轉(zhuǎn)化利用中國(guó)科技核心期刊礦業(yè)類核心期刊煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)服高聚忠(中國(guó)神華煤制油化工有限公司,北京100011)摘要:介紹了國(guó)內(nèi)外煤氣化技術(shù)的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì),重點(diǎn)對(duì)幾種典型煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行了研究,并對(duì)Iugi爐、BCL爐、GE氣化爐、多噴嘴爐、清華爐、Shel爐、GSP爐、兩段爐、航天爐等典型煤氣化爐的結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行了對(duì)比分析。從8個(gè)方面分析了煤氣化技術(shù)的選擇需要注意的問(wèn)題。提岀了煤氣化技術(shù)創(chuàng)新建議,指岀未來(lái)煤炭的淸潔高效轉(zhuǎn)化利用將以大型、先進(jìn)的煤氣化技術(shù)為核心,以電、化、熱等多聯(lián)產(chǎn)為方向進(jìn)行技術(shù)集成。關(guān)鍵詞:煤氣化;氣化爐;工藝過(guò)程;技術(shù)選擇;發(fā)展趨勢(shì)中圖分類號(hào):TQ546文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-6772(2013)01-0065-07Application and development of coal gasification technologiesGAO Ju-zhongChina Shenhua Coal to Liquid and Chemical Co., Lad., Beijing 100011, China)Abstract: Emphasize some typical coal gasification technologies at home and abroad. Compare the structure, characteristics of Lurgi gasifier, BGL gasifier, GE gasification fumace, multi-nozzle gasifier, Tsinghua gasifier, Shellgasifier, GSP gasifier, two-stage gasifier and dry coal pressurized gasifier. Give some innovative suggestions for thechoice of coal gasification technologies. In the future, the core of the clean and efficient coal conversion is largescale and advanced technologies, which must integrate the electrical, chemical and thermal technologiesKey words: coal gasification; gasifier; technological process; technologies choice; development tendency2011年,中國(guó)原煤產(chǎn)量35.2億t,商品煤消費(fèi)補(bǔ)中國(guó)硫資源短缺現(xiàn)狀,同時(shí)利于實(shí)施CO2捕集量36.8億t,分別占一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)總量的利用、貯存等78%和70%。實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔高效轉(zhuǎn)化越來(lái)越受到關(guān)注。國(guó)家的有關(guān)能源政策傾向于支持使煤炭1煤氣化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)得到清潔利用的技術(shù),煤氣化是煤炭潔凈利用的重1.1國(guó)外煤氣化技術(shù)發(fā)展要方面。國(guó)外煤氣化技術(shù)的發(fā)展最早可追溯到1780年2中國(guó)煤的氣化轉(zhuǎn)化利用率較低,2010年氣化煤早期的煤氣化技術(shù)主要是以生產(chǎn)燃料氣為主。移用量約1.1億t,約占全國(guó)煤炭消費(fèi)總量的3.5%,動(dòng)床氣化是最早發(fā)展的煤氣化技術(shù),以塊煤為原主要用于合成氨、合成甲醇和新型煤化工生產(chǎn)。煤料,以空氣、水蒸氣為氣化劑,固態(tài)排渣,生產(chǎn)發(fā)生氣化過(guò)程中SO2,NO,和總懸浮顆粒物等的排放均爐煤氣。1880年德國(guó)設(shè)計(jì)了世界上第一臺(tái)常壓移在煤炭燃燒利用排放量的5%以下,并可回收硫,彌動(dòng)床空氣間歇?dú)饣癄t,1913年被美國(guó)氣體公司改革中國(guó)煤化工收稿日期:2012-10-26責(zé)任編輯:宮在芹CNMHG作者簡(jiǎn)介高聚忠(1964-)男河北高邑人高級(jí)工程師長(zhǎng)期從事煤氣化及煤化工技術(shù)廾友時(shí)⊥作。引用格式:高聚忠煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[刀潔凈煤技術(shù),2013,19(1):65-71高聚忠:煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展成UGI爐。UGI爐是以焦炭為原料,用間歇?dú)饣普苟鄧娮焖簼{加壓氣化和二段式干煤粉加壓技水煤氣或半水煤氣。第一次世界大戰(zhàn)后,隨著甲術(shù)攻關(guān),目前,這幾項(xiàng)氣化技術(shù)均已進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)醇、合成氨、F-T合成等為代表的合成化學(xué)工業(yè)的發(fā)用階段展,為了滿足合成原料氣的需要,1926年第一代流目前,移動(dòng)床常壓氣化UGI氣化爐在中國(guó)仍是化床 Winkler氣化爐實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。隨著工業(yè)制主力爐型,用于生產(chǎn)合成氣或燃料氣。移動(dòng)床加壓氧技術(shù)的成功,又發(fā)展了新的用氧氣氣化的技術(shù)。氣化 Lurgi爐在劣質(zhì)煤氣化方面占有一定市場(chǎng)。隨1939年移動(dòng)床加壓氣化Lugi爐實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。著中國(guó)現(xiàn)代煤化工的發(fā)展,水煤漿加壓氣化(CE1952年第一代氣流床氣化K-T爐實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。爐、多噴嘴爐)和干煤粉加壓氣化(Shel!爐、GSP、二20世紀(jì)30—50年代,國(guó)外煤氣化技術(shù)取得了很大段爐、航天爐)已成為主要選擇。的成就。20世紀(jì)50年代以后,隨著石油和天然氣1.3現(xiàn)代煤氣化技術(shù)發(fā)展方向工業(yè)的發(fā)展,常壓固定床氣化爐在國(guó)外逐漸被淘1)加壓氣化:提高壓力有利于提高氣化爐的生汰,其它煤氣化技術(shù)的發(fā)展也基本處于停滯產(chǎn)能力,同時(shí)大大減少氣體凈化的投資,并降低壓狀態(tài)?？s耗能?，F(xiàn)代煤氣化技術(shù)的發(fā)展得益于石油危機(jī)。第2)高溫氣化:使煤中的揮發(fā)分和可燃組分充分次石油危機(jī)時(shí),發(fā)達(dá)國(guó)家出于對(duì)石油、天然氣供轉(zhuǎn)化,其它組分也在高溫下得到鈍化,得到的產(chǎn)品應(yīng)前景的預(yù)測(cè),把發(fā)展煤氣化技術(shù)作為替代石油天煤氣較純凈,三廢問(wèn)題少。然氣的重要手段,加快了現(xiàn)代煤氣化的開發(fā)。20世3)粉煤氣化:通過(guò)增大煤的比表面積提高氣化紀(jì)70年代后實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的爐型有:加壓固定床液態(tài)反應(yīng)速率,從而提高氣化爐的單爐生產(chǎn)能力和碳轉(zhuǎn)排渣氣化爐(BCL爐),加壓流化床氣化爐(HTW化率。爐、U-Gas爐、KBR爐、CFB氣化爐和恩德爐),加壓4)液態(tài)排渣:灰渣以高溫熔融態(tài)排出氣化爐,粉煤水煤漿氣化(GE爐、 Detec爐),干煤粉加壓氣經(jīng)過(guò)高溫處理的爐渣,大多為隋性物質(zhì),無(wú)毒無(wú)害?；?Shel爐、Peno爐和CSP爐)。這一時(shí)期開發(fā)5)純氧氣化:降低惰性氣升溫、降溫造成的熱的氣化爐型是目前現(xiàn)代煤化工發(fā)展的主要選擇損,并減少氣化劑壓縮的能耗,提高氣化效率,使加爐型。壓、高溫、熔渣氣化更經(jīng)濟(jì)可行。1.2中國(guó)煤氣化技術(shù)發(fā)展6)氣化爐大型化:適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)大型化、規(guī)模中國(guó)煤氣化技術(shù)起步較晚,最早于20世紀(jì)化、集約化發(fā)展,有利于降低投資,提高項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)040年代在大連、南京用UG爐生產(chǎn)合成氨,濟(jì)性。20世紀(jì)50年代末期改用無(wú)煙煤為原料。目前,中國(guó)還有許多合成氨和合成甲醇廠以焦炭或無(wú)煙煤2典型煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展為原料,采用UGI爐生產(chǎn)合成氣“。中國(guó)早期煤氣2.1移動(dòng)床加壓氣化技術(shù)化技術(shù)的開發(fā)主要以模仿創(chuàng)新或引進(jìn)、消化吸收再1927-1928年, Lurgi氣化始于德國(guó),主要目的創(chuàng)新為主。是進(jìn)行褐煤完全氣化試驗(yàn),1936年建立了第一個(gè)工20世紀(jì)60年代,中國(guó)開始進(jìn)行K-T式粉煤業(yè)化的Lui氣化廠。二次大戰(zhàn)期間在德國(guó)和捷克氣化試驗(yàn),并于20世紀(jì)70年代初在新疆建成一套建設(shè)了2個(gè) lurgi氣化廠,戰(zhàn)后在英國(guó)、西德、澳大利K-T式粉煤氣化制氨裝置,氣化爐四開一備,生產(chǎn)亞、南非、美國(guó)等建立了大型氣化裝置。美國(guó)大平能力為每臺(tái)4800m3/h,投產(chǎn)后由于耐火材料被腐原煤制天然氣項(xiàng)目采用14臺(tái)Mk-ⅣV型Lurg爐,蝕碳轉(zhuǎn)化率低、排渣困難等問(wèn)題而改燒重油,此后氣化用煤量達(dá)426萬(wàn)va;南非薩索爾公司間接液化沒(méi)有新的發(fā)展。廠,各種型號(hào)的 Lurgi爐達(dá)97臺(tái)6,氣化用煤達(dá)中國(guó)對(duì)于新型氣化爐或新型煤氣化方法的研3000萬(wàn)Ua。究始于1978年第一次全國(guó)科學(xué)大會(huì)。先后開展了gi氣日和守現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用固定床加壓碎煤氣化(相當(dāng)于Lugi爐),水煤漿加的技術(shù)。197中國(guó)煤化巴廠采用 Lurgi壓氣化(相當(dāng)于GE爐),灰團(tuán)聚流化床氣化(相當(dāng)爐制合成氨2,2m、壓力2.2于U-gas氣化)。“九五”、“十五”期間國(guó)家組織開MPa,以褐煤為原料。1987年,山西化肥廠1000ta《潔凈煤技術(shù)》2013年第19卷第1期轉(zhuǎn)化利用中國(guó)科技核心期刊礦業(yè)類核心期刊合成氨裝置引進(jìn)4臺(tái)直徑為38m的MARK-ⅣV型產(chǎn),氣化爐壓力達(dá)到4.0MPa。目前中國(guó)運(yùn)行和在Lurgi爐,操作壓力為31MPa,氣化能力1650td,建的各類 Lurgi氣化爐型超過(guò)50臺(tái),用于合成氨、合以當(dāng)?shù)刎毭簽樵?。此?中國(guó)先后有沈陽(yáng)煤氣成甲醇、合成天然氣或城市煤氣。廠、蘭州煤氣廠、哈爾濱煤氣廠和義馬煤氣廠等采在Lugi爐的基礎(chǔ)上,英國(guó)煤氣公司于20世紀(jì)用此氣化技術(shù)生產(chǎn)城市煤氣,部分廠家同時(shí)聯(lián)產(chǎn)甲80年代開發(fā)了Lurg爐液態(tài)排渣氣化技術(shù),又稱醇4。近幾年,隨著國(guó)內(nèi)煤制天然氣產(chǎn)業(yè)的興起,BGL( British Gas- Lurgi)氣化技術(shù),并建立了工業(yè)示Lurgi氣化受到青睞,目前在建和已經(jīng)投產(chǎn)的煤制天范試驗(yàn)廠。此氣化技術(shù)的操作壓力2.0~3.0MPa,然氣項(xiàng)目大多采用此氣化技術(shù),如新汶新疆煤制天氣化溫度1400~1600℃。20世紀(jì)90年代中后期,然氣項(xiàng)目、慶華新疆煤制天然氣項(xiàng)目、大唐克旗煤在德國(guó)東部的黑水泵煤氣化廠建設(shè)了一臺(tái)內(nèi)徑3.6m制天然氣項(xiàng)目大唐阜新煤制天然氣項(xiàng)目等。2012年的BCL氣化爐7,2001年投產(chǎn)后,至今運(yùn)行良好。8月大唐克旗煤制天然氣項(xiàng)目一期工程投入試生圖1為urgi爐與BGL爐的結(jié)構(gòu)對(duì)比。煤塊煤、型煤和石灰石排氣口←煤氣煤氣驟冷裝置氧化層水蒸氣、氧和焦油一噴嘴焦油、水灰渣驟冷裝置-灰渣閉鎖倉(cāng)▲灰渣)BGL氣化爐圖1 Lurgi爐與BGL爐結(jié)構(gòu)對(duì)比2005年中國(guó)云南解放軍化肥廠引進(jìn)了Lurg液氣化裝置,單爐最大生產(chǎn)能力2000t/d,最高氣化壓態(tài)排渣(即BGL)氣化技術(shù),直接試燒當(dāng)?shù)睾置?示力6.5MPa。2004年美國(guó)CE公司收購(gòu)了 Texaco范生產(chǎn)線已經(jīng)建成并完成了工業(yè)試驗(yàn)。此氣化技煤氣化技術(shù),目前該技術(shù)又稱為CE煤氣化技術(shù)。術(shù)氣化強(qiáng)度大、污染物排放小。計(jì)劃“十二五”末建中國(guó)水煤漿氣化技術(shù)開發(fā)始于20世紀(jì)60年成的中煤鄂爾多斯煤制合成氨項(xiàng)目擬采用此項(xiàng)技代。1969年在浙江建立了第一套水煤漿氣化中試術(shù),國(guó)內(nèi)一些煤制天然氣項(xiàng)目也有采用此技術(shù)的意裝置(0.7t/h),后由于國(guó)內(nèi)大量開發(fā)石油而停滯。向,但由于技術(shù)成熟度不夠而選用Lurg固態(tài)排渣1979-1982年在陜西建立了水煤漿氣化小試裝置,或其它技術(shù)。BCL技術(shù)在中國(guó)大規(guī)模應(yīng)用還需要1985年又建成中試裝置,規(guī)模為1.5Uh、氣化壓力不斷示范、完善和經(jīng)驗(yàn)積累的過(guò)程。2.6MPa。1984年山東魯南化肥廠引進(jìn)了 Texaco煤22水煤漿加壓氣化技術(shù)氣化技術(shù),于1993年建成了國(guó)內(nèi)第一套水煤漿氣化Texaco煤氣化技術(shù)是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的氣工業(yè)化生產(chǎn)裝置,設(shè)計(jì)氣化煤量為400td、氣化壓流床水煤漿加壓氣化技術(shù)。第一套工業(yè)化裝置于力為28MP世海隹化廠淚河化肥廠、淮1983年在美國(guó) Eastman化工公司投入運(yùn)行,1984年南化肥廠、浩中國(guó)煤化工神木化工、神美國(guó) Cool Water第一套IGCC示范電站建成。自華包頭煤化CNMH∝ Texaco煤氣1983年至今,美國(guó)、日本、德國(guó)先后建設(shè)了多套大型化裝置,分別用于合成氨、合成甲醇的生產(chǎn)。高聚忠:煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展轉(zhuǎn)化利用九五”期間,華東理工大學(xué)完成了多噴嘴對(duì)置2005年清華大學(xué)水煤漿水冷壁氣化爐(清華式水煤漿氣化爐開發(fā),2000年建成了22td中試裝爐)開始投入研發(fā),2011年8月第一套工業(yè)生產(chǎn)裝置,2005年山東德州華魯恒升、山東滕州兗礦國(guó)泰置在山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)集團(tuán)投入生產(chǎn)運(yùn)行0,該裝建成了2套氣化壓力為40MPa,處理煤量1150td置采用點(diǎn)火、投料程序一體化技術(shù),此氣化技術(shù)的的氣化爐9。此后,神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)、兗礦魯南開發(fā)成功,又為中國(guó)水煤漿氣化技術(shù)的選擇提供了化肥廠、江蘇索普集團(tuán)等轉(zhuǎn)讓了40多套多噴嘴水煤一條新的途徑。圖2為C氣化爐、多噴嘴爐和清漿氣化裝置。華爐結(jié)構(gòu)的對(duì)比。煤漿O煤漿O煤漿漿化室粗煤氣粗煤氣激冷室L渣a)GE氣化爐多噴嘴爐c)清華爐圖2GE氣化爐、多噴嘴爐和清華爐結(jié)構(gòu)的對(duì)比目前,中國(guó)在建和投入運(yùn)行的各類水煤漿加壓投入使用的GSP氣化爐約有20臺(tái)。氣化爐超過(guò)200臺(tái)。水煤漿加壓氣化由于具有良好GSP氣化技術(shù)也是2000年以后進(jìn)入中國(guó),的操作性和環(huán)保性,已經(jīng)成為中國(guó)現(xiàn)代煤化工發(fā)展2005年西門子公司與神華寧煤集團(tuán)成立了合資公的主流。司,負(fù)責(zé)國(guó)內(nèi)技術(shù)推廣。國(guó)內(nèi)神華寧煤集團(tuán)5臺(tái)23干煤粉加壓氣化技術(shù)晉城蘭花集團(tuán)2臺(tái)500MW的CSP氣化裝置已經(jīng)She煤氣化技術(shù)是中國(guó)工業(yè)化應(yīng)用最早的氣建成。流床干煤粉加壓氣化技術(shù)。Shel煤氣化技術(shù)實(shí)際中國(guó)干煤粉加壓氣化技術(shù)開發(fā)起步較晚。兩上是K-T爐的加壓氣化形式,其主要工藝特點(diǎn)是采段式氣化爐是西安熱工研究院最新開發(fā)成功的用密封料斗法加煤裝置和粉煤濃相輸送,氣化爐采種干煤粉加壓氣化技術(shù),1997年建成了一套0.7td用水冷壁結(jié)構(gòu)。1993年全球第一套大型工業(yè)化生的小試裝置,2004年建成了處理煤量為36~40t/h產(chǎn)裝置在荷蘭建成m,用于IGCC發(fā)電,每天消耗煤的中試裝置。首套工業(yè)化示范裝置在天津華能“綠量為2000t色煤電”項(xiàng)目中應(yīng)用,每天耗煤量為2000t,廢熱鍋She煤氣化于2000年以后進(jìn)入中國(guó),中石化爐流程,用于IGCC發(fā)電2)。另一套工業(yè)化裝置投岳陽(yáng)、洞庭、安慶3家化肥企業(yè)由于油改煤的需要,煤量1000t/d,激冷流程,在內(nèi)蒙古世林化工有限公引進(jìn)了She煤媒某氣化技術(shù),在此帶動(dòng)下,截止2008年司年產(chǎn)3×103t甲醇項(xiàng)目應(yīng)用。國(guó)內(nèi)先后有19家企業(yè)引進(jìn)了23臺(tái)煤氣化爐,氣化2000年以后,中國(guó)航天科技集團(tuán)公司成功開發(fā)壓力40MPa,單爐每天最大耗煤量為2800t。了干煤粉加壓氣化航天爐,用于15萬(wàn)ta甲醇項(xiàng)GSP煤氣化技術(shù)是世界上最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用目,2008年建成投產(chǎn)。截止2011年底已有6家的氣流床干煤粉加壓氣化技術(shù)。該技術(shù)由原民主企業(yè)采用航天爐的項(xiàng)目建成,包括中能化工、中新德國(guó)燃料研究所開發(fā),1985年在 Schwarze Pump建化工、魯西化工等甲王怕在建和建成的項(xiàng)目成了第一套工業(yè)化裝置,投煤量為30th,工作壓力已經(jīng)有16家中國(guó)煤化工氣化爐基本為30MPa,產(chǎn)氣量為40000m3/h。東西德合并后,處于同一水平CNMH爐航天爐該技術(shù)目前歸西門子公司擁有。目前,全球在建和結(jié)構(gòu)的對(duì)比《潔凈煤技術(shù)》2013年第19卷第1期轉(zhuǎn)化利用中國(guó)科技核心期刊礦業(yè)類核心期刊粗煤氣題及飛灰冷煤氣粗煤氣煤粉粗煤氣a)She爐b)GSP爐c)兩段爐d)航天爐圖3She、GSP、兩段爐、航天爐結(jié)構(gòu)的對(duì)比3煤氣化技術(shù)的選擇與創(chuàng)新度較深,對(duì)煤氣化裝置的依賴度也比較大,裝置開停車一次,少則損失幾十萬(wàn)元,多則損失上千萬(wàn)甚3.1煤氣化技術(shù)的選擇至上億元?，F(xiàn)代煤氣化技術(shù)對(duì)煤質(zhì)要求都較高,目國(guó)內(nèi)在工業(yè)化應(yīng)用的煤氣化技術(shù)十分紛雜。前國(guó)內(nèi)投產(chǎn)的煤轉(zhuǎn)化項(xiàng)目都因煤質(zhì)不穩(wěn)或煤質(zhì)波最先進(jìn)的干煤粉加壓氣化技術(shù)、水煤漿加壓氣化技動(dòng)而受到過(guò)影響術(shù)在中國(guó)擁有全球最大規(guī)模的生產(chǎn)裝置和最多的綜合分析現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和當(dāng)今各種煤氣化爐。最落后的移動(dòng)床常壓氣化技術(shù)在國(guó)外已炭氣化技術(shù)的特點(diǎn),對(duì)煤氣化技術(shù)的選擇最終落實(shí)經(jīng)淘汰,但在中國(guó)還有很多用戶。移動(dòng)床常壓氣化到經(jīng)濟(jì)性能。煤氣化技術(shù)與目標(biāo)產(chǎn)品相結(jié)合經(jīng)濟(jì)由于投資少、建設(shè)周期短、見效快等優(yōu)點(diǎn)而得以發(fā)性能好,生命力就強(qiáng)?，F(xiàn)代工業(yè)更體現(xiàn)的是經(jīng)濟(jì)、展,但此技術(shù)在中國(guó)已被列人淘汰技術(shù),主要是因社會(huì)與環(huán)境發(fā)展的和諧統(tǒng)一,現(xiàn)代工業(yè)對(duì)煤氣化選為中國(guó)對(duì)煤氣化技術(shù)的選擇更加注重環(huán)境因素。擇要求如下目前還沒(méi)有一種萬(wàn)能氣化爐能氣化各種煤,各1)技術(shù)成熟?，F(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性強(qiáng),煤氣化種煤氣化爐型和氣化技術(shù)都有優(yōu)點(diǎn)和不足,以及對(duì)作為龍頭,其安全性、穩(wěn)定性直接影響經(jīng)濟(jì)性能。煤種的適應(yīng)性和對(duì)煤氣化產(chǎn)品的適配性。不同爐2)環(huán)境性能好。不產(chǎn)生或較少產(chǎn)生有害物質(zhì)型對(duì)原料煤種的要求和適應(yīng)性不同,同一煤種針對(duì)三廢問(wèn)題少不同的目標(biāo)產(chǎn)品應(yīng)采用不同的氣化爐型。3)原料煤種適應(yīng)性好。氣化爐型選擇因煤而表1為以神華煤為原料采用移動(dòng)床加壓氣化異,要根據(jù)原料煤的來(lái)源和煤質(zhì)特點(diǎn)選擇適宜的氣urgi爐與水煤漿氣化GE爐及干煤粉氣化 Shell爐化技術(shù)15氣化性能的比較。4)與目標(biāo)產(chǎn)品的匹配性要好。氣化爐與先進(jìn)神華煤是國(guó)內(nèi)產(chǎn)量最大的商品煤,氣化用戶在的煤氣利用技術(shù)有良好的兼容性。國(guó)內(nèi)也最多。神華煤具有低灰、低硫、低灰熔融性5)建設(shè)投資少。和高水分、高揮發(fā)分、高發(fā)熱量的特點(diǎn),是一種良好6)運(yùn)行成本低。包括消耗低、能效高,操作和的氣化煤種,水分含量高煤質(zhì)年輕,制漿濃度是制維修簡(jiǎn)單等。約氣化運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。神華煤用于Lurg爐和7)單爐YH中國(guó)煤化工業(yè)大規(guī)模、集干煤粉氣化應(yīng)注意其結(jié)渣和成渣性。約化生產(chǎn)的需CNMHG現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目一般投資較高,裝置間關(guān)聯(lián)程8)自動(dòng)化水平高。能與現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)控制技高聚忠:煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展轉(zhuǎn)化利用術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)智能控制和自動(dòng)控制,盡可能降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。表1凵urgi爐、GE爐、She爐氣化性能對(duì)比氣化方法移動(dòng)床加壓氣化Lug爐水煤漿氣化GE爐干媒粉氣化$h爐灰排出狀態(tài)干灰熔渣熔渣對(duì)小顆粒煤受限不受限不受限原料要求對(duì)灰熔融性要求/℃sT>1250FT<1350FT<1450粒度/mm<2.5<1.0含水量/%入爐物料x(O2)/%99,699.6蒸汽壓力/MPa(過(guò)熱無(wú)5(過(guò)熱)氣化壓力/MPa2-34.0-6.52.0-4.0操作特性氣化溫度(出口)/℃1350-14001400-1550爐內(nèi)最高溫度/℃≥2000x(H2)/%36-39煤氣各成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(CO2)/%28-3216-18x(CH4)/%10~120.01<0.01氧耗/m3240-270370-390300~340消耗指標(biāo)煤耗570-590蒸汽耗/kg1850-21000~100冷煤氣效率/%73-7578-80總熱效率/煤氣中焦油、酚含量大量無(wú)無(wú)適用場(chǎng)合高熱值燃料氣(城市煤氣)制氫(以H2為主合成氣)合成氣IGC僅考慮電耗(包括備煤和制氧)和蒸汽(含自產(chǎn)蒸汽)的消耗,不考慮變換蒸汽消耗3.2煤氣化技術(shù)創(chuàng)新達(dá)國(guó)家技術(shù)的差距,也推動(dòng)了中國(guó)現(xiàn)代煤氣化和煤隨著中國(guó)煤化工技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,煤直接液化工技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。但長(zhǎng)期技術(shù)引進(jìn)必然會(huì)化、煤間接液化、煤制烯烴、煤制乙二醇等具有自主挫傷技術(shù)創(chuàng)新的積極性。目前,中國(guó)正處于建設(shè)創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤化工新技術(shù)已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平,但作新型國(guó)家的發(fā)展時(shí)期,創(chuàng)新、發(fā)展、應(yīng)用自主的煤氣為現(xiàn)代煤化工支撐的現(xiàn)代煤氣化技術(shù)開發(fā)相對(duì)化技術(shù)勢(shì)在必行。滯后。縱觀國(guó)內(nèi)外不同煤氣化技術(shù)的開發(fā)過(guò)程,一般改革開發(fā)以來(lái),中國(guó)先后引進(jìn)的煤氣化技術(shù)有都要從概念形成,經(jīng)過(guò)小試、中試、工業(yè)示范的過(guò)Lurgi,CE,U-gas,Shel,GSP,KBR,恩德爐等各種工程,最終進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用。國(guó)外的GE,Shel,CsP業(yè)化氣化爐型。其中CE,She和 Lurgi3種氣化爐 Lurgi等氣化技術(shù)和國(guó)內(nèi)的多噴嘴氣化、兩段式氣化總氣化能力在國(guó)內(nèi)排前3位,目前還有不斷擴(kuò)大的等都是如此。趨勢(shì)。這些技術(shù)和核心專利成果基本上都是20世煤氣化技術(shù)創(chuàng)新的核心是氣化爐創(chuàng)新。煤氣紀(jì)80年代前后取得的,GE技術(shù)核心是水煤漿進(jìn)料化技術(shù)的創(chuàng)新范圍主要包括氣化爐,加料系統(tǒng)(含和氣化爐; Shell和CSP技術(shù)核心是干煤粉加壓進(jìn)料噴嘴),原料預(yù)處理系統(tǒng),煤氣冷卻系統(tǒng),黑水灰水和氣化爐,其核心專利超過(guò)20a,第四代Iuri氣化處理系統(tǒng),排渣系統(tǒng)及相關(guān)的設(shè)備和材料等。已經(jīng)超過(guò)30a中國(guó)是全球最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)及煤結(jié)論與氣化國(guó)家,也是全球最大的煤氣化技術(shù)進(jìn)口國(guó)。改1)煤氣YH中國(guó)煤化工CNMHG中國(guó)煤氣化技革開放以來(lái),通過(guò)技術(shù)引進(jìn),縮短了中國(guó)與國(guó)外發(fā)術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。先進(jìn)的煤氣化技術(shù)在中國(guó)具《潔凈煤技術(shù)》2013年第19卷第】期轉(zhuǎn)化利用中國(guó)科技核心期刊礦業(yè)類核心期刊有很強(qiáng)的生命力。CE煤氣化技術(shù)進(jìn)入中國(guó)20多年[4]沈浚合成氨[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011來(lái),已向中國(guó)企業(yè)轉(zhuǎn)讓了幾十家,占全球CE煤氣化[5]高聚忠神華煤Lg氣化制合成氣探討[A].神華首用戶的80%以上。 Shell煤氣化爐2000年前后進(jìn)入屆科技研討會(huì)[C].北京:煤炭T業(yè)出版社,2005:506中國(guó),目前中國(guó)的 Shell煤氣化爐用戶占 Shell煤-515氣化爐用戶的90%以上。常壓移動(dòng)床氣化在國(guó)外[6]王鵬,輯緒國(guó).魯奇煤氣化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J]凈煤技術(shù),2009,15(5):48-51雖然早已經(jīng)淘汰,但由于投資低,在中國(guó)還有近[7]汪家銘.BGL碎煤熔渣氣化技術(shù)及其T業(yè)應(yīng)用[J].化6000臺(tái)氣化爐在運(yùn)行。因此在中國(guó)不可能出現(xiàn)任學(xué)工業(yè),2011,29(7):34-39何一項(xiàng)煤氣化技術(shù)壟斷的格局。目前,應(yīng)結(jié)合引進(jìn)[8]任相坤神華煤氣流床氣化特性分析[A].神華首屆技術(shù)取得的經(jīng)驗(yàn),加強(qiáng)自主煤氣化技術(shù)的創(chuàng)新、應(yīng)科技研討會(huì)[C].北京:煤炭工業(yè)出版社,2005:443用與發(fā)展2)煤氣化是現(xiàn)代煤化工的基礎(chǔ),隨著中國(guó)現(xiàn)代[9]于遵宏,于廣鎖·多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的研煤化工技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,煤氣化技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用[J].中國(guó)科技產(chǎn)業(yè),2006(2):2是大型化、高效率和環(huán)境友好,其技術(shù)應(yīng)用需要考31慮煤種適應(yīng)性、操作的可靠性和環(huán)保特性。未來(lái)煤101王中剛,韓喜民水煤漿水冷壁氣化爐項(xiàng)目總結(jié)[J化肥工業(yè),2012,39(1):57-58炭清潔高效轉(zhuǎn)化利用將是以大型、先進(jìn)的煤氣化技11 H J vander Ploeg, T Chhoa, P L Zuideveld. The shell術(shù)為核心,以電、化、熱等多聯(lián)產(chǎn)為方向技術(shù)集成。Coal Gasification Process for the US Industry [A]參考文獻(xiàn)Gasification Technology Conference[C]. 2004: 1-19[12]劉曉軍.HT-L航天加壓粉煤氣化技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.中華人民共和國(guó)20l[J].全國(guó)煤氣化技術(shù)通訊,2012(3):1-18年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)[R].北京:國(guó)家統(tǒng)[13]許世森,王保民兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)及工程計(jì)公報(bào),2012.應(yīng)用[J].化工進(jìn)展,2011,29(S1):290-294[2〕張東亮,孫弄,孫河清,等.煤氣化制合成氣資料匯編14]陳家仁.煤炭氣化的理論與實(shí)踐[M].北京:煤炭工[R].西安:西北化工研究院,1996.業(yè)出版社,20073]賀永德現(xiàn)代煤化工技術(shù)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出15]張臘,米金英.干煤粉加壓氣化技術(shù)的現(xiàn)狀和進(jìn)展版社,2004[J].潔凈煤技術(shù),2012,18(2):74-78(上接第60頁(yè)[7]徐曉光趙毅褐煤提質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景[J]3)中國(guó)褐煤資源豐富,近年成型技術(shù)發(fā)展較熱力發(fā)電,2012,41(5):1-2快,應(yīng)發(fā)展適合于中國(guó)褐煤煤質(zhì)特點(diǎn)的成型技術(shù),[8]高俊榮陶秀祥,侯彤,等褐煤干燥脫水技術(shù)的研究從而為合理、高效利用中國(guó)儲(chǔ)量豐富的褐煤資源提進(jìn)展[J].潔凈煤技術(shù),2008,14(6):73-75供先進(jìn)的工藝技術(shù)。[9]張偉,王再義,王相力,等.日本神戶制鋼UBC工藝的開發(fā)[J].潔凈煤技術(shù),2010,16(4):64-66參考文獻(xiàn)[10]汪壽建.褐煤干燥成型多聯(lián)產(chǎn)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用[1]徐振剛,劉隨芹.型煤技術(shù)[M].北京:煤炭工業(yè)和發(fā)展[J].化工進(jìn)展,2010,29(8):1379-1386社,2001[1]常舂祥,熊友輝,蔣泰毅.高水分褐煤燃燒發(fā)電的集[2]戴和武,謝可玉.褐煤利用技術(shù)[M].北京:煤炭工業(yè)成干燥技術(shù)[J.選煤技木,2006,4(2):19-20出版社,1999[1I2]汪壽建.褐煤干燥成型多聯(lián)產(chǎn)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用[3〕程守云,閆鐵雷.國(guó)內(nèi)低階煤干燥技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用新和發(fā)展[J化工進(jìn)展,2010,29(8):1379-1387進(jìn)展[J].廣州化工,2012,40(16):25-274]趙振新朱書全,馬名杰,等中國(guó)褐煤的綜合優(yōu)化利13]宋書全褐煤提質(zhì)技術(shù)開發(fā)現(xiàn)狀及分析[J潔凈煤用[J].潔凈煤技術(shù),200,14(1):28-31技術(shù),2011,17(1):1-4[5]邵俊杰褐煤提質(zhì)技術(shù)現(xiàn)狀及我國(guó)褐煤提質(zhì)技術(shù)發(fā)展[14]白向飛中國(guó)煤化工提質(zhì)技術(shù)開發(fā)趨勢(shì)初探[J].神華科技,2009,7(2):17-2J.煤CNMHG6]崔義,周鵬.褐煤干燥成型技術(shù)的研究[J.潔凈煤技15]田忠坤.國(guó)λ,L、秌、雙坐一工藝技術(shù)開發(fā)術(shù),2012,18(1):42-4研究[冂].選煤技術(shù),2011,4(2):20-23高聚忠:煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展71