具有自主知识产权的三种煤气化技术对比

河南化工.26●HENAN CHEMICAL INDUSTRY2012年第29 卷具有自主知识产权的三种煤气化技术对比王洪营，杨悦敬,杨国栋，顾朝晖(河南心连心化肥有限公司，河南新乡453731)摘要:国内自主知识产权的气化技术主要有多喷嘴对置式水煤浆气化技术,航天炉气化技术,清华炉气化技术。本文从进料方式、喷嘴个数以及衬里形式几个方面就三种工艺中的一些技术特点做对比。关键词:多喷嘴对置式气化炉;航天炉;清华炉.中图分类号:TQ546文献标识码:A文章编号:1003 -3467(2012)17 -0026 -04Comparison of Three Coal Gasification Technology thatPossess Independent Intellectual PropertyWANGHong-ying,YANGYue-jing，YANGGuo-dong,GUZhao-hui( Henan XLX Fertilizer Co. Ltd ，Xinxiang 453731 ，China)Abstract :The coal gasification technology that possess independent intellectual property mainly includescoal - water sullry gasification with opposed multi - burner , space furnace gasification technology , tsinghuafurace gasification technology. In this paper, from feed way，number of nozles and lining form , the tech-nical feactures of three process are compared.Key words : opposed multi - nozzles gasifier ; space furnace ; tsiughua furmace根据国内氮肥行业“十二五”发展要求,今后将与渣采用冷激流程与渣水处理工艺"。逐步采用以粉煤加压气化、新型水煤浆气化等为代自山东华鲁恒升多喷嘴气化炉于2005年投运表的先进煤气化技术对现有的采用间歇式固定床煤以来,兖矿国泰,兖矿鲁南,江苏灵谷,江苏索普,新气化技术的合成氨等煤化工企业进行技术改造,以能凤凰，神华宁煤,宁波万华,以及于2012年1月实现煤炭的清洁高效利用,提高合成氨等煤化工行20日投运的安徽华谊,多喷嘴气化炉已经成功在9业的能效水平和清洁生产水平。目前国内具有自主家企业22台气化炉投人运行。而2008年与美国知识产权的先进煤气化技术，如航天炉技术、多喷嘴Valero企业签订技术许可合同,更是成功将其技术水煤浆气化技术、清华炉技术等,都已建成了一定数成功推广至国外。量的工业化装置,并有数十台气化炉投人实际运行,1.2 航天炉气化技术具备全面推广的条件。现就国内几种具有自主知识航天炉气化技术是由航天长征化学工程股份有产权的气化技术的一-些特点进行对比与探讨。限公司(原北京航天万源煤化工工程技术有限公司)开发的新型粉煤气化技术。其特点为采用干粉1技术及 业绩简介进料方式,单个进料喷嘴置于气化炉顶部,采用盘管1.1多喷嘴对置式水煤浆 气化技术式水冷壁,出气化室合成气体与渣采用冷激流程与多喷嘴对置式水煤浆气化技术是由华东理I大渣水处理工艺(2]。学和兖矿集团共同开发的新型水煤浆气化技术。其自河南濮阳龙宇,安徽晋煤中能(临泉)一期于特点为;采用水煤浆进料方式,四个对置式喷嘴进2008年投运以当沂7年立发屈迅速,山东鲁西化料,气化炉采用耐火砖隔热形式,出气化室合成气体工,安徽临中国煤化工:炉装置现都已YHCNMHG收稿日期:2012 -05 -24作者简介:王洪营(1987-) ,男,助理工程师,从事新型气化技术信息研究工作,电话:15037364230.第9期(上)王洪营等:具有自主知识产权的三种煤气化技术对比●27●投产。而在建的河南晋开集团120万t合成氨项目2011年8月在山西丰喜临猗分公司投人运行。其则采用4台航天炉,一期2台即将完工,二期2台也区别于水煤浆的最大之处为将炉体的耐火砖改为水已安装近半。其他已签项目也都处不同施工或设计冷壁。首次投入运行便实现稳定连续运行140 d的阶段。良好业绩。1.3二代清华炉气化技术虽然其工业装置投人运行时间较晚,但其成功二代清华炉气化技术是由北京盈德清大科技有的技术已经吸引不少厂家与之合作,黑龙江北大荒限责任公司独家经营的新型煤气化技术。其特点为化肥公 司浩良河化肥厂已经与之签订气化炉改造协采用水煤浆进料方式,单个进料喷嘴置于气化炉顶议 ,江苏华昌等与之签订了气化技术转让协议。部,气化炉采用新型垂直悬挂式水冷壁,出气化室合2三种 气化工艺技术特点及对比.成气体与渣采用冷激流程与渣水处理工艺。二代清华炉于2005年投入研发,工业装置于2.1 原料介质进料方式对比表1三种气化工艺对比项目进料方式喷嘴个数衬里形式渣及显热回收多喷嘴对置式水煤浆气化炉水煤浆进料4个耐火砖冷激，渣水处理航天炉干粉进料1个盘管水冷壁冷激,渣水处理二代清华炉垂直悬挂水冷壁|原料煤原料煤粉煤过滤器储仓气化炉氧气水@高压氮气或|粉法气化炉二氧化碳气锁斗(磨煤机煤浆情性气体-oHt水蒸气发生器一u储槽高压煤浆泵L-中粉煤给料罐C图1原普进料流程对比进料流程如图1所示。单比较进料方式:水煤量,其气化效率要低于粉煤气化,氧气消耗也要高于浆进料方式具有简单,稳定等特点,粉煤输送过程中粉煤气化。消耗的功及能量较多。干粉进料气化效率高,碳转化率高,有效气体成同时采用水煤浆进料方式,相较粉煤进料更易分高,但在制煤过程中需要加热干燥,气化过程中需于提高气化炉的操作压力至6.5 MPa或8.7 MPa,外加蒸汽。中国煤化工可以实现等压联产甲醇或合成氨,降低后续压缩做2.2 多喷嘴二比功。多喷嘴CNMHG图2所示。多但水煤浆进料方式进入气化炉内带有大量水喷嘴气化炉气化室内雾化性能要好于单喷嘴气化分,水分的蒸发与蒸汽的升温必定要消耗大量的热炉,初级雾化的物料再相互撞击形成二次雾化,增强河南化工●28.HENAN CHEMICAL INDUSTRY2012年第29 卷预热喷嘴工艺喷嘴了雾化效果,提高了物料在炉内停留时间,避免了部分物料从喷嘴口直接运动到渣口形成短路,增强了气化炉内介质的传质传热,有利于气化反应的进行,煤气中的有效气成分高,渣中可燃物含量低[}。IM|同时多个喷嘴也易于实现负荷的调整,多喷嘴"，合成气合成气炉也具有带压连投与无波动倒炉等其他特有技术。单喷嘴气化炉控制简单,操作简单,设备维护简单,投资较少。2.3各种衬 里形式对比(见图3)采用耐火砖炉炉壁的热量损失少,但需要定期更换损坏的耐火砖。因为更换筒体砖时间较长,一多喷嘴气化炉单喷嘴气化炉般需要设置备炉。图2气化炉 内流场对比耐火砖盘管水冷壁垂直水冷壁图3衬里形式对比同时耐火材料也限制了气化炉温的提高,对于则其优势将 被抵消掉部分。加之后续选择的不同的高灰熔点的煤,需要添加助熔剂。采用水冷壁形式耐硫高水汽比变换或低水汽比变换工艺,消耗亦不则有煤种适应性强,可以烧高灰熔点煤。同时长周相同。而且各家使用单位所选用煤质不同,操作水期运行不用设置备炉。减少维修费用与工作量等优平不同,即便选用同-种气化工艺,消耗也不尽相点。新型垂直悬挂式水冷壁采用自然循环设计,强同。外加消耗衡算方式也有所差异,因此很难从根制循环运行,安全可靠[4。本上说那种气化技术最具优势,三者各有技术侧重2.4气化工艺中 各种不同技术的优缺点不同气化工艺的优缺点对比如表2所示。4结束语3总结没有最好的气化姑术日有县适合自己企业的三种气化技术各有其优点,用户及使用业绩也气化技术。中国煤化工一定要根据自在不断增加。单从气化炉反应反面考虑,粉煤气化身情况,从产YH. CNM H G资源,环境保具有其优势,但如果考虑原料介质输送所消耗的功,护,投资等综合多方面情况考虑,选择出适合自己的第9期(上)王洪营等:具有自主知识产权的三种煤气化技术对比.●29.表2不同气化工艺的优缺点对比项目优点缺点进料方式进料方便,对泵要求低气化炉压力可以提高至6.5由于物料中含水,需要消耗气化热使水变成高温蒸水煤浆进料MPa 或8. 7MPa,降低后工段压缩功;合成气中水汽汽,增加各种消耗比较高,后序变换工段可以不加蒸汽干粉进料气化效率高,反应温度高;残炭量低;合成气有效气干粉进料对泵要求高,气化炉压力提高较难,现一般4.0 MPa;气化炉内需要通入一-定 量蒸汽;需要对成分高干粉进行加热干燥喷嘴个数雾化性能好,单个烧嘴承受负荷低,整体负荷可以长时间运行时间后,雾化状态改变,流场改变,消耗四喷嘴提高;可以仅用一-对烧嘴即一半负荷工作;可以实有所增加现带压连投、无波动倒炉等特有技术单喷嘴控制简单,操作简单,投资较少单个烧嘴负荷大衬里形式耐火材料限制了气化反应温度,烧高灰熔点煤需要耐火砖热损失相对较少添加助熔剂;气化炉外围温度较高;需要定期更换烧坏的耐火砖;更换简体砖时间长,需要设置备炉需消耗-部分气化热量副产蒸汽,降低气化效率;，水冷壁煤种适应性强,可以烧高灰熔点煤;不需备炉水冷壁与外壳之间需要连续补充保护气;水汽循环需要泵做功气化技术。希望其他即将进行原料结构升级的单位[2] 孙永才,刘 伟.航天炉粉煤加压气化技术浅析[J].早日找到适合自己的气化技术,对现有固定床气化化肥工业,2010(01):55 -57.技术进行升级,一方面降低生产成本,提高市场竞争[3]孙铭绪. 多喷嘴对置式水煤浆气化技术工程设计[J].化工设计;2007(05):3 -7,37.力;另- - 方面节能减排,为我国的环境保护做贡献。[4]王军,陆峰,林彬彬.国内工程应用的几种煤气化参考文献:[1] 于广锁,龚 欣,刘海峰,等.多喷嘴对置式水煤浆气技术简介[C].2009中国煤化工产业可持续发展研讨会会议论文:59 -79.化技术[J].现代化工,2004( 10) :46 -49.碳纳米管超薄膜实现可控制备中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的透明单壁碳纳米管超薄膜具有很高的透光科研人员日前提出一种新颖巧妙的方法,多次可率、优异的机械性能、良好的导电性,在低成本柔控制备性能均一的自支持单壁碳纳米管超薄膜。性透明触摸屏、高灵敏度传感器、塑料电子等领研究人员利用水的表面张力,层层剥离出厚度、域有着广泛应用。近年来关于碳纳米管薄膜的尺寸及性能均一的单壁碳纳米管超薄膜,制备的制备和性能中国煤化工万目前对薄薄膜厚度在20 ~30 nm,在可见光区的透光率高膜的厚度和HCNMHG难点。达93%。K的长方水方水分长分水方K分水分水分长分长分K分K分水分为K分K水》水分水分水分水》水》水》分水分K》水分X分水>水》北水分K水》水汾K分X分水》长水分X为水平