国外煤气化设备技术及在中国的应用 国外煤气化设备技术及在中国的应用

国外煤气化设备技术及在中国的应用

  • 期刊名字:化工装备技术
  • 文件大小:
  • 论文作者:钱伯章
  • 作者单位:上海擎督信息科技有限公司金秋能源石化工作室
  • 更新时间:2020-03-23
  • 下载次数:
论文简介

第37卷第1期2016年2月化工装备技术57综述国外煤气化设备技术及在中国的应用钱伯章"(上海擎督信息科技有限公司金秋能源石化工作室)摘要对几种煤气化炉炉型进行了技术对比。论述了煤气化技术的选用原则。分析了我国煤气化技术装备需要解决的一些问题。通过实例较详细地介绍了国外煤气化技术在中国的应用关键词煤气化技术煤气化炉粉煤水煤浆气化温度中图分类号TQ54DOI:10.16759/j.cni.issn. 1007-7251.2016.02.017Overseas Coal Gasification Equipment Technology andIts Application in ChinaQian BozhangAbstract: The technical comparison between different types of the coal gasification furnaces is presented andthe selection principal of the coal gasification technology is discussed. Furthermore, the unsolved problems in thecoal gasification equipment of Chinese enterprises are analyzed. The applications of the overseas coal gasificationtechnology in China are introduced through case study.Key words: Coal gasification technology; Coal gasification furnace; Powdered coal; Coal water slury;Gasification temperature1煤气化炉型的技术对比2气化技术的选用原则煤化工的核心技术-煤气化技术在我国呈现2.1 煤质出巨大的市场需求。目前我国已成为世界上应用煤虽然气化方式很多,但是一-种气化方式只适合气化技术种类最多的国家,已应用的(包括正在中某种特定的煤。反之,某一种煤的气化只能采用特试的)煤气化技术有GE气化技术(原德士古气化定的气化方式。目前还没有一种气化方式可以通吃技术)、多喷嘴水煤浆气化技术、灰熔聚流化床气各种煤。比如内蒙古和新疆大都是褐煤。褐煤是一化技术、U-Gas煤气化技术等18种之多。表1列种灰分较高的劣质煤,水分含量一般为30%左右。出几种煤气化炉型进行技术对比。如果采用气流床气化,要把这么高的水分干燥,再到2020年,我国对煤气化炉的需求量将达到磨成很细的煤粉或者制成浓度不高的水煤浆,并且2250套。届时,我国将成为世界上最大的煤气化气化下渣口容易堵塞停产,显然不合算。如果选择炉市场。而新型煤气化装备的研发,提升了国内煤加压气化的固定床鲁奇炉就比较合算。比如新疆广化工装备制造水平,适应了十分广阔的国内市场,汇能源有限公司120万t甲醇项目气化技术采用固大有可为。定床气化,还有内蒙古大唐克旗煤制天然气气化也*钱伯章,男,1939年生,教授级高工。上海市,200127。58化工装备技术第37卷第1期表1几种煤气化炉型的技术对比项目壳牌GE(德士古)CSP恩德-段二段气流床,液态流化床,固态排渣,固定床,固态排渣,固定床 ,固态排渣,气化工艺气流床排渣,渣C低渣C<10%渣C≥20%渣C<20%适用煤种褐煤,烟煤,烟煤(配比), 烟煤(配比),褐煤, 长焰煤,弱粘煤石油焦不粘煤进料方式<80目<200目<10目>20 mm块气化压力/MPa3.0常压常压.温度/C .1400~ 16001300-1400 1400- 16001050 :气化剂氧氧空气, 富氧,纯氧空气单炉投料量(/(L.d4)20001000500~800180氧气量/330~360380-430300~360180-2971000 m'(C0+H2)煤气中C0+H2/%08646~7834~44对环境的影响较低.较低焦油,硫化物,粉尘焦油,硫化物,粉尘.气化效率1%80~838069~76碳利用率1%99)6~97)8)1工业造气适宜性量太大, 不宜量太大, 不宜量太大,不宜较适合.逐渐淘汰,厂内用逐渐淘汰, 厂内用投资对比高用固定床鲁奇炉。系统投资。在我国一些地方,尤其是煤炭大省山西,无烟煤质中硫元素对气化工艺设备腐蚀非常严重。煤是主要煤种。然而,当前无烟煤作为优质化工原新疆广汇能源有限公司2011年气化投料,固定床料的优势正在逐渐削弱。为了解决这一-问题, 企业鲁奇炉气化内壁腐蚀,内壁减薄,通过1年的时间应该不断研究适应于无烟煤煤种的新型煤气化技寻找解决腐蚀的技术,最后通过镍基焊条对气化炉术,开发适合无烟煤特性的其他现代气化路线,延内壁满焊解决了腐蚀。由此可见,煤质分析对气化续无烟煤作为优质化工用煤的生命力,为煤化工产影响非常大,影响了项目早投产和公司经济效益。业发展提供强大的技术保障,开拓无烟煤洁净利用2014年,内蒙古大唐克旗煤制天然气项目气化投新途径。如晋煤集团为了适应国家各项政策,积极料一个月就停车,最后查明原因,也和新疆广汇公开展“适应鲁奇炉气化特性的晋城无烟型煤的研究司发生的腐蚀一样。淮化集团本地煤资源丰富,但与开发”、“适应晋城无烟洗粒煤固定床气化技术.其灰分达到27%~28%,灰熔点>1600 C,而GE工.研究与开发”、“晋城高硫无烟块煤适应常压固定艺的气化温度为1300~ 1400 C,因此不得不改用河床气化技术研究及工业试验”和“航天炉试烧晋城南义马煤和甘肃华亭煤,致使生产成本增加,无法末煤工业示范试验”四个项目的技术研究,为解决将本地资源优势转化成经济优势。这是我们要吸取集团公司“三高”煤、洗粒煤、块末煤的高效利用的教训。问题,研究新型煤化工路线提供了技术支撑。煤质中的灰熔点也决定了所采用的气化技术。煤质分析- -般包括工业分析和元素分析,前者灰熔点高于1500C,如果此煤质采用气流床水煤包括含碳量、水分、灰分、挥发分的分析,后者包浆气化,必须提高水煤浆气化温度,但是影响气化括硫、苯、氢气、甲烷、氢氧化合物、酚萘、一氧炉使用寿命,影响耐火砖使用寿命,增加了设备投化碳和二氧化碳等的分析。如果是固定床气化,煤资。如果这么高的灰熔点煤质要采用水煤浆气化气里面的甲烷含量到15%左右,废水处理系统复炉,必须增加一些工艺,比如采用添加剂石灰石杂,投资大,增加了后系统的甲烷工艺。如果是水等。如果煤质里面的水分高于15%,影响水煤浆煤浆,液态气化温度高,煤气里面甲烷含量基本为的沉降性,就需要增加一些絮凝剂,也相应地增加3%左右,可以作为后系统惰性气体用,或者直接了工艺。水分高了,增加了氧气消耗量,也相应增放空,既减少了甲烷处理投资,也减少了废水处理加了空风负荷。如果煤质的含碳量低于40%,气2016年2月钱伯章:国外煤气化设备技术及在中国的应用59化炉达不到全负荷,消耗氧气量高,大量热能被带用寿命长,以渣抗渣,单位体积的有效气体耗氧量走,渣口就容易堵塞。因此煤质分析非常重要。尤比水煤浆低15%左右。但是干煤粉需要氮气或者其是煤质的硫元素分析、灰熔点分析、含碳量分二氧化碳输送,增加煤气里面的惰性气体约5%左析、热值分析和水分分析等至关重要,决定了气化右。驰放气体比水煤浆高,就要考虑氢回收或者增寿命,决定了气化长周期联产运行,决定了目标产加驰放气体装置。粉煤气化比水煤浆气化1 t煤多品的高效率。产25kg甲醇。粉煤气化合成气里面的惰性气体高综上所述,煤质分析对气化技术影响非常大。于水煤浆气化3倍,反而粉煤气化耗煤比水煤浆耗煤种的含碳量、水分、灰分、挥发分和元素分析等煤高5%左右。粉煤气化设备复杂,专利费高。如决定了气化技术,也决定了气化设备的材质。如果果甲醇合成需要6 MPa的净化气,采用粉煤气化.设备材质和煤质分析不匹配,就会影响长周期投就需要上一个增压机,需要投资3000万元左右。料。所以在选择气化技术的同时,也必须分析所要如果是透平压缩机,还需要增加高压蒸汽。目前使采用的煤质是否适合该气化技术,两者是相辅相成用粉煤气化的企业不多,还不能国产化,运行维护的,缺一不可。企业需要什么目标产品,就要匹配经验缺乏。什么样的气化技术。气化技术决定了,相应的产品2.3废锅煤气化技术优势日趋明显也定性了。气流床技术代表着煤气化技术发展到了一个新2.2目 标产品的高度,其热回收方式分为废锅流程和激冷流程。如果目标产品主要是甲醇、甲烷、石脑油、轻据介绍,废锅流程的代表性技术有壳牌公司的废锅油和焦油等产品,那相应的气化技术就配套碎煤固技术、CE的半辐射废锅、E-Gas的火管式废锅。定床气化了。固定床气化分为干排渣和液态排渣,具有热效率高、副产的中/高压蒸汽用途广、能有其代表分别是鲁奇炉气化和BGL气化炉气化。鲁效降低操作成本、一期建设投资高等特点。奇炉气化对煤质的硫含量非常敏感,硫元素会腐蚀激冷流程代表性技术有西门子的GSP炉、科气化炉内壁,鲁奇炉没有耐火砖保护,只有水夹林炉、多元料浆炉、对置四喷嘴、清华炉,以及航套。BGL气化炉内壁需要耐火砖保护,耐火砖基天炉、宁煤炉、东方炉、五环炉、二段炉等。具有本一年更换- -次,一个月检验一-次。BGL 控制点装置流程简单、投资节省、煤种适应性更宽、运行比较繁琐,操作容易出错,目前国内只有两家企业更稳定、热能效率低、副产的中压蒸汽用途窄等试用性投料,一家是内蒙古中煤鄂尔多斯能源化工特点。有限公司,还有一家是内蒙古金鑫化工有限责任公废锅流程虽然建设期投资高,但从运行成本、司,运行不稳定,维护费用大。能效指标、经济效益上来说,废锅流程都要比激冷如果目标产品只是甲醇,那就需要高温高压液流程好出许多。特别是在国家对现代煤化工中能效态气化。水煤浆气化温度- -般在1400 C左右,压指标、环保指标、CO2的排放等要求越来越高的情力6.5 MPa左右。水煤浆进料,大量水分需要加热况下,废锅流程的优势将越来越明显。气化,因而单位体积的有效气体煤耗和氧耗比粉煤目前已经具备成功运行经验的废锅流程主要气化高。但煤气中的惰性气体含量少,故合成甲醇有:壳牌干煤粉气化技术、GE水煤浆气化技术和循环气量少,压缩功耗少,驰放气体少,可以设置西比埃(CB& I)公司的E-Gas二段式水煤浆气驰放装置,也可以不设置。水煤浆气化适应的煤质化技术。广泛,可以气化低灰分、低灰熔点、低硫的煤,灰上述三种技术的废热锅炉国产化进度不一。其熔点为1300 C左右。水煤浆气化已经国产化,专中,壳牌公司一直致力于装备国产化,2011 年以利费用少,国内已经有研究团队,提供设计、制前除设备外壳在国内制造外,内件一直在国外制造、生产一条线服务,缩短了制造运输周期。造。GE半辐射废锅,由于设计和制造难度较大,粉煤气化是干料、纯氧、蒸汽进料,气化温度国内目前还没有生产厂商,GE公司希望能在国内1500 C左右,压力不高于4 MPa,碳转化率高达制造生产辐射废锅。E-Gas 火管式废锅除热管材料98%左右,煤气有效气体成分90%以上,水冷壁使需要进口外,从设计和制造来说不存在技术难题。60化工装备技术第37卷第1期CB&I公司正在国内寻找合格的合作伙伴。2.4我国煤气化技术装备需解决的三大问题3国外煤气化技术及其在中国的应用近十几年现代煤化工在我国得到迅速发展。现3.1我国应用国外煤气化技术汇总代煤化工产业链除煤炭直接液化成石油外,都是以我国从20世纪80年代开始从国外引进先进的煤气化为工艺源头。可以认为,煤气化技术是现代煤气化技术,经过三十多年的引进和发展,目前国煤化工的基础核心。外有工业化应用业绩的11种煤气化技术中,除煤气化技术装备按炉型划分,主要有固定床、Prenflo、CCP和E -Gas三种气化技术外,其他8种流化床、气流床三种,这三种炉型的气化技术装备技术均在我国已有或在建工业化生产装置,具体情在国内都有应用。目前业内基本认同固定床和气流况见表2。床两种气化技术装备,流化床已很少使用。除以上8种在国内有应用业绩的先进煤气化技煤气化技术装备的先进性不仅取决于气化炉的术,国外还有德国伍德公司开发的Prenflo粉煤气性能和技术指标,还与煤的种类、性能,气化炉的化技术、美国陶氏化学公司路易斯安那煤气化公司投资价格,生产运行的连续性、平稳性,以及对周开发的E-Gas水煤浆气化技术、日本中央电力研边环境的影响等因素有关。我国现代煤化工发展的究所和三菱重工共同开发的CCP流化床空气气化重点应在煤制烯烃、煤制芳烃、煤制天然气、煤制技术、澳大利亚WorleyParsons开发的煤气化技术油几个方面。煤气化技术装备应向大型化、高效节等,也开始在中国寻求工业化机会。能、连续生产、智能高端、绿色环保方向发展。我据介绍,目前全世界的煤气化技术多达几十国气化技术装备要在不断完善现有气化炉设计、制种,按照应用规模和技术特点划分,主要归纳为碎造的基础上,扩大煤种使用范围,进一步优化设:煤固定床气化技术、流化床气化技术、水煤浆气流计,实现系列化和稳定连续运行,提高可靠性。床气化技术、粉煤气流床气化技术等几种类型。其对于今后我国气化技术装备的发展,应重点解.中,粉煤气化技术关键设备气化炉内安装有水冷决好以下三个问题:壁,气化室反应温度最高可达到2000 C以上。据一是,在煤制天然气方面重点研制开发解决鲁了解,水冷壁的主要作用是阻挡高温直接作用到气奇炉废气、废水污染问题,大力研制开发和应用化炉炉壁(外壳),起到隔热作用,并可以副产低压BGL炉和MY炉。蒸汽,而炉壁(外壳)则起到承受炉内高压的作用。二是,气流床气化炉重点解决好优化设计、连位于明火一侧的水冷壁覆盖了一层SiC敷料,该设续生产,提高可靠性。计的目的是为了保护水冷壁,并使水冷壁易于挂三是,IGCC 多联产气化炉重点解决好“三高渣,形成渣层,从而起到以渣抗渣的作用。粗合成煤”,即高灰、高硫、高灰融点煤种的应用,解决气和渣离开气化室后,共同形成-一 股向下的流体,连续生产和易堵等问题,为我国煤化工发展奠定坚气化室出口的结构要保证在紧随其后的激冷工段形实基础。成理想的流动体。激冷室装有激冷环、导气管及破表2在我国应用的国外煤气化技术情况(td)技术名称专利商技术类型单炉最大 处理能力国内应用情况壳牌干粉加压气化技术荷兰壳牌公司气流床.3000共引进19套23台气化炉GE水煤浆加压气化技术德士古美国GE公司2000共80多台气化炉运行或在建GSP干煤粉加压气化技术德国西门子公司.气流床共39台气化炉在建或运行鲁奇固定床加压气化技术德国鲁奇公司固定床12009个项目引进超过50台BGL加压固定床气化技术英国燃气公司固定床.1个项目共3台气化炉KBR(TRIG)流化床煤气化技术美国KBR公司17002个项目共2台气化炉在建科林粉煤气化技术德国科林公司15002台气化炉在建U-Gas流化床气化美国SES公司流化床3台气化炉在建2016年2月钱伯章:国外煤气化设备技术及在中国的应用61沫板,起到对粗合成气的激冷作用。该气化技术最GE所研制的水煤浆加压气化专利技术采用单大的优点是顶置三烧嘴结构民。多烧嘴结构设计,喷嘴技术,经营业绩多,工艺成熟,流程简单,操更有利于气化炉的大型化。作稳定可靠,维修方便,已有55年的生产运行经3.2 GE煤气化技术验。该技术在世界范围内已签署155个项目,在中该技术原为德士古的专利技术(德士古水煤浆国签署的40多个项目中已有29个项目进入了生产加压气化技术于2004年转让给美国GE能源公运行阶段,经检验稳定性较好。司),是目前发展较快的第二代煤气化技术。大体GE公司和中国电力工程咨询集团公司(China过程为:一定粒度的煤粒及少量添加剂在磨机中磨Power Engineering Consulting Group Corporation ,成可以用泵输送的非牛顿形流体,与氧气或富氧在CPECC)宣布,与美国贸易发展署(US Trade and加压及高温条件下不完全燃烧,制得高温合成气,Development Ageney,USTDA) 签署协议,采用GE .用于制造碳一-化学品、 合成氨等。该技术主要特设计的技术,支持推进在中国的商业化规模--体化点:关键设备气化炉结构简单,无机械传动装置;气化联合循环(IGCC)设施。煤种适应较广,粉煤、烟煤、次烟煤、石油焦等均GE IGCC技术一直处于前列,已有20多年经可应用;合成气质量好,CO+H2≥80%,其H2与验。GE的技术参与了几个里程碑式的项目,包括CO质量比约为0.77;碳转化率高,达97%~98%;位于加利福尼亚州巴斯托(Barstow)的库尔沃特单炉产气能力大,气化煤量达2000 t/d;“三废”(Coolw ater)以及在佛罗里达州波尔克坦帕( Polk排放少。目前该技术已在合成氨、甲醇、含氧化合Tampa)的中型IGCC装置,都有助于帮助验证物、洁净煤气化联合循环发电(IGCC) 等方面得ICCC的商业可行性。通用电气公司也为杜克到应用。(Duke)能源公司在印第安纳州Edwardsport的设施雪佛龙德古士公司此前已在中国技术转让了提供了IGCC技术,使其成为世界上最大的IGCC16套气化设施,其中8套以煤炭为原料, 8套以渣设施,已于2012年投运。油为原料。据称,已投用的11套设施累计每年减GE能源集团2012年3月中旬宣称,中国首个少2000万t的二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳及采用GE气化技术的贵州金赤化工有限公司无烟煤可溶性固体废物排放量。德士古气化技术以水煤浆煤化工项目在贵州桐梓投入运营。据悉,贵州金赤为原料生产合成氨、甲醇等化学品已在鲁南化肥化工有限公司无烟煤煤化工项目采用了3套GE气厂、渭河化肥厂、 上海太平洋化工公司焦化总厂、化装置。以产自贵州的高灰分、高灰熔点且反应活淮南化工总厂等成功应用。鲁南化肥厂采用水煤浆性差的无烟煤制合成气,用以生产甲醇和合成氨。加压气化生产合成氨新工艺,使原生产1t合成氨该项目正式运营后,桐梓工厂每天可生产460万标需消耗优质无烟煤2.2 t减少到仅消耗普通原煤1.4准立方米的合成气,每年可生产30万t甲醇和30t,生产成本降低18%。中国石化集团公司接受雪万t合成氨。该项目展示了GE气化技术的原料多佛龙德士古公司气化技术转让,在金陵石化公司改样性。造石脑油蒸汽转化装置,采用低价的石油焦和煤炭2011年7月,GE与中国第二大煤炭企业中煤原料替代现用的石脑油原料。金陵石化采用气化工集团旗下陕西榆林能源化工有限公司签订了气化许艺将石油焦和煤炭原料转化为清洁的合成气,该合可合同,该项目采用14台1.47x10-m3 气化炉,煤.成气与现有石脑油转化生产的合成气相似,但对空炭转化能力约为每天2500万m'合成气,每年约合气的排放污染远低于石脑油转化。成360万t甲醇。惠生(南京)化工有限公司南京化工园区,其2012年5月10日,中国神华与GE合资组建二期合成气项目采用了GE洁净煤气化技术和的通用电气神华气化技术有限公司在上海成立。该Linde低温甲醇洗净化技术,煤气化所需的氧气来公司将从事与气化和清洁煤技术有关的研究,开发自空气化工产品公司,绝大部分产品就近供给塞拉整体煤气化联合循环发电市场。该合资公司股东双尼斯、扬子-巴斯夫、三菱化学、蓝星化工等园区方的持股比例均为50%。内企业,用于下游化工产品的生产。作为世界首套煤制烯烃工业化示范项目,神华62化工装备技术第37卷第1期包头煤制烯烃项目采用了GE的煤气化技术。这一:目煤气化装置截至2012年7月初已实现连续稳定年产60万t烯烃的新型煤化工项目自2010年建成运行157天,创造了壳牌粉煤气化技术装置连续运投产以来,已实现安全、稳定、长周期和高负荷运行的最新纪录。行,展现出较好的市场前景。截至2012年9月3日,安庆石化煤气化装置目前中国已有至少32个采用GE气化技术的实现长周期连续运行突破160天,且装置运行稳工厂和约132台气化炉在运营或建设之中。定,这是目前为止壳牌煤气化装置连续运行的最新3.3壳牌粉煤气化技术全球纪录。该技术为壳牌的专利技术,也属于先进的第二2012年9月19日,由中国石化安庆分公司、代煤气化技术。在煤种适应性、氧气消耗、碳转化湖北化肥分公司、宁波技术研究院和华东理工大学率、热效率等方面,比德士古水煤浆技术有一定优四家单位共同承担的“壳牌气化炉熔渣特性及炉内势。其将煤通过粉碎研磨成干煤粉,喷入气化炉进传热规律研究”项目,通过了中国石化股份公司科行燃烧制得合成气。该技术主要特点是:采用干煤技开发部组织的专家评议。中国石化3套壳牌气化粉作气化原料,操作十分安全;气化温度高,一般装置自2006年年底投料运行以来,曾多次出现气在1400~1600 C;碳转化率高达99%,煤气中甲烷:化炉大渣块堵塞渣池出口造成气化装置非计划停车含量很少,不含重烃,CO+H2 达90%;由于采用的情况。如巴陵石化自2007 年以来,因为堵渣引干煤粉为原料,无需在气化炉内蒸发水分,氧气用起非计划停车13次,安庆分公司因煤质波动造成量可减少15%~20%;气化炉采用水冷壁结构,无渣池堵渣非计划停车7次,气化炉渣池堵渣问题已耐火砖衬里,检修周期较长;气化过程无废气排成为影响中国石化3套SCGP装置长周期稳定运行放,融渣等废物可作为建筑材料再利用,对环境保的主要因素之一。虽然近几年各厂家通过实践摸护几乎没有影响。该技术已广泛用于电厂发电,在索,采用了诸如稳定煤质、优化操作条件和加强气美国也用于合成氨生产。化炉蒸汽量监控等手段,使壳牌气化炉渣池堵渣问2010年10 月18日,世界最大煤气化装题明显减少,但仍然没有得到根本解决。为此,在置一一大唐集团公司多伦煤化工公司煤气化分厂3中国石化股份公司科技开发部的大力支持下,上述号煤气化装置开车成功民。该煤气化装置是大唐多四家单位联合攻关,共同开展了壳牌气化炉熔渣特伦煤化工项目的核心装置,是整套化工装置的龙性及炉内传热规律研究,取得了较好的效果。评议头,装置采用了壳牌流化床洁净煤气化技术,也是认为,该项目结合安庆和湖北壳牌粉煤气化装置实世界上首例配置有6套煤烧嘴壳牌气化炉。单台气际运行情况,分析了7种典型煤样和渣样及其配煤化炉可日处理干燥后的原煤2870t。的理化特性,研究了灰的组成对煤灰熔融特性和黏巴陵石化公司对壳牌粉煤气化装置实施技术改温特性的影响规律,为壳牌粉煤气化装置稳定运行造,将高水气变换工艺改为低水气工艺,中石化巴提供了基础数据。通过开展壳牌气化炉渣池流场和陵分公司50万/a合成氨装置是我国建设的第一套熔渣破裂形态规律研究,获得了气化炉渣池流场、壳牌粉煤气化制氨装置。为避免甲烷化副反应的发熔渣破裂形态及其在渣屏表面的沉积规律,为进一生,初期变换工段设计采用高水/气流程,- -直存.步掌握壳牌气化炉所采用的气渣分流重力排渣方法在预变炉催化剂失活快、操作不稳定、蒸汽消耗提供了理论基础。研究开发的数学模型,分析了操高、低变炉出口煤气含量达不到设计指标等问题。作条件与熔渣理化特性等因素对渣屏表面熔渣沉积为此,青岛联信化学有限公司等单位有针对性地开厚度分布的影响规律,揭示了壳牌气化炉特大渣块发成功粉煤气化低水/气耐硫变换新工艺及QDB-05形成机理,提出了降低壳牌气化炉渣池堵渣风险的催化剂,不仅解决了高浓度煤气原料气变换反应的优化操作方案,建议进--步发挥研究结果对生产实难题,稳定了变换操作,而且显著降低了蒸汽用量践的指导作用。和工艺冷凝液的排放量,实现了耐硫变换工艺的创河南煤化集团研究院与厦门大学联合承担的壳.新和突破,填补了国内外空白。牌粉煤气化工业流程动态仿真平台及软测量研究项云南天安化工有限公司年产50万t合成氨项目2012年11月通过专家论证。该项目实施后,促2016年2月钱伯章:国外煤气化设备技术及在中国的应用63进了壳牌气化炉的长周期运行。该项目以壳牌粉煤前,示范装置运行正常。气化工业装置为模拟对象,目标是建立具有一定仿3.4综合能源系统公司真精度的壳牌粉煤气化工艺动态仿真平台,并且以作为全球能源和气化技术公司的美国综合能源该平台为实验对象进行壳牌粉煤气化的优化控制系统公司(SES, Synthesis Energy Systems)宣布,研究。向气体技术研究院(GTI) 转让U-Gas气化技术。2012年1月12日,惠生工程(中国)有限公U-Gas气化技术可应用于各种类型的煤炭和煤炭/司与壳牌石油全球解决方案国际有限公司宣布,双生物质混合物,煤炭可超过60%,对于煤炭/生物方合作的新型混合气化技术示范研究基地在江苏南质混合物,生物质可超过40%,也可应用于气化京化工园区开工建设。壳牌与惠生工程在该项目的100%生物质。合作总投资规模达到6~7亿元人民币。结合壳牌在SES公司在中国持股95%的山东海化装置已可气化与能源技术方面的专长以及惠生在项目设计与靠运转,成功气化了一些难以气化的燃料,如高灰工程管理方面的经验,双方优势互补,共同开发成煤洗涤废弃料,这是一种高灰分次烟煤和褐煤。本低廉的新型混合气化技术示范装置,并将技术推SES公司的技术得到美国、中国、印度和澳大利亚广到煤化工、制氢和化肥行业。一些公司的青睐,要求使用该技术用于生物质和煤2013年11月中旬,惠生(南京)清洁能源股炭气化。份有限公司三期合成气项目气化装置一次开车成U-Gas技术为专有的U-Gas流化床气化技术,功,标志着国际上首套新型混合气化技术示范性研可将低值煤炭和煤废弃物转化为较高价值的能源产究项目成功建成。该项目位于南京市六合区南京化品,如运输燃料和合成氨。与其他技术相比,U-学工业园区,由惠生公司与壳牌公司合作兴建,总Gas技术的主要优点是具有较大的燃料灵活性,可投资5.92亿元。项目以煤为原料,采用具有世界使用煤(包括低级煤、高灰煤和高含水煤)、各种先进水平的壳牌炉煤粉制气工艺技术生产合成气,煤废弃物和生物质原料,小规模也能高效操作,建是目前世界上首套新型混合气化技术示范性研究造装置很快,投资成本较低。项目。埃新斯(枣庄)新气体有限公司采用美国综合惠生工程技术服务有限公司宣布,壳牌-惠生能源系统有限公司SES气化技术试烧了内蒙古白混合煤气化技术示范装置2013年11月12日在南.音华褐煤。运行结果表明:碳转化率为96%,冷京开车,这标志着壳牌-惠生新型混合煤气化技术煤气效率为83%,传统褐煤气化中最为挠头的煤进入工业化示范应用阶段。该新型混合煤气化技术焦油几乎没有,这标志着SES技术气化褐煤获得应用了壳牌在煤及残渣气化技术方面的丰富经验,成功。SES气化技术来源于美国气化技术研究院。并且因采用水激冷技术,设计更加紧凑;同时示范该技术利用流化床原理,让原料煤在一定压力下和装置由惠生工程间接非全资附属公司-惠生工程气化剂(氧气和蒸汽)起反应,从而生产合成气,(中国)有限公司设计并参与了项目的全程管理。并回收热量副产蒸汽。在流化床基础上发展起来的该新型气化技术成功运营后,将对中国煤化工SES气化技术,又融人了内置分布板、进气系统、行业的发展起到积极的促进作用。壳牌-惠生混合氧气混合及逆流排灰系统等特色专利,保证了这种.煤气化技术具有煤种适用范围广、运行可靠性高、新型流化床反应器能够高效气化最具挑战性的原料投资节省与高效环保的优势,因而适用于大型化项煤。SES气化炉的炉内设计使气化过程在较高温度目。该新型混合煤气化技术应用了壳牌在煤及残渣下,反应物有足够的反应时间,保证了合成气中焦气化技术方面的丰富经验,并且因采用水激冷技油的充分裂解,又利用独特的干法除尘方法,解术,设计更加紧凑;同时示范装置由惠生工程设计决了传统湿法除尘带来的大量污水,减轻了环保并参与了项目的全程管理。该新型气化技术具有煤压力。种适用范围广、运行可靠性高、投资节省与高效环综合能源系统公司与中国化学工程公司保的优势,因而适用于大型化项目,成功运营后将(CNCEC)的子公司东华工程科技有限公司(E-对中国煤化工行业的发展起到积极的促进作用。目CEC)签署合作协议,就在中国建设SES公司U-64化工装备技术第37卷第1期Gas气化项目进行工程、设计、采购和建设(ED-的、本地化低质煤,能够大大地降低合成氨的生产PC)合作。东华工程科技有限公司(ECEC) 位于成本。合肥市,是CNCEC集团最大的工程公司之一,其综合能源系统公司(SES) 与澳大利亚Ambre前身是化工部第三设计院,拥有多种煤气化技术工能源公司为煤制汽油和LPG项目签署技术研究协程设计业绩,曾被神华宁煤煤化工公司授予“优秀议,SES公司将提供专有的气化设计,以支持总承包单位”称号。ECEC 现为SES和河南省义马:Ambre能源公司开发计划中的煤制油项目合资项目提供工程设计。双方合作使ECEC在煤制(AmbreCTL)。该项目正在澳大利亚昆士兰州开发化学品项目工程和建设方面的丰富经验与SES专中。项目建成后,将生产约1.8万桶/天的汽油和约有的技术设计结合在一-起。华东工程科技有限公司15.14万m/a LPG。SES 公司的U-Gas气化技术将(ECEC)表示,中国在煤炭气化和煤制化学品项目用于生产约400万t/a由低等级、高灰煤转化成的方面具有很多经验和市场机遇。ECEC 与SES的合合成气,随后合成气转化成甲醇,再转而使用埃克作在中国具有新的发展机遇,SES 的U-Gas技术森美孚公司的MTG技术使甲醇转化为零含硫的无可清洁而有效地将低级煤、煤废料和生物质转化成铅汽油和LPG。CO2将以高纯度形式予以捕获,用合成气和高附加值能源产品。于地下封存或工业用途,但初期将就地排放。综合能源系统有限公司从2008年1月开始,SES公司在中国山东省的商品煤气化项目表在其合资企业埃新斯(枣庄)新气体有限公司先后明,SES采用Ambre能源公司低等级澳大利亚煤,成功气化了烟煤、次烟煤、长焰煤、无烟煤、褐可使碳转化率大于98%。该煤将用于AmbreCTL项煤。SES气化系统褐煤工业气化技术通过山东省科目。SES公司提供的技术、设备和工程服务,可用技厅鉴定,专家评价该技术达到了流化床褐煤气化于将低阶、低成本的煤炭和生物质原料转化成能源技术的国际先进水平。评审专家组指出,SES技术和化工产品。其战略是通过提供技术和设备,采用成功试烧内蒙古褐煤及其他多个煤种,创新点明其专有的U- Gas流化床气化技术,使该地区低等显,具有较高的推广价值。级煤和生物质原料转化成高附加值的产品而获利。综合能源系统公司与中国能源产业控股集团公综合能源系统公司(Synthesis Energy Systems ,司签署协议,以现金投资约8380万美元以支持:SES)于2014年12月15日表示,其江苏Tianwo-SES公司在中国的经营策略,包括项目开发和投SES清洁能源技术(TSEC)公司中国合资伙伴张家资。SES已将其从美国天然气技术研究所(Gas ;港化工机械有限公司(ZCM) 已签约超过6.5亿元Technology Institute) 取得的独有的U-Gas流化床(1.05亿美元)订单,将利用SES气化技术建设拥煤气化技术在中国进行技术转让。中国能源产业控有七个气化系统的三个合成气装置。该协议是中国股集团公司是总部在香港的有限责任公司,由北京最大的氧化铝和原铝生产商中国铝业公司与ZCMZhongjixuan投资管理有限公司(ZJX) 组建,以投的创新煤化工设计院(ICCDI,.上海)的子公司之间资为目的。ZJX将助力于SES发展新的合资公司业签订的协议。ICCDI 将作为总承包商,为三个项目务,以提供基于较低成本/低品质煤炭(如褐煤)提供所有的工程建设工作。新的气化装置的建设将的能源。提供总计约17.5 万Nm/h的工业合成气,作为位兖矿峄山化工有限公司提供的本地兴隆庄低热于山东、河南和山西省现有的三个铝合金制造厂使质混煤,在美国综合能源系统公司(SES) 位于山用的清洁能源燃料。ZCM称,这些项目展示了中东的合资公司埃新斯(枣庄)新气体有限公司进行;国煤化工产业新方法的开始,将进- -步运用SES试烧,取得成功。U-Gas 技术在气化高灰分混煤时领先的洁净煤气化技术,使劣质煤经济地生产清洁表现了出色的适应性。通过试烧后的试验数据分合成气。除了满足最终用户的煤气要求外,SES气析,碳转换率达到96%以上,冷煤气效率在80%化技术为客户提供高价值的清洁能源,以帮助解决左右。中国的中小合成氨、甲醇厂“大多以煤为原料当前的环境挑战,加快清洁能源产业的发展。生产,而多数气化技术则受困于必须使用昂贵的无3.5科林工业技术公司的CCG粉煤气化技术烟煤或优质煤作为原料。U_Gas技术可以使用廉价内蒙古康乃尔化学工业有限公司乙二醇项目,2016年2月钱伯章:国外煤气化设备技术及在中国的应用652013年10月决定采用德国科林工业技术有限责任利用。公司的CCG粉煤气化技术。该项目由东华工程科3.6近期的其他气化技术开发 与应用技股份有限公司承担总体设计,气化岛由中国天辰(1)伍德公司与RWE公司就HTW工艺进行工程有限公司设计完成。核心设备为两台科林;了35年合作后,2011年2月,德国RWE电力CCG粉煤气化炉,2015 年建成。(RWE Power)集团开发成功相关技术,这使伍德德国科林CCG粉煤气化技术可以把褐煤、烟公司拥有HTW工艺的专营权,包括知识产权煤、无烟煤、石油焦等原料转化为清洁的、高附加(IP)、专有技术和专利。该HTW流化床气化技术值的有效气,即一氧化碳与氢气。作为当今国际主完美补充了Prenflo夹带流过程,因为它为伍德的流先进粉煤气化技术的代表,德国科林CCG粉煤气化业务拓宽了原料范围。伍德现在已经拥有气化技术在国内已成功应用于贵州开阳化工50万HTW过程的煤气化方法,特别适合于高灰熔点的ta合成氨装置。该项目于2013年1月建成投产,褐煤、硬煤和生物质,如木质、泥炭甚至生活垃圾现已达到设计负荷。的气化。德国科林CCG粉煤气化技术是目前国际上最2014年10月28日,德国蒂森克虏伯工业工先进的干煤粉气化技术之-一,属于主流的粉煤气化程公司与大连万阳重工有限公司签署高温温克勒工艺。该工艺已经有成功的应用案例,成熟可靠,(HTW)气化工艺技术战略合作协议,这是该技术安全环保。早在1984年,在德国黑水泵市首次引入中国。实验结果显示,HTW气化技术广(SCHWARZPUMPE)就建立了一套200MW (日投泛适用于褐煤等劣质煤种,比国内现有气化工艺更.煤量为7201)的德国科林水冷壁煤气化炉工业化环保,水耗更低。HTW气化技术由温克勒公司装置,原料为褐煤。(原伍德公司)开发,目前已成功应用于德国德国科林公司与中国天辰工程有限公司、赛鼎Berrenrath褐煤制甲醇生产装置以及日本的废物制工程有限公司、东华科技股份有限公司等建立了战能源/氢等项目,还有一系列项目正在开发中,包略合作关系,共同在中国推广德国科林CCG粉煤括在瑞典和印度的生物质制甲醇和DRI项目。与气化技术,提升国内的煤化工装备制造水平。现有气化技术相比,该技术有两大优势,即环保和德国科林CCG粉煤气化技术与其他气化工艺节水。HTW气化技术采用了先进环保的工艺流程相比,在经济性、可靠性和可操作性方面,都具有设计,进料保护、气化炉设置旋风分离器、干法除很强的竞争力。首先是煤种适应广。经过工业化装灰的陶瓷过滤器等高技术的采用,使气化总流程能置的验证,科林CCG粉煤气化技术适用于烟煤、够满足现行国家的环保标准和欧洲的环保要求。尤褐煤及石油焦等多煤种。其次是技术指标先进。气其是合成气经陶瓷过滤器过滤后,重金属和其他有化温度高,- -般在1400~1600 C。碳转化率可达到害物质基本被滤掉,后续气体处理更加简单。其废99%以上,不含重烃和焦油等,合成气中有效成分水处理装置投资比一-般固定床气化技术大大降低,可高达90%左右,冷煤气效率可达80%-83%。三仅为其1/10左右。该技术还采用了具有专利技术是工程投资和运行维护费用较低。根据项目规模可的耐高温、耐高压螺旋推进器的干法除渣除灰技提供日投煤量从750t/d到3000t/d的不同气化炉术,此技术安全可靠,有长达8000h/a的使用业绩设计,并且设备制造基本实现国产化,整个装置的(总运行时间12年)。因此,HTW气化技术不会像建设费用相对较低。由于工艺流程紧凑,设备寿命一般水除渣的工艺会产生大量含有机物的有害废长,采用水冷壁结构,无耐火砖,多烧嘴顶置,负水,其废水量降低到0.15t/t煤。在水资源消耗方荷调节范围广,主体设备寿命关键设备和烧嘴的寿面,考虑了所需的过热蒸汽和锅炉给水后,工艺总命较长。开、停车操作方便,且时间短。另外,科耗水量仅为0.35t/t煤,非常适合我国水资源紧张林CCG粉煤气化技术在三废处理方面安全环保。的国情。由于该技术耗水量非常少,而且产生的污该系统所产废水中不含苯、酚等有毒物质,废水处水量也相应较少,这大大降低了国内煤化工企业的理工艺简单;炉渣不含可溶性有毒物质,可作建材用水量。原料。系统水循环利用,实现了能源的清洁及高效(2) KBR公司也制定目标针对低等级、高灰66化工装备技术第37卷第1期分煤炭应用,开发其运送集成气化(TRIG)技术。与增加了合成气的H2含量。美国佐治亚州亚特兰大的南方有限公司(Southern(5)科莱恩和西门子组建煤气化技术联盟服务Co)的开发结合在--起,TRIG技术应用于处理低品于中国。科莱恩公司2014年5月28日宣布,它已位煤炭,已在10年前获得验证。KBR公司现正在与西门子燃料气化技术公司达成协议,共同使新的进行TRIG的首次商业应用,应用于中国的120联合开发的酸性气变换(SGS) 技术应用于煤的气MW IGCC电站,于2011年建成;在内蒙古的CTC化实现商业化。根据该协议的条款,科莱恩是所有应用,于2012年建成;另外,582MWIGCC设西门子气化集成SGS项目的独家催化剂供应商。施,于2014年建成。第三个项目正在美国密西西此次合作涵盖了所有全球项目,尤其是致力于该技比州Kemper郡开发中,由密西西比电力公司拥有术在中国的商业化,因为中国的煤制化学品项目拥和运营。TRIG 技术包括耐火内衬、循环床气化器,有最高的增长率。据称,SGS技术可显著降低煤制采用干进料,在低于灰分熔点的温度下操作。干进化学品的总投资成本。西门子燃料气化炉公司料的优点是可采用木质或生物质与煤的混合物进行(SFG)能够从广泛的燃料,包括劣质煤来生产合气化。尤其在美国和欧洲,对煤-生物质混合物气成气。化拥有很大兴趣。KBR公司还在韩国实施一小型(6)西比埃公司于2014年10月16日宣布,验证装置,目标是应用于煤制合成天然气项目。与中国山东神驰石化公司签署了一项合同,为在中(3)康菲公司专有的E-Gas技术可将石油焦、国山东东营附近建造气化装置提供技术转让和工程沥青和次烟煤原料转化成高价值合成气,用于生产设计。该装置将利用西比埃公司专有的E-GasPlus的产品模式,包括电力、合成天然气(SNG)、 氢技术,建设三个系列的设施,用于为制氢、产生燃气和化学品。独特的两段式设计、连续的除渣和干料气和发电生产合成气。颗粒去除技术,可实现高效率的生产。设计紧凑,3结语减少了投资和操作成本。(4) 日本石川岛播磨公司(IHI Corp.)开发目本文对几种煤气化炉炉型进行了技术对比。论标也指向将气化项目应用于低级煤,开发新的双述了煤气化技术的选用原则。分析了我国煤气化技塔、鼓泡流化床气化工艺。该工艺的优点是可在相术装备需要解决的一一些问题。通过实例较详细地介对低的温度800~900 C下操作,而使用携带式气化绍了国外煤气化技术在中国的应用。器为1400~1500 C,并且使用蒸汽代替氧气,从而(收稿日期: 2015-05-03)本期广告目次蓝钿(北京)流体控制设备有限公司封面(彩色)第九届中国成都化工技术装备展QC13(彩色)公益广告封二(彩色)浙江轻机离心机制造有限公司QC14(彩色)武汉润之达石化设备有限公司封三(彩色)《化工装备技术》理事会QC15(彩色)上海大田阀门管道工程有限公司封底(彩色)《化工装备技术》编委会名录QC16(彩色)耐驰(.上海)机械仪器有限公司QC1(彩色)上海卓旋化工科技有限公司QC17(彩色)瀚艺集团营销管理中心QC2(彩色) .上海华谊集团装备工程有限公司QC18(彩色)浙江丰利粉碎设备有限公司QC3(彩色)江苏神通阀广]股份有限公司QC19(彩色)南通星球石墨设备有限公司QC4(彩色)无锡科伦达化工热力装备有限公司QC20(彩色)上海市化工装备研究所有限公司QC5(彩色)张家港洁皇工业吸尘器制造有限公司HD1(单色)无锡荣煜化工装备科技有限公司QC6(彩色)上海迅昌化工装备技术研究所HD2(单色)上海宝化国立化工技术有限公司QC7(彩色)浙江力普粉碎设备有限公司HD3(单色)浙江东瓯过滤机械制造有限公司QC8(彩色)大连孚德机械制造有限公司HD4(彩色)无锡海升高压泵有限公司QC9(彩色)玉环中振润滑机械有限公司HD6(单色)四川惊雷科技股份有限公司QC10,11(彩色)上海申银机械(集团)有限公司HD8(单色)海申机电总厂T (象山)QC12(彩色)

论文截图
版权:如无特殊注明,文章转载自网络,侵权请联系cnmhg168#163.com删除!文件均为网友上传,仅供研究和学习使用,务必24小时内删除。