煤炭氣化技術論文篇二

　　試論煤氣化技術及創(chuàng)新

　　【摘要】近年來煤化工的發(fā)展，大量體現(xiàn)在煤氣化技術的進步上，新的煤氣化技術不斷成熟，有國外引進的，國內開發(fā)的。其中，有些煤氣化技術不斷成熟，如航天爐氣化技術、Shell 氣化技術、GSP 氣化技術等。本文從常用煤氣化技術、煤氣化方法選擇中的幾個問題和煤氣化技術創(chuàng)新三個方面進行了探討。

　　【關鍵詞】煤氣化技術;創(chuàng)新;

　　中圖分類號：TQ546

　　一、常用煤氣化技術

　　1.1 Shell 煤氣化技術

　　Shell 煤氣化技術是中國工業(yè)化應用最早的氣流床干煤粉加壓氣化技術。Shell 煤氣化技術實際上是 K - T 爐的加壓氣化形式，其主要工藝特點是采用密封料斗法加煤裝置和粉煤濃相輸送，氣化爐采用水冷壁結構。1993 年全球第一套大型工業(yè)化生產裝置在荷蘭建成，用于 IGCC 發(fā)電，每天消耗煤量為 2000 t[1]。Shell 煤氣化于 2000 年以后進入中國，中石化岳陽、洞庭、安慶 3 家化肥企業(yè)由于油改煤的需要，引進了 Shell 煤氣化技術，在此帶動下，截止 2008 年國內先后有 19 家企業(yè)引進了 23 臺煤氣化爐，氣化壓力 4.0 MPa，單爐每天最大耗煤量為 2800 t。

　　1.2 GSP 煤氣化技術

　　GSP 煤氣化技術是世界上最早實現(xiàn)工業(yè)化應用的氣流床干煤粉加壓氣化技術。該技術由原民主德國燃料研究所開發(fā)，1985 年在 Schwarze Pump 建成了第一套工業(yè)化裝置，投煤量為 30 t/h，工作壓力為 3.0 MPa，產氣量為 40000 m3/ h。東西德合并后，該技術目前歸西門子公司擁有。目前，全球在建和投入使用的 GSP 氣化爐約有 20 臺。GSP 氣化技術也是 2000 年以后進入中國，2005 年西門子公司與神華寧煤集團成立了合資公司，負責國內技術推廣。國內神華寧煤集團 5 臺、晉城蘭花集團 2 臺 500 MW 的 GSP 氣化裝置已經建成[2]。

　　1.3 航天爐氣化技術

　　中國干煤粉加壓氣化技術開發(fā)起步較晚。兩段式氣化爐是西安熱工研究院最新開發(fā)成功的一種干煤粉加壓氣化技術，1997 年建成了一套0.7 t/d的小試裝置，2004 年建成了處理煤量為 36～40 t/h的中試裝置。首套工業(yè)化示范裝置在天津華能“綠色煤電”項目中應用，每天耗煤量為 2000 t，廢熱鍋爐流程，用于 IGCC 發(fā)電。另一套工業(yè)化裝置投煤量 1000 t/d，激冷流程，在內蒙古世林化工有限公司年產 3 ×105 t 甲醇項目應用。2000 年以后，中國航天科技集團公司成功開發(fā)了干煤粉加壓氣化航天爐，用于 15 萬 t/a 甲醇項目，2008 年建成投產。截止 2011 年底，已有 6 家企業(yè)采用航天爐的項目建成，包括中能化工、中新化工、魯西化工等，采用航天爐在建和建成的項目已經有 16 家。國內外各類干煤粉加壓氣化爐基本處于同一水平。

　　二、煤氣化方法選擇中的幾個問題

　　2.1運行時間

　　如何衡量煤氣化技術的進步有不同的方法。目前通用的辦法是外商提出的一臺爐連續(xù)運行多少天，他們認為連續(xù)運行 100d 就標志著這個技術已經過關。這個說法有一半道理，連續(xù)開100d確實不易，但與我們傳統(tǒng)的設計理念有些不同。傳統(tǒng)的設計理念是年操作8000h，一年停車通常只能是一次。而石油部門遠比化工行業(yè)苛刻，他們要求連續(xù)運行24個月以上[3]。事實上，煤化工裝置連續(xù)運行8000h是不簡單的，目前的幾種煤氣化技術除了水煤漿以外，其他都有難度。航天爐和小型Shell氣化爐還好一些，有這個潛力。多數(shù)新的氣化技術事實上是達不到的，還有待于進一步提高。因此，我們在選擇煤氣化技術上，應該更加注重年運行時間，而不要僅僅看一次運行時間。如果達不到要求，特別是年運行時間在偏離8000h較大的情況下，用戶一定要用該技術，最好有備爐。

　　2.2以煤定爐

　　在選擇煤氣化技術的時候，首先要確定煤的品質，這是大家通常采用的方法。煤的品質包括灰熔點、灰含量、粘度、揮發(fā)分、內水含量等。但是近年來一些氣化技術推銷商，過分夸大自己爐子的優(yōu)點，不斷降低技術標準，例如把水煤漿氣化的濃度降低至54%，這是不應該的。不適合用這樣的爐型就退出，不必勉強。這個原則就叫 “以煤定爐”[4]。

　　2.3爐型的匹配

　　在大型煤化工裝置中，可以采用兩種不同的氣化爐，這是比較合理的。事實上，這往往是氣化后流程的需要，也就是激冷流程和廢鍋流程的組合，使得既能夠得到一些中壓蒸汽，又可以滿足合成氣中水氣比的要求。這樣做的前提是在這個裝置中，氣化爐的臺數(shù)很多。當然，這對企業(yè)將來的管理造成麻煩比較多，這也是情理中的事。

　　三、煤氣化技術創(chuàng)新

　　隨著中國煤化工技術及產業(yè)的發(fā)展，煤直接液化、煤間接液化、煤制烯烴、煤制乙二醇等具有自主知識產權的煤化工新技術已達國際先進水平，但作為現(xiàn)代煤化工支撐的現(xiàn)代煤氣化技術開發(fā)相對滯后。

　　改革開放以來，中國先后引進的煤氣化技術有Lurgi，GE，U - gas，Shell，GSP，KBR，恩德爐等各種工業(yè)化氣化爐型。其中 GE，Shell 和 Lurgi 3 種氣化爐總氣化能力在國內排前 3 位，目前還有不斷擴大的趨勢。這些技術和核心專利成果基本上都是 20 世紀 80 年代前后取得的，GE 技術核心是水煤漿進料和氣化爐; Shell 和 GSP 技術核心是干煤粉加壓進料和氣化爐，其核心專利超過 20 a，第四代 Lurgi 氣化已經超過 30 a[5]。中國是全球最大的煤炭生產國和消費國及煤氣化國家，也是全球最大的煤氣化技術進口國。改革開放以來，通過技術引進，縮短了中國與國外發(fā)達國家技術的差距，也推動了中國現(xiàn)代煤氣化和煤化工技術的應用與發(fā)展。但長期技術引進必然會挫傷技術創(chuàng)新的積極性。目前，中國正處于建設創(chuàng)新型國家的發(fā)展時期，創(chuàng)新、發(fā)展、應用自主的煤氣化技術勢在必行。

　　縱觀國內外不同煤氣化技術的開發(fā)過程，一般都要從概念形成，經過小試、中試、工業(yè)示范的過程，最終進入工業(yè)化應用。國外的 GE，Shell，GSP，Lurgi 等氣化技術和國內的多噴嘴氣化、兩段式氣化等都是如此[6]。煤氣化技術創(chuàng)新的核心是氣化爐創(chuàng)新。煤氣化技術的創(chuàng)新范圍主要包括氣化爐，加料系統(tǒng)( 含噴嘴) ，原料預處理系統(tǒng)，煤氣冷卻系統(tǒng)，黑水灰水處理系統(tǒng)，排渣系統(tǒng)及相關的設備和材料等。

　　四、結論與建議

　　1) 煤氣化技術選擇的多樣化是中國煤氣化技術發(fā)展的必然趨勢。先進的煤氣化技術在中國具有很強的生命力。GE 煤氣化技術進入中國 20 多年來，已向中國企業(yè)轉讓了幾十家，占全球 GE 煤氣化用戶的 80% 以上。Shell 煤氣化爐 2000 年前后進入中國，目前中國的 Shell 煤氣化爐用戶占 Shell 煤氣化爐用戶的 90% 以上。常壓移動床氣化在國外雖然早已經淘汰，但由于投資低，在中國還有近6000 臺氣化爐在運行。因此在中國不可能出現(xiàn)任何一項煤氣化技術壟斷的格局。目前，應結合引進技術取得的經驗，加強自主煤氣化技術的創(chuàng)新、應用與發(fā)展。

　　2) 煤氣化是現(xiàn)代煤化工的基礎，隨著中國現(xiàn)代煤化工技術及產業(yè)的發(fā)展，煤氣化技術發(fā)展的重點是大型化、高效率和環(huán)境友好，其技術應用需要考慮煤種適應性、操作的可靠性和環(huán)保特性。未來煤炭清潔高效轉化利用將是以大型、先進的煤氣化技術為核心，以電、化、熱等多聯(lián)產為方向技術集成。在國內建設新形勢下，煤化工的有序發(fā)展即將來臨，認真研究煤化工裝置建設的規(guī)律，有助于推進煤化工的科學發(fā)展，為建成經濟上發(fā)達而又美麗的中國開創(chuàng)新的局面。

　　【參考文獻】

　　[1]多功能柴煤氣化節(jié)能爐生產技術培訓[J]。 農村百事通，2013，(6)。

　　[2]丁玉林。 煤氣化技術特點綜述與技術探討[J]。 科技創(chuàng)新與應用，2012，(33)。

　　
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