煤气化工艺技术的比较

第42卷第5期Vo1.42013年5月Contemporary Chemical IndustryMay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)摘要: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:TQ541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 alternative 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 onKey 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40MPa,气化炉温度1500为此,依托某公司煤炭综合利用项目的煤气化装℃,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BCL炉总投资~1.5亿元人民币(含投煤、气化、焦油水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(71.1BGL气化炉开2备),气化炉总投资13.5亿。该气化炉(BCI该气化炉单台投煤量1070td,单台气化炉产炉)还没有实际运行业绩气量(CO+H1)5.9万Nmh,气化炉有效气CO+H)≥12KBR运输床气化84%,甲烷含量8.41%,有效气(CO+H)含量相对于该气化炉单台投煤量2600td,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。(CO+H2)14万Nm/h,气化炉有效气CO+H)≥81%在进入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654%,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BCL炉柙忙副立量大,品质较若这部分甲烷不分离和原料气一起进入费托合成系高,可大幅度中国煤化工生的合成气CNMHG收稿日期:2013-04-03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-mailYANXUETINGOHOCEC. COM2013年5月表1气化炉参数比较Table 1 Vapouration furnace data comparisionHCO较高,可减小下游变换装置的能力。由于该GSP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MPa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/℃1400-16001300-1800900-1000单台气化炉投煤量分离难度较大,而且气化炉物料循环的动力为三分GSP炉20001070航天炉2600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GSP炉59000135000进入气化炉的管子多达100个左右,仪表控制系统航天炉110000比较复杂。该气化炉压力40MPa,气化炉温度100040008000单台气化炉运行h(3个月(6个月℃,使用褐煤比较经济(广东东莞和內蒙博源设计气化炉台数GSP4(无备炉)7开2备)航天炉6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壁炉冷壁炉热壁炉单喷嘴多喷管碳量65%(送入锅炉进行燃烧),粗灰中含碳量5%。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)检查1次)1次)气化炉内衬寿命5~6a大于10a大于10a运行业绩。碎煤或者煤粉用CO2输送煤粉用煤1.3粉煤气化炉进煤方式HT-L炉单台投煤量1600td,单台产气量适用煤种褐煤、烟煤烟煤、无烟煤褐煤、烟煤热回收方式激冷+废锅(CO+H2)l万Nm/h,气化炉有效气(CO+H)≥91%,排渣方式态排渣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4.0MPa,气化炉温碳转化率,%度1300~1800℃,该气化炉为冷壁炉、单喷嘴型煤耗/(t·h)式,适用煤种烟煤或者无烟煤,进煤方式煤粉用CO354航天炉输送,热量回收采用激冷流程,液态排渣,废水处159371(GSP9890131879176726航天炉)理简单。该气化炉煤粉用二氧化碳输送,增加了合成气中CO2的净化费用,以及CO2循环压缩费用;该电耗/W098916627(航天炉)10698气化炉氧耗量较高,同等规模所需空分投资较高;4.5MPaG蒸汽产生的合成气HCO较低,所需下游变换能力较大15(航天炉)该技术水、电、汽、氮气等公用工程消耗量较大,0.5MPaG蒸汽102(航天炉操作费用较高。每台HTL炉总投资约3.5亿元人民合成气折有效气量币,该项目需要气化炉6台,该气化炉总投资21亿。540000540000GSP炉与HT-L炉基本一样,单台投煤量200粗合成气主要组8,41tld,单台产气量(CO+H)12万Nm/h,每台炉投资H2+CO.%092845亿元,共需要5台,总投资22.5亿元。CH,%6.43比煤耗2气化技术工艺和经济性比较557643(航天炉)以某项目煤气化装置为依托,对BCL炉、GSP汽耗炉(包括航天炉)和KBR炉的相关工艺和经济性比较Nm(CO+H2)见表1。比氧耗321(航天炉)3结论CSP炉4.5单炉投资情况化亿元航天炉3.5煤气化技术的选择应依据投资费用、运行费用气化岛总投资GSP炉22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。国产化率注:1.BCL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:量。2投资和消耗仅包括从备煤到变换前的气化部分投资H中国煤化工版社,200CNMHG社,199