粉煤加压气化技术的开发现状和应用前景
干煤粉加压气化技术的现状和进展
（ 5） 采用对置式喷嘴，设备结构比较复杂，在操 作和控制上具有很大的难度。
（ 6） 粉煤气化从气化炉出来的煤气都夹带有粉 煤灰，而粉煤灰的捕集和返烧都比较困难。
GSP 技术的缺点为： 粉煤制备一般采用气流分 离，排放气需进行洗涤除尘，否则污染环境，这样增 加了制粉系统成本。粉煤加压进料的稳定性不如 湿法进料，生 产 存 在 安 全 隐 患，工 业 化 生 产 运 行 经 验少。 1． 3 多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术 1． 3． 1 概 况
煤除杂后送入磨煤机破碎，同时由高温低压 N2 干燥，制备出合格煤粉存于料仓中。加热用低压 N2 大部分可循环使用。料仓中的煤粉先后在低压、高 压 N2 的输送下，通过气化喷嘴进入气化炉。气化 剂 O2 、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉，并在高温、 高压下与煤粉进行气化反应。出气化炉的高温合 成气经激冷、洗涤后并入造气车间管线。熔融灰渣 在气化炉激 冷 室 中 被 激 冷 凝 固，经 锁 斗 收 集，定 期 排出。洗涤塔出来的黑水需经过二级闪蒸，水蒸汽 及一部分溶解在黑水中的 CO2 、H2 S 等被迅速闪蒸 出来，闪蒸 气 经 冷 凝、分 离 后 与 气 化 分 厂 生 产 系 统 的酸性气 一 并 处 理，闪 蒸 黑 水 经 换 热 器 冷 却 后 排 出，送气化分厂的污水处理系统。 1． 3． 2 技术优点
转化利用
干煤粉加压气化技术的现状和进展
张 腊，米金英
（ 晋中职业技术学院，山西 晋中 030600）
摘要：干法进料的气流床煤气化技术是当今国际上最先进的煤气化技术之一，与水煤浆 气化技术相比，具有煤种适应性广、原料消耗低、碳转化率高、冷煤气效率高等优势，有更强的 市场竞争力。为了加 强 对 干 煤 粉 加 压 气 化 技 术 的 基 础 研 究 和 应 用 推 广，研 究 了 干 煤 粉 气 化 炉、气流输送过程、合 成 气 净 化 系 统 及 其 配 套 工 艺，分 析 了 干 煤 粉 气 化 炉 在 应 用 中 存 在 的 问 题，并针对这些问题提出了解决的思路。概述了国内外大型粉煤气流床气化技术发展的主要 情况，分析了干法进料气流床煤气化技术中存在的问题与采取的技术途径。
煤气化技术的现状及发展趋势概览
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者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合用场合，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、挪移床气化技术，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温和流床技术，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者中试阶段，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辟及应用的发展情况，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辟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，煤向来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发展。
特殊是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。
煤气化技术的研究和应用现状分析
煤气化技术的研究和应用现状分析一、引言煤气化技术是指将煤作为原料，在高温、高压和缺氧的条件下进行化学反应，生成合成气的一种技术。
自20世纪初期开始，煤气化技术就一直受到了人们的关注，成为了产生合成气和一系列化工产品的重要途径之一。
煤气化技术的研究和应用现状分析，对于推动我国能源结构优化升级和经济发展具有重要意义。
二、煤气化技术的研究现状煤气化技术的研究涉及到多个领域，主要包括煤气化反应机理的研究、反应器工程技术的研究、煤气化过程中产生的煤气中的污染物的处理技术等方面。
（一）煤气化反应机理的研究煤气化反应机理是指在化学反应中煤本身所发生的变化，这是研究煤气化技术的重要基础。
目前，关于煤气化反应机理的研究主要包括以下几个方面：煤的结构特征、煤的裂解反应、煤的气化反应以及煤的灰熔化行为等。
（二）反应器工程技术的研究反应器是煤气化技术的核心设备，也是保证煤气化反应能够高效进行的关键。
目前，煤气化反应器主要分为实验室规模反应器和工业规模反应器，其中以工业规模反应器为主。
近年来，随着科技的不断发展，工业规模反应器的使用范围不断扩大，尺寸和反应处理量均有较大增长。
（三）煤气化过程中产生污染物的处理技术煤气化反应中产生大量的废水、废气和固体废弃物，其中含有大量的污染物，严重影响了环境和人类健康。
因此，煤气化后的污染物的处理技术也成为了煤气化技术必须重视的一个方面。
三、煤气化技术的应用现状分析煤气化技术的应用现状主要涉及到煤气化技术在能源、化工、燃料等领域的应用情况。
（一）煤气化技术在能源领域的应用随着能源需求不断增加，煤气化技术在能源领域的应用也日益广泛。
目前，煤气化技术在燃气发电、城市煤气和煤化工领域中得到了广泛应用。
（二）煤气化技术在化工领域的应用煤气化技术是生产合成氨、合成甲醇、合成油、二甲醚、苯乙烯等重要化工产品的重要途径之一。
目前，煤气化技术在化工领域的应用已经取得了很大的成功，且应用领域也在不断扩大。
粉煤加压气化技术
粉煤加压气化技术简介一、背景“九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂（水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心）、中国天辰化学工程公司共同承担了国家“十五”科技攻关计划课题“粉煤加压气化制合成气新技术研究与开发”，建设具有自主知识产权的粉煤加压气化中试装置。
装置处理能力为15～45吨煤/天，操作压力2.0～2.5Mpa，操作温度1300～1400℃。
该课题于2001年年底启动，2002年10月完成研究开发阶段中期评估，中试装置进入设计施工阶段。
2004年7月装置正式投运，首次在国内展示了粉煤加压气化技术的运行结果，填补了国内空白，技术指标达到国际先进水平。
中试装置于2004年12月6日至9日顺利通过科技部组织的现场72 小时运行专家考核，2004年12月21日于北京通过科技部主持的课题专家验收。
同年，该成果入选2004年度煤炭工业十大科学技术成果。
二、装置流程与技术优势1、整个工艺流程如图1，具体流程为：原煤除杂后送入磨煤机破碎，同时由经过加热的低压氮气将其干燥，制备出合格煤粉存于料仓中。
加热用低压氮气大部分可循环使用。
料仓中的煤粉先后在低压氮气和高压氮气的输送下，通过气化喷嘴进入气化炉。
气化剂氧气、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉，并在高温高压下与煤粉进行气化反应。
出气化炉的高温合成气经激冷、洗涤后并入造气车间合成气管线。
熔融灰渣在气化炉激冷室中被激冷固化，经锁斗收集，定期排放。
洗涤塔出来的黑水经过二级闪蒸，水蒸汽及一部分溶解在黑水中的酸性气CO2、H2S 等被迅速闪蒸出来，闪蒸气经冷凝、分离后与气化分厂生产系统的酸性气一并处理，闪蒸黑水经换热器冷却后排入地沟，送气化分厂生产装置的污水处理系统。
图1 粉煤加压气化中试装置单元流程图2、整个工艺流程与其他技术的指标差异如下表1。
将该粉煤气化技术与其它几种气流床水煤浆气化技术以及荷兰的Shell粉煤加压气化技术相比较，可以看出粉煤加压气化技术消耗低，碳转化率高，在气化炉条件或煤种相同情况下，比水煤浆气化技术节氧16~21％，节煤2~4％，有效气成份高6~10个百分点。
煤炭气化技术的发展与应用前景展望
煤炭气化技术的发展与应用前景展望随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，寻找替代传统能源的技术和资源已成为当务之急。
在这一背景下，煤炭气化技术作为一种高效、清洁的能源转化方式，引起了广泛关注。
本文将探讨煤炭气化技术的发展历程、应用领域以及未来的前景展望。
煤炭气化技术是将煤炭转化为合成气（一种由一氧化碳和氢气组成的气体）的过程。
这种技术最早在19世纪末开始发展，并在20世纪初实现了工业化应用。
然而，由于当时的技术限制和能源市场的变化，煤炭气化技术并没有得到广泛应用。
随着科技的进步和环境问题的日益突出，煤炭气化技术再次受到重视。
与传统的煤炭燃烧相比，煤炭气化技术具有诸多优势。
首先，煤炭气化可以将煤炭中的有害物质如硫、氮等进行有效去除，减少了大气污染物的排放。
其次，煤炭气化产生的合成气可用作燃料，取代传统的煤炭燃烧，减少了温室气体的排放，对缓解气候变化具有积极意义。
此外，煤炭气化还可以生产化学品和液体燃料，提高能源利用效率。
煤炭气化技术的应用领域广泛，涵盖了能源、化工、冶金等多个领域。
在能源领域，煤炭气化可以用于发电、供热和城市燃气等方面。
煤炭气化发电可以提高煤炭利用效率，减少能源消耗和环境污染。
在化工领域，煤炭气化可以生产合成氨、甲醇、乙二醇等化学品，满足工业生产的需求。
此外，煤炭气化还可以用于冶金行业，生产高纯度的一氧化碳和氢气，用于金属冶炼和合金制备。
然而，煤炭气化技术在实际应用中仍面临一些挑战。
首先，煤炭气化过程需要大量的能源投入，导致能源消耗增加。
其次，煤炭气化废水和废气的处理成本较高，需要进一步研究和改进。
此外，煤炭气化技术的推广和应用还面临技术标准和政策法规等方面的制约。
未来，煤炭气化技术的发展前景仍然广阔。
随着科技的不断进步，煤炭气化技术将更加高效、环保和经济。
煤炭气化技术与可再生能源如风能、太阳能等的结合，可以实现能源的互补和平衡，提供可持续的能源供应。
此外，煤炭气化技术的应用还可以促进区域经济发展和能源结构优化，提高能源安全和国家竞争力。
煤气化技术的应用与发展前景
煤气化技术的应用与发展前景煤气化技术是一种将固体煤转化为可燃气体的过程，通过这种技术可以将煤炭资源转化为更清洁、高效的能源形式。
煤气化技术的应用和发展前景备受关注，本文将探讨其在能源领域的应用以及未来的发展前景。
一、煤气化技术的应用1.1 煤气化在化工行业中的应用煤气化技术在化工行业中有广泛的应用。
通过煤气化，煤炭可以转化为合成气，再通过合成气制取合成氨、合成甲醇等重要化工原料。
这种方法不仅可以减少对石油等化石能源的依赖，还可以有效利用煤炭资源，提高资源利用率。
同时，合成氨和合成甲醇等产品也具有广泛的用途，可以用于制造肥料、塑料、涂料等。
1.2 煤气化在能源领域中的应用煤气化技术在能源领域中也有重要的应用。
通过煤气化，煤炭可以转化为合成气，再通过合成气发电、合成气制取液化石油气等方式，将其转化为电力和清洁燃料。
相比传统的燃煤发电，煤气化发电能够大幅减少污染物的排放，提高能源利用效率。
此外，煤气化技术还可以用于生产煤制天然气，实现煤炭资源的高效利用。
二、煤气化技术的发展前景2.1 煤气化技术在环保方面的优势随着人们对环境保护的重视程度不断提高，煤气化技术的环保优势逐渐凸显。
相比传统的燃煤发电，煤气化发电可以大幅减少二氧化硫、氮氧化物等有害气体的排放，减少大气污染。
此外，煤气化技术还可以实现二氧化碳的捕集和储存，减少温室气体的排放，对于应对气候变化具有积极意义。
2.2 煤气化技术在能源转型中的作用随着全球对可再生能源的需求不断增长，煤气化技术在能源转型中扮演着重要角色。
煤气化技术可以将煤炭等化石能源转化为可再生能源的替代品，为能源转型提供了一种可行的途径。
同时，煤气化技术还可以与可再生能源相结合，实现煤炭与太阳能、风能等能源的互补利用，提高能源的可持续性。
2.3 煤气化技术在能源供应安全中的重要性煤气化技术在能源供应安全中也具有重要的地位。
煤炭作为世界上最丰富的化石能源之一，其资源储量丰富、分布广泛，可以为国家提供稳定的能源供应。
粉煤加压气化技术
粉煤加压气化技术
粉煤加压气化技术是一种将煤粉在高压下与氧气进行化学反应，产生大量合成气的技术。
该技术具有高效、节能、环保等优点，可以将煤转化为可用于化工、能源等领域的多种化学品和燃料。
该技术的核心是气化反应器，其构造与普通燃烧炉相似，但设计要求更高。
在反应器内，煤粉经过破碎、干燥、热解等过程，最终转化为一种或多种气体，主要包括一氧化碳、氢气、二氧化碳、甲烷等。
该技术的应用领域广泛，可以生产合成气、合成甲醇、合成氨、合成油和合成乙烯等化学品，也可以生产燃气、发电、加热等能源产品。
此外，该技术还可以与化工、冶金等行业的其他技术相结合，形成产业链，提高资源利用效率。
虽然该技术具有许多优点，但也存在一些挑战和问题。
例如，气化反应的过程中会产生大量的废水和废气，需要进行处理和净化；反应器的运行需要高压、高温等条件，需要耐磨、耐高温的材料支持；煤粉的质量和含硫、含灰等杂质的影响也会对气化反应产生影响。
总体而言，粉煤加压气化技术是一种重要的能源和化工技术，具有广阔的应用前景和发展空间。
未来，随着技术的不断进步和完善，该技术将逐渐成为可持续发展的重要支柱之一。
- 1 -。
煤炭气化技术的发展趋势及应用前景分析
煤炭气化技术的发展趋势及应用前景分析煤炭气化技术是将煤炭转化为合成气的一种重要工艺，它具有高效能、低排放、多产物利用等优势。
随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，煤炭气化技术在能源转型和环保领域的应用前景备受关注。
本文将从技术发展趋势和应用前景两个方面进行分析。
一、技术发展趋势1. 高效能化：随着科技的不断进步，煤炭气化技术在高效能方面取得了显著进展。
传统的煤炭气化技术存在能源浪费和低效率的问题，而现代化的气化技术可以实现煤炭的高效转化，提高能源利用率。
例如，采用先进的气化反应器和催化剂，可以提高气化效率，减少能源损耗。
2. 清洁化：环境保护意识的提高促使煤炭气化技术向清洁化方向发展。
传统的煤炭气化过程中会产生大量的二氧化碳、一氧化碳和硫化物等有害气体，对环境造成严重污染。
而现代化的气化技术可以通过气体净化、尾气处理等手段，有效减少有害气体的排放，实现清洁能源的生产。
3. 多产物利用：煤炭气化技术不仅可以生产合成气，还可以获得一系列有价值的副产品。
例如，合成气可以用于制备合成燃料、化学品和氢气等，副产品包括煤焦油、煤炭灰等可以用于生产沥青、水泥等。
多产物利用不仅可以提高资源利用效率，还可以降低煤炭气化过程的成本。
二、应用前景分析1. 能源转型：煤炭气化技术在能源转型中具有重要作用。
传统的煤炭燃烧方式会产生大量的二氧化碳和污染物，对空气质量和环境造成严重影响。
而煤炭气化技术可以将煤炭转化为合成气，通过合成气发电、合成气制热等方式替代传统的煤炭燃烧，实现清洁能源的利用，减少对化石燃料的依赖。
2. 化学工业：煤炭气化技术在化学工业中有广阔的应用前景。
合成气可以用于制备合成燃料、化学品和氢气等，这些产品在能源、化工、交通等领域的需求量巨大。
同时，副产品的多产物利用也为化学工业提供了更多的原料来源，降低了生产成本，促进了化学工业的可持续发展。
3. 煤炭资源利用：煤炭气化技术可以充分利用煤炭资源。
目前，全球煤炭资源储量丰富，但传统的煤炭开采和利用方式存在浪费和环境污染问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第1期(总第90期)煤 化 工No.1(Tota l No.90) 2000年2月 Coa l Che m ica l I ndustry Feb.2000干法粉煤加压气化技术的开发现状和应用前景门长贵 西北化工研究院 710600 摘 要 干法粉煤加压气化是一种高效低污染的先进煤气化方法。
本文简要介绍了干法粉煤加压气化的工艺原理、技术特点及开发现状,并指出了这种煤气化工艺技术在联合循环发电和煤化工等领域内的应用前景。
关键词 干法粉煤气化 技术特点 开发现状 应用前景引 言目前我国一次能源消费中煤炭约占75%,在今后相当长的一段时间内煤炭仍是我国的主要能源,国家已把煤的高效、洁净利用技术列入21世纪的发展计划,因此发展先进的煤气化技术是当前的重要课题。
近年来,为了减少环境污染,提高煤炭的利用率,增加装置的生产能力,降低氧耗和煤耗,拓宽原料煤种的使用范围,充分利用煤炭资源,先后成功地开发出了新一代先进的煤气化工艺技术,有代表性的主要为鲁奇公司的碎煤移动床熔渣气化(B GL)工艺,水煤浆进料的T exaco气化工艺,干法粉煤进料的SCGP(Shell)气化工艺和P renflo、GSP工艺。
上述几种煤气化工艺中,干法粉煤进料的加压气化工艺因其技术经济性具有明显的优势和较强的竞争力,预计它是今后煤气化工艺技术的发展方向。
1 干法气化的原理及技术特点原料煤经破碎后在热风干燥的磨机内磨制成< 100Λm(90%)的煤粉,由常压料斗进入加压料斗,再由高压惰性载气送至气化炉喷嘴,来自空分的高压氧气预热后与过热蒸汽混合送入喷嘴。
煤粉、氧气和蒸汽在气化炉高温高压的条件下发生碳的部分氧化反应,生成CO与H2总含量大于90%的高温煤气,经废热回收、除尘洗涤后的粗合成气送后序工段。
干法气化工艺具有如下技术特点:(1)对原料煤的适应性广,可气化褐煤、烟煤、无烟煤及石油焦。
对煤的反应活性几乎没有要求,对高灰熔点、高灰分、高水分、高含硫量的煤种同样也适应。
(2)氧耗和煤耗低,与湿法进料的水煤浆气化工艺相比较,氧气消耗降低15%～25%,原料煤消耗降低10%～15%。
(3)单位重量的原料煤可以多产生10%的合成气,合成气中的有效气体成分(CO+H2)高达94%左右。
(4)原料煤能量的83%转换在合成气中(水煤浆气化工艺只有70%～76%),约15%的能量被回收为蒸汽。
由此可见干法气化的热效率高。
(5)干法气化工艺的气化炉一般采用水冷壁结构,以渣抗渣,无昂贵的耐火砖衬里,水煤浆气化工艺气化炉耐火砖的费用约为10美元 tN H3,因多喷嘴操作,干法工艺气化炉运行安全可靠。
(6)单台气化炉生产能力大,目前已投入运行的气化炉操作压力3.0M Pa,日处理煤量2000t。
如Shell干法进料气化工艺可采用多喷嘴加料(4只～8只),喷嘴的设计寿命可保证达到8000h,气化装置可以长周期运行。
(7)碳转化率高,可达99%,气化炉排出的熔渣为玻璃状的颗粒,对环境没有污染。
气化污水中不含酚、氰、焦油等有害物质,容易处理,可做到零排放。
(8)工艺操作采用先进的控制系统,自动化程度高,利用专有的计算机控制技术可使工艺操作处于最佳状态下运行。
2 干法气化技术的现状第一代干法粉煤气化技术是K2T炉,目前在南非和印度等国仍有部分装置在运行,该炉型为常压气化,已基本停止发展。
我国80年代由西北化工研究院在临潼完成了K2T炉的中间试验,后在山东黄县化肥厂建设了一套同类示范装置,因气化炉耐火材料等问题而中止开发。
同时广西化工研究所在某小化肥厂建设一套涡流式粉煤气化中试装置,后因各种原因也未完成开发任务。
从80年代起国外开始进行第二代干法气化工艺的开发研究,即干法粉煤进料的加压气化技术。
最先由荷兰的Shell公司和西德的K rupp2kopp ers合作开发Shell2Kopp ers气化工艺。
第一套投煤量6t d的小试装置建在荷兰的阿姆斯特丹,主要是探索Shell2Kopp ers煤气化工艺的基本原理、测试原料处理方式及不同煤种的气化行为,共进行了21种原料煤的气化实验,累计运行13000h。
1978年又在西德的H arbu rg建成一套投煤量为150t d,操作压力3.0M Pa的试验装置,共进行了6000多小时的运行试验,其中包括1000h的连续运转,完成了工艺开发和过程优化任务。
主要工艺特点是密封料斗进煤和粉煤浓相输送技术,气化炉采用水冷壁结构。
在完成该装置的技术开发研究之后两合作者开始单独开发干法气化工艺。
Shell公司进行SCGP气化工艺研究、K rupp2Kopp ers进行P renflo的粉煤加压气化工艺研究。
2.1 SCGP气化工艺1987年Shell公司在美国的休斯顿附近D eer Park建成了一套投煤量为250t d～400t d示范装置,主要任务是验证SCGP工艺技术,包括工艺特性和设备可靠性,开发工业化生产的操作运行经验,试验各种煤种的适应性。
该装置累计运行15000多小时,其中连续运转时间为1500多小时,共试烧了褐煤、次烟煤、烟煤、石油焦等不同水分、灰分、灰熔点的16个煤种,为工业化生产装置提供了可靠的依据。
经对各种煤气化工艺的技术经济性进行详细的分析、研究比较,荷兰国家电力局采用SCGP工艺于1993年底在D em ko lec南部的B uggenum建成一座发电能力为300MW的煤气化联合循环发电装置,气化装置的设计能力为单炉投煤量2000t d,气化压力为2.8M Pa。
生产运行的结果表明:SCGP工艺碳的转化率高达99%以上,生产负荷可在40%～100%之间进行调整,气化装置的运转率在95%以上。
SCGP粗煤气的主要组成见表1。
表1 SCGP粗煤气的组成组分CO H2CO2CH4N2+A r H2S+CO S 体积分数 %65301.6<0.12.50.9 SCGP气化工艺的流程如图1所示。
图1 SCGP气化工艺流程示意图2.2 P renflo气化工艺1986年K rupp2Kopp ers在萨布吕肯郊区建成一座投煤量为48t d,气化压力3.0M Pa的P renflo 中试装置,该工艺的气化炉形式和常压K2T炉基本相似,是在常压K2T炉工艺技术的基础上开发的加压气化工艺,它的一项重大技术改进是从一个加压密封的加煤斗引出两根输煤管,分别把煤粉送至和气化炉相对称的两个炉头所安装的喷嘴将煤粉加入气化炉。
该装置共进行了20多次试验,累计运行了2000多小时,试验了不同水分、灰分、硫分、反应活性的多个煤种,气化炉采用水冷壁结构。
经过两年的试验研究,在完成了各项试验任务后又在西班牙的Puerto llano建立了一套新装置。
P renflo工艺的主要试验结果见表2。
表2 P renflo工艺的主要试验结果项 目试验结果煤气组成 %COH2CO2CH4H2S+CO SN2+A r65.331.62.00.20.9碳转化率 %比氧耗比煤耗冷煤气效率 %99300m3 1000m3(CO+H2)512kg 1000m3(CO+H2)82.5 P renflo的工艺流程如图2所示。
・71・2000年2月 门长贵:干法粉煤加压气化技术的开发现状和应用前景图2 P renflo工艺流程示意图2.3 GSP气化工艺前东德黑水泵煤气化联合企业从1976年开始研究开发干法粉煤加压气化工艺技术,将该工艺命名GSP。
1980年在F rlberg燃料研究所建成两套试验装置,W100(气化压力3.0M Pa)和W500(气化压力3.0M Pa)对粉煤浓相输送、粉煤加料、工艺特点进行试验研究,所用原料煤种大多为褐煤。
1983年又建成一套名称为W30(气化压力3.0M Pa)的大型试验装置,装置累计进行了20000多小时的运行试验,并且完成灰熔点1500℃的高灰熔点褐煤的气化试验。
GSP气化工艺的褐煤试验结果见表3。
表3 GSP气化工艺的褐煤试验结果项 目试验结果煤气组成 %COH2CO2CH4H2S+CO S N2+A r 56.2 32.5 6.7 0.1 0.4 4.1碳转化率 %比氧耗比煤耗比汽耗冷煤气效率 %98360m3 1000m3(CO+H2) 675kg 1000m3(CO+H2) 170kg 1000m3(CO+H2)73 GSP气化工艺的加料系统采用惰性气流输送,两个加压的进料煤斗交替工作,这是该工艺的一个主要技术特点。
气化炉为直立圆筒的水冷壁结构,类似于重油气化炉和水煤浆加压气化的炉型。
粉煤、氧、蒸汽从位于气化炉顶部的喷嘴送入,高温煤气和熔渣并流由气化炉的下部排出进入净化系统。
GSP气化工艺流程如图3所示。
图3 GSP气化工艺流程示意图近年来,西北化工研究院正在着手进行干法粉煤气化技术的开发研究,已建成一套类似于GSP的干法气化小型试验装置,投煤量为15kg h～20kg h,气化炉采用GSP炉型,由于装置规模较小,热损失大,炉内为全耐火材料结构,主要进行干法加压进料技术和工艺条件、不同煤种的探索试验。
若国家给・81・煤 化 工 2000年第1期予支持的话,计划将本院原有的一套水煤浆加压气化中试气化炉改造为干法进料的GSP 工艺进行干法气化技术的开发研究,可以节省干法气化试验装置的建设费用。
3 应用前景干法粉煤气化的应用前景十分广泛,其主要应用范围如下。
目前,我国煤炭发电量占总发电量的76%,预计到2020年虽然我国的水电和核电将有较大的发展,但煤电仍将占总发电量的73.2%,因此洁净煤发电将为干法粉煤气化技术提供广阔的市场。
国家计划在2000年左右建立具有相当规模(200MW ～400MW )技术先进的洁净煤气化联合循环发电的示范电站,为21世纪的推广应用做技术准备。
利用SCGP 气化工艺在荷兰南部B uggenum 建成的联合循环发电装置,整个发电装置的净热效率达46%～47%,下世纪将达50%,由此可见干法粉煤气化技术是提高煤炭利用效率和经济效益的有效途径。
这一方面尤为重要,因为我国能源利用率较低是目前急待解决的问题,其整体能源利用率还不到30%,造成了极大的能源浪费,采用先进高效的煤气化技术是解决这一问题的方法。
另一方面燃煤电厂锅炉大量排放的烟尘、SO 2、NO x 、CO 2给环境保护造成了很大的压力。
国家已把降低污染、保护环境列为重要的议事日程,提高效率减少污染将是煤炭综合利用的基本原则,发展洁净煤技术是唯一可行的选择,因此可以说洁净煤技术是中国能源的未来,这就为先进高效的干法粉煤气化技术提供了广阔的应用前景。
我国的化学工业是以煤化工起步的,近年来虽然石油化工有了很大的发展,但由于资金和原料的限制,石油化工的产品远不能满足市场的需求。
在相当长的一段时间内还很难改变以煤炭为主的局面。