加压气化工艺技术的应用

2011年第21期内蒙古石油化工107加压气化工艺技术的应用薛龙英1,张春风2(1.潞安职业技术学院;2山西潞安煤基合成油有限公司,山西长治046100摘要:介绍了鲁奇加压气化技术,德士古加压气化技术、壳牌干煤粉加压气化技术的特点及应用现状,并对各自的优缺点进行了对比,提出在煤化工领域应綜合考虑煤种、灰熔点、装置规模、产品链设和投资情况来合理选择加压气化技术。关键词:加压气化;技术;应用现状中图分类号:TQ546.2文献标识码:A文章编号:1006-7981(2011)21-0107—02随着我国煤炭产业转型的逐步推进,发展煤化方式等分类,常用的是按气化炉内煤料与气化剂的工成为各煤炭主产区的首选。加压气化技术作为发接触方式区分,主要有固定床气化、流化床气化、气展煤化工的基础,气化工艺的选择对整个煤化工装流床气化等类型置的安全、稳定、高效运行起着重要的作用。目前国2各气化工艺技术的特点及应用现状内应用比较广泛的气化工艺大致分为鲁奇碎煤加压21鲁奇碎煤加压气化技术气化、德士古水煤浆加压气化、和壳牌粉煤加压气鲁奇碎煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不化1-3等几种。本文对多种加压气化技术的特点及粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化应用现状进行了分析,提出在煤化工领域加压气化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘技术应在综合考虑煤种、灰熔点装置规模、产品链结性,适用于生产城市煤气和燃料气。该工艺应用设定和投资情况的基础上进行合理选择。较早,技术相对成熟,目前国内应用主要有天脊煤化1加压气化的原理等20余家,但该工艺对原料要求比较苛刻,要求原料煤为5~50mm的块煤,不能使用强粘结性、热稳定性差、灰熔点低的煤或型煤;其产生的煤气中焦油、碳氢化合物含量约1%左右,甲烷含量约10%左右。焦油分离、含酚污水处理复杂,不推荐用以生产合成气,且国产化设备易出现故障,特别是煤锁阀和煤气灰锁阀故障率较高。2.2德士古水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术采用湿法进料,原料煤运输、制浆、泵送人炉系统比干粉煤加压气化简蒸汽、氧灰单,安全可靠、投资省。单炉生产能力大,目前国际上最大的气化炉投煤量为2000/d,国内已投产的气化图1煤炭气化流程炉能力最大为1000t/d。设计中的气化炉能力最大为煤炭加压气化是指煤在特定的设备内,在一定1600t/d。该技术对原料煤适应性较广,气煤、烟温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如燕汽/空气煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点的劣质煤、石或氧气等)发生一系列化学反应,将固体煤转化为含油焦等均能用作气化原料。但要求原料煤含灰量较有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体低、还原性气氛下的灰熔点低于1300℃,灰渣粘温特的过程。煤炭气化时,必须具备三个条件,即气化炉、性好。气化系统不需要外供过热蒸汽及输送气化用气化剂、供给热量,三者缺一不可。其工艺流程如图原料煤的N2或CO2。气化系统总热效率高达94%~1所示。中国煤化工北例比较大,水蒸气煤炭气化工艺可按压力气化剂、气化过程供热的啊YHCNMHG到氢气,从而大大提收稿日期:2011-08-15作者简介;薛龙荚(1982-),女,硕士研究生。108内蒙古石油化工2011年第21期高单位质量原煤的产气率,其经济效益十分可观最消耗也比较少。但因干粉进料在加压状态下进行气大的问题也是源于水煤浆进料而产生的热量平衡紧流输送,对进料系统阀门的耐磨性能和密封性能要张和排渣的困难。求比较高。几种气化技术的性能比较如表1所示。2.3壳牌干煤粉加压气化技术2.4气化技术的优化创新表1几种气化技术性能比较近年来国内学者就气化技术进行了大量研究,气化技术鲁奇壳牌德士古其中西安热工研究院开发成功的具有自主知识产权气化炉形式加压固定床加压气流床加压气流床的煤气化技术已引起广泛关注。该技术适用煤种包括褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤,以及高灰分、髙灰熔点气化剂+H2O蒸汽煤,且不产生焦油、酚等。其特点是采用两段气化适操作压力/MPa用于联合循环发电,其示范装置投煤量2000/d级操作温度/℃1200~13001400-170013001500两段式干煤粉加压气化炉(废热锅炉流程)已决定用加煤装置煤喷枪 Texaco烧嘴于华能集团“绿色煤电”项目,另一套示范装置投煤炉体保护装置水夹套膜式水冷壁耐火材料量1000t/d级两段式干煤粉加压气化炉(激冷流程)易损件煤锁、灰锁无烧嘴、耐火材料已决定用于内蒙古世林化工有限公司30万t/a甲醇渣装置项目。其缺点是合成气中CH4含量较高,对制合成排渣装置锁渣适用原料块煤(5~50mm)干煤粉水煤浆氨、甲醇、氢气不利。兖矿国泰与华东理工大学共同且+600303承却的785项日,影喷哪对式默气壳牌气流床加压气化技术适用于气化褐煤、烟3结论煤、无烟煤、石油焦及髙灰熔点煤,人炉原料煤为经鲁奇碎煤加压气化、德土古水煤浆气化、和壳牌过千燥磨细后的干煤粉。干煤粉由气化炉下部进粉煤加压气化技术都是典型的洁净煤气化技术各人,属多烧嘴上行制气目前国外最大的气化炉处理有特点,各企业在改造或新建时应根据原料煤种灰量为2000/d煤,气化压力为30MPa。该技术气化熔点装置规模、产品链设定和投资等情况综合考炉采用水冷壁,无耐火砖衬里。可以气化高灰熔点的虑,以实现资源的综合运用和循环利用,进一步实现煤,但仍需在原料煤中添加石灰石做助熔剂国内近煤化工企业低碳、环保、可持续发展年来引进10余台,其目标产品有合成氨、甲醇,气化参考文献]压力30~.0MPa。但国内引进的壳牌干煤粉气化[1]门长贵,干法粉煤加压气化技术的开发现状和装置只设1台气化炉单系列生产,没有备用炉,在煤应用前景[门]煤化工,200,(1):16~19.化工生产中能否常年连续稳定运行尚待检验。该装[2]宋迪,潘水雀.水煤浆加压气化技术的进展置投资巨大,排出气化炉的高温煤气用庞大的投资[].石油化工应用,2007,26(6):3~5高的废热回收锅炉回收显热副产蒸汽后,如用于煤3]王旭宾德士古煤气化工程技术问题探讨门化工,尚需将蒸汽返回后续CO变换系统,如用于制化肥工业,2004,31(2):37~40.合成氨和氢气副产的蒸汽量还不够用同时还需要[4]郑宝祥程光旭,水煤浆加压气化装置的技术另设中压过热蒸汽系统用于气化炉的过热蒸汽。该改进[].大肥,2005,28(1):25~28技术由于是干法进料,气化炉的操作温度比较高碳5]贾春友,魏丽梅,鲁奇加压气化工艺优化设计的转化率比较高,系统的热量利用率比较高,氧气的[J].煤化工,2003,(5):30~35.The Application Of Pressurized Gasification TechnologyXUE Long-ying', ZHANG Chun-feng(1. Lu'An Vocational Technical College; 2. Shan'xi Lu'An Coal-based Synfuel Co Ltd, ChangzhiAbstract: The features and present application status of Lurgi gasification technology, Texaco gasifiation technology and Shell gasification technology are described in the paper. Advantages and disadvan-tages of three different pressurized gasification technology v中国煤化工 chemical industrythe types of coal, ash melting point, equipment scale, deCNMH GO investment quotashould be integrated for a reasonable choice of pressurized gasification technologyKey words: Pressurized Gasification: Technology Application Status