煤化工工艺学第5章煤炭的气化.ppt

（2）变压吸附分离技术 作为化工单元操作，广泛应用于石油化工、化学工业、冶金工业、电子、国防等行业。在中国采用变压吸附技术脱碳起步较晚，直到1989年才开始将变压吸附技术用于合成氨变换气脱碳研究，1998年首先将变压吸附技术用于湖北宜北化工股份有限公司年产12万吨合成氨变换气脱碳装置中，脱除的CO2气供尿素装置使用，之后又用在其新建的年产13万吨合成氨脱碳装置中，仍采用变压吸附脱碳技术。 国家发改委《能源发展“十一五”规划》中指出：我国能源资源总量比较丰富，但人均占有量较低，特别是石油、天然气人均资源量均不足世界平均水平的十分之一。 随着国民经济平稳快速发展，能源消费结构优化升级，能源消费量将继续保持强劲增长态势，而且对优质洁净能源的需求更为迫切，资源约束矛盾更加突出，能源安全保障面临更严峻的挑战。 以煤为主的能源消费结构和粗放的经济增长方式，带来了许多资源、环境和社会问题，经济可持续发展受到严重威胁。而且国际石油价格大幅震荡、不断攀升、居高不下，给我国经济社会发展带来了多方面的不利影响。 《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》指出：能源在国民经济中具有特别重要的战略地位。 我国目前能源供需矛盾尖锐，结构不合理；能源利用率低；一次能源消费以煤为主，化石能的大量消费造成严重的环境污染。 今后15年，满足持续快速增长的能源需求和能源的清洁高效利用，对能源科技发展提出重大挑战。 综上所述，发展洁净煤技术、提高煤炭利用率是我国能源发展战略的必然选择。 作为洁净、高效利用煤炭的先进技术之一的煤炭气化技术是我国能源领域重点发展对象，是煤炭化工合成、煤炭直接/间接液化、IGCC技术、燃料电池等高新洁净煤利用技术的先导性技术和核心技术。 5.8.1地面煤气化技术发展概况 目前全世界商业化运行的大型气化炉400台以上，额定产气总量超过4亿Nm3/d，产气量排在前十名的煤气化生产厂主要是采用鲁奇、德士古、壳牌三种气化炉型，且绝大多数是以煤为气化原料，终端产品主要是F-T合成油、合成甲醇、合成天然气及IGCC发电等。 已经实现商业化运行的煤气化技术主要有常压固定床气化炉，加压固定床气化炉（以鲁奇炉为主）、德士古加压气流床水煤浆气化炉、壳牌加压气流床干煤粉气化炉、GSP加压气流床干煤粉气化炉、温克勒常压流化床气化炉和恩德常压流化床气化炉等多种气化炉型。 几乎各种煤气化工艺在我国都有应用，目前大约有8000台各种类型的气化炉在运行，其中化工行业所用气化炉占半数左右，但绝大部分仍是技术已经落后，环保设施简陋、间歇式操作的常压固定床气化炉，而大型先进煤气化技术的应用所占的比例不高。 煤质与气化炉的适应性是选择煤气化工艺的关键，也是决定煤化工项目经济型好坏甚至项目成败的重要因素。 国家和有关企业非常重视大型煤气化技术的引进消化吸收和自主研究开发，国家的“十五”和“十一五”“863”计划安排了多个自主研发项目。经过多年的努力，我国已成功开发了一些具有自主知识产权的煤气化新工艺及关键设备，其中部分已经实现商业化应用。引进大型气化炉的本地化生产比例和国产化水平也在日益提高。 从当前国外煤气化技术发展趋势看，大型化、加压、适应多种煤种、低污染、易净化是煤气化的发展方向。国外新开发的气化炉都采用加压气化工艺，以提高气化强度，增加单炉的产量，节约压缩能耗，减少带出物损失。 5.8.2地下煤气化技术发展概况 煤炭地下气化是将地下煤炭通过有控制地燃烧，产生可燃气体的一种开发清洁能源与化工原料的新技术。该技术的特点是只提取煤中含能组分，而将灰渣等污染物滞留在井下。这种新技术大大减少了煤炭生产和使用过程中所造成的环境破坏，并可大幅度提高煤炭资源的利用率。 煤炭地下气化技术，目前主要是俄罗斯在应用，欧美等国在开发。近年来，我国对煤炭地下气化技术的研究有很大进展。中国矿业大学提出并完善了“长通道、大断面、两阶段”的地下气化新工艺。新工艺实现了井下无人、无设备、长壁式气化工作面采煤，节省了大量的资金、设备和人员投入，经济效率十分显著。 在徐州新河二号井的半工业性试验和唐山刘庄煤矿的工业性试验中利用了这种新工艺。新河实验于1994年3月点火，煤气供徐州市居民使用。刘庄试验于1996年5月开始，煤气供唐山市卫生陶瓷上和刘庄矿供热锅炉使用。新工艺可获得含H2量在50%以上的煤气，该煤气在地面稍作处理后，可作为合成甲醇等化工产品的原料气或用于提取纯氢。 5.8.3煤气化技术的发展趋势的展望 由于煤转化技术的直接产物多半并非终端产品，往往需要配套后续加工技术才能得到终端产品，从而构成完整的煤化工项目。因此煤转化技术的发展趋势取决于煤化工的发展方向。煤化工今后的发展方向主要是大型化、基地化、多联产，并贯彻清洁生产和循环经济理念，实现高效节水和节能减排。 煤转化技