煤气化技术选择依据
不能不知道的煤气化技术选择依据和适应煤种情况
不能不知道的煤气化技术选择依据和适应煤种情况在众多的煤炭利用技术中，煤气化是煤炭能源转化的基础技术，也是煤化工发展中最重要、最关键的工艺过程之一。
如何选择煤气化技术，主要的依据以及误区有哪些，小七在这里进行了整理。
煤气化工艺有几十种，若按煤气化炉的炉型分类，大致有三类：固定床气化工艺；流化床气化工艺；气流床气化工艺。
气流床煤气化技术又分为湿法气化和干法气化两种。
就以近年比较热门的加压、气流床粉煤气化技术来说：水煤浆进料的有国外有德士古、E-Gas 等，国内有华东理工大学的多喷嘴、西北院的多元料浆等；干煤粉进料的：国外有Shell、普兰福 (Prenflo)、GSP等，国内有西北热工院的两段进料干煤粉气化炉、航天工业的HT-L航天炉、华东理工大学的SE-东方炉等。
各类气化炉技术信息请从化工707手机APP端查看相关电子书。
煤气化技术的指标因素某种煤气化技术的热能转换效率、技术的可靠性、可利用率、对环境污染的情况、煤种的适用范围、各项消耗指标的高低、投资、运行、维修费用的多少等，尤其是实际效果，都是对某一种气化技术客观标准条件。
煤气化工艺指标煤气化技术的工艺指标是评价煤气化技术好坏的一个重要方面，只有指标优良的煤气化技术才能给企业带来良好的经济效益，并且节能环保。
通常选择合适的煤气化技术依据得主要工艺指标包括：产气率、有效气含量及组成、碳转化率、冷煤气效率、比氧耗、比煤耗等。
产气率产气率是指气化单位重量的原料所得到煤气的体积数(在标准状态下),通常以m3/kg表示。
有效气含量及组成煤气中的主要成分是CO和H2,生成粗煤气中有效气含量是指粗煤气中(CO+H2)的量。
碳转化率碳转化率是指在气化过程中消耗的(参与反应的)总碳量占入炉原料煤中碳量的百分数。
如灰渣中含碳高、飞灰和焦油多,则碳的转化率就低。
冷煤气效率冷煤气效率是衡量煤炭气化过程能量合理利用的重要指标。
表1为两种具有典型代表性的气流床煤气化技术的工艺性能和气化指标比较数据表。
初探煤气化工艺方案的选择
初探煤气化工艺方案的选择随着能源需求的不断增加，煤作为一种丰富的化石燃料资源，越来越成为人们关注的焦点。
煤气化技术是将煤转化成可用于燃料、化学品和能源的气体产品，是煤能够得以广泛应用的关键技术。
在进行煤气化工艺方案的选择时，需要根据煤的性质、热力学参数和经济效益等多个方面进行综合考虑，下面就从这三个方面来初步探讨一下煤气化工艺方案的选择。
一、煤的性质煤的性质主要包括煤种、灰分、挥发分等指标。
在选择煤气化工艺方案时，需要根据煤的性质，确定合适的气化方式。
对于高挥发分的煤，常用的气化方式为流化床气化和喷锅气化，而对于低挥发分的煤，则更适合采用固定床气化等方式。
在确定煤种后，还需要进行煤的预处理，如煤的粉碎、干燥等，以达到更好的气化效果。
二、热力学参数热力学参数主要包括气化温度、气化压力、气化剂、气化反应等方面的指标。
在选择煤气化工艺方案时，需要根据热力学参数的调节，确定合适的气化反应条件。
在气化反应过程中，气化剂的选择很关键，常用的气化剂有氧气、水蒸气等，不同的气化剂会对气化产物有很大的影响。
同时，气化温度和气化压力也是决定气化效率和气化产物品质的重要因素。
因此，在选择煤气化工艺方案时，需要对煤的热力学参数进行分析和优化，以达到更高的气化效率和更好的产物品质。
三、经济效益在进行煤气化工艺方案的选择时，经济效益也是需要重视的方面。
煤气化工艺方案的选择，要从整个项目的角度出发，综合考虑技术的成熟度、建设投资、运营成本、产品市场和环保要求等多个方面，以实现最大经济效益和社会效益。
在现代化社会，环保要求越来越严格，因此，在选择煤气化工艺方案时，也需要优先考虑环保要求的满足程度。
总之，煤气化工艺方案的选择需要考虑到多个方面的因素，需要进行综合分析和协调，在选择方案时也要有整体观念，达到最佳综合效益。
作为一种关键的煤化工技术，煤气化工艺的发展将有助于推动煤的能源利用和清洁化，更好地满足人们的能源需求和环境保护要求。
煤的气化方法的评价与选择-CM
2、如果制得的煤气用于燃料时，比如用做城市民用 煤气，其疏含量要达到国家标准，否则燃烧后大量的 S02会排人大气，污染环境 3、用做合成原料气时，硫化物的存在会使得合成催 化剂中毒，煤气中硫化物的含量越高，后面工段脱硫 的负担会超重。 。
结论： 结论：气化用燃料中硫含量应是越低越好
五、粒度对气化的影响
第八节、煤的气化方法的评价与选择 第八节、
本节主要内容
1）煤气化的工艺技术和特性 2）原料煤对不同气化过程的影响 3）过程消耗 4）产品煤气的净化和后匹配 5）选择气化方法的判据
1、煤气化的工艺技术和特性
1）移动床气化过程
移动床气化需要块状原料； 移动床气化需要块状原料； 可处理水分大、灰分高的劣质煤； 可处理水分大、灰分高的劣质煤； 当固态排渣时耗用过量的水蒸气，污水大，并导致热效 当固态排渣时耗用过量的水蒸气，污水大， 率低和气化强度低； 率低和气化强度低； 液态排渣时提高炉温和压力，可以提高生产能力。 液态排渣时提高炉温和压力，可以提高生产能力。
随着变质程度的提高，煤的挥发分逐渐降低
煤的挥发分作为煤利用价值和煤分类的重要指标，也 是煤转化与燃烧可以利用的部分，它与煤的性质存在 一定的关系。一般地，年轻煤的挥发分产率高，年老 煤的低。
四、硫分对气化的影响
1、煤在气化时，其中80％～85％的硫以H2S和CS2 的形式进入煤气当中。
硫分对气化 的影响
灰分含量 对气化的 影响
随着煤中灰分的增加，气化的各项消耗指标均增加， 随着煤中灰分的增加，气化的各项消耗指标均增加， 如氧气的消耗指标、 如氧气的消耗指标、水蒸气的消耗指标和煤的消耗 指标都有所上升， 指标都有所上升，而净煤气的产率下降
二、灰分含量对气化的影响 二、灰分含量对气化的影响
煤化工气化方式的选择.pdf
清华盈德丰喜水冷壁；（600吨/天耗煤）
一、煤化工常用的气化方式
气流床（粉煤、国内） 激冷流程 1、HT-L加压粉煤气化炉（1200吨/天，七台在线）； 2、SE干煤粉气化炉； 2、两段式干煤粉气化炉； 3、多喷嘴干煤粉气化炉； 4、齐耀柳化炉（柳化鹿寨2000吨/天）
二、气化技术的选择
4、全流程作经济性分析 对前、后工序的投资和运营作经济分析 前工序：煤的输送、研磨、储存； 后工序：三废处理、CO变换、气体净化、
气体压缩； 装置的维护及更换。
二、气化技术的选择
5、全流程的能耗 煤的输送：制备1吨煤的水煤浆10 kWh，制
备1吨干煤粉30 kWh，输送1吨水煤浆约2 kWh，输送1吨干煤粉60 kWh；粉煤要干燥 到含水分3%； 气化压力：水煤浆气化尽量高压，6.5 MPa 甚至到8.7 MPa；粉煤气化最高只能到4.0 MPa； 净化采用低温甲醇洗在4.0 MPa下能耗很高。
二、气化技术的选择
6、气化装置的环保性能的分析 气化形成的废水数量、组分处理难易； 气化形成的废渣处理方式； 气化废气的处理问题。
三、气化炉的选择误区
1、热壁炉与冷壁炉的比较
冷壁炉能扩大煤种范围，消化高熔点、高灰分的煤，实现 原料煤本地化；解决耐火砖磨损需换砖，不能长周期运行 问题；
同样多的煤有效气体产生量少了1%-1.5%：水煤浆的水分 近40%，被加热到反应温度，同时把热量传到水冷壁副产 蒸汽，因而多消耗了煤和氧气，氧耗增加使CO2也增加了， 相当于用氧气生产了蒸汽；
1、成熟、可靠且先进的工程技术和工艺技 术。成熟可靠是指有在线的运行装置；技 术先进是指：（1）产品质量好；（2）单 位产品的原材、辅材、公用工程的消耗低； （3）环保性能好；（4）系统本质安全。
清华炉煤气化技术研究和应用及煤气化技术选择
VS
冶金领域
清华炉煤气化技术可以用于冶金领域，如 钢铁、有色金属等，提供还原气和燃料气 。
03 煤气化技术的选择
煤气化技术的种类和特点
固定床气化技术
原料适应性广，操作简单，但气化温度低， 气化效率较低。
流化床气化技术
气化温度适中，气化效率较高，但对原料要 求较高，且易造成床层磨损。
技术升级与创新
随着科技的不断进步，清华炉煤 气化技术将不断升级和创新，提 高生产效率和环保性能。
清华炉煤气化技术面临的挑战和解决方案
环保要求提高
技术成本高
随着环保政策的加强，清华炉煤气化技术 需要进一步降低污染物排放，采取有效措 施应对环保挑战。
清华炉煤气化技术的设备投资和运行成本 相对较高，需要加强成本控制和技术优化 。
气流床气化技术
气化温度高，气化效率高，但对原料要求较 高，且需要较高的操作压力。
熔融床气化技术
原料适应性广，气化效率高，但技术尚不成 熟，工业应用较少。
选择煤气化技术的原则和方法
原则
安全性、经济性、环保性、技术成熟度。
方法
对比分析、专家评估、工程实践验证。
清华炉煤气化技术的优势和局限性
优势
气化温度高，气化效率高，对原料适应性较 强，环保性能好。
成熟阶段
目前，清华炉煤气化技术已经逐渐 成熟，成为一种高效、环保的煤气 化技术，被广泛应用于化工、电力、 冶金等领域。
清华炉煤气化技术的应用领域
化工行业
合成氨、尿素、甲醇等化工产品的生产过程中需要大量的原料气， 清华炉煤气化技术可以为这些生产提供可靠的原料气来源。
电力行业
煤是电力行业的主要原料，清华炉煤气化技术可以将煤转化为煤气， 再通过燃烧煤气发电，提高能源利用效率。
煤制天然气气化技术选择探讨
煤制天然气气化技术选择探讨2015.5以煤为原料生产化工产品的煤气化技术很多，按照气固相之间相接触的方式不同，可将煤气化工艺分为三类，分别有固定床气化、气流床气化和流化床气化工艺。
自20世纪50年代加压煤气化技术实现工业化以来，随着科技的发展，煤气化技术也日趋先进和成熟。
目前已成功开发了煤种适应性广、气化压力高、生产能力大、气化效率高、污染少的多种新一代煤气化工艺。
煤气化技术的选择，必须根据项目所在地的原料特性、技术风险、投资、能耗进行综合比较，通过企业自己的实力与产品定位，通盘考虑、审慎决策。
总之，没有最好的气化方案，只有最适合的气化方案。
选择成熟、合理的气化方案必将产生更大的经济、环保与节能减排效益。
本文选取具有代表性的、工艺成熟、应用广泛的气流床和固定床气化技术：Shell方案、提质+E-gas方案、碎煤加压气化方案以及碎煤熔渣加压气化（BGL）方案，重点从原料适应性、气化规模、技术可靠性、投资及能耗方面进行分析论证，选择合适的煤气化技术方案，以提高项目的技术可靠性、经济性，降低投资风险。
1原料煤适应性比较不同的煤气化工艺要求有不同煤种特性。
项目拟使用的煤种性质见下表。
有不同的适应工艺。
从上表可以看出，原料煤全水和内水含量较高，煤种特性为灰分适中（空气干燥基灰含量为15.36%，质量分数）、灰熔点较低（流动温度1220℃）。
①Shell气化方案对煤质的适应性较广，本项目的灰含量为15.36%，对采用膜式水冷壁的气化炉来说较为有利。
②E-gas水煤浆气化要求原煤成浆性指标D≤10，根据煤炭成浆性计算得到其收到基原煤成浆性指标，属于较难成浆的煤种。
如采用水煤浆气化，可先对原料煤进行提质干燥，得到的半焦产品制得水煤浆的浓度为63%。
③碎煤加压气化供煤条件较苛刻，要求块煤以5～50mm的粒度进料，一般要求热稳定性≥70%，黏结指数≤4。
综上所述，从各气化工艺的要求的煤质来看，除了E-GAS水煤浆气化须采用褐煤提质满足成浆性要求，其他气化工艺均适应该煤种。
初探煤气化工艺方案的选择
初探煤气化工艺方案的选择煤气化是一种将煤炭转化为合成气的重要技术。
合成气是一种混合气体，主要成分是一氧化碳和氢气，可以用于生产合成燃料、化工原料、肥料等，同时也可以用于发电和供热。
煤气化技术在减少碳排放、提高能源利用效率等方面具有重要意义。
在选择煤气化工艺方案时，需要考虑到煤种特性、产品需求、环境影响等因素，以确保实现经济、环保和可持续发展的目标。
首先，选择适合的煤气化工艺是至关重要的。
目前，主要的煤气化工艺包括干燥气化、气体化、固体床气化和流化床气化等。
不同的煤气化工艺具有不同的优缺点，需要根据具体情况进行选择。
干燥气化工艺适用于低热值的煤炭，通过将煤炭预处理后进行气化，能够实现煤气中有机组分的高效转化。
气体化工艺是一种高效的煤气化工艺，具有操作简单、产品质量高等优点，但需要消耗大量的能源。
固体床气化工艺适用于高强度的煤气化，可以实现高效的碳转化，但也存在需要更多外部热输入的问题。
流化床气化工艺具有较高的热效率和碳转化率，适用于多种煤种，但运行成本较高。
其次，根据产品需求选择合适的煤气化工艺方案。
不同的煤气化工艺可以得到不同成分和比例的合成气，根据具体产品需求，如合成燃料、化工原料等，选择合适的工艺方案能够提高生产效率和产品质量。
再次，考虑环境影响是选择煤气化工艺方案的重要因素之一、煤气化过程中会排放大量的废气和废水，其中含有二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等有害物质，对环境造成污染。
选择低污染、低能耗的煤气化工艺方案，通过废气净化、循环利用等技术措施，可以减少对环境的影响。
最后，综合考虑经济性、可持续性等因素选择煤气化工艺方案。
煤气化技术的投资、运营成本较高，需要测算投资回收期、成本效益等指标，确保项目能够持续盈利。
同时，考虑到气化废物的处理、能源消耗等问题，选择符合可持续发展理念的煤气化工艺方案能够实现长期稳定的运营。
总之，选择适合的煤气化工艺方案是实现煤气化技术应用的关键。
需要根据煤种特性、产品需求、环境影响、经济性等多方面因素进行综合考虑，确保选取的方案能够实现经济、环保和可持续发展的目标。
浅析煤气化技术选择依据
浅析煤气化技术选择依据作者：高玲玲来源：《科技资讯》2017年第06期摘要：长期以来我国一直处于富煤、缺油、少气的资源供应状态，并且如今油和气的价格不断上涨，这就严重制约了我国相关行业的发展进步，在这种情况下如何基于丰富的煤炭资源发展煤制油、煤气化技术，进行煤炭的综合类型就成为我国非常重视的一个问题。
该文简单介绍了现在常用的几种煤气化技术的应用现状，并对煤气化技术的选择依据进行了细致研究，为相关行业进行煤气化技术选择提供依据。
关键词：煤气化技术煤化工选择依据中图分类号：TQ54 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（c）-0100-02中国是世界上公认的产煤和用煤大国，中国一年煤的产量在10亿 t左右，其中大部分用于电力行业和私人使用，使用过程较为简单，一般为直接燃烧，通过煤化工进行产气的比较少。
但是随着近年来国际油价不断攀升，天然气供应欠缺，我国的煤化工产业亟待发展。
1 煤气化技术概述煤气化技术就是以煤作为原材料，采用各种化学反应和化学技术，在CO加H2合成各种化工产品，从而达到减少天然气、石油等稀缺资源消耗的目的，优化我国能源结构。
现代煤气化技术中最为活跃的就是气流床反应器。
气流床反应器是20世纪80年代以后随着洁净煤气化工艺的开发研究而发展起来的，它以干粉煤或者水泥浆作为反应原材料，进行单系列的大规模加压气化，从而大大促进了合成气产业化、规模化的进程，并且气流床反应器生产的合成气气化指标较好，是现代煤气化的主流技术之一。
现代煤气化过程一般分为3个步骤层次。
第一层：煤合成气。
将干粉煤和水泥浆等原材料经过部分氧化方法加工成为CO和H2的合成气；第二层：合成气加工；第三层：深加工。
煤气化中的深加工以加工甲醇和烯烃的下游产品为主，产量较大，同时也是我国目前整个化工行业的支柱。
2 煤气化技术种类目前，煤气化技术种类有几十种，该文采用按照煤气化炉分类的方式对煤气化技术进行研究，按照这种分类方式煤气化技术主要有3种，分别为固定床气化工艺、流化床气化工艺、气流床气化工艺。
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煤气化技术选择依据王 锦,贺根良,朱春鹏,门长贵(西北化工研究院,陕西 西安 710054)摘 要:介绍了目前几种典型煤气化技术,对煤气化技术的选择提供了几点参考依据,分别从煤质因素、气化指标因素和下游产品需要因素考虑,给出了目前选择煤气化技术的一些参考建议。
关键词:煤气化技术;选择;依据Ba sis for Selecti n g Coa l Ga si f i ca ti on Process TechnologyWAN G J in,HE Gen-liang,ZHU Chun-peng,M EN Chang-gui(Northwest Research I nstitute of Che m ical I ndustry,Shaanxi Xi’an710054,China)Abstract:Based on intr oducti on of several ty p ical coal gasificati on p r ocess technol ogies,s ome reference basis were put f or ward f or selecting coal gasificati on p r ocess technol ogies,considering res pectively fr om coal character,gasificati on index and downstrea m p r oducts.Some advices for selecting coal gasificati on p r ocess technol ogies were given out.Key words:coal gasificati on p r ocess technol ogy;selecting;basis我国的煤炭资源丰富,油气匮乏。
在未来几十年内,煤炭在我国能源结构中仍将占主导地位,是我国战略上最安全和最可靠的能源。
作为一个煤炭生产和消费大国,使煤炭资源得到更加科学合理的利用尤为重要。
在众多的煤炭利用技术中,煤气化则是煤炭能源转化的基础技术,也是煤化工发展中最重要、最关键的工艺过程之一。
本文介绍了几种典型的煤气化技术;针对新建煤化工项目给出了选择煤气化技术的主要依据,以期为选择适合自身的煤气化技术提供参考。
1 煤气化技术煤气化工艺有几十种,若按煤气化炉的炉型分类,大致有三类:固定床气化工艺;流化床气化工艺;气流床气化工艺,气流床煤气化技术又分为湿法气化和干法气化两种。
这里主要介绍几种对中国洁净煤技术发展具有重要意义的典型代表性的煤炭气化工艺。
1.1 固定床L urg i工艺固定床气化炉常见有间歇式气化(U.G.I)和连续式气化(鲁奇Lurgi)两种。
U.G.I炉已有一百多年的历史,它是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。
该炉型所用原料要求高,工艺技术落后,生产强度低,环境污染严重,属淘汰或禁止使用的煤气化技术。
Lurgi加压气化技术是在U.G.I炉的基础上,在20世纪40年代由西德鲁奇公司开发,属第一代煤气化工艺。
Lurgi炉是以块状的弱粘结性贫瘦煤为原料,氧气(空气)和蒸汽为气化剂在加压条件下连续气化制取煤气,该炉型适合于生产燃料煤气或间接液化制油的原料气。
若选择制合成气存在以下问题:(1)煤气成分复杂,合成气中含CH4约16%～18%,如果将这些CH4转化为H2、CO,将会造成投资大,成本高。
(2)大量冷凝污水需处理。
污水中含大量焦油、酚、氨、脂肪酸、氰化物等,因此要建焦油回收装置,酚、氨回收和生化处理装置,增加了投资和原材料消耗。
(3)Lurgi气化技术原料为6～50mm块煤。
块煤价高,影响工厂经济效益[1]。
Lurgi炉主要应用在南非和我国,20世纪50年代中期和80年代初期,我国云南解放军化肥厂和山西天脊集团先后引进了鲁奇加压气化技术用于合成氨的生产,生产能力分别为15×104t/a和30×104t/a。
我国哈尔滨伊兰、甘肃兰州、河南义马也分别引进了鲁奇加压气化技术,主要用于生产城市煤气和工业燃气。
由于该气化技术煤气后处理工艺及水处理过程较复杂,所以近年来在合成气生产装置上应用少[2]。
1.2 流化床HT W工艺流化床煤气化技术是介于固定床和气流床煤气化技术之间的一种煤气化技术。
第一个流化床煤气化生产装置———温克勒煤气化法1926年在德国投入运转。
但是该炉存在气化压力低,单台炉处理量较小,碳转化率低,带出物和灰渣中残碳含量较高,并且气化炉体积庞大,单位容积气化率低等缺点。
针对常压温克勒气化炉存在的缺点,通过提高气化温度和气化压力,成功开发了高温温克勒煤气化技术(HT W)[3]。
HT W工艺为加压流化床气化技术,适宜于气化褐煤、长焰煤以及其他一些粘结性不强、化学反应活性较高的煤种,原料煤入炉粒度为0～10mm、流化床气化炉的生产能力为相同气化压力下、相同规模固定床气化炉的3～4倍,该工艺已经工业化的单台气化炉耗煤量为160t/h。
1.3 气流床煤气化技术气流床煤气化技术包括干法干煤粉进料和湿法料浆进料的气流床气化技术,湿法料浆气化技术主要有:国外的GE工艺和国内的多元料浆气化技术。
干法干煤粉气化技术:Shell工艺、GSP技术等。
1.3.1 干法干煤粉气化技术(1)Shell工艺该技术主要是将煤通过粉碎研磨成干煤粉,喷入气化炉进行燃烧制得燃料气或合成气。
气化炉采用水冷壁结构。
气化温度在1400℃～1600℃,气化压力～3.0M Pa,碳转化率高达99%,煤气中甲烷含量很少,C O+H2达到90%。
Shell气化技术指标先进,但装置复杂,投资大,运行经验不足。
国内建设的Shell炉是世界上应用于化工产品的首例。
现已建成十多套,均在试运行,估计需一定的探索期,其时间长短取决于专利技术成熟的程度。
对这十多套装置实际运行的技术经济指标以及是否能够以单炉运行来保证生产的连续性、稳定性等尚待观察、证实。
(2)GSP技术该技术干煤粉由气化炉顶部进入,属单烧嘴下行制气。
气化炉内有水冷壁内件,单炉生产能力大,目前已投入运转的气化炉压力为3.0MPa,单台炉日处理煤量720t,已设计完成日处理量为2000t级的更大规模装置。
GSP技术碳转化率可达到98%～99%,冷煤气效率达80%～83%,合成气有效气CO+H2成分高达90%以上。
由于粗煤气的洗涤净化采用水激冷流程,故投资比Shell炉省。
1.3.2 湿法料浆气化技术(1)GE工艺GE工艺以水煤浆为原料,气化炉内部采用耐火材料衬里结构,气化压力4.0～8.7MPa。
其技术特点是对煤种适应性较宽,对煤的活性没有严格的限制,但对煤的灰熔点有一定的要求,单炉生产能力大,碳转化率高,达95%～98%,有效成分(C O+H2)达80%左右,适宜做合成气。
我国鲁南、渭河、上海三联供、安徽淮南已从国外引进了水煤浆气化装置,用于生产合成氨、甲醇、醋酸、发电等[4]。
(2)多元料浆气化技术国内开发的具有自主知识产权的多元料浆加压气化技术也属于湿法加压气流床煤气化技术,对该技术的研究始于20世纪60年代后期。
该气化方法的原料可以是石油焦、石油沥青、煤、石油加工过程的各种固体残渣及残液等,采用合适的添加剂,通过一步法制浆技术,制备出合格的气化料浆,然后在高温、高压条件下和氧气反应生成C O、H2为主成分的合成气。
其主要工艺指标:有效气组成(C O+H2)～85%左右,碳转化率达95%～98%,多元料浆技术投资小,能耗低,设备国产化率较高,超过98%;进料易于控制和计量,成功地实现了加压气化,建立的大型工业化装置均实现了长周期稳定运行。
整个工艺流程简单,粗合成气便于后续处理;环境友好,高温快速气化使得煤气中不含焦油、酚等,无废气排放;废水排放小且易于处理,属洁净气化技术。
截止目前,多元料浆气化技术已在国内三十多套工业装置上实现推广应用,涉及3万～30万t/a合成氨、20万～60万t/a甲醇以及50万t/a煤制油装置,已有6套工业装置平稳运行,属于较有前途的煤气化方式。
2 依煤质因素选择我国煤炭资源十分丰富,种类齐全,从褐煤到无烟煤各个煤化阶段的煤都有赋存,但各煤类的数量不均衡,地区间分布差别也很大。
而不同煤种的组成和性质相差是非常大的,即使是同一煤种,由于成煤的条件不同,性质的差异也较大。
煤结构、组成以及变质程度之间的差异,会直接影响和决定煤炭气化过程工艺条件的选择,也会影响煤炭气化的结果及气化工艺的配置。
气化反应过程与煤的性质有着非常密切的关系。
煤的气化过程在工艺上有着多种多样的选择,对一种特定的气化方法,往往对煤的性质有特定的要求。
下面对煤的气化工艺过程有关的煤的性质做必要的阐述[6]。
(1)水分含量煤中的水分和其变质程度有关,随煤的变质程度加深而呈规律性的变化:即从泥炭、褐煤、烟煤、年轻无烟煤,水分逐渐减少。
炉型不同对气化用煤的水分含量要求也是不同的。
对固定床来说,一般生产中要求水分含量在8%～10%左右。
采用流化床和气流床时,固定颗粒粉的粒度很小,过高的含水量会降低颗粒的流动性,因而规定煤的含水量小于5%。
尤其对烟煤的气流床气化法,采用干法加料时,要求原料煤的水分含量应小于2%。
(2)灰熔点简单地说,灰熔点就是灰分熔融时的温度。
一般用于固态排渣的气化炉的煤,在气化时不能出现结渣,其灰熔点应较高;液态排渣却相反,灰熔点越低越好,但要保证一定的流动性,其黏度应小于25Pa・s,黏度太大,液渣的流动性变差,还有可能出现结渣。
(3)灰组成灰组成影响着灰熔点的高低,若灰中Si O2和A l2O3的含量越大,其熔化温度范围越高,而Fe2O3和Mg O等碱性成分含量越高,则熔化温度越低,可以用公式(Si O2+A l2O3)/(Fe2O3+CaO +Mg O)来表示,该值越大,则灰熔点越高,灰分越难结渣,相反,则灰熔点越低,灰分越易结渣。
(4)成浆性选用湿法气化技术时,对原料煤的成浆性有一定要求,成浆性好的煤种所制得煤浆浓度高,气化指标好。
(5)发热量发热量即热值,是煤的主要性能指标之一,其值与煤的可燃组分有关,热值越高每千克煤产有效气量就越大,要产相同数量的有效气煤耗量就越低。
在以上介绍的煤气化技术中,固定床对原料煤种有较严格的要求,入炉煤必须是块煤或碎煤。
干煤粉气流床煤气化方法对煤种有广泛的适应性,它几乎可以气化从无烟煤到褐煤的各种煤。
湿法料浆气流床煤气化方法可以气化气煤、烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤以及低灰熔点的劣质煤、石油焦等。
气化褐煤时选择干煤粉气流床煤气化方法较为适宜。
3 煤气化技术的指标因素选择煤气化技术可以考虑以下几个方面。