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煤炭气化技术在中国的应用与发展

时间:2023-06-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:中国煤炭气化技术是在小型合成氨基础上逐步发展起来的,目前常压固定床气化炉仍是中国煤炭造气使用最多的炉型。此后,上海焦化厂、陕西渭河煤化工公司、安徽淮南化工总厂、浩良河化肥厂和中石化金陵石化公司又相继引进了Texaco水煤浆气化技术。由于中国一些煤种不适合水煤浆气化煤对煤质的要求,国内十分关注先进的粉煤气化技术,在大型合成氨油改煤及新建大型煤化工项目中,选用Shell气化炉。灰熔聚炉,是中国自主开发的煤气化炉。

煤炭气化技术在中国的应用与发展

煤炭气化方法繁多,其分类以过程参数及燃料种类和形态为依据。

(1)以原形态为主进行分类,有固体燃料气化、液体燃料气化、气体燃料气化及固/液混合燃料气化等。

(2)以入炉煤的粒级为主进行分类,有块煤气化(6~50毫米)、煤粉气化(小于0.1毫米)等。此外,入炉燃烧以煤/油浆或煤/水浆形成的,均归入小粒煤和煤粉气化法中。

(3)以气化过程的操作压力为主进行分类,有常压或低压气化(0兆~0.35兆帕)、中压气化(0.7兆~3.5兆帕)和高压气化(7兆帕)。

(4)以气化介质为主进行分类,有空气鼓风气化、空气-水蒸气气化、氧-水蒸气气化和加氢气化等。

(5)以排渣方式为主进行分类,有干式或湿式排渣气化、固态或液态排渣气化、连续或间歇排渣气化等。

(6)以气化过程供热方式进行分类,有外热式气化(气化所需热量通过外部加热装置由气化炉内部释放出来)和热载体(气、固或液渣载体)气化。

(7)以入炉煤在炉内的过程动态进行分类,有移动床气化、液化床气化、气流(夹带)床气化和熔融床(熔渣或熔盐、熔铁水)气化等。

(8)以固体煤和气体介质的相对运动方向进行分类,有同向气化(或称并流气化)、逆流气化等。(www.xing528.com)

(9)以反应的类型为主进行分类,有热力学过程和催化过程。

(10)以过程的阶段性为主进行分类,有单段气化、两段(单简、双简)气化或多段气化等。

(11)以过程的操作方式为主进行分类,有连续间歇式气化或循环式气化等。

中国煤炭气化技术是在小型合成氨基础上逐步发展起来的,目前常压固定床气化炉(UGI炉)仍是中国煤炭造气使用最多的炉型。它投资低,但由于必须使用块煤,碳转化率低,能耗高,气化强度低,污水含焦油,酚处理复杂,在大型化工项目建设中一般已不再采用。

从20世纪80年代中期,中国开始引进先进的洁净煤气化技术,1984年山东鲁南化肥厂从美国Texaco公司引进技术,建设了中国第一套Texaco水煤浆气化装置,已于1993年建成投产。此后,上海焦化厂、陕西渭河煤化工公司、安徽淮南化工总厂、浩良河化肥厂和中石化金陵石化公司又相继引进了Texaco水煤浆气化技术。单炉投煤量从360吨/天到1500吨/天,气化压力从2.6兆帕到6.37兆帕,生产的合成气用于生产合成氨、甲醇醋酸和发电等。通过这几套装置的建设,中国在设计、设备制造、施工和生产操作等方面积累了丰富的经验,除进口关键设备外,大部分设备均可立足国内制造,并开发了具有自主知识产权的多喷嘴对置水煤浆气化炉。

由于中国一些煤种不适合水煤浆气化煤对煤质的要求,国内十分关注先进的粉煤气化技术,在大型合成氨油改煤及新建大型煤化工项目中,选用Shell气化炉。目前,国内已经引进并建设的Shell煤气化项目有13个。

近年,中国在恩德炉的应用方面也取得了一定的进展,已采用恩德炉气化的企业有8家,恩德炉的主要问题是对煤种活性有较高的要求,同时常压气化使规模受到限制,难以大型化。灰熔聚炉,是中国自主开发的煤气化炉。在陕西城固化肥厂工业化装置投产后,2003年,天津碱厂合成氨油改煤项目也选用2台灰熔聚炉,但运行中仍存在一些问题。目前,山西煤化所正在开发加压灰熔聚气化炉,单台煤处理能力将达到300~1000吨/天,可用于大中型化工合成和先进煤基发电系统。

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