研究,低成本高效率的02分離技術(shù)及H,和CO2的分離技術(shù)研究等。關(guān)鍵詞:煤氣化;固定床;流化床;氣流床;煤灰;熔渣中圖分類(lèi)號:TD849;TQ53文獻標志碼:A文章編號: 1006-6772(2014)03 -0069-06Chemistry and technology progress of coal gasificationWANG Baolin( Research Institule o/ SINOPEC Sichuan Vinylon Works . Chongqing 401254 ,China)Abstract:Chemistry and behavior of coal gasification are elucidated in this paper , including coal pyrolysis，partial oxidative combustion,coke gasification, generation and discharging of slag. The process , equipments，advantages and disadvantages of moving- bed gasifcation,fluidized -bed gasification and entrained -Alow gasifceation are also summarized.The characteristics of ash/slag are discussed in detail basedon the mechanism of refractory lining degradation from slag refractory interactions , ash chemical composition , ash fusibility and ash fusiontemperature , molten slag viscosity.The advances and development trends of coal gasifcation technology in USA are also analyzed.It is sug-gested that studies on coal gasification for ICCC and low -rank coal such as lignite and subbituminous coal , gasifer optimization to improvereliability ,fficiency and coal feedstock flexibility . syngas cleanup technologies to control muli-contaminants to extremely low levels,02scparation with low cost and high efficiency，and H2 and CO2 separation with low cost should be focused for clean and high-efficiency coalutilzation.Key words:coal gasification;moving bed;fluidized bed;entrained flow bed ;slag; molten slag煤種適應性強、運行可靠性高的方向發(fā)展。筆者論0引言述了煤氣化化學(xué)、煤氣化技術(shù)現狀、氣流床灰/渣特隨著(zhù)石油資源消耗的加劇和大氣污染的加重,性,并分析了美國煤氣化技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展方向,以期煤氣化在滿(mǎn)足社會(huì )能源需求、替代石化產(chǎn)品以及煤為中國煤氣化技術(shù)的改進(jìn)應用提供參考。炭高效清潔轉化利用方面具有日益重要的作用。煤1煤氣化化學(xué)及 氣化過(guò)程氣化技術(shù)已成為發(fā)展煤基化學(xué)品合成(氨、甲醇,乙酸、烯烴等)、液體燃料合成(二甲醚、汽油、噴氣燃煤氣化是指煤中有機質(zhì)在一定溫度及壓力下與料、柴油等)、先進(jìn)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電( IGCC)、多聯(lián)產(chǎn)、制氣化劑(如蒸汽/空氣或O,等)發(fā)生一系列化學(xué)反氫、直接還原煉鐵等工業(yè)的基礎技術(shù)和關(guān)鍵技應,將固體煤轉化成粗合成氣,同時(shí)副產(chǎn)蒸汽、焦油、術(shù)[1-3), ,煤氣化技術(shù)正朝著(zhù)裝置大型化、熱效率高、灰渣等副產(chǎn)品的過(guò)程。煤氣化化學(xué)反應示意如圖1收稿日期:2014-01-20;責任編輯:白婭娜DOI: 10.126/iss.1006-6772 2014.03.018作者簡(jiǎn)介:汪寶林(1971- -),男,江西樂(lè )平人,高級工程師,從事天然氣和煤化工技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。T:l8873367 ,-ml:blin88@ homail. com引用格式:汪寶林.煤氣化化學(xué)與技術(shù)進(jìn)展[].潔凈煤技術(shù),2014,20(3):69-74.WANG Baolin.Chenistry and technology progres of coal gaifation[ J] .Clean Coal Technology ,2014,20(3) :69-74.692014年第3期潔凈煤技術(shù)第20卷所示。煤氣化是-一個(gè)復雜的熱化學(xué)過(guò)程,主要包括劑(氧和蒸汽)由氣化爐底部加入,煤料與氣化劑逆煤的熱解反應、燃燒反應、Boudouard(碳素溶解損流接觸,煤料在重力作用下低速向下移動(dòng),煤料通常失)反應水汽反應、甲烷化反應、水汽轉換反應、水較粗(5~ 75 mm)以確保床層具有良好透氣性。煤汽甲烷重整反應、甲烷干重整反應等反應((4-51。料在加壓固定床中的停留時(shí)間可長(cháng)達數小時(shí),以促HCN,次級揮發(fā)分炭黑使大顆粒煤轉化完全。煤料從頂部加入依次經(jīng)過(guò)預HS熱裂解熱區、干燥區熱解區、氣化區和燃燒區,在燃燒區達氣態(tài)碳氫化物到最高溫度。液態(tài)排渣固定床氣化爐燃燒區溫度可焦油H.O.CO. 炭黑達1500~1800C,干灰排渣氣化爐最高溫度可達CO&H " 氧化&氣化1300 C,氣體經(jīng)煤料換熱冷卻后從頂部排出，溫度達400~500 C。固定床氣化爐除產(chǎn)出合成氣外，還副產(chǎn)各種焦油、輕質(zhì)油及粗酚等。由于排氣溫度較煤→(脫揮發(fā)分(氧化&氣化)←HCO&H.低,只有400~ 500 C,因而排出氣體中CH,體積分數較高( 10%~ 15%)。固定床氣化技術(shù)的典型代表是魯奇加壓氣化爐技術(shù)和BCL液態(tài)排渣氣化爐技炭術(shù)9.11。圖1煤氣化化學(xué)反應示意2.2流化床氣化技術(shù)依據氣化條件(氣化溫度、氣化壓力和煤質(zhì)等)流化床氣化技術(shù)以德國溫克勒( Winkler)氣化不同,反應程度也各不相同,氧化燃燒反應為氣化反技術(shù),山西煤化所的ICC灰融聚氣化技術(shù)和恩德粉應提供大部分熱量。除了上述反應外,煤中含有的煤氣化技術(shù)為代表。流化床氣化技術(shù)以0.5~6.0S、N、CI及其他有害元素也在氣化反應的還原氣氛mm小顆粒煤為原料,在氣化爐內使其懸浮分散在中轉化成H2S、N2、NH,、HCN HCl、Hg等物質(zhì)。垂直上升氣流中,煤粒在沸騰狀態(tài)進(jìn)行氣化反應,煤煤氣化過(guò)程主要包括4個(gè)轉化步驟(。]。①煤的粒氣化停留時(shí)間為10- 100 s。氣化劑(空氣或氧/熱裂解,煤在350~ 800 C高溫下發(fā)生快速熱裂解反蒸汽)同時(shí)作為流化介質(zhì),爐內氣化溫度(900~ 1050應,釋放出CO、H2O .CH氫焦油等有機揮發(fā)分,熱C)均勻,氣化易于控制,氣化效高率9,1]。解速率取決于氣化溫度.壓力煤粒大小等;②部分近年來(lái)流化床氣化技術(shù)已有較大發(fā)展,相繼開(kāi)氧化燃燒,消耗氧產(chǎn)生熱量,為氣化反應提供熱量,發(fā)了如高溫溫克勒( HTW)、美國煤氣化技術(shù)研究所生成CO和CO;③炭的氣化,為吸熱反應,將炭、(GTI)U-Cas加壓流化床氣化工藝及美國KBR的CO2和H2O轉化成合成氣(CO和H2 );④爐渣的生高級循環(huán)流化床(輸送床)工藝,在一定程度上解決成和排出,有些需加助熔劑調節爐渣黏度[6]。了常壓流化床氣化帶出物過(guò)多等問(wèn)題,但仍存在煤炭氣化在整個(gè)煤氣化過(guò)程中最為重要,決定著(zhù)氣中帶出物含量偏高、帶出物碳含量高且較難分離、煤氣化的碳轉化率、反應速率及爐渣的生成。炭的碳轉化率偏低、煤氣中有效成分低等問(wèn)題("]。高孔隙率有利于傳質(zhì)和傳熱,促進(jìn)炭的氣化,提高碳2.3氣流床氣化技術(shù) .轉化率”]。炭的孔隙率受煤種、氣化條件影響,高氣流床氣化技術(shù)是目前世界上應用最廣的氣化壓氣化條件有利于形成高孔隙率的炭[8-9]。技術(shù),廣泛用于ICCC(整體氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電)和.煤化工12-14)。氣流床氣化技術(shù)采用細煤粉(-0.12煤氣化技術(shù)mm)或水煤漿(-0.1 mm)與氣化劑(一般采用純煤氣化是煤炭能源轉化的基礎技術(shù),也是煤化氧)在高溫( 1200~ 1600 C)、高壓(2~ 10 MPa)下高工發(fā)展的關(guān)鍵工藝過(guò)程之一。目前有上百種不同規速并流發(fā)生部分氧化燃燒反應和氣化反應,生成以模(從試驗規模、中試到商業(yè)化規模)氣化爐技術(shù)，CO+H2為主的合成氣,灰渣以液態(tài)形式排出氣化爐。但大多數商業(yè)氣化爐可歸為3類(lèi),固定床氣化技術(shù)、煤粉在氣化爐中停留時(shí)間短,氣化爐生產(chǎn)能力大,碳流化床氣化技術(shù)，氣流床氣化技術(shù)011。轉化率高,粗合成氣中CH含量低,有效氣(C0+2.1 固定床氣化技術(shù)H2)含量高，且不產(chǎn)生焦油、萘和酚等物質(zhì),是一種固定床氣化過(guò)程為;煤由氣化爐頂部加入,氣化環(huán)境友好型氣化技術(shù)。但氣流床氣化爐存在操作溫70汪寶林:煤氣化化學(xué)與技術(shù)進(jìn)展2014年第3期度高、耐火材料和噴嘴壽命短、煤氧比操作彈性小、氧煤比、煤漿濃度、氣化溫度、氣化壓力和停留時(shí)間排渣控制較難等缺點(diǎn)。等影響外,煤的礦物組成灰熔溫度黏溫特性、熔渣氣流床氣化技術(shù)主要分為水煤漿氣化技術(shù)和粉腐蝕及煤灰沉積對氣化爐的操作也有重要影響。煤氣化技術(shù)。水煤漿氣化技術(shù)的典型代表有GE水.3氣流床灰/渣特性煤漿加壓氣化技術(shù)、康菲石油公司的E-Gas兩段進(jìn)料水煤漿氣化技術(shù)、華東理工大學(xué)的多噴嘴對置式氣流床氣化停留時(shí)間短,需要高溫提高碳轉化水煤漿氣化技術(shù)以及西北化工研究院的多元料漿氣率和熔化煤渣,通常氣流床適于低灰分煤,過(guò)高的灰化技術(shù)。粉煤氣化技術(shù)典型代表有Shell 公司的分熔融會(huì )降低熱效率。高溫氣流床氣化過(guò)程中,煤SCGP粉煤氣化技術(shù)、德國Uhde公司的Prenflo煤氣中灰分熔融為液態(tài)渣,在重力及氣流作用下沿氣化化技術(shù)、西門(mén)子公司的GSP粉煤氣化技術(shù)、日本三爐壁流出排渣口,熔渣能否順利排出、飛灰是否玷污菱重工( MHI)的以空氣為氣化劑的兩段進(jìn)料煤氣化和堵塞冷卻器、是否腐蝕爐壁是關(guān)系氣化爐安全穩技術(shù)以及航天長(cháng)征化學(xué)工程公司的HT-L氣化技術(shù)定運行的重要因素。氣化爐操作溫度由碳轉化率、等。其中,應用最廣的是GE德士古氣化爐和殼牌灰熔融溫度、液渣黏度25 Pa. s時(shí)的溫度T2s 、臨界氣化爐。黏度溫度T..及耐火襯里耐受溫度綜合決定[51,一GE德士古氣化爐按工藝流程可分為水激冷型般在灰熔融溫度基礎上增加50~100C作為氣化溫和熱完全回收廢鍋型,氣化爐操作溫度1250~ 1450度,但由于灰熔融溫度與煤渣黏溫特性無(wú)嚴格對應C,氣化爐操作壓力3 MPa( IGCC)和6~8 MPa(煤關(guān)系,需對灰/渣特性進(jìn)行深入研究。制化學(xué)品)。水激冷型氣化爐投資小、運行可靠,合3.1煤灰液渣對耐火襯里的腐蝕機理成氣被水蒸汽飽和有利于下道工序的水汽轉換,但GE水煤漿氣化爐和康菲E-Gas氣化爐采用耐熱效率較低;熱完全回收廢鍋型氣化爐利用廢鍋流火材料襯里,耐火材料通常是氧化鉻基或氧化鋯基程將粗合成氣從約1400 C冷卻至約700 C ,同時(shí)產(chǎn)耐火磚。液態(tài)灰渣,如SiO2、堿金屬氧化物、堿土金生高壓蒸汽,熔融爐渣在氣化爐底部激冷,粗合成氣屬氧化物、氧化鐵會(huì )腐蝕或侵蝕耐火磚,引起耐火磚離開(kāi)氣化爐后用對流冷卻器進(jìn)一步回收熱量。開(kāi)裂而失效。殼牌和西門(mén)子干粉氣化爐采用水冷膜殼牌氣化爐采用N2輸送并以較高的固氣比將壁,材質(zhì)是碳化硅,液態(tài)煤渣會(huì )固化沉積在水冷膜壁煤粉送至多個(gè)氣化爐噴嘴,煤粉在噴嘴里與純度上形成一層薄的保護層，減少了液渣對耐火襯里的99. 6%的O2混合并與蒸汽- -起進(jìn)入氣化爐反應,氣滲透和腐蝕,因而壽命較長(cháng)[61化爐溫度為1400~1600 C ,壓力2~4 MPa,灰分熔導致耐火材料失效的因素有:高溫、溫度急劇變化并滴到氣化爐底部，經(jīng)淬冷后,變成一種玻璃態(tài)渣化或大的變化熱應力、顆粒侵蝕、液渣中--些氧化排出;粗煤氣則隨氣流上升到氣化爐出口,經(jīng)過(guò)-一個(gè)物組分的滲透和溶解、熱腐蝕性氣體的進(jìn)攻等,如碳過(guò)渡段,用除塵后的低溫粗煤氣(200 C左右)使高化硅能與液渣中的氧化鐵反應生成CO、SiO2和金溫熱煤氣急冷至900 C ,然后進(jìn)入廢熱鍋爐。Shell屬鐵而使其逐漸失效"。耐火材料的腐蝕失效機爐殼體內布置垂直管膜式水冷壁,產(chǎn)生中高壓蒸汽，理17]如圖2所示。向火側有一層很薄的耐火涂層,當熔融態(tài)渣在上面流動(dòng)時(shí),起到保護水冷壁的作用。粗熱煤氣在廢熱鍋爐中進(jìn)一步冷卻到250C并產(chǎn)生蒸汽,除塵后;a)新耐火材料b)預熱產(chǎn)生c)熔渣滲透40%~50%粗合成氣循環(huán)到氣化爐頂部激冷反應合內含少量裂紋機械裂紋1產(chǎn)生腐蝕成氣,其余進(jìn)入下道除氨、脫硫等工序。殼牌氣化爐具有氧耗煤耗低、熱效率高、碳轉化率高(可達99%) ,有效合成氣( CO+H2)含量高等優(yōu)點(diǎn),但也存:d)水平裂紋形成c)空洞形成f)耐火材料脫落，循環(huán)步驟c-e在設備投資大、氣化爐及廢鍋爐結構復雜、易出現飛灰玷污堵塞現象等缺點(diǎn)。圖2耐火材料的腐蝕失 效機理氣流床煤氣化除受煤種、煤的可磨性和成漿性、此外,降低液渣黏度也會(huì )增加液渣對耐火材料煤的顆粒大小和分布、孔結構、煤的反應性、發(fā)熱量、微裂紋的滲透，從而加快耐火材料腐蝕,加入助熔2014年第3期潔凈煤技術(shù)第20卷劑、增加CaO也會(huì )加快鉻基耐火材料的腐蝕。有石灰石、白云石、橄欖石等。3.2煤灰化學(xué)組成液渣黏度高度依賴(lài)煤灰化學(xué)組成和溫度[19],煤煤灰組成對灰熔融性、液渣黏度、耐火材料壽命灰化學(xué)組成(堿酸比R)與Trs的關(guān)系如圖4所示。有重要影響,煤灰主要由Si02、Al203、CaO、Fe203、1600SO3 Mg0、TiO2、K20 P203、Na20組成,其中鈣、鐵含1500量對煤的灰熔融性影響最大。臺1400煤灰組成常被用來(lái)評價(jià)或預測灰熔融溫度、液履1300渣黏度和是否需要添加助熔劑。堿酸比R(CaO +1200MgO + Fe2O3+ Na20 + K20)/( Si02 +Al203+ TiO2)為0.4~0.7時(shí),煤灰具有低的灰熔融溫度和更高的1100液渣流動(dòng)性;對氣流床氣化爐,一般要求SiO2比酸性}堿性堿酸比R100Si02/(Si02+ Fe203+ CaO+ Mg0)< 80, SiO2比高圖4 Tys溫度與堿酸比 R的關(guān)系時(shí)需添加石灰類(lèi)助熔劑[18-191溫度對液渣黏度有重要影響。溫度下降時(shí),液3.3灰熔融 性和灰熔融溫度渣黏度依據煤灰組成不同呈現兩種不同的黏度上升灰熔融溫度是氣流床氣化爐操作的重要技術(shù)參形態(tài)。一種是黏度隨溫度的下降逐漸上升,呈牛頓數,灰熔融性可用灰初始變形溫度(DT)、灰軟化溫型玻璃態(tài)行為;另-種是非牛頓型,黏度在低于T。度(ST)、半球溫度(HT)和灰熔融溫度(FT)表示。點(diǎn)時(shí)會(huì )急劇上升,出現渣結晶,易導致排渣困難[20]。在還原氣氛中這些溫度的測量值比在氧化氣氛中略氣流床氣化爐的操作溫度應在T。之上,對氣流床氣低。兩種煤樣在還原、氧化氣氛下灰熔融溫度的對化爐,T。應低于1400C,既有利于降低氣化溫度,比如圖3所示[19]。也有利于提高冷煤氣效率。準確預測T。比較困難,Ilinois 6號煤性Pocahontas煤樣_可以煤灰軟化溫度加110C簡(jiǎn)單預測臨界黏度溫度。液渣黏度高度依賴(lài)其化學(xué)組成，但其機理目前g 800-尚不清楚,一般可用硅酸鹽熔體網(wǎng)絡(luò )結構理論解400-釋"" ,SiO2是主網(wǎng)絡(luò )形成物，堿金屬氧化物( Na20、0K20)是網(wǎng)絡(luò )修飾物(降黏度作用)。堿土金屬化合還原氣氛氧化氣氛還原氣氛氧化氣氛■DT oST ●HT■FT物(如MgO、CaO)通常也是網(wǎng)絡(luò )修飾物,具有降黏度圖3兩種煤樣在還原、氧化氣氛下灰熔融溫度 的對比作用,但其實(shí)際作用也依賴(lài)液渣組成，含高濃度Ca、在還原氣氛下,SiO2/Fe203比對灰熔融溫度影Mg化合物的液渣黏度會(huì )隨溫度改變而大幅變化,有響最大，其次是Fe2O;在氧化氣氛下氣化, Si02/時(shí)甚至還會(huì )增加T。.值。Al2O3 和Fe2O,依據煤灰組CaO比對灰熔融溫度影響最大。一般鈣鐵含量高,成不同既能起網(wǎng)絡(luò )形成物(增加黏度)作用,也能起灰熔融溫度降低,酸組分Si02、Al2O,、TiO2含量增網(wǎng)絡(luò )修飾物作用(降黏度作用)。預測液渣黏度有許多經(jīng)驗或半經(jīng)驗預測模加,灰熔融溫度提高15]。3.4液渣黏度型1.151 ,但這些模型都只能預測-定煤灰化學(xué)組成液渣黏度可用高溫旋轉黏度計測定[",也可根和特定溫度區間的液渣黏度。如改進(jìn)阿累尼烏斯據煤灰組成大致估計。影響氣化爐內液渣黏度的因s2模型預測液渣黏度公式如下素主要有:灰化學(xué)組成、未反應顆粒碳含量、鐵的還126810-8.44η= 4.468100) e原狀況、氣化爐工藝參數等,液渣中的炭顆粒和還原金屬鐵均會(huì )增加液渣黏度。液渣黏度對氣流床氣化式中,T為溫度, K;ζ為SiO，比。爐操作有重要影響,氣流床氣化爐適宜的液渣黏度ζ按下式計算(以質(zhì)量計)為15Pa.s,最大不宜超過(guò)25Pa●s(此時(shí)溫度為100 x SiO2T2),高于25Pa.s時(shí)需加人助熔劑。常用助熔劑““SiO,+Fe203+CaO+MgO72汪寶林:煤氣化化學(xué)與技術(shù)進(jìn)展2014年第3期接加料。4美國煤氣化技術(shù)進(jìn) 展及發(fā)展方向3)適于嚴苛氣化環(huán)境的高可靠、高精度單點(diǎn)藍伊士曼化T公司是全球首家商業(yè)化應用德士古寶石光纖溫度傳感器的開(kāi)發(fā)，1600C高溫能實(shí)現溫氣化爐進(jìn)行煤氣化制甲醇、醋酸、醋酐等化學(xué)品的公度讀數準確,克服熱電偶在高溫含氧、劇烈震動(dòng)、易司,也是美國煤氣化技術(shù)的典型代表,至今已有30燃易爆、強電磁干擾等惡劣環(huán)境下的應用限制,實(shí)現多年的應用經(jīng)驗。伊士曼化T公司在美國田納西州高溫含氧環(huán)境、高精度、實(shí)時(shí)在線(xiàn)氣化爐溫度的快速Kingsport建有兩套高壓(6.5 MPa)GE德士古氣化測定。爐(一開(kāi)一備),投煤量已達設計負荷的135%。伊4)實(shí)時(shí)火焰監測傳感系統開(kāi)發(fā),采用光學(xué)火焰士曼化工公司通過(guò)煤氣化技術(shù)的持續改進(jìn),開(kāi)發(fā)使傳感器通過(guò)監測紫外、可見(jiàn)和近紅外波長(cháng),開(kāi)發(fā)高可用了煤在線(xiàn)分析系統,可實(shí)時(shí)檢測煤的C .0含量和靠、實(shí)用、低成本的氣化爐監測系統,監測氣化爐火煤灰組成,采用了液渣黏度預測模型,能更好控制配焰狀況、液渣以及溫度等運行參數。煤、助熔劑的添加及氣化溫度,氣化爐的切換時(shí)間由5)開(kāi)發(fā)基于光學(xué)傳感器網(wǎng)絡(luò )的氣化爐預測控原來(lái)的數小時(shí)降至不到1h即完成切換滿(mǎn)負荷運制模型,監控、預測液渣黏度、氣化爐耐火材料的腐行。與波音等外包商合作持續改進(jìn)耐火材料和加料蝕和冷卻器的玷污堵塞，提高氣化爐運行可靠性。系統,耐火材料平均熱面工作時(shí)間大為提高;通過(guò)改6)開(kāi)發(fā)合成氣高溫脫硫凈化工藝以及高活性進(jìn)噴嘴,提高了噴嘴的耐硫腐蝕能力,延長(cháng)了噴嘴工吸附劑和輸送床反應器系統,H2S和羰基硫脫除率作壽命;改進(jìn)了棒磨機和氣化爐隔離閥,減少了氣化大于99.9%,氨去除率大于96%,汞砷去除率達到爐的非計劃停車(chē),氣化爐的運行率超過(guò)98% ,非計90% ,大幅提高熱效率,降低成本。劃停車(chē)率低于1%-2%,單列可靠性達到94%。開(kāi)7)開(kāi)發(fā)氫傳輸膜用于低成本的氫分離和高壓發(fā)了無(wú)硫開(kāi)車(chē)工藝，大幅減少了開(kāi)車(chē)火炬對環(huán)境的CO2的分離捕集。將水汽轉換后富含CO2的高壓氣污染，硫去除率大于99.9%,汞、砷去除率達到體通過(guò)氫傳輸膜分離出H,余下的高壓CO,進(jìn)行捕90% ~95%(2]伊士曼化T公司還與美國能源部合作開(kāi)發(fā)了高集,H2回收率大于90%,純度近100%。溫合成氣脫硫清潔T藝,該工藝采用輸送床以氧化8)新型磷酸鹽改性高鉻耐火材料開(kāi)發(fā),研究如鋅基吸附劑為脫硫劑進(jìn)行脫硫。脫硫溫度300~ 400何更好控制液渣黏度、耐火磚的腐蝕和侵蝕、評價(jià)助C ,硫(硫化氫和羰基硫)去除率控制在小于2x 10熔劑的添加、建立氣化爐預測模型.以期提高氣化爐(總硫),采用硫直接回收工藝回收, SO,轉化率達的可靠性、運行性和可維護保養性( RAM),減少冷99.8%,除脫硫外，吸附劑還能脫除汞、砷和氨。卻器的玷污堵塞。此外,美國能源部根據美國能源需求特點(diǎn),重點(diǎn)9)開(kāi)發(fā)高堿金屬、堿土金屬低階煤的灰分控制支持IGCC煤氣化研究,開(kāi)展西部地區低階煤(褐煤技術(shù),減少冷卻器的玷污堵塞。和次煙煤)氣化技術(shù)的研究開(kāi)發(fā),以實(shí)現降低發(fā)電5結成本、提高電廠(chǎng)運行周期和效率、達到最高環(huán)保標準的目標“。重點(diǎn)開(kāi)展了以提高氣化爐可靠性、氣化與石油和天然氣相比,煤炭是一種雜質(zhì)( 灰分、效率和煤種適應性為目標的氣化爐優(yōu)化研究,控制有害元素等)含量高結構復雜且富含稠環(huán)芳烴的多種污染物排放至極低水平的合成氣凈化技術(shù)研非晶質(zhì)高度交聯(lián)高分子縮聚物原料23.,難以裂解成究,低成本高效率的02分離技術(shù)研究,以及H2和各種易加工利用的小分子,需在高溫下幾乎完全打CO2的分離技術(shù)研究項目等”。具體開(kāi)展或支持的斷煤大分子結構氣化成合成氣因而煤氣化在煤炭研究開(kāi)發(fā)項目主要有:的高效、清潔轉化利用方面起著(zhù)重要作用。通過(guò)對1)離子輸送膜(TTM)O2分離技術(shù),通過(guò)對空氣煤氣化技術(shù)持續不斷的改進(jìn)創(chuàng )新,推動(dòng)煤氣化裝置進(jìn)行膜分離得到高純度02.與深冷空氣分離工藝相大型化發(fā)展、提高熱效率、增強氣化爐的煤種適應比,可將02生產(chǎn)成本降低1/3。性、改善氣化爐的運行可靠性和維護保養性22 ,對2)高壓固體煤粉輸送泵開(kāi)發(fā)項目,實(shí)現低成本促進(jìn)下游煤化T、IGCC發(fā)電、制氫、多聯(lián)產(chǎn)等現代T.高可靠IGCC干煤粉的高壓(達到6.5 MPa以上)直業(yè)的發(fā)展,以及煤炭的高效清潔利用都有重要意義。732014年第3期潔凈煤技術(shù)第20卷[13]馮亮杰 鄭明峰,尹曉暉,等煤制甲醇項目的煤氣化技術(shù)選擇參考文獻:[J].潔凈煤技術(shù),2011,17(2):34-38.[1] 王輔臣,于廣鎖,龔 欣，等.大型煤氣化技術(shù)的研究與發(fā)展[14] Bames L.Next generation coal gaifcation tehnology[ R].Lon-[J].化工進(jìn)展,009,28(2) ;173- 180.don:IEA Clean Coal Centre ,2011.2] 高案忠煤氣化技術(shù)的應用與發(fā)展[J].沽凈煤技術(shù),2013,19[15] Liu B.He Q H,Jiang z H,et alRelaiohip betwen coal ash(1):65-71.composition and ash 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