煤炭气化技术评价分析.doc

煤炭气化技术评价及分析 目 录 一、煤气化技术概况 1 1．固定床 1 2．流化床 1 3．气流床 1 二、GE-Texaco水煤浆加压气化 2 三、Shell干粉煤加压气化 3 四、喷嘴对置式煤气化炉 4 五、三种气化技术比较 6 六、关于采用国产炉的可行性 11 七、关于不同气化工艺对甲醇成本的影响问题 12 煤炭气化技术评价及分析 一、煤气化技术概况 煤的气化是煤化工生产的基础。由于煤的品质、目标产品、建设及生产条件的变化不同，决定了煤气化工艺的多样性和复杂性。至今尚未开发出能适应各种不同情况的十全十美的煤气化技术。气化的核心装置是气化炉，国内外工业上使用过的气化炉型非常繁多，各有其特点和优缺点，适用范围各不相同。按照物质在气化过程中的状态一般将炉型按固定床（也称移动床）、流化床（也称沸腾床）、气流床三类划分，现将有代表性的炉型分别简介如下： 1．固定床 UGI炉——以块状无烟煤或焦炭为原料，煤块52~75m/m，常压操作，空气与蒸汽底吹间歇制气。此法古老，为我国中小氮肥厂普遍采用，原料利用率低、单耗高、操作繁杂、污染严重、属落后技术未来会被淘汰。 Lurgi加压气化炉——主要用于褐煤、弱粘结性煤，要求煤热稳定性高，化学活性好，灰熔点高，机械强度高。因气化温度较低，煤气中含焦油、酚及高碳氢化物，甲烷含量高，一般适用于作城市煤气。 2．流化床 恩德炉——原型为Winkler沸腾炉，经朝鲜改进适用于气化褐煤和长焰煤，要求煤种灰分小于25%~30%，灰熔点ST＞1250℃，低温活性好，弱粘接性，床层温度1000~1050℃，富氧常压气化。该炉尚存在飞灰量大、污染重、单炉气化能力低等缺点，一般可用于中小型氮肥厂改变原料路线。 灰熔聚粉煤气化炉——为中科院山西煤化所开发研制技术，煤种适应性强，可用褐煤、低化学活性烟煤及无烟煤＜6m/m的碎煤作原料，床温1100℃，煤灰不熔融而只使之熔聚成球状或块状排出。此工艺用于2007年完成了1MPa下的工业试验，此技术仅适用于中小氮肥厂就地利用资源的改造。 3．气流床 以煤浆为原料——有GE Texaco炉、Dow 二段炉（Texaco炉改进）、Destec 气化炉、四喷嘴对置气化炉（国内首创）、多元料浆炉之分。 以粉煤为原料——有Shell炉（SCGP）、西门子GSP气化炉（原东德黑水泵厂工艺）、二段进料式炉以及科林炉、航天炉等等。 近年我国大型煤化工工程的气化技术大都选择优点较多的Texaco水煤浆气化炉、Shell干粉煤气化炉及国内自主研发的四喷嘴对置气化炉。这些技术效率高、污染小、规模大、对煤种适应性强，本报告仅对这几种气化技术作介绍和比较其优缺点。 二、GE-Texaco水煤浆加压气化 原料煤适应性较广，气煤、烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点劣质煤皆可用，但要含灰量低、灰熔点小于1300℃，灰渣粘温特性要好、原料煤经棒磨机磨制成粉（2~5m/m以下），制成60%~65%的水煤浆，泵送至气化炉顶部单烧嘴，与氧气混合同时下行进气化炉，气化压力从2.5、4.0、6.5至8.5MPa皆有工业生产装置在运行，稳定可靠。气化炉结构简单，制造方便，造价较低。Texaco炉由喷嘴、气化室、激冷室（或废热锅炉）组成，炉体用耐火材料衬里，炉内无转动装置，单喷嘴设计水煤浆及气化剂氧气并流下行。喷嘴为三通道，工艺氧走一、三通道，水煤浆走二通道，介于两股氧射流之间，开停车和正常生产中不需连续燃烧部分液化气（LPG）或合成气（CO+H2），煤气除尘较简单，无需飞灰过滤器等设施。碳转化率可达96%~98%，有效气成分CO+H2约为80%~83%，有效气比氧耗336~410m3/km3，比煤耗550~620kg/km3，投煤量气化炉衬里耐火砖寿命较短，仅1~2年（国产耐火砖寿命1年），烧嘴寿命更短，一般使用2~3个月即需停车检查维修或更换，为不影响连续开车生产，最好设置备用炉。 国外已建成投产的Texaco气化装置6套共15台炉，产品有电力、合成氨、甲醇、二氧化碳等。至2004年国内引进投产的有7套21台炉，具体见表1。 从上世纪九十年代开始，国内各企业对Texaco气化炉不断探索和熟悉，目前已充分掌握了气化工艺特性，积累了丰富的工程技术经验，培养出一批从设计、设备制造、安装、开车到正常运营的技术骨干力量。 表1 至2004年我国引进的Texaco气化炉一览 序号 企业 规模 产品 引进时间 1 鲁南化肥厂（原属兖矿集团） Ⅰ期2台750t/a 合成氨 1990年 2 上海焦化厂 城市CO、甲醇、煤气 1995年 3 陕西渭河化肥厂 合成氨 1996年 4 安徽淮南 合成氨 2000年 5 黑龙江