煤气化技术发展的现状和进展

煤气化技术的研究与进展

《东北电力技术》1996年第12期煤气化技术的研究与进展东北电力学院(132012)　张化巧　姜秀民　张靖波　孙键摘　要文中回顾了煤气化技术的产生及发展过程,阐述了它的应用前景,详细介绍了煤气化技术的发展现状及存在的问题,同时也包括我国学者在这方面的贡献,指出了目前尚待解决的问题和发展方向,最后说明了我国开发这方面研究工作的重要意议。关键词煤气化　煤气化技术　流化床 1　煤气化技术的产生及应用 1.1　煤气化技术的产生煤气化是用气化剂将煤及其干馏产物中的有机物最大限度地转变为煤气的过程。早在18世纪末期,人们就由煤中获得了煤气,19世纪初形成煤气生产的产业部门。煤的制气技术从19世纪中叶得到发展,20世纪20年代,出现了煤的多种气化工艺。1922年,常压流化床粉煤气化的温克勒炉获德国专利,1926年投产。后来德国又作了增加二次风等方面的改进,提高反应温度和反应空间,并称之为高温温克勒炉。1955年,第一台加压固定床鲁奇气化炉在德国投产。1940年,奥地利建成了第一台焦化与气化相结合的两段炉。 1939～1944年期间,第一台常压气化气流床研制成功。40年代后期,美国开发出气流床气化的德士古气化炉。20世纪中期,由于丰富的天然气资源通过公用的管线输送广泛地分配到各处,这样由煤所生产的煤气量逐渐减少,一些已建成的煤气化炉也纷纷停产,煤气化技术的发展受到抑制。 20世纪70年代中期,由于注意到石油和天然气储量的日益减少,人们又对煤的气化产生了强烈的兴趣。70年代初,美国又开发出U-G AS气化炉。此外,比较成功的煤气化方法还有西屋法、D ow 法,Shell法等。我国自80年代起开始这一领域的研究工作,发表了许多文献。中科院煤化所于80 年代初开始的灰熔聚法流化床气化的研究,目前已进入半工业化试验阶段。 1.2　气化产物的用途煤气化是将煤中可燃物完全转化为气体产物,这些气体产物的潜在用途是: a.　生产天然气的代用品; b.　用作以后生产乙醇、汽油、塑料等的合成气; c.　用作发电的气体燃料; d.　用作生产工业蒸汽和工业用热的气体燃料。 2　煤气化技术研究现状及存在的问题煤气化技术已广泛用于制取各种气体燃料, 满足工业生产的要求。煤气化方法有多种,相应的气化炉也有多种。根据原料在气化炉内的状态可分成固定床、流化床及气流床三种形式。为了验证气化器的整体特性,解释测量结果,确认重要的试验变量,识别控制速率的过程,确定需进一步研究的问题,帮助按比例放大工作,加强反应器的模化等原因,在物理、化学定律和实验观察的基础上建立了煤反应综合模型。综合模型的各个分部模型进展情况及存在的问题包括: 2.1　湍流流体力学通用化的多维煤反应模型需要有一个对带回

国内外煤炭资源现状及煤化工技术进展和前景解析

国内外煤炭资源现状及煤化工技术进展和前景摘要：本文就中国能源建设面临着结构的优化与调整，结合中国能源结构以煤为主、石油及相关产品供需矛盾日益突出的现实，对国内外煤炭储量、产量及市场现状进行了较详尽的调研，对煤化工技术进展及前景进行了客观的分析，为我公司未来发展提前寻找了石油和天然气的最佳替代产品，指出了煤化工产业将是今后20年的重要发展方向，这对于我国减轻燃煤造成的环境污染、降低我国对进口石油的依赖，保障能源安全，促进经济的可持续发展，均有着重大意义。可以预见，煤炭的清洁转化和高效利用，将是未来能源结构调整和保证经济高速发展对能源需求的必由之路，现代煤化工在中国正面临新的发展机遇和长远的发展前景。 1 世界煤炭资源概况据《BP世界能源统计2007》数据统计，2006年年底探明的煤炭可采储量全球总计9090.64亿吨，可采年限为147年。总体上看，世界煤炭资源的分布，北半球多于南半球，煤炭主要集中在北半球。北半球北纬30°- 70°之间是世界上最主要的聚煤带，占世界煤炭储量的70％以上。其中，以亚洲和北美洲最为丰富，分别占全球地质储量的58%和30%，欧洲仅占8%；南极洲数量很少。拥有煤炭资源的国家大约70个，其中储量较多的国家有中国、俄罗斯、美国、德国、英国、澳大利亚、加拿大、印度、波兰和南非地区，它们的储量总和占世界的88％。世界煤炭可采储量的60%集中在美国(25%)、前苏联(23%)和中国(12%)，此外，澳大利亚、印度、德国和南非4个国家共占29%。根据2006年全球煤炭探明储量，美国以2446亿吨储量稳坐头把席位，俄罗斯以1570亿吨储量排第二位，中国和印度分别为1145和924亿吨排第三、四位。澳大利亚、南非、乌克兰、哈萨克斯坦、波兰和巴西占据第五到第十位。

煤气化技术的现状及发展趋势分析

煤气化技术是现代煤化工的基础，是通过煤直接液化制取油品或在高温下气化制得合成气，再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。作为煤化工产业链中的“龙头”装置，煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。目前国内外气化技术众多，各种技术都有其特点和特定的适用场合，它们的工业化应用程度及可靠性不同，选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。根据发展进程分析，煤气化技术可分为三代。第一代气化技术为固定床、移动床气化技术，多以块煤和小颗粒煤为原料制取合成气，装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大；第二代气化技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床和气流床技术，其特征是连续进料及高温液态排渣；第三代气化技术尚处于小试或中试阶段，如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能余热气化等。本文综述了近年来国内外煤气化技术开发及应用的进展情况，论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。 1．国内外煤气化技术的发展现状在世界能源储量中，煤炭约占79%，石油与天然气约占12%。煤炭利用技术的研究和开发是能源战略的重要内容之一。世界煤化工的发展经历了起步阶段、发展阶段、停滞阶段和复兴阶段。20世纪初，煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤化工发展的起步。此后世界煤化工迅速发展，直到20世纪中叶，煤一直是世界有机化学工业的主要原料。随着石油化学工业的兴起与发展，煤在化工原料中所占的比例不断下降并逐渐被石油和天然气替代，世界煤化工技术及产业的发展一度停滞。直到20世纪70年代末，由于石油价格大幅攀升，影响了世界石油化学工业的发展，同时煤化工在煤气化、煤液化等方面取得了显著的进展。特别是20世纪90年代后，世界石油价格长期在高位运行，且呈现不断上升趋势，这就更加促进了煤化工技术的发展，煤化工重新受到了人们的重视。中国的煤气化工艺由老式的UGI炉块煤间歇气化迅速向世界最先进的粉煤加压气化工艺过渡，同时国内自主创新的新型煤气化技术也得到快速发展。据初步统计，采用国内外先进大型洁净煤气化技术已投产和正在建设的装置有80多套，50%以上的煤气化装置已投产运行，其中采用水煤浆气化技术的装置包括GE煤气化27套（已投产16套），四喷嘴33套（已投产13套），分级气化、多元料浆气化等多套；采用干煤粉气化技术的装置包括Shell煤气化18套（已投产11套）、GSP2套，还有正在工业化示范的LurgiBGL技术、航天粉煤加压气化（HT-L）技术、单喷嘴干粉气化技术和两段式干煤粉加压气化（TPRI）技术等。

煤化工产业概况及其发展趋势

煤化工产业概况及其发展趋势集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

我国煤化工产业概况及其发展趋势煤化学加工包括煤的焦化、气化和液化。主要用于冶金行业的煤炭焦化和用于制取合成氨的煤炭气化是传统的煤化工产业，随着社会经济的不断发展，它们将进一步得到发展，同时以获得洁净能源为主要目的的煤炭液化、煤基代用液体燃料、煤气化—发电等煤化工或煤化工能源技术也越来越引起关注，并将成为新型煤化工产业化发展的主要方向。发展新型煤化工产业对煤炭行业产业结构的调整及其综合发展具有重要意义。 1 煤化工产业发展概况 1． 1 煤炭焦化焦化工业是发展最成熟，最具代表性的煤化工产业，也是冶金工业高炉炼铁、机械工业铸造最主要的辅助产业。目前，全世界的焦炭产量大约为～亿t/a，直接消耗原料精煤约亿t/a 。受世界钢铁产量调整、高炉喷吹技术发展、环境保护以及生产成本增高等原因影响，工业发达国家的机械化炼焦能力处于收缩状态，焦炭国际贸易目前为2500万t/ a。目前，我国焦炭产量约亿t/a，居世界第一，直接消耗原料煤占全国煤炭消费总量的14%。全国有各类机械化焦炉约750座以上，年设计炼焦能力约9000万 t/a，其中炭化室高度为4m～5.5m以上的大、中型焦炉产量约占80%。中国大容积焦炉（炭化室高≧6m）已实现国产化，煤气净化技术已达世界先进水平，干熄焦、地面烟尘处理站、污水处理等已进入实用化阶段，焦炭质量显着提高，其主要化工产品的精制技术已达到或接近世界先进水平。焦炭成为我国的主要出口产品之一，出口量逐年上升，2000年达到1500t/a，已成为全球最大的焦炭出口国。从20世纪80年代起，煤炭行业的炼焦生产得到逐步发展，其中有的建成向城市或矿区输送人工煤气为主要目的的工厂，有的以焦炭为主要产品。煤炭行业焦化生产普遍存在的问题是：焦炉炉型小、以中小型焦炉为主，受矿区产煤品种限制、焦炭质量调整提高难度较大，采用干法熄焦、烟尘集中处理等新技术少，大多数企业技术进步及现代化管理与其他行业同类工厂相比有较大差距。 1．2 煤气化及其合成技术 1.2.1 煤气化煤气化技术是煤化工产业化发展最重要的单元技术。全世界现有商业化运行的大规模气化炉414台，额定产气量446×106Nm3/d，前10名的气化厂使用鲁奇、德士古、壳牌3种炉型，原料是煤、渣油、天然气，产品是F-T合成油、电或甲醇等。煤气化技术在我国被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业，各种气化炉大约有9000多台，其中以固定床气化炉为主。近20年来，我国引进的加压鲁奇炉、德士古水煤浆气化炉，主要用于生产合成氨、甲醇或城市煤气。

现代煤化工产业发展现状分析

现状分析、政策走向及前景预测一、现代煤化工产业概述煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料及化学品，生产出各种化工产品地工业，是相对于石油化工、天然气化工而言地.从理论上来说，以原油和天然气为原料通过石油化工工艺生产出来地产品也都可以以煤为原料通过煤化工工艺生产出来.煤化工主要分为传统煤化工和现代煤化工两类，其中煤焦化、煤合成氨、电石属于传统煤化工，而目前所热议地煤化工实际上是现代煤化工，主要是指煤制甲醇、煤制乙二醇、煤制天然气、煤制油、煤制二甲醚及煤制烯烃等项目.目前煤化工热地背景源于石油、天然气价格地不断上涨，使得以煤为原料地煤化工产品在生产上具备了巨大地成本优势，从而成为相对石化产品地最具竞争力地替代产品.从煤化工基地建设而言，煤化工产业涉及煤炭、电力、石化等领域，是技术、资金、资源密集型产业，对能源、水资源地消耗大，对资源、生态、安全、环境和社会配套条件要求较高.煤化工地工艺路线主要有三条，即焦化、气化和液化，在煤地各种化学加工过程中，焦化是应用最早且至今仍然是最重要地方法，其主要目地是制取冶金用焦炭，同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃；煤气化在煤化工中也占有很重要地地位，用于生产城市煤气及各种燃料气，也用于生产合成气（作为氢气、合成氨、合成甲醇等地原料）；煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料（石脑油、汽油、柴油）；煤地其他直接化学加工，则生产褐煤蜡、磺化煤、腐植酸及活性炭等，仍有小规模地应用.个人收集整理勿做商业用途国内外现代煤化工产业发展现状从全球煤化工发展状况来看，主要集中在南非（公司是世界唯一拥有煤制液化工厂地公司，该公司地个煤基液化厂保证了南非地汽油、柴油供给量）、美国（太平原合成燃料厂是世界上目前唯一运行地大规模煤制天然气商业化工厂地公司，年产亿方天然气和万吨合成氨）和中国，除中国外其他国家并无大规模地发展，国内以煤炭为原料地化工产品在国际上大多是以石油和天然气为原料地，高高在上地国际原油价格是促使煤化工再次得到重视地直接动因.以原油和煤炭地单位热值来衡量，目前煤炭地价格只有原油价格地左右，以煤炭来代替石油作为化工产品地原料具有很好地经济意义.个人收集整理勿做商业用途 “富煤、贫油、少气”是我国能源发展面临地现状，我国能源资源中，煤资源相对丰富，石油资源相对少，而且石油往往受制于国际市场.因此，通过把煤液化替代石油成为我国能源发展地一个明智选择.而且煤液化之后，相对于石油更加环保，符合国家节能环保地要求.未来随着我国经济发展，能源需求将日益扩大，对于煤液化地需求也就越大.这也就是意味着，对于煤化工需求也就越来越大.个人收集整理勿做商业用途我国是世界上最大地煤化工生产国，煤化工产品多、生产规模较大，当前我国正处于传统煤化工向现代煤化工转型时期，以石油替代为目标地现代煤化工产业刚刚起步.由于国际市场油价高起，我国现代煤化工项目已呈现遍地开花之势，激发了富煤地区发展煤化工产业地积极性.据了解，在煤炭资源丰富地鄂尔多斯、通辽、赤峰、阿拉善盟等地，煤化工产业开始“井喷”.神华集团煤直接液化项目、伊泰集团间接法煤制油项目、神华包头煤制烯烃项目、大唐多伦煤制烯烃项目、通辽乙二醇项目等煤化工重点项目相继建成并投产.目前，全国煤制烯烃地在建及拟建产能达万吨，煤制油在建及拟建产能达万吨，煤制天然气在建及拟建产能接近亿立方米，煤制乙二醇在建及拟建产能超过万吨.这些项目全部建成之后，我国将是世界上产能最大地现代煤化工国家.近五年我国焦炭、电石、煤制化肥和煤制甲醇产量均位居世界首位，成为煤化工产品生产大国.年是现代煤化工爆发地启动之年，预计投资额应该在亿元左右，之后四年投资额将逐增加，年将达到奇峰，预计在亿，五年累计超过万亿，是十一五期间地倍.个人收集整理勿做商业用途三、国家现代煤化工产业政策

煤气化技术的现状和发展趋势

煤气化技术的现状和发展趋势 1、水煤浆加压气化 1.1 德士古水煤浆加压气化工艺（TGP）美国Texaco 公司在渣油部分氧化技术基础上开发了水煤浆气化技术，TGP 工艺采用水煤浆进料，制成质量分数为60%~65％的水煤浆，在气流床中加压气化，水煤浆和氧气在高温高压下反应生成合成气，液态排渣。气化压力在2.7~6.5MPa，提高气化压力，可降低装置投入，有利于降低能耗；气化温度在1 300~1 400℃，煤气中有效气体（CO+H2）的体积分数达到80％，冷煤气效率为70％~76％，设备成熟，大部分已能国产化。世界上德士古气化炉单炉最大投煤量为2 000t/d。德士古煤气化过程对环境污染影响较小。根据气化后工序加工不同产品的要求，加压水煤浆气化有三种工艺流程：激冷流程、废锅流程和废锅激冷联合流程。对于合成氨生产多采用激冷流程，这样气化炉出来的粗煤气，直接用水激冷，被激冷后的粗煤气含有较多水蒸汽，可直接送入变换系统而不需再补加蒸汽，因无废锅投资较少。如产品气用作燃气透平循环联合发电工程时，则多采用废锅流程，副产高压蒸汽用于蒸汽透平发电机组。如产品气用作羟基合成气并生产甲醇时，仅需要对粗煤气进行部分变换，通常采用废锅和激冷联合流程，亦称半废锅流程，即从气化炉出来粗煤气经辐射废锅冷却到700℃左右，然后用水激冷到所需要的温度，使粗煤气显热产生的蒸汽能满足后工序部分变换的要求。 1.2 新型（多喷嘴对置式）水煤浆加压气化新型（多喷嘴对置式）水煤浆加压气化技术是最先进煤气化技术之一，是在德士古水煤浆加压气化法的基础上发展起来的。2000 年，华东理工大学、鲁南化肥厂（水煤浆工程国家中心的依托单位）、中国天辰化学工程公司共同承担的新型（多喷嘴对置）水煤浆气化炉中试工程，经过三方共同努力，于7 月在鲁化建成投料开车成功，通过国家主管部门的鉴定及验收。2001 年2 月10 日获得专利授权。新型气化炉以操作灵活稳定，各项工艺指标优于德士古气化工艺指标引起国家科技部的高度重视和积极支持，主要指标体现为：有效气成分（CO+H2）的体积分数为~83％，比相同条件下的ChevronTexaco 生产装置高1.5~2.0 个百分点；碳转化率＞98％，比ChevronTexaco 高2~3 个百分点；比煤耗、比氧耗均比ChevronTexaco 降低7％。新型水煤浆气化炉装置具有开车方便、操作灵活、投煤负荷增减自如的特点，同时综合能耗比德士古水煤浆气化低约7％。其中第一套装置日投料750t 能力新型多喷嘴对置水煤浆加压气化炉于2004 年12 月在山东华鲁恒升化学有限公司建成投料成功，运行良好。另一套装置两台日投煤1 150t 的气化炉也在兖矿国泰化工有限公司于2005 年7 月建成投料成功，并于2005 年10 月正式投产，2006 年已达到并超过设计能力，目前运行状况良好。该技术在国内已获得有效推广，并已出口至美国。 2、干粉煤加压气化工艺 2.1 壳牌干粉煤加压气化工艺（SCGP） Shell 公司于1972 年开始在壳牌公司阿姆斯特丹研究院（KSLA）进行煤气化研究，1978 年第一套中试装置在德国汉堡郊区哈尔堡炼油厂建成并投入运行，1987 年在美国休斯顿迪尔·帕克炼油厂建成日投煤量250~400t 的示范装置，1993年在荷兰的德姆克勒（Demkolec）电厂建成投煤量2 000t/d 的大型煤气化装置，用于联合循环发电（IGCC），称作SCGP 工业生产装置。装置开工率最高达73％。该套装置的成功投运表明SCGP 气化技术是先进可行的。 Shell 气化炉为立式圆筒形气化炉，炉膛周围安装有由沸水冷却管组成的膜式水冷壁，其内壁衬有耐热涂层，气化时熔融灰渣在水冷壁内壁涂层上形成液膜，沿壁顺流而下进行分

煤气化技术及其进展概述

煤气化技术及其进展概述华陆工程科技股份公司副总工程师王洪金煤气化技术是煤化工产业的龙头，是煤基合成油、合成化学品等的关键性技术。煤气化技术的选用，不能仅仅考虑其某一方面的优势，必须注意工程化的系统分析，也就是从技术的先进性、可靠性以及适用性等方面统一协调起来综合考虑。一、技术的先进性和可靠性问题 1．Shell干粉加压气化工艺 Shell气化技术于2000年前后进入我国市场，以其优异的气化性能指标、煤种适应性宽等优点，引起了中国工程界的极大兴趣，短短的四、五年时间里引进了十几套生产装置，用于生产合成氨和甲醇制氢等。以60万t/a甲醇为例，对其应用于煤化工领域的先进性、可靠性和适用性等进行工程化的系统分析(系统的界区，从煤的磨制干燥、气化，到合成气经变换、净化后送至甲醇界区)发现，在先进性方面，与湿法Texaco相比，Shell气化技术存在以下问题：①煤气化部分(可比的部分)投资增加30％～40％；②经常运转费用中(主要包括煤粉制备、干燥，激冷气循环，输煤和飞灰过滤的C02压缩，SynGas的压缩送出界区等)，电力消耗大约增加12200kW；③气化部分回收的中压蒸汽(4MPa)供耐硫变换仍嫌不足，需变换副产蒸汽进行补充；④有效气(CO+H2)中H2/CO比不符合生产化学品的要求，SynGas合成化学品时H2/CO至少要>1.5，且耐硫变换工艺条件苛刻，会影响催化剂的寿命；⑤气化性能中，比煤耗和比氧耗分别较湿法Texaco降低8%和15％，但所节约的能耗又被电耗增加所抵消，所以盈利很少，煤价按200元/t、02按0.35元/Nm3、电价按0.344元／kW·h计，年盈利560多万元。通过以上案例，按全系统进行工程分析可知，Shell煤气化技术具有先进性，但该性能在合成气生产化学品中不具优势。如果该技术用于IGCC发电，则不存在打折、抵偿的因素，其优势将会被充分发挥。荷兰的IGCC装置也从侧面印证了这一结果。技术的可靠性主要以装置的年可用率(Availability)来衡量。据2004年10月华盛顿煤气化技术年会上的报道，荷兰Demkolec IGCC装置已投产七、八年的气化岛年可用率为81.8％，电力板块为89.8%(主要煤气轮机设有燃油系统作补充措施)，年会上专家一致认为，无论采用哪种气流床炉型，IGCC的气化岛应该增加备用系列。 2．湿法气化工艺我国已引进多套湿法气化装置，其气化性能指标比Shell差。在可靠性方面，通过多年的摸索并在设有备用系列的条件下，年可用率可达90％；其适用性、激冷型(CO+H2)成分和H2/C0较适宜于合成化学品，耐硫变换的工艺条件比较温和；废锅流程宜用于IGCC。在美国和西欧有多套IGCC的例子，但总热效率均低于Shell的IGCC，其主要的问题是煤种适应性狭窄，要求低灰融点低内水含量的煤；烧咀使用寿命短，因此要设置备用系列。以上分析说明，选用煤气化技术首先应当结合资源(煤种)条件，再考虑下游产品的要求(如生产化学品、1GCC或煤电多联产等)。作为工程公司，在发展煤化工产业中的重要任务

国内外煤化工产业技术进展情况

国内外煤化工产业发展情况刘纳新

目录 1 国际煤气化技术 (2) 1.1 煤炭气化技术 (2) 1.2 煤炭液化技术 (6) 1.3 整体煤气化联合循环(IGCC) (7) 2 国际煤化工产品开发进展情况 (8) 2.1 大型煤气化成为煤炭利用的技术热点 (8) 2.2 车用替代燃料成为煤基替代能源产品开发的重点 (9) 2.3 碳一化学品及其衍生物行业发展势头强劲 (10) 2.4 煤基多联产成为煤炭综合利用的重要方式 (11) 2.5 南非煤化工发展情况 (13) 2.6 美国煤化工发展情况 (14) 2.7 日本煤化工发展情况 (15) 2.8 欧盟煤化工发展情况 (16) 3 国内煤气化技术应用情况 (17) 3.1 多种煤气化技术并存 (17) 3.2 煤炭气化多联产技术 (18) 3.3 山西天脊煤化工集团有限公司煤气化技术的应用与发展 (18) 4 国内煤化工产品开发及项目建设情况 (19) 4.1 国内煤化工产品开发和建设 (19) 4.2 煤制甲醇项目 (20) 4.3 煤制二甲醚项目 (20) 4.4 煤制合成氨项目 (21) 4.5 煤制天然气和煤制烯烃 (21) 5 国内煤化工产业发展趋势 (23)

1 国际煤气化技术国际煤气化技术主要包括：煤气化、煤液化和整体煤气化联合循环(IGCC)技术。目前新一代煤气化技术的开发和工业化进程中，总的方向是气化压力由常压向中高压(8.5 MPa)提高，温度向高温(1500-1600℃)发展，气化原料多样化，固态排渣向液态排渣发展。 1.1 煤炭气化技术煤炭气化是在适宜的条件下将煤炭转化为气体燃(原)料的技术，旨在生产民用、工业用燃料气和合成气，并使煤中的硫、灰分等在气化过程中或之后得到脱除，使污染物排放得到控制。煤炭气化近年来在国外得到较大发展，目的是为煤的液化、煤气化联合循环及多联产提供理想的气源，扩大气化煤种，提高处理能力和转换效率，减少污染物排放。在100多年的研究开发于商业化应用中，相继开发出多种气化技术和工艺，按技术特点可粗略地划分为固定床、流化床和气流床气化技术。 1.1.1固定床 1.1.1.1固定床间歇式气化炉(UGI)。以块状无烟煤或焦炭为原料，以空气和水蒸气为气化剂，在常压下生产合成原料气或燃料气。该技术目前已属落后的技术，气化率低，原料单一、能耗高，环境污染严重。随着能源政策和对环境要求的提高，该技术正在逐步被新的煤气化技术所取代。 1.1.1.2鲁奇气化炉。20世纪30年代德国鲁奇公司开发成功了固

我国水煤浆气化技术现状及发展趋势胡永刚

我国水煤浆气化技术现状及发展趋势胡永刚摘要：我国水煤浆气化技术从研究、开发、工程示范到工业化装置的长周期稳定运行，对我国现代煤化工产业的发展起到了举足轻重的作用。尤其是多种具有自主知识产权的水煤浆气化技术的开发及大规模工业化应用，不仅实现了煤基化工多联产和产业链的延伸，而且强化了我国在世界煤化工、煤基多联产等领域的地位，对世界煤炭清洁、安全、高效利用提供了多元化的技术支撑。关键词：水煤浆气化技术；现状分析；发展趋势引言：煤炭资源是我国的主要能源，在一次能源结构中处于主导地位。近年来在经济转型、环保加强等因素的制约下，煤炭消费增速明显放缓，2018年煤炭占我国一次能源消费比例首次低于60%。在煤炭多种利用方式中，煤气化技术虽然过程复杂、仅占我国煤炭消费总量的6%左右，但却是煤炭高效加工、转化的龙头，也是煤炭清洁利用的关键，更是保障国家经济、能源安全和社会可持续发展的基础。 1.我国水煤浆气化技术现状我国水煤浆气化技术在消化吸收国外先进水煤浆气化工艺的基础上，经过十几年的不断实践积累了丰富的经验，探索开发出多种具有我国自主知识产权的水煤浆气化技术，在我国乃至世界煤炭气化史上写下了浓墨重彩的一笔。 2.水煤浆气化技术 2.1多喷嘴对置式水煤浆气化技术多喷嘴对置式水煤浆气化技术是由国家水煤浆研究中心和华东理工大学在先进德士古气化基础上，进行优化、改进且具有自主知识产权的气流床气化技术。该技术主要包含磨煤制浆单元、气化单元、净化单元和渣水处理单元。浓度60% 的水煤浆是由原料煤和工艺废水经湿法研磨而成，水煤浆经高压煤浆泵与来自空分的纯度≥97%的纯氧经过预膜式工艺喷嘴充分混合，再经高效雾化进入燃烧室，在燃烧室内发生复杂的化学反应，生成粗煤气。粗煤气携带高温熔渣一起经下降管进入激冷室，熔渣在激冷室内固化，在冲力作用下进入锁斗，定期外排。而粗煤气经激冷水降温、增湿后间歇外排出激冷室，通过混合器的增湿、旋分器的除尘和水洗塔的洗涤得到的净化煤气送往下一工序。生产过程产生的高含渣黑水经蒸发热水塔、酸气分离器和真空闪蒸罐组成的闪蒸系统后，达到了黑水浓缩、能量回收、灰水循环利用的节能降耗效果。该技术相对其他气化技术具有如下优势：采用预膜式工艺喷嘴，具有雾化效果好、不产生回火以及磨损显著减弱等优点；采用多喷嘴对置式进料，在炉内形成射流与撞击结合流场结构，强化物料混合，处理负荷高，而且装置易于大型化，有效气成分和碳转化率均可提升2～3个百分点，比煤耗可以降低约2个百分点；采用合成气分级洗涤净化系统，合成气含尘量低，激冷环不易结垢，变换阻力小；采用高效的能量回收系统，传质、传热效率高；装置操作较为简便、系统稳定、在线率高[20]；拱顶砖寿命最长已经超过15000h，筒体砖和锥底砖最长已超过44000h，工艺喷嘴最长使用周期达到152d。 2.2非熔渣-熔渣分级气化技术非熔渣-熔渣分级气化技术(也称一代清华炉气化技术)是吸收消化了国外先进煤气化技术，针对气化炉炉顶易结渣、烧嘴寿命短及有效气化空间小等缺点自行开发创新的分级气化技术。该技术工艺流程为：水煤浆通过给料机构与气化剂纯氧、预混气体(CO2、N2或蒸汽)同时送入喷嘴，保持气化炉上段(非熔渣段)温度低

国内外煤气化技术新进展

国内外煤气化技术新进展华陆工程科技有限责任公司刘艳军一、煤炭的综合利用我国具有丰富的煤炭资源，煤炭保有储量高达1万亿吨以上，全国煤炭产量2002年近14亿吨，2003年为16亿吨，2009年为亿吨，平均每年以大于5%的速度递增。目前，我国已经成为世界上最大的煤炭生产国和消费国。我国是富煤少油国家，当前每年进口的原油和石油制品已达到国内需求的30%以上，全球范围内新一轮的石油竞争将会愈演愈烈，大力发展煤化工作为保证国家能源安全的战略已凸显重要而紧迫。未来，我国能源以煤为主的状况，在相当长的一段时间内不会有大的改变，预测2010年将占60％左右，2050年不会低于50％，煤炭在我国的能源消费中仍然占有基础性地位。随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，对煤和以煤为原料的相关产品的技术要求也越来越高。然而，由于煤的结构和组成的复杂性，给人们利用煤带来诸多环境问题。例如，煤中含有硫、氯、氮、灰等有害物质在煤炭直接燃烧后被排放到环境中，引起严重的环境污染问题。有关调查统计结果表明：目前我国能源消费总量中约68%为煤炭，其中有85%采用效率低、污染严重的直接燃烧技术。燃煤产生的二氧化硫排放量占全国总排放量的74％，氮氧化物排放量占总排放量的60％，总悬浮颗粒（TSP）排放量占总排放量的70％，二氧化碳排放量占总排放量的85％。目前，我国已成为世界上环境污染严重的国家之一，这不仅严重地威胁到生态环境和人类健康，而且每年由于燃煤而引发的SO2污染和酸雨造成的经济损失已超过1000亿元。因此大量直接燃烧煤炭将受到国家政策限制。从发展的长远观点来看，我国以煤为主的能源消费结构正面临着严峻挑战，如何解决燃煤引起的环境污染问题已迫在眉睫。我国政府对此高度重视，对环境保护的政策越来越严格，并把煤炭的清洁转化和高效利用列入《中国21世纪议程》，实行“节能优先、结构优化、环境友好”的可持续能源发展战略。二、煤气化技术煤气化技术是煤利用技术中的关键技术，而气化炉又是煤气化技术的核心。世界上许多国家对开发新型气化炉都投入了大量的人力和财力，并已经取得了可喜的成果，各种形式的气化炉也陆续投入了工业化生产，这些设备广泛应用于煤

国内煤气化技术评述与展望

2012年第15期广东化工第39卷总第239期 https://www.360docs.net/doc/b710669491.html, · 59 · 国内煤气化技术评述与展望付长亮 (河南化工职业学院，河南郑州 450042) [摘要]依据煤气化技术的常用分类标准和评价指标，分析研究了国内所用的煤气化技术的优势与不足。综合考虑原料广泛性、技术先进性、投资成本等因素，认为航天炉干粉煤气化技术具有适应的煤种多、气化效率高、生产能力大、碳转化率高、投资省、操作费用低等优势，在未来的煤化工产品生产中将会得到普遍的应用。 [关键词]煤气化技术；评述；展望 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)15-0059-02 Review and Prospects of Domestic Coal Gasification Technology Fu Changliang (Henan V ocational College of Chemical Technology, Zhenzhou 450042, China) Abstract: According to common classification standard and evaluation index, advantages and disadvantages of domestic coal gasification technology were analyzed and studied. Considering comprehensively the raw material extensive, technology advanced and investment cost, it was thought that HT-L dry powder coal gasification had the vast potential for future development, because of the more quantity of coal type used, higher gasification efficiency, larger production capacity, higher carbon conversion, lower investment cost. Keywords: coal gasification technology ；review ；prospects 1 煤气化及其评价指标煤气化指在高温下煤和气化剂作用生成煤气的过程。可简单表示如下： +???→高温煤气化剂煤气其中的气化剂主要指空气、纯氧和水蒸汽。煤气化所制得的煤气是一种可燃性气体，主要成分为CO 、H 2、CO 2和CH 4，可作为清洁能源和多种化工产品的原料。因此，煤气化技术在煤化工中处于非常重要的地位。煤气化反应主要在气化炉(或称煤气发生炉、煤气炉)内进行。不同的煤气化技术主要区别在于所用的气化炉的形式不同。通常，对煤气化技术的评价主要从气化效率、冷煤气效率、碳转化率和有效气体产率四个方面进行。气化效率衡量原料(煤和气化剂)的热值转化为可利用热量(煤气的热值和产生蒸汽的热值)的情况，是最常用的评价指标，标志着煤气化技术的能耗高低。冷煤气效率衡量原料的热值转化为煤气热值的情况，是制得煤气量多少及质量高低的标志。碳转化率衡量煤中有多少碳转化进入到煤气中，是煤利用率高低的标志。有效气体产率衡指单位煤耗能产出多少有效气体(CO+H 2)，是对煤气化技术生产有价值成分效果好坏的评价。这四个指标不完全独立，从不同的方面反映了煤气化技术中人们最关注的问题。 2 煤气化技术的分类煤气化的分类方法较多，但最常用的分类方法是按煤与气化剂在气化炉内运动状态来分。此法，将煤气化技术分为如下几种。 2.1 固定床气化固定床气化也称移动床气化，一般以块煤或煤焦为原料。煤由气化炉顶加入，气化剂由炉底送入。流动气体的上升力不致使固体颗粒的相对位置发生变化，即固体颗粒处于相对固定状态。气化炉内各反应层高度亦基本上维持不变。因而称为固定床气化。另外，从宏观角度看，由于煤从炉顶加入，含有残炭的灰渣自炉底排出，气化过程中，煤粒在气化炉内逐渐并缓慢往下移动，因而又称为移动床气化。目前，国内采用此方法的煤气化技术主要有固定床间歇气化法和加压鲁奇气化法。 2.2 流化床气化流化床煤气化法以小颗粒煤为气化原料，这些细粒煤在自下而上的气化剂的作用下，保持着连续不断和无秩序的沸腾和悬浮状态运动，迅速地进行着混和和热交换，其结果导致整个床层温度和组成的均一。目前，国内属于此方法的煤气化技术主要有恩德粉煤气化技术和ICC 灰融聚气化法。 2.3 气流床气化气流床气化是一种并流式气化。气化剂(氧与蒸汽)与煤粉一同进入气化炉，在1500~1900 ℃高温下，将煤部分氧化成CO 、H 2、CO 2等气体，残渣以熔渣形式排出气化炉。也可将煤粉制成煤浆，用泵送入气化炉。在气化炉内，煤炭细粉粒与气化剂经特殊喷嘴进入反应室，会在瞬间着火，发生火焰反应，同时处于不充分的氧化条件下。因此，其热解、燃烧以及吸热的气化反应，几乎是同时发生的。随气流的运动，未反应的气化剂、热解挥发物及燃烧产物裹挟着煤焦粒子高速运动，运动过程中进行着煤焦颗粒的气化反应。这种运动形态，相当于流态化技术领域里对固体颗粒的“气流输送”，习惯上称为气流床气化。属于此类方法的煤气化技术较多，国内主要有壳牌干粉煤气化法、德士古水煤浆气化法、GSP 干粉煤气化法、航天炉干粉煤气化等[1-3]。 3 国内主要煤气化技术评述 3.1 固定床间歇式气化块状无烟煤或焦炭在气化炉内形成固定床。在常压下，空气和水蒸汽交替通过气化炉。通空气时，产生吹风气，主要为了积累能量，提高炉温。通水蒸汽时，利用吹风阶段积累的能量，生产水煤气。空气煤气和水煤气以适当比例混合，制得合格原料气。该技术是20世纪30年代开发成功的。优点为投资少、操作简单。缺点为气化效率低、对原料要求高、能耗高、单炉生产能力小。间歇制气过程中，大量吹风气排空。每吨合成氨吹风气放空多达5000 m 3。放空气体中含CO 、CO 2、H 2、H 2S 、SO 2、NO x 及粉灰。煤气冷却洗涤塔排出的污水含有焦油、酚类及氰化物，对环境污染严重。我国中小化肥厂有900余家，多数采用该技术生产合成原料气。随着能源和环境的政策要求越来越高，不久的将来，会逐步被新的煤气化技术所取代。 3.2 鲁奇加压连续气化 20世纪30年代，由德国鲁奇公司开发。在高温、高压下，用纯氧和水蒸汽，连续通过由煤形成的固定床。氧和煤反应放出的热量，正好能供应水蒸汽和煤反应所需要的热量，从而维持了热量平衡，炉温恒定，制气过程连续。鲁奇加压气化法生产的煤气中除含CO 和H 2外，含CH 4高达10 %~12 %，可作为城市煤气、人工天然气、合成气使用。相比较于固定床间歇气化，其优点是炉子生产能大幅提高，煤种要求适当放宽。其缺点是气化炉结构复杂，炉内设有破粘机、煤分布器和炉篦等转动设备，制造和维修费用大，入炉仍需要是块煤，出炉煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净化工艺复杂。 3.3 恩德粉煤气化技术恩德粉煤气化技术利用粉煤(<10 mm)和气化剂在气化炉内形成沸腾流化床，在高温下完成煤气化反应，生产需要的煤气。由于所用的原料为粉煤，煤种的适应性比块煤有所放宽，原料成本也得到大幅度降低。得益于流化床的传质、传热效果大大优于固定床，恩德粉煤气化炉的生产能力比固定床间歇制气有较大幅度的提高。由于操作温度不高，导致气化效率和碳转化率都不高，且存在废水、废渣处理困难等问题。此技术多用于替代固定床间歇制气工艺[4-6]。 [收稿日期] 2012-07-21 [作者简介] 付长亮(1968-)，男，河南荥阳人，硕士，高级讲师，主要从事化工工艺的教学与研究。

现代煤气化技术发展趋势及应用综述_汪寿建

2016年第35卷第3期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·653· 化工进展现代煤气化技术发展趋势及应用综述汪寿建（中国化学工程集团公司，北京 100007）摘要：现代煤气化技术是现代煤化工装置中的重要一环，涉及整个煤化工装置的正常运行。本文分别介绍了中国市场各种现代煤气化工艺应用现状，叙述汇总了其工艺特点、应用参数、市场数据等。包括第一类气流床加压气化工艺，又可分为干法煤粉加压气化工艺和湿法水煤浆加压气化工艺。干法气化代表性工艺包括Shell炉干煤粉气化、GSP炉干煤粉气化、HT-LZ航天炉干煤粉气化、五环炉（宁煤炉）干煤粉气化、二段加压气流床粉煤气化、科林炉（CCG）干煤粉气化、东方炉干煤粉气化。湿法气化代表性工艺包括 GE水煤浆加压气化、四喷嘴水煤浆加压气化、多元料浆加压气化、熔渣-非熔渣分级加压气化（改进型为清华炉）、E-gas(Destec)水煤浆气化。第二类流化床粉煤加压气化工艺，主要有代表性工艺包括U-gas灰熔聚流化床粉煤气化、SES褐煤流化床气化、灰熔聚常压气化（CAGG）。第三类固定床碎煤加压气化，主要有代表性工艺包括鲁奇褐煤加压气化、碎煤移动床加压气化和BGL碎煤加压气化等。文章指出应认识到煤气化技术的重要性，把引进国外先进煤气化技术理念与具有自主知识产权的现代煤化工气化技术有机结合起来。关键词：煤气化；市场应用；气化特点；参数数据分析中图分类号：TQ 536.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）03–0653–12 DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.03.001 Development and applicatin of modern coal gasification technology WANG Shoujian （China National Chemical Engineering Group Corporation，Beijing100007，China）Abstract：Modern coal gasification technology is an important part of modern coal chemical industrial plants，involving stable operation of the entire coal plant. This paper introduces application of modern coal gasification technologies in China，summarizes characteristics of gasification processes，application parameters，market data，etc. The first class gasification technology is entrained-bed gasification process，which can be divided into dry pulverized coal pressurized gasification and wet coal-water slurry pressurized gasification. The typical dry pulverized coal pressurized gasification technologies include Shell Gasifier，GSP Gasifier，HT-LZ Gasifier，WHG (Ning Mei) Gasifier，Two-stage Gasifier，CHOREN CCG Gasifier，SE Gasifier. The typical wet coal-water slurry pressurized gasification technologies include GE (Texaco) Gasifier，coal-water slurry gasifier with opposed multi-burners，Multi-component Slurry Gasifier，Non-slag/slag Gasifier (modified as Tsinghua Gasifier)，E-gas (Destec) Gasifier. The second class gasification technology is fluidized-bed coal gasification process. The typical fluidized-bed coal gasification technologies include U-gas Gasifier，SES Lignite Gasifier，CAGG Gasifier. The third class gasification technology is fixed-bed coal gasification process. The typical fixed-bed coal gasification technologies include Lurgi Lignite 收稿日期：2015-09-14；修改稿日期：2015-12-17。作者：汪寿建（1956—），男，教授级高级工程师，中国化学工程集团公司总工程师，长期从事化工、煤化工工程设计、开发及技术管理工作。E-mail wangsj@https://www.360docs.net/doc/b710669491.html,。