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无烟煤煤气化技能挑选及其评述

2018-08-31 16:07:10 益达滤材无烟煤滤料 阅读

一、现在煤气化技能首要由以下几种:

    1.常压固定床间歇式无烟煤(或焦炭)气化技能

    现在我国氮肥工业首要选用的煤气化技能之一,其特色是选用常压固定床空气、蒸汽间歇制气,要求质料为准 25~75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂质料使用率低,单耗高、操作冗杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重,归于将逐渐筛选的工艺。

    2.常压固定床无烟煤(或焦炭)富氧接连气化技能

    其特色是选用富氧为气化剂、接连气化、质料可选用?准 8~ 10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂质料使用率,对大气无污染、设备修理工作量小、修理费用低,合适用于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技能进行改善。

    3.鲁奇固定床煤加压气化技能

    首要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求质料煤热安稳性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于出产城市煤气和燃料气。其发生的煤气中焦油、碳氢化合物含量约1%左右,甲烷含量约10%左右。焦油别离、含酚污水处理杂乱,不引荐用以出产合成气。

    4.灰熔聚煤气化技能

    我国科学院山西煤炭化学研究所技能。其特色是煤种适应性宽,属流化床气化炉,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状灰渣排出。能够气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤、石油焦,出资比较少,出产成本低。缺陷是操作压力偏低,对环境污染及飞灰堆存和归纳使用问题有待进一步处理。此技能合适于中小型氮肥厂使用就地或就近的煤炭资源改动质料道路。

    5.恩德粉煤气化技能

    归于改善后的温克勒沸腾床煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求质料煤不粘结或弱粘结性,灰分<25%~30%,灰熔点高、低温化学活性好。在国内已建和在建的设备共有13套22台气化炉,已投产的有16台。属流化床气化炉,床层中部温度1000~1050℃。现在的气化炉产气量为4万m3/h半水煤气。缺陷是气化压力为常压,单炉气化才能低,产品气中CH4含量高达1.5%~2.0%,飞灰量大、对环境污染及飞灰堆存和归纳使用问题有待处理。此技能合适于就近有褐煤的中小型氮肥厂改动质料道路。

    6.GE水煤浆加压气化技能

    属气流床加压气化技能,质料煤运送、制浆、泵送入炉体系比干粉煤加压气化简略,安全可靠、出资省。单炉出产才能大,现在国际上的气化炉投煤量为2000t/d,国内已投产的气化炉才能为1000t/d。规划中的气化炉才能为1600t/d。对质料煤适应性较广,气煤、烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点的残次煤、石油焦等均能用作气化质料。但要求质料煤含灰量较低、复原性气氛下的灰熔点低于1300℃,灰渣粘温特性好。气化体系不需要外供过热蒸汽及运送气化用质料煤的N2或CO2。气化体系总热效率高达94%~96%,高于Shell干粉煤气化热效率(91%~93%)和GSP干粉煤气化热效率(88%~92%)。气化炉结构简略,为耐火砖面料,制作便利、造价低。煤气除尘简略,无需价格昂贵的高温高压飞灰过滤器,出资省。国外已建成投产6套设备15台气化炉;国内已建成投产7套设备21台气化炉,正在建造、规划的还有4套设备13台气化炉。

    已建成投产的设备终究产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、CO、燃料气、联合循环发电,各设备建成投产后,一直接连安稳长周期运转。配备国产化率已达90%以上,因为国产化率高、设备出资较其他加压气化设备都低,有备用气化炉的水煤浆加压气化与不设备用气化炉的干煤粉加压气化设备建造费用的份额大致为Shell法 : GSP法 : 多喷嘴水煤浆加压气化法 : GE水煤浆法=(2.0~2.5):(1.4~1.6):1.2:1.0。缺陷是气化用质料煤受气化炉耐火砖面料的约束,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;气化炉烧嘴使用寿命较短。

    7.多元料浆加压气化技能

    西北化工研究院开发的具有自主知识产权的煤气化技能,属气流床布烧嘴下行制气。典型的多元料浆组成为含煤60%~65%,油料10%~15%,水20%~30%。笔者以为在制备多元料浆时掺入油类的方法不符合当时我国氮肥工业以煤代油改动质料道路的政策,有待改善。

    8.多喷嘴(四烧嘴)水煤浆加压气化技能

  由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、我国天辰化学工程公司共同开发。属气流床多烧嘴下行制气,气化炉内用耐火砖面料。在山东德州华鲁恒生化工股份有限公司建造1套气化压力为6.5MPa、处理煤750t/d的气化炉体系,于2005年6月正式投入运转,至今运转杰出。在山东滕州兖矿国泰化工有限公司建造2套气化压力为4.0MPa、处理煤1150t/d的气化炉体系,于2005年7月21日一次投料成功,运转至今。

    9.Shell干煤粉加压气化技能

    归于气流床加压气化技能。可气化褐煤、烟煤、无烟煤、石油焦及高灰熔点的煤。入炉质料煤为通过枯燥、磨细后的干煤粉。干煤粉由气化炉下部进入,属多烧嘴上行制气。现在国外的气化炉处理量为2000t/d煤,气化压力为3.0MPa。这种气化炉选用水冷壁,无耐火砖面料。能够气化高灰熔点的煤,但仍需在质料煤中添加石灰石做助熔剂。国内2000年以来已引入19台,其方针产品有合成氨、甲醇,气化压力3.0~4.0MPa。我国引入的Shell煤气化设备只设1台气化炉单系列出产,没有备用炉,在煤化工出产中能否常年接连安稳运转尚待查验。1套不设备用炉的设备出资相当于设备用炉的GE气化设备或多喷嘴水煤浆气化设备的出资的2~2.5倍,排出气化炉的高温煤气用庞大的、出资高的废热收回锅炉收回显热副产蒸汽后,如用于煤化工,尚需将蒸汽回来后续CO改换体系,如用于制合成氨和氢气,副产的蒸汽量还不够用。一起还需要另设中压过热蒸汽体系用于气化炉的过热蒸汽。笔者以为现在Shell带废热锅炉的干煤粉加压气化技能并不适用于煤化工出产,有待改善。

    10.GSP干煤粉加压气化技能

    归于气流床加压气化技能,入炉质料煤为通过枯燥、磨细后的干煤粉,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,现在国外的GSP气化炉投煤量为720t/d褐煤。因选用水激冷流程,出资比Shell炉省,适用于煤化工出产。正常时要焚烧液化气或其他可燃气体,以便于焚烧、防止熄火和确保安全出产。现在世界上选用GSP气化工艺技能的有3家,可是现在都没有用来气化煤炭,其间黑水泵煤气化厂只要6年气化褐煤的成绩,没有长期气化高灰分、高灰熔点煤的成绩。神华宁夏煤业集团有限责任公司已决议选用GSP干煤粉加压气化技能建造83万t/a二甲醚,一期60万t/a甲醇项目,单炉投煤量约2000t/d。

    11.两段式干煤粉加压气化技能

    西安热工研究院开发成功的具有自主知识产权的煤气化技能。可气化煤种包含褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤,以及高灰分、高灰熔点煤,不发生焦油、酚等。其特色是选用两段气化,其缺陷是合成气中CH4含量较高,对制合成氨、甲醇、氢气晦气。废热锅炉型气化设备适用于联合循环发电,其演示设备投煤量2000t/d级两段式干煤粉加压气化炉(废热锅炉流程)已决议用于华能集团“绿色煤电”项目,另一套演示设备投煤量1000t/d级两段式干煤粉加压气化炉(激冷流程)已决议用于内蒙古世林化工有限公司30万t/a甲醇项目。

    12.四喷嘴对置式干粉煤加压气化技能

    由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂(水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心)和我国天辰化学工程公司通力合作开发的具有自主知识产权的煤气化技能。中试设备投煤才能为15~45t/d,建于兖矿鲁南化肥厂。气化炉为热壁炉,内衬耐火砖。干粉煤由气化炉上部经4个烧嘴参加,发生的合成气下行经水激冷后出气化炉。属气流床煤气化炉。以兖矿鲁南化肥厂GE水煤浆气化工业设备出产用煤为质料进行实验。

二、工艺技能挑选和评述

    点评煤气化工艺技能有必要树立在其是否归于洁净煤气化技能的基础上。现在为止,还没有开发出全能的煤气化炉型和技能,各种煤气化炉型和气化技能都有其特色、长处和不足之处,都有其对煤种的适应性和对方针产品的适用性。建造煤化工项目有必要挑选通过很多实验、工业性演示和工业出产实践的工艺,要择优选用节能、出资省、成本低、效率高、对环境无污染或轻度污染但能很好处理的洁净煤气化技能。在点评时要从全厂总流程的观念上作技能经济剖析点评,切不可只从某一种煤气化工艺技能的视点作局部和不客观的点评。一起,也切不能够只听专利商的片面性介绍,作局部的不全面的技能经济点评。

  现有的12种煤气化工艺技能,能够分为以下几品种型。

   (1)逐渐筛选型

    如常压固定层间歇式无烟煤(或焦碳)气化技能。

   (2)适用于中小型氮肥厂改动质料道路和进行技能改造

    如常压固定层无烟煤(或焦碳)富氧接连气化技能、灰熔聚煤气化技能和恩德粉煤富氧气化技能。

   (3)适用于联合循环发电

    如GE水煤浆加压气化技能、Shell干煤粉加压气化技能。

   (4)已完成中心实验,有待饱尝商业化运转检测

    如两段式干煤粉加压气化技能、四喷嘴对置式干粉煤加压气化技能。

   (5)国内外已有成功经历,适用于大型化设备

    如GE水煤浆加压气化技能、多元料浆加压气化技能、多喷嘴(四烧嘴)水煤浆加压气化技能。

   (6)国外已有商业化运转经历,国内正在树立演示设备

    如GSP干煤粉加压气化技能。

   (7)适用于制作城市煤气和燃料气

    如鲁奇固定层煤加压气化技能。

三、定论

    煤气化技能的挑选应根据煤炭品种、出产产品、设备条件、技能发展、经济效益、环境保护等结合本企业实践条件进行归纳考虑,终究决议最优化的煤气化工艺。