煤气化技术在我国的发展前景

第42卷第18期广州化工Vol. 42 No. 182014年9月Guangzhou Chemical IndustrySep. 2014煤气化技术在我国的发展前景陈毅烈(惠生工程(中国)有限公司，上海201203)摘要:煤气化作为煤化 工的核心技术，是清洁煤技术转化的龙头，是发展煤基液体燃料合成，先进的IGCC发电，多联产系统，制氢，燃料电池，直接还原炼铁等过程工业的基础，被公认为最清洁的煤化工转化利用技术，在我国多煤少油的国情下具有广阔的发展前景;对我国已工业化的各种煤气化技术进行分析和总结,并得出气流床煤气化技术更适应现代煤化工的发展，在我国有很好的发展优势。关键词:煤化工;煤气化技术;特点中图分类号: TQ546. 2文献标志码: B .文章编号: 1001 - 9677(2014)018 -0045 -02Coal Gasification Technology and its Development Prospect in ChinaCHEN Yi -lie( Wison Engineering ( China) Co. ，Ltd. ，Shanghai 201203 , China)Abstract: Coal gasification was the core technology of coal chemical industry ，the transformation of clean coaltechnology leader , the development of coal based liquid fuel synthesis , advanced IGCC power generation，muli generationsystem, hydrogen, fuel cells, direct reduction ironmaking process based industry，which was recognized as the most cleancoal chemical conversion technology，with broad prospects for development in China 's more coal and less oil situation. Allkinds of coal gasification technology of the industrialization of our country were analyzed and summarized，and the resultshowed that gas flow bed coal gasification technology was more adapt to the development of modern coal chemical industryin the development and China has great potential .Key words: coal chemical industry ; coal gasification technology ; characteristic中国是--个煤炭资源丰富的国家，根据中国煤炭地质总局状，积极发展煤化工产业以在更多领域依靠煤炭替代石油、天然煤炭资源预测，我国煤炭资源总量为5.57万亿吨，截止2000气等能源已经提 升到我国经济发展的战略地位" -3。煤气化作为煤年底，我国煤炭已发现资源储量(探明保有储量)为10421.35化工的新技术，是清洁煤技术的龙头，是发展煤基液体燃料合成，亿吨，工业储量4 107.01 亿吨，远景储量5 925. 57亿吨，2006先进的 IGCC发电，多联产系统,制氢,燃料电池，直接还原炼铁年开采量23.7亿吨，2010年估计需用量26 ~ 28亿吨, 2020年等过程工业的基础;被公认为最清洁的煤转化利用技术。30~34亿吨，储采比可达百年以上。而我国人均石油、天然气1煤气化技 术介绍和煤炭的可采储量分别为世界平均水平的11. 10%、4. 30%和55.40%，石油资源仅占世界总储量的3.00%。煤气化是一个热化学过程，以煤或煤焦为原料，以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气等作气化剂，在高温高压条件下二甲醚通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料(合成焦炉气合成气十醋酸、盾酸酐媒|-乙烯、丙烯气)的过程。根据气化炉内煤粉与气化剂的接触方式不同，成七汽油、柴油第|熟的工业化煤气化技术有流化床气化技术，固定床气化技术，CO+H2(气-十燃料电池炼厂| 老联|气流床气化技术。流化床气化技术采用0~ 10 mm的小颗粒煤+ IGCC发电统作为气化原料气化剂同时作为流化介质,通过气化炉内的气四工工业爬用燃气体分布板中国煤化工制气化剂的流速，使床层还原气一+直接还原炼铁内的颗粒MHCNMHG在剧烈的搅动和返混中,煤粒和气化剂充分接触，进行化学反应和热量传递，利用碳燃图1煤气化产业链[4烧放出的热量，提供给煤粒进行干燥，干馏和气化。其代表的面对全球石油资源的日渐枯竭，以及我国富少煤油的能源现工业化技术有美国的U- Gas气化炉，德国的恩德炉，国内的.作者简介:陈毅烈(1980-)，男，天津大学毕业，主要从事煤化工方面的设计工作。16广州化工2014年9月灰熔聚气化炉。流化床气化技术由于单炉生产能力低,产品品料快速转化为有效气(合成气)的一种先进气化技术。其代表的质不高，环境污染严重等问题工业应用不多。固定床气化技术工业化技术主要有美国GE的德士古气化技术，荷兰Shell的粉与流化床气化技术相似，只是在气化炉内煤料的下降速度相对煤加压气化技术，德国未来能源的CSP气化技术，华东理工大于气化剂的上升速度而言很慢，未达到流化程度，故称为固定学的多喷嘴对置水煤浆气化技术。气流床气化技术相比于流化床气化。其代表的工业化技术有常压固定床技术，Lurge(鲁床气化技 术和固定床气化技术，具有很明显的优势，主要体现奇)，BCL气化技术。固定床气化技术和流化床气化技术一样,在清洁高效，原料利用率高、适应性广、消耗低、对资源节单炉生产能力低，产品品质不高，环境污染严重，工业应用程约、对环境友好等方面，代表煤气化技术的发展方向。度不高。气流床气化技术”1是将气化剂(- -般为氧气和水蒸气)2四种气流床气化技术工业化介绍和煤粉或煤浆以射流的形式喷入气化炉内，在高温高压下将煤表1目前我国工 业化的四种气流床气化技术工艺性能比较6德士古气化Shell 粉煤气化GSP多喷嘴对置水项目技术[技术[4]气化技术煤浆气化技术适应煤种烟煤、石油焦烟煤、褐煤、石油焦褐煤炉壁冷却方式耐火砖水冷壁进料方式60%水煤浆干煤粉.干煤粉水煤浆冷煤气效率体积分数/%70 ~7680-8570 ~7280~ 8碳转化率/%~9699~99产品合成气体积分数/%~80-90-8585在国内工业化年限/年~3~10目前单炉最大投煤量/(吨/天)~ 2000 .- 3000- 2000. 1800美国德士古气化技术在中国有将近30年的工业化经验,牌煤气化目前单炉最大投煤量为3 000吨天，如大唐多伦煤制有近180台气化炉成功运行，工业化程度高,技术成熟，单炉烯烃项目， 云南天安合成氨项目，河南鹤壁甲醇项目等。目前最大投煤量约为2000吨/天。如上海焦化煤制城市煤气/甲醇,壳牌已经实现98%的关键设备国产化率，不但减少了投资和备渭河煤制合成氨V尿素，蒲城清洁能源等项目，投煤量都为品备件成本，而且对提高我国煤化工过程装备制造水平具有积2000吨/天，项目运行正常，连续运行最长时间180天。华东极的意 义。理工大学的多喷嘴对置水煤浆气化技术8)是国家科技部“863”计划(国家高技术研究发展计划)和“973” 计划(国家重点3结语基础研究发展计划)的资助项目,是具有完全自主知识产权的通过对各种煤气化技术的比较得出:气流床煤气化技术是中国煤气化技术，有10年的工业化经验，将近95台气化炉，煤气化的发展方向、也是煤化工的方向，是最清洁的煤化工转技术成熟，工艺先进，单炉最大投煤量约为2000吨/天。如神化利用技术，具有清洁高效，原料利用率高、适应性广、消耗华宁煤、-上海焦化、安阳盈德等项目都是多喷嘴对置水煤浆气低、对资源节约、对环境友好等优点，在我国有非常广阔的发化技术，投煤量都为2000吨/天左右。项目运行平稳，最长连展前景。四种气流床气化技术在我国都有成功的工业化经验,续运行时间90天。目前多喷嘴对置水煤浆气化技术已经开发未来一方面要加强气化设备的国产化，更重要的是在引进先进出投煤量为3000吨天的气化技术,在兖矿集团鄂尔多斯能化的气化技术的同时注重创新和吸收,开发具有我国自主创新的公司180万吨煤制甲醇转烯烃项目(在建中)中运用，运行情况气化技术。如何将拭目以待。GSP气化技术是德国未来能源公司开发(后被西门子公司收购)煤气化技术，在中国只有3年左右的工业参考文献化经验，有近10台气化炉，单炉最大投煤量也为2000吨/天，[1] 黎军德士古水煤浆气化I艺概况[J]-安徽化I 200(1):46 -49.如宁夏煤业集团83万二甲醚项目,山西兰花煤化工有限责任2] 陈永.煤化工资源环境承载力分析[J].现代化工,2007(4):1-3.公司的“ 晋城3052项目。目前项目运行正常，连续运行最长3]刘功年. 多种煤气化技术的应用与评述[J].革新与综述,2007(5):时间为130天。壳牌粉煤气化技术在中国有15年的工业经验,25 - 29.是目前世界上最先进的煤气化技术之- -，在2000 -2009年，国4] 唐宏青.煤化工工艺技术评述与展望[J].燃料化学学报,2001 ,29内企业先后引进的23台壳牌煤气化装置,但是因设备很多进(3):193 -200.口,操作要求高等原因，仅有一半试车或开车运行，且运行状[5] 吕运江， 王冬,赵绍民.德士古煤气制甲醇工艺浅析[J].中氮肥，况未达预期，出现水土不服的情况。为了解决国内-直以来对200壳牌投运后运行多不正常状况的争议，壳牌和使用企业一-起 为6] 李中国煤化工压气化技术[J].化工进展，加快零部件国产化、加强技术交流和知识产权保护、实现安稳TYHCNMHG运行做出了不懈的努力，已经基本实现了工业平稳运行。如大7] 刘泽龙, 金红光,高林.水煤浆与干粉给料方式两种ICCC系统的分析[J].工程热物理学报,2003 ,24(1):1 -4.唐多伦煤制烯烃项目，云南天安合成氨项目,河南鹤壁甲醇项8]王传贤.水煤浆加压气化与联产甲醇co与煤气的三联供技术目，神华煤制油项目等，已取得单炉连续高负荷运行超过120[J].天然气化I, 1998 ,23(1):40-44.日的业绩，实现了百日常态化;双环、柳化、永城等多套壳牌煤气化装置累计运行超过300天，其中最高纪录是338天。壳