煤气化技术现状及发展趋势

信息/科技煤气化技术现状及发展趋势口文/陈峰(华能新疆能源开发公司新疆. 乌鲁木齐)[提要]简要评述现代煤气化技术 动)床、 气流床、流化床和熔融床。酚，处理难度大。目前，鲁奇气化炉最大用中固定(移动)床、气流床、流化床和熔融(一)固定(移动)床气化。固定(移动)户 是南非SASOL,有各种型号97台。床技术开发现状。在此基础上,结合我国床气化, 是指原料煤从炉顶加入，高温气4. BGL加压气化。以喷嘴、渣池和间国情，煤气化发展趋势是拓宽原料的适应体不断向 上流动，整个物料自上而下移歇排渣 系统为核心专有技术。该工艺选用性，集成优化不同技术、装置规模大型化、动, 相对固定。煤在高温气化剂作用下发的煤种 为烟煤、次烟煤，操作压力2.35~开发煤气化净化技术，以及实现煤气化技生气化反应， 生成高温煤气,最后从上部3.0MPa, 煤气出口温度400~540C,碳转术的近零排放。煤气出口出炉。固定(移动)床气化有以下化率 99.5%。关键词:煤气化;煤气化技术;发展趋势四种技术路线:(二)气流床气化。在高温高压条件1、单段式固定(移动)床气化.因单段、下 ,粉煤或水煤浆与气化剂同时由喷嘴喷中图分类号:F42文献标识码:A式固定(移动)床气化炉缺陷较多,20世入气化炉燃烧室内, 迅速气化,产生粗煤收录日期:2012年10月9日纪六十年代初，国外已停止使用。目前,单气和熔渣。 因炉内气、固两相的流速基本煤气化是清洁、高效利用煤炭的主要段式固定 (移动)床目前真正实现工业化相同, 故称为气流床气化。目前，主要有以途径之一,长期的生产实践表明,在各种的只有碎煤加压气化。下五种技术路线:煤炭转化技术中,煤气化是应优先考虑的2.两段式固定(移动)床气化。该工艺1、德士古加压水煤浆气化技术。该工-种加工方法。它是煤基化学品.煤基液 是上世纪四十年代开发的，到上世纪五十 艺选用的煤种不限，气化压力2.7~体燃料、合成天然气、IGCC发电、制氢、燃年代， 该技术在欧洲被广泛用于生产城市6.5MPa, 气化温度1300~1500C, 碳转化料电池、多联产等工艺为基础。因此发展煤气和燃料气, 气化剂为空气或水蒸气。率 95%-99%。该工艺设备操作连续性强，煤炭产业,首先要提高煤气化技术水平。3、鲁奇加压气化。该技术选用的煤种产品煤气压力高可省去后续气体压缩工-煤气化技术开发现状为长烟煤、褐煤,操作压力3.0MPa,煤气段， 废水易处理。该技术最大的问题是因煤气化技术核心是气化炉,按煤在炉出 口温度600C,碳转化率98%。最大缺水煤浆 在喷嘴中以约30m/s的高线速度内的流体力学行为分为四类,即固定(移点是冷凝洗涤污水含 有大量焦油、苯和喷出， 对金属材料的冲刷腐蚀颇为严重，息资源的开发、加工、利用,网络信息资源进。 加强岗位技能培训,创造- -个终身学信 息服务系统为读者提供了方便快捷的有超大容量且不断扩展的储存平台所支习的氛围，改善馆员知识结构，培养、引进信息收集、查询、发布和沟通交流的信息撑,内容丰富,信息量无限拓展，能够更好具有 丰富的专业知识和现代信息技术，具平台， 不仅拓宽了图书信息服务的范围，地满足个性化需求。有竞争意识与创新意识的复合型人才,以而 且也加深了图书信息服务的深度,在功(二)增强创新意识，提高信息服务的求 更有效地做好图书信息服务工作。能 方面更加突出了以以为本的管理理念。知识含量,提高服务档次。移动数字图书(四)做好用户培训工作,培养用户的信息服务应从传统侧重信息收集、检索的信息意识。 做好用户培训、宣传与导读工主要参考文献:传统信息服务向注重信息加工整理、分析作, 通过图书馆网页、宣传册、宜传单等方[1] 张晓林.数字图书馆机制的范式演变研究的集成信息服务转化,要把从馆藏文式向读 者展示，使读者对图书信息服务功及 其挑战[J]. 中国图书馆学报，献中获得的或通过互联网络进行远程在能能够全面了 解。同时,还应加强对读者2001. 27. 6.线检索获取的信息经过人脑加工,形成含信息检索和利用能力的培养。 只有读者能[2]任静. 基于3G技术的泛在图书馆移动有新知识的信息，再提供给用户。信息服够灵活运用检索工具,熟练地掌握数据库信 息服务研究[J]. 情报资料工作，务只有能够提供这种经过加工处理的新及 各种网上搜索工具的使用方法，移动数知识含量高的信息才具有竞争力,才能被字 图书信息服务功能才能得到充分的开中国煤化工，台的移动图用户认可,才能适应发展的需要。发和利用。fHCNMH G智能计算机(三)加强信息服务人才的培养、引基于Android平台的移动数字图书与应用,2011.1.4.《合作经济与科技》2012年 12月号下(总第455期)信息科技.喷口特别容易磨损。(CFB)。该工艺适用煤种不受限制。气化压发 设计出不同的气化炉,因此,无“万能炉2、华东理工四喷嘴对置式水煤浆气力0.05~0.4MPa,气化温度950~1100C，型 ”或“通用技术”。目前,技术最为成熟的化技术。该工艺可提高合成气中的有效成碳转化率 95%~-98%。该工艺优点是可以是 鲁奇CLurgi)和德士古(Texaco) ,处理能分2~3个百分点,四喷嘴间具有较好的协用树皮、城市可燃垃圾作为气化原料。气力达到400~1650吨天。国外的壳牌同作用，有利于装置大型化,缺点是设备化强度 是移动床的2倍。该系统结构简(Shell) 、德士古(Texaco)、德国GSP等气投资成本比较高。单，操作方便,造价较低,易国产化。目前，流床气化技术，国内的两段式干煤粉、多3.壳牌加压气流床煤气化技术。该工全世界已有 60多家企业采用CFB气化喷嘴干煤粉 、航天炉发展很快。而我国煤艺气化压力2.0- 4.0MPa,气化温度1400~技术, 正在设计和建设的还有30多家,总气化工艺 目前以传统的常压移动床为主，1600C,碳转化率9%。与水煤浆法相比，体水 平处于世界领先地位。先进的大型加压煤气化工艺总体处于研该技术优点是:O2和煤消耗低;负荷调解5、美国能源部组织研发的输运床反究、 示范阶段。结合我国国情及现有技术方便，可根据要求关闭其中-对,负荷降应 器气化(KBR).该工艺适用于多种煤,尤情况, 我国煤化气技术发展趋势:低50%。主要缺点是设备投资增大,技术其 是低阶煤,气化压力0.9-1.5MPa, 气化(一)拓宽原料的适应性，集成优化不要求高。温度950C,碳转化率91%-96%。该项技同技术。 目前，国内大规模工业气化技术4、德国CSP加压气流床气化技术。该术可 在空气和氧气两种模式下运行。目主要是高温气流床技术， 即德士古、壳牌、工艺最大的优势是可气化工业废弃物和前， 以空气为气化剂是开发重点，特别适多 元料浆及四喷嘴，要求原料煤的灰熔生物质,把价格低廉、直接燃烧污染较大合于 IGCC及多联产系统。氧气模式可产点<1350C, 灰含量<10%。而我国煤炭储的煤、石油焦、垃圾等转化为高附加值合生合成气， 用于多种化学品和燃料的生量大、 低灰、低灰熔点煤集中在西部地区。成气。该工艺气化压力2.5- 4.0MPa,气化产 。20世纪九十年代中期，KBR在美国阿动力煤平均灰含量超过20%,灰熔点超过温度1400~1600C,碳转化率99.6%。拉巴马州威尔逊维尔建设了50吨天的1400C的超过 50%。将煤炭分级转化是措5、航天炉HT-L气化技术。该工艺的示范装置。施之一,将不同技术集成优化是一个重要煤种选择范围宽,碳转化率高于9%。控6、美国芝加哥煤气工艺研究所趋势。制系统自动化程度高，有完善的安保联锁U-gas 气化工艺。该技术适宜煤种宽,技(二)装置规模大型化。以煤气化为基系统。术特点为气化压力在0.1、3.0MPa,气化温础 的现代工业发展的一个 显著标志就是(三)流化床气化。流化床气化,就是度 955- 1095C,碳转化率96.83%。优点是装 置规模的大型化。由于受制造、运输、安增大炉内向上的气流速度,使煤粉处于沸煤气中不 含焦油和酚:设备简单,可全程装 等客观因素的限制，在尺寸有限的设备腾悬浮状态，但又不被带出气化炉的操自动化控制。上实现高效大规模,必须实现加压气化，作。因此,与固定床气化相比,流化床气化7、美国西屋电力公司开发的KRW气提高其处理能力和效率。的优点是气-固和固-固接触充分,传热、化。 该工艺适用煤种宽，碳利用率可达(三)开发煤气化净化技术,实现煤气传质速率大,设备大型化。目前主要有以95%。 在1987年实现了工业化运行。但目化技术的近 零排放.不同的煤田，煤中砷、下八种技术: .前无KRW气化炉运行。汞、氯、氟、磷及其他微量元素的含量及组1.德国的温克勒煤气化工艺。全世界8.煤化所灰熔聚法。该工艺适用褐 成差异颇大,深入研究煤气化过程中这些共建有70多台温克勒气化炉。由于存在煤， 气化压力0.9-1.5MPa,气化温度有害元素的迁移 规律,对拓展气化原料的诸多技术问题,仅在上世纪五十年代末和1050-1100C, 碳转化率91%~-96%。该工煤种，控制气化过程中微量元素的释放，六十年代初-度盛行，之后很少新建,运艺的优点是: 气化炉为单段流化床，粗煤实现近零排放, 促进煤化工行业废水资源行至今的已不多见。气中几乎不含焦油、酚等有害物质,易净的循环利用,意 义重大。故此需要进行煤2、德国莱茵褐煤公司发明的高温温化。 该技术特别适合于中小氮肥厂替代间气中、 高温脱硫及有害元素、高温除尘、克勒气化(HTW)。该工艺适宜煤种为褐煤，歇式固定床气化炉,以烟煤替代无烟煤生CO2 资源化利用和洗涤水净化等多方面气化压力1~2.75MPa，气化温度950~产 合成氨原料气,使合成氨成本降低15%的技 术研发。10009C, 碳转化率96%。该工艺优点为氧~20%。耗量低、不产生液态烃。二、煤气化技术发展趋势主要参考文献: .3.朝鲜恩德炉粉煤气化。该技术适宜综合现有煤气化技术，当前煤气化技[1]黄戒介, 房倚天,王洋等.现代煤气化长焰煤、褐煤。碳转化率为91%-96%。恩术的发展 趋势是以粉煤代替粒煤,气流床技术的开发与进展 [J]. 燃料化学 学报，德炉粉煤气化技术是一种比较适合我国和流化床代替固定床。 具有气化压力向高2002. 30. 5.国情的中小型洁净煤气化技术，可用于甲压 化(8.5MPa)发展、气化温度向高温化。[2] 陈俊峰.煤气化技术的发展现状及研醇、氢气、-氧化碳等生产,以及城市煤气(1500~1600C) 发展、气化剂向多样中国煤化工012.40. s.和冶金、机械、建材等行业的燃气生产。展和排渣方式向液态化发展的特点。HC N M H G化技术的研究进4、鲁奇公司开发的循环流化床气化 煤种特性和合成气后续工段的要求而开展[J].煤炭转化, 2007.30. 2. .120《合作经济与科技》2012 年12月号下(总第455期).