煤氣化技術(shù)在我國的發(fā)展前景

第42卷第18期廣州化工Vol. 42 No. 182014年9月Guangzhou Chemical IndustrySep. 2014煤氣化技術(shù)在我國的發(fā)展前景陳毅烈(惠生工程(中國)有限公司，上海201203)摘要:煤氣化作為煤化 工的核心技術(shù)，是清潔煤技術(shù)轉化的龍頭，是發(fā)展煤基液體燃料合成，先進(jìn)的IGCC發(fā)電，多聯(lián)產(chǎn)系統，制氫，燃料電池，直接還原煉鐵等過(guò)程工業(yè)的基礎，被公認為最清潔的煤化工轉化利用技術(shù)，在我國多煤少油的國情下具有廣闊的發(fā)展前景;對我國已工業(yè)化的各種煤氣化技術(shù)進(jìn)行分析和總結,并得出氣流床煤氣化技術(shù)更適應現代煤化工的發(fā)展，在我國有很好的發(fā)展優(yōu)勢。關(guān)鍵詞:煤化工;煤氣化技術(shù);特點(diǎn)中圖分類(lèi)號: TQ546. 2文獻標志碼: B .文章編號: 1001 - 9677(2014)018 -0045 -02Coal Gasification Technology and its Development Prospect in ChinaCHEN Yi -lie( Wison Engineering ( China) Co. ，Ltd. ，Shanghai 201203 , China)Abstract: Coal gasification was the core technology of coal chemical industry ，the transformation of clean coaltechnology leader , the development of coal based liquid fuel synthesis , advanced IGCC power generation，muli generationsystem, hydrogen, fuel cells, direct reduction ironmaking process based industry，which was recognized as the most cleancoal chemical conversion technology，with broad prospects for development in China 's more coal and less oil situation. Allkinds of coal gasification technology of the industrialization of our country were analyzed and summarized，and the resultshowed that gas flow bed coal gasification technology was more adapt to the development of modern coal chemical industryin the development and China has great potential .Key words: coal chemical industry ; coal gasification technology ; characteristic中國是--個(gè)煤炭資源豐富的國家，根據中國煤炭地質(zhì)總局狀，積極發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)以在更多領(lǐng)域依靠煤炭替代石油、天然煤炭資源預測，我國煤炭資源總量為5.57萬(wàn)億噸，截止2000氣等能源已經(jīng)提 升到我國經(jīng)濟發(fā)展的戰略地位" -3。煤氣化作為煤年底，我國煤炭已發(fā)現資源儲量(探明保有儲量)為10421.35化工的新技術(shù)，是清潔煤技術(shù)的龍頭，是發(fā)展煤基液體燃料合成，億噸，工業(yè)儲量4 107.01 億噸，遠景儲量5 925. 57億噸，2006先進(jìn)的 IGCC發(fā)電，多聯(lián)產(chǎn)系統,制氫,燃料電池，直接還原煉鐵年開(kāi)采量23.7億噸，2010年估計需用量26 ~ 28億噸, 2020年等過(guò)程工業(yè)的基礎;被公認為最清潔的煤轉化利用技術(shù)。30~34億噸，儲采比可達百年以上。而我國人均石油、天然氣1煤氣化技 術(shù)介紹和煤炭的可采儲量分別為世界平均水平的11. 10%、4. 30%和55.40%，石油資源僅占世界總儲量的3.00%。煤氣化是一個(gè)熱化學(xué)過(guò)程，以煤或煤焦為原料，以氧氣(空氣、富氧或純氧)、水蒸氣等作氣化劑，在高溫高壓條件下二甲醚通過(guò)化學(xué)反應將煤或煤焦中的可燃部分轉化為氣體燃料(合成焦爐氣合成氣十醋酸、盾酸酐媒|-乙烯、丙烯氣)的過(guò)程。根據氣化爐內煤粉與氣化劑的接觸方式不同，成七汽油、柴油第|熟的工業(yè)化煤氣化技術(shù)有流化床氣化技術(shù)，固定床氣化技術(shù)，CO+H2(氣-十燃料電池煉廠(chǎng)| 老聯(lián)|氣流床氣化技術(shù)。流化床氣化技術(shù)采用0~ 10 mm的小顆粒煤+ IGCC發(fā)電統作為氣化原料氣化劑同時(shí)作為流化介質(zhì),通過(guò)氣化爐內的氣四工工業(yè)爬用燃氣體分布板中國煤化工制氣化劑的流速，使床層還原氣一+直接還原煉鐵內的顆粒MHCNMHG在劇烈的攪動(dòng)和返混中,煤粒和氣化劑充分接觸，進(jìn)行化學(xué)反應和熱量傳遞，利用碳燃圖1煤氣化產(chǎn)業(yè)鏈[4燒放出的熱量，提供給煤粒進(jìn)行干燥，干餾和氣化。其代表的面對全球石油資源的日漸枯竭，以及我國富少煤油的能源現工業(yè)化技術(shù)有美國的U- Gas氣化爐，德國的恩德?tīng)t，國內的.作者簡(jiǎn)介:陳毅烈(1980-)，男，天津大學(xué)畢業(yè)，主要從事煤化工方面的設計工作。16廣州化工2014年9月灰熔聚氣化爐。流化床氣化技術(shù)由于單爐生產(chǎn)能力低,產(chǎn)品品料快速轉化為有效氣(合成氣)的一種先進(jìn)氣化技術(shù)。其代表的質(zhì)不高，環(huán)境污染嚴重等問(wèn)題工業(yè)應用不多。固定床氣化技術(shù)工業(yè)化技術(shù)主要有美國GE的德士古氣化技術(shù)，荷蘭Shell的粉與流化床氣化技術(shù)相似，只是在氣化爐內煤料的下降速度相對煤加壓氣化技術(shù)，德國未來(lái)能源的CSP氣化技術(shù)，華東理工大于氣化劑的上升速度而言很慢，未達到流化程度，故稱(chēng)為固定學(xué)的多噴嘴對置水煤漿氣化技術(shù)。氣流床氣化技術(shù)相比于流化床氣化。其代表的工業(yè)化技術(shù)有常壓固定床技術(shù)，Lurge(魯床氣化技 術(shù)和固定床氣化技術(shù)，具有很明顯的優(yōu)勢，主要體現奇)，BCL氣化技術(shù)。固定床氣化技術(shù)和流化床氣化技術(shù)一樣,在清潔高效，原料利用率高、適應性廣、消耗低、對資源節單爐生產(chǎn)能力低，產(chǎn)品品質(zhì)不高，環(huán)境污染嚴重，工業(yè)應用程約、對環(huán)境友好等方面，代表煤氣化技術(shù)的發(fā)展方向。度不高。氣流床氣化技術(shù)”1是將氣化劑(- -般為氧氣和水蒸氣)2四種氣流床氣化技術(shù)工業(yè)化介紹和煤粉或煤漿以射流的形式噴入氣化爐內，在高溫高壓下將煤表1目前我國工 業(yè)化的四種氣流床氣化技術(shù)工藝性能比較6德士古氣化Shell 粉煤氣化GSP多噴嘴對置水項目技術(shù)[技術(shù)[4]氣化技術(shù)煤漿氣化技術(shù)適應煤種煙煤、石油焦煙煤、褐煤、石油焦褐煤爐壁冷卻方式耐火磚水冷壁進(jìn)料方式60%水煤漿干煤粉.干煤粉水煤漿冷煤氣效率體積分數/%70 ~7680-8570 ~7280~ 8碳轉化率/%~9699~99產(chǎn)品合成氣體積分數/%~80-90-8585在國內工業(yè)化年限/年~3~10目前單爐最大投煤量/(噸/天)~ 2000 .- 3000- 2000. 1800美國德士古氣化技術(shù)在中國有將近30年的工業(yè)化經(jīng)驗,牌煤氣化目前單爐最大投煤量為3 000噸天，如大唐多倫煤制有近180臺氣化爐成功運行，工業(yè)化程度高,技術(shù)成熟，單爐烯烴項目， 云南天安合成氨項目，河南鶴壁甲醇項目等。目前最大投煤量約為2000噸/天。如上海焦化煤制城市煤氣/甲醇,殼牌已經(jīng)實(shí)現98%的關(guān)鍵設備國產(chǎn)化率，不但減少了投資和備渭河煤制合成氨V尿素，蒲城清潔能源等項目，投煤量都為品備件成本，而且對提高我國煤化工過(guò)程裝備制造水平具有積2000噸/天，項目運行正常，連續運行最長(cháng)時(shí)間180天。華東極的意 義。理工大學(xué)的多噴嘴對置水煤漿氣化技術(shù)8)是國家科技部“863”計劃(國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃)和“973” 計劃(國家重點(diǎn)3結語(yǔ)基礎研究發(fā)展計劃)的資助項目,是具有完全自主知識產(chǎn)權的通過(guò)對各種煤氣化技術(shù)的比較得出:氣流床煤氣化技術(shù)是中國煤氣化技術(shù)，有10年的工業(yè)化經(jīng)驗，將近95臺氣化爐，煤氣化的發(fā)展方向、也是煤化工的方向，是最清潔的煤化工轉技術(shù)成熟，工藝先進(jìn)，單爐最大投煤量約為2000噸/天。如神化利用技術(shù)，具有清潔高效，原料利用率高、適應性廣、消耗華寧煤、-上海焦化、安陽(yáng)盈德等項目都是多噴嘴對置水煤漿氣低、對資源節約、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，在我國有非常廣闊的發(fā)化技術(shù)，投煤量都為2000噸/天左右。項目運行平穩，最長(cháng)連展前景。四種氣流床氣化技術(shù)在我國都有成功的工業(yè)化經(jīng)驗,續運行時(shí)間90天。目前多噴嘴對置水煤漿氣化技術(shù)已經(jīng)開(kāi)發(fā)未來(lái)一方面要加強氣化設備的國產(chǎn)化，更重要的是在引進(jìn)先進(jìn)出投煤量為3000噸天的氣化技術(shù),在兗礦集團鄂爾多斯能化的氣化技術(shù)的同時(shí)注重創(chuàng )新和吸收,開(kāi)發(fā)具有我國自主創(chuàng )新的公司180萬(wàn)噸煤制甲醇轉烯烴項目(在建中)中運用，運行情況氣化技術(shù)。如何將拭目以待。GSP氣化技術(shù)是德國未來(lái)能源公司開(kāi)發(fā)(后被西門(mén)子公司收購)煤氣化技術(shù)，在中國只有3年左右的工業(yè)參考文獻化經(jīng)驗，有近10臺氣化爐，單爐最大投煤量也為2000噸/天，[1] 黎軍德士古水煤漿氣化I藝概況[J]-安徽化I 200(1):46 -49.如寧夏煤業(yè)集團83萬(wàn)二甲醚項目,山西蘭花煤化工有限責任2] 陳永.煤化工資源環(huán)境承載力分析[J].現代化工,2007(4):1-3.公司的“ 晉城3052項目。目前項目運行正常，連續運行最長(cháng)3]劉功年. 多種煤氣化技術(shù)的應用與評述[J].革新與綜述,2007(5):時(shí)間為130天。殼牌粉煤氣化技術(shù)在中國有15年的工業(yè)經(jīng)驗,25 - 29.是目前世界上最先進(jìn)的煤氣化技術(shù)之- -，在2000 -2009年，國4] 唐宏青.煤化工工藝技術(shù)評述與展望[J].燃料化學(xué)學(xué)報,2001 ,29內企業(yè)先后引進(jìn)的23臺殼牌煤氣化裝置,但是因設備很多進(jìn)(3):193 -200.口,操作要求高等原因，僅有一半試車(chē)或開(kāi)車(chē)運行，且運行狀[5] 呂運江， 王冬,趙紹民.德士古煤氣制甲醇工藝淺析[J].中氮肥，況未達預期，出現水土不服的情況。為了解決國內-直以來(lái)對200殼牌投運后運行多不正常狀況的爭議，殼牌和使用企業(yè)一-起 為6] 李中國煤化工壓氣化技術(shù)[J].化工進(jìn)展，加快零部件國產(chǎn)化、加強技術(shù)交流和知識產(chǎn)權保護、實(shí)現安穩TYHCNMHG運行做出了不懈的努力，已經(jīng)基本實(shí)現了工業(yè)平穩運行。如大7] 劉澤龍, 金紅光,高林.水煤漿與干粉給料方式兩種ICCC系統的分析[J].工程熱物理學(xué)報,2003 ,24(1):1 -4.唐多倫煤制烯烴項目，云南天安合成氨項目,河南鶴壁甲醇項8]王傳賢.水煤漿加壓氣化與聯(lián)產(chǎn)甲醇co與煤氣的三聯(lián)供技術(shù)目，神華煤制油項目等，已取得單爐連續高負荷運行超過(guò)120[J].天然氣化I, 1998 ,23(1):40-44.日的業(yè)績(jì)，實(shí)現了百日常態(tài)化;雙環(huán)、柳化、永城等多套殼牌煤氣化裝置累計運行超過(guò)300天，其中最高紀錄是338天。殼