1 干法粉煤氣化技術(shù)現(xiàn)狀
目前煤氣化技術(shù)已趨于成熟,比較著名的Shell、Prenflo氣化爐的單爐生產(chǎn)能力都達(dá)到了 2000~2500t/d等級,并都建立了250~300MW等級的IGCC示范電廠。
第一代干法粉煤氣化技術(shù)的核心是K—T爐,由于存在冷煤氣效率低、能耗高和環(huán)保方面的問題,進(jìn)入20世紀(jì)80年代后,除南非和印度等國仍有部分裝置在運(yùn)行外,K—T爐已基本停止發(fā)展。
第二代煤氣化技術(shù)核心是干粉煤的連續(xù)氣化和加壓進(jìn)料。早在20世紀(jì)50年代初期就有人探索粉煤加壓連續(xù)輸送技術(shù),但未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。Texaco公司放棄了干法加料這一傳統(tǒng)做法,成功開發(fā)了水煤漿濕法氣化工藝,最先實(shí)現(xiàn)了加壓非固定床連續(xù)氣化裝置的工業(yè)化,在80年代即開始推廣。
1978年,Shell和Kmpp—Koppers公司聯(lián)合開發(fā)出一種粉煤間斷升壓和加壓下連續(xù)進(jìn)料的半連續(xù)加煤工藝,從此干法粉煤氣化技術(shù)重現(xiàn)生機(jī)。
1.1 Shell煤氣化工藝(SCGP)
在與Krupp—Koppers公司合作完成Shell—Koppers煤氣化裝置的技術(shù)開發(fā)研究之后,Shell公司決定單獨(dú)進(jìn)行SCGP研究。
1987年,Shell公司在美國休斯頓附近的Deer Park建成了1套投煤量為250~400t/d示范裝置,主要任務(wù)是驗(yàn)證SCGP工藝技術(shù),包括工藝特性和設(shè)備可靠性,開發(fā)工業(yè)化生產(chǎn)的操作運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),試驗(yàn)各種煤種的適應(yīng)性。該裝置累計(jì)運(yùn)行15000多小時,其中連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1500多小時,共試燒褐煤、次煙煤、煙煤、石油焦等不同水分、灰分、灰熔點(diǎn)的16個煤種,為工業(yè)化生產(chǎn)裝置提供了可靠的依據(jù)。
1993年底,荷蘭國家電力局采用SCGP工藝在Demkolec南部的Buggenum建成一座發(fā)電能力為300MW的煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置IGCC,氣化裝置的設(shè)計(jì)能力為單爐投煤量2000t/d,氣化壓力為2.8MPa。生產(chǎn)運(yùn)行結(jié)果表明,SCGP工藝碳的轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%以上,生產(chǎn)負(fù)荷可在40%~ 100%之間進(jìn)行調(diào)整,氣化裝置....