13种煤气化工艺的优缺点及比较
国内最全的煤气化技术简介

国内最全的煤气化技术简介(最新整理)本文收集、整理、并汇总了国内当前大多数煤气化工艺(包括水煤浆、干煤粉、碎煤等加压气化工艺;固定床、流化床、气流床气化工艺;激冷流程、废锅流程;水冷壁、耐火砖等冷壁炉和热壁炉型),可作为煤化工、煤气化专业技术人员参考资料,是目前网络上公开交流的较为全面的一篇资料。
1、“神宁炉”粉煤加压气化技术(宁夏神耀科技有限责任公司)以高旋流单喷嘴大通量粉煤加压气化炉为目标载体,以多煤种理化特性数据为基础,构建了气化炉流场、传热分析等模型;基于燃烧器强动量传导机制,揭示了顶置式旋流气化场湍流燃烧的动力学机理;揭示了氧气和煤粉的强化反应规律,独创了高效无相变水冷壁反应室与“沉降-破泡式”激冷室相耦合的气化炉。
“神宁炉”干粉煤气化技术能源转化效率高,有效气成分≥91%,碳转化率≥98.5%。
固体灰渣好处理,灰渣中不含苯、酚、焦油等大分子有机物废物。
气化系统吨煤污水排放量控制在0.4—0.5t,废水处理后可完全回用。
高效、中空、高能点火系统,实现高压、惰性环境下点火成功率98%以上。
采用组合式燃烧器通道结构,控制火焰形成,确保气化炉内壁挂渣均匀。
2、“科林炉”CCG粉煤加压气化技术(德国科林工业技术有限责任公司)技术特点:(1)煤种适应性广:适用于各种烟煤、无烟煤、褐煤及石油焦等,对强度、热稳定性、结渣性、粘结性等没有具体要求。
对高灰分、高灰熔点、高硫含量的“三高”煤等低品质的煤种拥有很好的工业化业绩。
(2)技术指标高:因燃烧器采用多烧嘴顶置下喷的配置方式,原料在气化炉内碰撞混合更加充分,气化炉炉膛及顶部挂渣均匀,可实现较高的气化温度(1400~1700℃),碳转化率高达到99%以上,合成气中不含重烃、焦油等物质,有效合成气成分90~93%,冷煤气效率80~83%。
(3)投资低:根据项目规模不同,可提供日投煤量750吨/天至3000吨/天的不同气化炉炉型设计,主要设备制造已完全实现国产化,整个装置的投资建设成本低,建设周期短。
几种常用煤气化技术的优缺点

几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛,种类很多,目前在国内应用的主要有:传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等,下别分别加以介绍。
一 Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后,发展迅速,目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行,在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。
Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序:将煤、石灰石(助熔剂)、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中,与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆;煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉,在1300~1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔,冷却除尘后进入CO变换工序,一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水,经泵进入气化炉,另一部分灰水作废水处理。
其优点如下:(1)适用于加压下(中、高压)气化,成功的工业化气化压力一般在4.0MPa 和6.5Mpa。
在较高气化压力下,可以降低合成气压缩能耗。
(2)气化炉进料稳定,由于气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送,所以煤浆的流量和压力容易得到保证。
便于气化炉的负荷调节,使装置具有较大的操作弹性。
(3)工艺技术成熟可靠,设备国产化率高。
同等生产规模,装置投资少。
该技术的缺点是:(1)由于气化炉采用的是热壁,为延长耐火衬里的使用寿命,煤的灰熔点尽可能的低,通常要求不大于1300℃。
对于灰熔点较高的煤,为了降低煤的灰熔点,必须添加一定量的助熔剂,这样就降低了煤浆的有效浓度,增加了煤耗和氧耗,降低了生产的经济效益。
而且,煤种的选择面也受到了限制,不能实现原料采购本地化。
(2)烧嘴的使用寿命短,停车更换烧嘴频繁(一般45~60天更换一次),为稳定后工序生产必须设置备用炉。
无形中就增加了建设投资。
几种常用煤气化技术的优缺点

几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛,种类很多,目前在国内应用的主要有:传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等,下别分别加以介绍。
一Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后,发展迅速,目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行,在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。
Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序:将煤、石灰石<助熔剂)、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中,与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆;煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉,在1300~1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔,冷却除尘后进入CO变换工序,一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水,经泵进入气化炉,另一部分灰水作废水处理。
其优点如下:<1)适用于加压下<中、高压)气化,成功的工业化气化压力一般在 4.0MPa 和6.5Mpa。
在较高气化压力下,可以降低合成气压缩能耗。
<2)气化炉进料稳定,因为气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送,所以煤浆的流量和压力容易得到保证。
便于气化炉的负荷调节,使装置具有较大的操作弹性。
<3)工艺技术成熟可靠,设备国产化率高。
同等生产规模,装置投资少。
该技术的缺点是:<1)因为气化炉采用的是热壁,为延长耐火衬里的使用寿命,煤的灰熔点尽可能的低,通常要求不大于1300℃。
对于灰熔点较高的煤,为了降低煤的灰熔点,必须添加一定量的助熔剂,这样就降低了煤浆的有效浓度,增加了煤耗和氧耗,降低了生产的经济效益。
而且,煤种的选择面也受到了限制,不能实现原料采购本地化。
<2)烧嘴的使用寿命短,停车更换烧嘴频繁<一般45~60天更换一次),为稳定后工序生产必须设置备用炉。
13种煤气化工艺的优缺点及比较解析

13种煤气化工艺的优缺点及比较有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目,这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。
现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤气化技术作评述,供大家参考。
1、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。
从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。
2、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂,原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。
3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气,不推荐用以生产合成气。
4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术,2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行,实现了工业化,其特点是煤种适应性宽,可以用6-8mm以下的碎煤,属流化床气化炉,床层温度达1100℃左右,中心局部高温区达到1200-1300℃,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。
床层温度比恩德气化炉高100-200℃,所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤,以及石油焦,投资比较少,生产成本低。
缺点是气化压力为常压,单炉气化能力较低,产品中CH4含量较高(1%-2%),环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。
此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%,灰熔点高(ST大于1250℃)、低温化学活性好的煤。
国内典型煤气化优缺点.

一、各种煤气化工艺的优缺点我国已经工业化的、已建立示范装置的和已经中试装置考验的、从国外引进技术的、属于国内具有自主知识产权的煤气化装置和技术,有常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术、常压固定层无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术、鲁奇固定层煤加压气化技术、灰熔聚流化床粉煤气化技术、恩德沸腾层(温克勒)粉煤气化技术、GE德士古(Texaco)水煤浆加压气化技术、多元料浆加压气化技术、多喷嘴(四烧嘴)水煤浆加压气化技术、壳牌(Shell)干煤粉加压气化技术、GSP干煤粉加压气化技术、两段式干煤粉加压气化技术、四喷嘴对置式干粉煤加压气化技术,几乎是国外有的煤气化技术我国都有,国外没有的煤气化技术我国也有。
煤气化工艺技术很多,使选择煤气化工艺技术无从着手。
首先我们不能只轻信专利商的宣传,现在世界上还没有万能气化炉,各种气化工艺技术都有其特点和优缺点,有其适应范围。
对专利商的宣传要去粗取精、去伪存真,只有通过生产实践长期稳产高产考验过的,经济上合理、环境上符合国家和当地环保规定和要求的,才是最可靠的。
下面分别介绍这些技术的优缺点。
1.常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重。
从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。
2.常压固定层无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低、适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。
3.鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气。
各种煤气化工艺的比较与选择

各种煤气化工艺的比较与选择煤化工中不同类型的煤气化技术是在技术发展的不同阶段,为适应不同的工艺要求而发展起来的。
离开煤种、煤气化配套的下游转化装置等具体问题,泛泛而谈不同煤气化技术的优劣,是没有意思的。
Simbeck等人曾对不同气化工艺的特点做了比较,见表1-17.表1-17 不同气化工艺的特点比较项目固定(移动床)流化床气流床灰渣形态干灰熔渣干灰灰团聚熔渣气化工艺Lurgi BGL Winkler,HTWICC,U-Gas K-T,TexacoCFB KRW Shell,E-Gas,GS P原料特点煤颗粒/mm 6~50 6~50 6~106~10 <0.1细灰循环有限制最好是干灰可以较好无限制粘结性煤加搅拌可以基本可以可以可以适宜煤阶任意高煤阶低煤阶任意任意操作特点出口温度/℃425~650 425~650 900~1050 900~1050 1250~1600氧气耗量低低中中高蒸汽耗量高低中中低碳转化率低低低低高焦油等有有无无无本书将从不同煤气化工艺的固有技术特征出发,从煤种适应性、合成气产物处理的难易程度、原料消耗、生产强度等几个方面对不同的气化技术作进一步的比较。
1.1 煤种适应性固定床气化炉煤炭网早期的固定床气化炉一般采用活性高、灰熔点高、黏结性低的无烟煤或焦炭,Lurgi加压固定床气化技术的成功,拓展了固定床对煤种的适应性,一些褐煤也可用于固定床加压气化,BGL技术的煤种适应性与干法排灰的Lurgi加压气化炉相比又进了一步。
1.2 流化床气化炉与固定床气化炉类似,早期一般的流化床气化炉为了提高碳转化率,多采用褐煤、长焰煤等活性比较好的煤种。
灰熔聚气化技术的发展拓展了流化床气化技术对煤种的适应性,特别是对一些高灰、高灰熔点的劣质煤油其独特的优势。
1.3 气流床气化炉气流床气化炉对煤的活性没有任何要求,从原理上讲几乎可以适应所有的煤种。
但是受制于诸多的工程问题,不同的气流床气化炉对煤种还是有所要求的。
煤气化技术特点

煤气化技术特点第一部分:固定层制气工艺。
1- 1 常压固定层间歇制气工艺:工艺特点是:常压气化,固体加料10- 50mm,固体排渣,间歇气化,空气和蒸汽作气化剂,吹风和制气阶段交替进行,适用原料白煤和焦碳,气化温度800~1100℃。
代表炉型有美国的U.G.I 型和前苏联的U.G.Ⅱ型。
工艺过程从略。
技术优点:历史悠久,技术成熟,设备简单,投资省,生产经验丰富。
技术缺点:技术落后,原料动力消耗高,炭转化率低70~75%,产品成本高,生产强度低,程控阀门多,维修工作量大,废气废水排放多,污染严重,面临淘汰。
1- 2 常压固定层连续制气。
常压固定层连续制气工艺的技术特点:常压气化,固体加料,固体排渣,连续制气,富氧空气(氧占50%)或氧气加蒸汽做气化剂,无废气排放,适用煤种白煤和焦碳。
技术优点是:连续制气,炉床温度稳定,约为900~1150℃,操作简单,程控阀门少,维修费用低,生产强度大,碳转化率高,约80- 84%。
技术缺点:需要空分装置,投资比较大。
固定层连续制气工艺的技术突破在于以氧气或富氧空气加蒸汽做气化剂,由于气化剂中氧含量的增加,气化反应过程中,燃烧产生的热量与煤的气化和蒸汽分解所需要的热量能够实现平衡,可以得到稳定的反应温度和固定的反应床层,可以实现连续制气,不用专门吹风,无废气排放,生产强度和能源利用率都有了很大的提高。
1- 3 固定层加压气化工艺:前西德鲁奇公司(Lurgi)开发。
工艺特点:加压气化,固体加料,固体排渣,连续气化,氧气和蒸汽作气化剂,设有加压的煤锁斗和灰储斗,适用煤种:褐煤、次烟煤、活性好的弱粘结煤。
技术优点:加压气化3.1Ma,生产强度大,碳转化率高约90%。
技术缺点:反应温度略低700~1100℃,甲烷含量较高,煤气当中含有焦油和酚类物质,气体净化和废水处理复杂,流程较长,投资比较大。
第二部分:流化床气化工艺。
流化床气化工艺的总体特点是:以粉煤或小颗粒的碎煤为原料气化,气化剂以一定的速度通过物料层,物料颗粒在气化剂的带动下悬浮起来,形成流化床,由于物料层处于流化状态,煤粉和气化剂之间混合更充分,接触面积更大,煤粉和气化剂迅速地进行气化反应,反应产生的煤气出气化炉后去废热回收和除尘洗涤系统,反应产生的灰渣由炉底排出。
几种煤气化工艺的优缺点

浅谈几种煤气化工艺的优缺点我国石油、天然气资源短缺,煤炭资源相对丰富。
发展煤化工产业,有利于推动石油替代战略的实施,满足经济社会发展的需要,煤化工产业的发展对于缓解我国石油、天然气等优质能源供求矛盾,促进钢铁、化工、轻工和农业的发展,发挥了重要的作用。
因此,加快煤化工产业发展是必要的。
1.各类气化技术现状和气化特征煤化工要发展,一个重要的工艺环节就是煤气化技术要发展。
我国自上世纪80年代就开始引进国外的煤气化技术,包括早期引进的Lurgi固定床气化、U-gas 流化床气化、Texaco水煤浆气流床气化,Shell气流床粉煤气化、以及近期拟引进的BGL碎煤熔渣气化、GSP气流床粉煤气化等等,世界上所有的气化技术在我国几乎都是有应用,正因为我国是一个以煤为主要燃料的国家,世界上也只有我国使用如此众多种类的煤气化技术。
随着煤气化联合循环发电(IGCC)、煤制油(CTL)、煤基甲醇制烯烃(MTP&MTO)等煤化工技术的发展,用煤生产合成气和燃气的加压气化工艺近年来有了较快的发展。
Lurgi固定床气化、Texaco水煤浆气化、Shell干粉加压气化、GSP干粉加压气化、BGL碎煤熔渣气化、以及我国自有知识产权的多喷嘴水煤浆气化、加压两段干煤粉气流床气化、多元料浆气化等等技术在我国的煤化工领域展开了激烈的竞争,对促进煤化工的发展做出了贡献。
Lurgi固定床气化工艺在我国有哈气化、义马、天脊、云南解肥、兰州煤气厂等6个厂;Texaco水煤浆气化工艺已在我国鲁南、上海焦化、渭化、淮化、浩良河、金陵石化、南化等9个厂投入生产,情况良好;Shell干粉加压气化技术在我国已经有双环、洞氮、枝江、安庆、柳化等5个厂投产,还有10余个项目正在安装,将于今后几年陆续投产;多喷嘴水煤浆气化已在山东华鲁恒升、兖矿国泰2个厂投运,还有7个厂家正在安装,最晚在2009年投产;GSP干煤粉气化技术在神华宁夏煤业集团和山西兰花煤化工有限责任公司的煤化工厂也将投入建设;加压两段干煤粉气流床气化技术已通过中试验收,华能集团“绿色煤电”项目2000t/d级和内蒙古世林化工有限公司1000t/d级的气化装置正在设计安装中。
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13种煤气化工艺的优缺点及比较我国是一个缺油、少气、煤炭资源相对而言比较丰富的国家,如何利用我国煤炭资源相对比较丰富的优势发展煤化工已成为大家关心的问题。
近年来,我国掀起了煤制甲醇热、煤制油热、煤制烯烃热、煤制二甲醚热、煤制天然气热。
有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目,这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。
现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤加压气化技术作评述,供大家参考。
1、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。
从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。
2、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂,原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。
3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气,不推荐用以生产合成气。
4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术,2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行,实现了工业化,其特点是煤种适应性宽,可以用6-8mm以下的碎煤,属流化床气化炉,床层温度达1100℃左右,中心局部高温区达到1200-1300℃,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。
床层温度比恩德气化炉高100-200℃,所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤,以及石油焦,投资比较少,生产成本低。
缺点是气化压力为常压,单炉气化能力较低,产品中CH4含量较高(1%-2%),环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。
此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%,灰熔点高(ST大于1250℃)、低温化学活性好的煤。
至今在国内已建和在建的装置共有9套,14台气化炉。
属流化床气化炉,床层温度在1000℃左右。
目前最大的气化炉,用富氧气化,最大产气量为40000m3/h半水煤气。
缺点是气化压力为常压,单炉气化能力还比较低,产品气中CH4含量高达1.5%-2.5%,飞灰量大、对环境的污染及飞灰综合利用问题有待解决。
6、GE德士古(Texaco)水煤浆加压气化技术GE德士古(Texaco)水煤浆加压气化技术,属气流床加压气化技术,原料煤经磨制成水煤浆后用泵送进气化炉顶部单烧嘴下行制气,原料煤运输、制浆、泵送入系统比Shell和GSP等干粉煤加压气化要简单得多,安全可靠、投资省。
单炉生产能力大,目前国际上最大的气化炉日投煤量为2000t,国内已投产的最大气化炉日投煤量为1000t。
国内设计中的气化炉能力最大为1600t/d。
该技术对原料煤适应性较广,气煤、烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点的劣质煤、石油焦等均能作气化原料。
但要求原料煤含灰量较低,煤中含灰量由20%降至6%,可节省煤耗5%左右,氧耗10%左右。
另外,要求煤的灰熔点低。
由于耐火砖衬里受高温抗渣的限制,一般要求煤的灰熔点在还原性气氛下的T4<1300 ℃,对于灰熔点稍高的煤,可以添加石灰石作助熔剂,降低灰熔点。
还要求灰渣粘温特性好,粘温变化平稳,煤的成浆性能要好。
气化压力从2.7、4.0、6.5到8.5 MPa 皆有工业性生产装置在稳定长周期运行,装置建成投产后即可正常稳定生产。
气化系统的热利用有两种形式,一种是废热锅炉型,可回收煤气中的显热,副产高压蒸汽,适用于联合循环发电;另一种是水冷激型,制得的合成气水气比高达1.3~1.4,能满足后续CO变换工序的需要,变换工序不需要外供蒸汽同,适用于制氢、制合成氨、制甲醇等化工产品。
气化系统不需要外供蒸汽、高压氮气及输送气化用原料煤的N2和CO2。
气化系统总热效率高达94%-96%,高于Shell 干粉煤气化(为91%-93%)和GSP干粉煤气化(为88%-92%)。
气化炉结构简单,为耐火砖衬里。
气化炉无转动装置或复杂的膜式水冷壁内件,所以制造方便、造价低,同时由于采用热壁炉,炉内热容量比较大,气化炉升温至1000℃以上后,即可直接喷水煤浆投料,生产安全可靠。
在开停车和正常生产时无需连续燃烧一部分液化气或燃料气(合成气)。
煤气除尘也比较简单,可以了只需要一个文丘里洗涤器和一台洗涤塔就可以了,无需价格昂贵的高温高压飞灰过滤器,投资省。
单炉年运转时间为270~300天,碳转化率达96%-98%,有效气成分(CO+H2)为80%-83%;有效气(CO+H2)比氧耗为336-410m3/km3,有效气(CO+H2)比煤耗为550-620kg/km3。
国外已建成投产的装置有6套,15台气化炉;国内已建成投产的装置有8套,24台气化炉,正在建设、设计的装置还有4套,13台气化炉。
已建成投产的装置最终产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、一氧化碳、燃料气、联合循环发电。
各装置建成投产后,一直连续稳定、长周期运行。
装备国产化率已达90%以上,由于国产化率高,装置投资较其它加压气化装置都低。
水煤浆加压气化与其它加压气化装置建设费用的比例为Shell法:GSP法:多喷嘴水煤浆加压气化:水煤浆法=(2-2.5):(1.4-1.6):(1.2-1.3):1。
对于水煤浆加压气化技术国内已掌握了丰富的工程技术经验,已培养出一大批掌握该技术的设计、设备制造、建筑安装、煤种评价、试烧和工程总承包的单位及工程技术人员,所以从建设、投产到正常连续运行的周期比较短,这是业主所期望的。
缺点是气化用原料煤受气化炉耐火衬里的限制,适宜于气化低灰熔点的煤。
碳转化率较低,比氧耗和比煤耗较高。
气化炉耐火砖使用寿命较短,一般为1-2年,国产砖寿命为一年左右,1台投煤量为1000t/d的气化炉耐火砖约需500万元左右,有待改进。
气化烧嘴寿命较短,一般使用2个月后,需停车进行检查、维修或更换喷嘴头部,有待改进和提高。
我国自鲁南化肥厂第一套水煤浆加压气化装置(2台气化炉)1993年建成投产以来,相继建成了上海焦化厂气化装置(4.0 MPa气化,4台气化炉,于1995年建成投产),渭河化肥厂气化装置(6.5 MPa气化,3台气化炉,于1996年建成投产),淮南化肥厂气化装置(4.0 MPa气化,3台气化炉,于2000年建成投产),金陵石化公司化肥厂气化装置(4.0 MPa气化,3, , , , 台气化炉,于2005年建成投产),浩良河化肥厂气化装置(3.0~4.0 MPa气化,3台气化炉,于2005年建成投产),南化公司气化装置(8.5 MPa气化,2006年建成投产),南京惠生气化装置(6.5 MPa气化,2007年建成投产)等装置。
由于我国有关生产厂的精心消化吸收,已掌握了丰富的连续稳定运转经验,新装置一般都能顺利投产,短期内便能连续稳定、高产、长周期运行。
并且掌握了以石油焦为原料的气化工艺技术。
还有一点需要提一下的是煤耗和氧耗问题,它与原料煤质的关系比较大。
无论是Shell法或GSP法,在用干粉煤气化时,需向气化炉内输入过热蒸汽,其用量以有效气(CO+H2)计为120~150 kg/km3,过热蒸汽与粉煤的比例为(0.22~0.25)∶1,相当于水煤浆中含水20%。
干粉煤气化宣传资料上介绍的煤耗和氧耗,实际上是忽略了生产过热蒸汽所用的煤耗。
在正常生产时,如需燃烧一部分然料气,必将增加氧耗及燃料气耗(折煤耗),备煤时煤干燥需要增加煤耗。
宣传资料介绍,这两种方法的煤耗和氧耗比较低,有效气(CO+H2)煤耗为550~600 kg/km3,氧耗为330~360 m3/km3,加上以上这些煤耗和氧耗,实际上有效气(CO+H2)总煤耗将为590~670 kg/km3,总氧耗将为380~410 m3/km3。
煤耗和氧耗不仅不低,而且比水煤浆气化法高或相仿。
另外还要考虑制备干煤粉及输送干煤粉增加的电耗和激冷用返回气循环压缩机增加的电耗。
鉴于以上几点,水煤浆加压气化工艺技术是一项成熟、国产化率高、投资省、建成后就能顺利投产,长周期稳产高产的工艺技术。
存在的缺点有待在生产实践中改进提高。
7、多元料浆加压气化技术多元料浆加压气化技术是西北化工研究院提出的,具有自主知识产权。
其基本生产装置与水煤浆加压气化技术相仿,属气流床单烧嘴下行制气。
典型的多元化料浆组成为煤60%-65%、油料10%-15%,水20%-30%,粘度不大于2500cP。
但在制备多元化料浆时掺入油类的办法与当前我国氮肥工业以煤代油改变原料路线的方针不符合,是不可取的,有待改进。
8、多喷嘴(四烧嘴)水煤浆加压气化技术“九五”期间,华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司承担了国家重点科技攻关课题“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”。
该技术为气流床多烧嘴下行制气,气化炉内用耐火砖衬里。
开发成功后,相继在山东德州华鲁恒升化工有限公司建设了一套气化压力为6.5MPa、日处理煤750t的气化炉系统,于2005年6月正式投入运行,至今运转良好。
在山东滕州兖矿国泰化工有限公司建设了两套气化压力为 4.0MPa、气化温度约为1300℃、日处理煤1150t的气化炉系统,配套生产240kt/a甲醇,联产IGCC联合循环发电,发电能力为71.8MW,现在实际发电能力已达到80MW。
于2005年7月21日一次投料成功,运行至今。
经考核验收,同样以北宿洗煤为原料气化,多喷嘴水煤浆加压气化与单烧嘴加压气化相比,气化技术指标见表4,气化用煤种分析见表5。
表4:多喷嘴气化与单烧嘴气化结果对比表表5 气化用煤质分析表多喷嘴气化炉与单烧嘴气化炉相比,有效气成分提高2~3个百分点,CO2含量降低2~3个百分点,碳转化率提高2~3个百分点,比煤耗可降低约2.2%,吨甲醇煤耗减少100~150kg,比氧耗可降低6.6~8%,这是很有吸引力的。
同时调节负荷比单烧嘴气化炉灵活。
适宜于气化低灰熔点的煤。
已建成及在建项目共12家,31台气化炉。
已顺利投产的有3家,5台气化炉。
在建的最大气化炉投煤量为2000t/d,6.5MPa。
值得一提的是该技术现已跨出国门,美国Valero能源公司最近已决定采用多喷嘴水煤浆加压气化技术,采用石油焦为原料加压气化。
目前已与华东理工大学签订了许可证授权合同,与中国天辰工程公司签订了基础设计合同。