作者/來源:王輔臣,于廣鎖,龔 欣,劉海峰,王亦飛,梁欽峰(華東理工大學煤氣化教育部重點實驗室,上海 ) 日期: 2009-08-24 點擊率:1480
摘 要:煤氣化技術(shù)是煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化的核心技術(shù),是發(fā)展煤基化學品合成(氨、甲醇、乙酸、烯烴等) 、液體燃料合成(二甲醚、汽油、柴油等) 、先進的IGCC發(fā)電系統(tǒng)、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、制氫、燃料電池、直接還原煉鐵等過程工業(yè)的基礎(chǔ),研究和開發(fā)大型煤氣化具有重要意義。本文概述了國外大型煤氣化技術(shù)發(fā)展的主要情況,介紹了國內(nèi)大型煤氣化技術(shù)研究開發(fā)的現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)化情況, 分析了煤氣化技術(shù)大型化的主要趨勢與應(yīng)該采取的技術(shù)途徑。
關(guān)鍵詞:煤氣化;大型化;產(chǎn)業(yè)化
大型煤氣化技術(shù)是煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化的核心技術(shù),是發(fā)展煤基化學品合成(氨、甲醇、乙酸、烯烴等) 、液體燃料合成(二甲醚、汽油、柴油等) 、先進的 IGCC 發(fā)電系統(tǒng)、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、制氫、燃料電池、直接還原煉鐵等過程工業(yè)的基礎(chǔ),是這些行業(yè)的公共技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和龍頭技術(shù)(圖1) 。本文將從國外煤氣化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀、國內(nèi)煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)、煤氣化技術(shù)發(fā)展的主要趨勢等幾個方面進行概述。
1 國外大型煤氣化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀
已工業(yè)化的煤氣化技術(shù)可分為3 類, 即以 Lurgi技術(shù)為代表的固定床氣化技術(shù)、以 HTW 技術(shù)為代表的流化床氣化技術(shù)和以 Texaco、Shell、多噴嘴對置氣化技術(shù)為代表的氣流床氣化技術(shù)。氣流床氣化爐氣化溫度與壓力高、負荷大,煤種適應(yīng)范圍廣,是目前煤氣化技術(shù)發(fā)展的主流。國外已工業(yè)化的煤氣化氣流床煤氣化技術(shù)主要有以水煤漿為原料的GE(Texaco)氣化技術(shù)、Global E-Gas 氣化技術(shù),以干粉煤為原料的 Shell 氣化技術(shù)、Prenflo 氣化技術(shù)、GSP 氣化技術(shù)等。
1.1 GE(Texaco)氣化技術(shù)
Texaco 氣流床氣化技術(shù)的開發(fā)始于 20 世紀 40年代, 1950年首先在天然氣非催化部分氧化上取得成功, 1956年又應(yīng)用于渣油氣化。 在50 年代Texaco公司就有將其技術(shù)應(yīng)用于煤氣化的計劃,并進行了部分研究工作。70 年代的石油危機促使 Texcao 公司將目光再一次投向煤氣化技術(shù)。 70 年代末建設(shè)了2 套示范裝置,分別為德國的 RAG 和美國加州的Cool Water, 1983~1985 年分別在日本的 UBE 公司和美國的 Eastman 公司建設(shè)了 3 套商業(yè)化裝置。90年代Texaco煤氣化技術(shù)共有9套裝置投入運轉(zhuǎn), 其中 5 套在中國,4 套在美國。目前,在建和運轉(zhuǎn)的Texaco 氣化爐約有 80多臺。
1.2 Global E-Gas氣化技術(shù)
E-Gas 氣化技術(shù)最早由 Destec 公司開發(fā),采用水煤漿原料, 兩段氣化, 后被 Dow公司收購。 E-Gas氣化技術(shù)的開發(fā)始于1978 年, 在美國路易斯安娜州的 Plaguemine 建立了日處理 15 t煤的中試裝置,其后于1983年建立了單爐550 t/d 煤的示范裝置,于1987年建設(shè)了單爐 1600 d/t煤氣化裝置,配套165 MW IGCC 電站,這兩套裝置均位于 Plaguemine。基于這兩套裝置的經(jīng)驗,在路易斯安娜州的 Terra Haute建立了單爐2500 t/d的氣化裝置, 配套Wabash River的260 MW的 IGCC 電站,該電站于 1996年投入運行,發(fā)電效率40%。
圖 2 為 E-Gas 氣化爐示意圖。 氣化爐內(nèi)襯采用耐火磚,約 85%的煤漿與氧氣通過噴嘴射流進入氣化爐第一段,進行高溫氣化反應(yīng),一段出....