煤气化工艺技术的比较

第42卷第5期当0142203Contemporary Chemica 1 IndustryMay, 2013。煤气化工艺技术的比较闫秀婷(中国寰球工程公司辽宁分公司，辽宁抚顺113006 )摑要:中国是一个富煤、贫油的国家，石油资源稀缺，每年进口大量原油以满足国家经济增长的需求。因此，寻找替代能源是一项国家战略性的课题。根据我国煤炭较为丰富的资源禀赋，发展煤制油化工产业，对于缓解石油供需矛盾，实现煤炭清洁利用具有重要意义，煤制油化工产业具有广阔的发展前景。选择合适的煤气化工艺，对于整个煤化工项目而言具有举足轻重的意义。对BGL、GSP、KBR和粉煤气化炉从单台能力、操作条件、寿命、公用工程消耗、投资等方面进行了比较。关键词:煤制油;煤气化技术;比较中图分类号: TQ 541文献标识码: A文章编号: 1671-0460 ( 2013) 05-0687-02Comparision of Coal Vapouration TechnologiesYAN Xiu-ting( HQCEC.Liaoning Company, Liaoning Fushun 113001, China)Abstract: China has a large amount of coal storage, but is lack of petroleum resource. China need import a largeamount of crude oil every year. So to find altermative resources is very important for our country. Because of therichness of coal storage, developing coal-made oil industry is the way to solve the lack of crude oil and realize theclean usage of coal; coal made oil industry has a bright development prospect. So choosing a proper technology is veryimportant for coal-made oil industry. In this paper, BGL，GSP，KBR and coal-powder vaporization furnace werecompared from the aspects of unit performance, operating conditions,duration,utility consumption,cost and so on.Key words: Coal made oil; Coal vaporation technology; Comparision煤气化装置在整个煤化工项目中占有的投资比统，费托合成塔尺寸加大，效率降低，循环量增大，例及公用工程消耗均较大，因此选择合适的煤气化而且费托合成循环气和尾气中甲烷含量20%~-30% ,工艺，对于整个煤化工项目而言具有举足轻重的意需把这部分尾气中的甲烷通过二段转化炉进行转义"。通常煤气化工艺选择的主要原则包括!:化，产生的转化气返回费托合成当原料气使用。该根据原料煤质选择相适应的煤气化工艺。BGL气化炉煤焦油的收率只有1%~3%，焦炉煤气.根据下游工序对煤气加工产品的要求。和煤焦油分离后的废水处理投资需要1~2亿元人民工艺装置规模的大型化。币，处理每吨废水需要8元钱人民币，而且还不能装置的技术经济指标。达标排放。该气化炉压力4.0 MPa,气化炉温度1 500为此,依托某公司煤炭综合利用项目的煤气化装C，使用褐煤比较经济，进煤方式碎煤或者型煤，置，对煤气化工艺进行对比。热量回收采用激冷和废锅流程,液态排渣。每台BGL炉总投资~ 1.5亿元人民币(含投煤、气化、焦油水.1煤气化工艺比较分离、煤气水分离系统),此项目需要9台气化炉(71.1 BGL 气化炉开2备)，气化炉总投资13.5 亿。该气化炉( BGL该气化炉单台投煤量1 070t/d,单台气化炉产炉)还没有实际运行业绩。气量(CO+H)5.9万Nm'/h,气化炉有效气(CO+H2)≥1.2 KBR 运输床气化84%，甲烷含量8.41%，有效气(C0+H)含量相对于该气化炉单台投煤量2 600 ld,单台产气量干粉煤气化炉低,降低了费托合成反应器的利用率。(C0+H2) 14万Nm'/h,气化炉有效气(CO+H2)≥81%,在进人费托合成反应器前要分离这些甲烷，投资较气化炉出口干气甲烷含量6.54%， 气化气中甲烷影大，能耗较高，难度较大(需要采用深冷分离技术),响与BGL炉相同。该气化炉副产蒸汽量大，品质较若这部分甲烷不分离和原料气一起进人费托合成系高，可大幅度降低配套锅炉的能力;产生的合成气收稿日期: 2013-04-03作者简介:闫秀婷(1960-). 女，辽宁抚顺人，工程师，1987年毕业于抚顺石化公司职工大学石油化工专业，从事工作:工艺设计。E-mail:YANXUETING@HOCEC.COM688当代化2013年5月表1气化炉参数比较H2/CO较高，可减小下游变换装置的能力。由于该Table 1 Vapouration furnace data comparision页目BGL炉CSP 炉(航天炉) KBR 炉气化炉属于循环流化床气化炉，固态排渣,没有废.气化炉压力J/MIPa4.04.水，但灰渣容易堵塞废热锅炉管子，灰渣和气化气气化炉温度/C 1 400-1 6001 300-18 00900-1 000分离难度较大，而且气化炉物料循环的动力为三分单台气化炉投煤量GSP炉20001 070航天炉1 6002 600之一的气化气作为循环气使用，能量消耗大，而且单台气化炉产气量CSP炉120 000进入气化炉的管子多达100个左右，仪表控制系统/(Nm'●的航天炉10000135 000比较复杂。该气化炉压力4.0 MPa,气化炉温度1 0002 0004 0008 000单台气化炉运行h(3个月)(6个月)C，使用褐煤比较经济(广东东莞和内蒙博源设计气化炉台数GSP 4(无备炉)3(无备炉)煤种均为褐煤),进煤方式煤粉用气化气输送，热量(7开2备) 航天炉6(无备炉)热壁炉回收采用废锅流程，固态排渣，该气化炉细灰中含气化炉型式冷璧炉冷壁炉多喷管碳量65%(送入锅炉进行燃烧),粗灰中含碳量5%。多喷嘴单喷嘴1a(3个10a(6个磨损较少每台KBR炉总投资约4亿元，本项目需要气化炉3气化炉烧嘴寿命月 对烧嘴月对烧嘴(1年维护台，气化炉总投资~ 12亿元。该气化炉还没有实际检查1次)1次运行业绩。气化炉内衬寿命5~6a大于10a碎煤或者煤粉用CO:输送 煤粉用煤1.3 粉煤气化炉进煤方式型煤输送HT-L炉单台投煤量1 600 t/d， 单台产气量适用煤种褐煤、烟烟煤、无烟煤褐煤、烟煤(CO+H2)11万Nm'h，气化炉有效气(CO+H)≥91%,热回收方式激冷+废锅废锅排渣方式液态排渣固态排渣甲烷含量0.01%，适合费托合成原料气的要求，废废水处理不能达标达标排放无废水水可以达标排放。气化炉压力4.0 MPa,气化炉温度1300~1 800 C，该气化炉为冷璧炉、单喷嘴型碳转化率,%)99322(GSP)式，适用煤种烟煤或者无烟煤,进煤方式煤粉用CO2煤耗/(t●h")06330354(航天炉)输送，热量回收采用激冷流程，液态排渣，废水处氧耗(Nm'●)98 901176 726(航天炉)131 879理简单。该气化炉煤粉用二氧化碳输送，增加了合22 410 ( GSP)成气中CO2的净化费用，以及CO2循环压缩费用;该电耗/kW10 98916 627(航天炉)10698气化炉氧耗量较高，同等规模所需空分投资较高;-15(GSP)4.5MPaG蒸汽/04-15(航天炉)-257产生的合成气H/CO较低，所需下游变换能力较大;该技术水、电、汽、氮气等公用工程消耗量较大，0.5MPaG蒸汽/71137 (GSP)操作费用较高。每台HT-L炉总投资约3.5亿元人民102 (航天的币，该项目需要气化炉6台,该气化炉总投资21亿。合成气折有效气量/(Nm'.h')540 000540000GSP炉与HT-L炉基本一样,单台投煤量2000粗合成气主要组.416.43t/d，单台产气量(CO+H2)12 万Nm'/h, 每台炉投资84.54.5亿元，共需要5台，总投资22.5亿元。CH,%0.012气化技 术工艺和经济性比较比煤耗586 (CSP)57594 :643(航天炉)以某项目煤气化装置为依托，对BGL炉、GSP比汽耗70 (CSP)炉(包括航天炉)和KBR炉的相关工艺和经济性比较NmCo4H)9046航天炉)178见表1。比氧耗)290 (CSP)to世/ 00080321 (航天的2403结论Nm+C0+H)单炉投资情况/亿元.5GSP炉4.5煤气化技术的选择应依据投资费用运行费用、航天炉3.5气化岛总投资/亿3.5GSP炉22.5操作复杂性、技术可靠性、主要性能参数等进行了航天炉21详细比较，进行选择。国产化率较高注:1.BGL 炉及KBR炉的有效气量包括甲烷转化为合成气的有效气参考文献:t。2.投资和消耗仅包括从备煤到变换前的气化部分投资。[1]贺立德现代煤化工技术手册(M].化学工业出版社，2003.[2]沙兴中。 煤的气化与应用[MI华东理工大学出版社，1995.