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气化技术
气化技术
概念煤炭气化是指煤在特定的设备内,在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应,将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。
煤炭气化时,必须具备三个条件,即气化炉、气化剂、供给热量,三者缺一不可。
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煤炭气化指在一定温度、压力下,用气化剂对煤进行热化学加工,将煤中有机质转变为煤气的过程。
其涵义就是以煤、半焦或焦炭为原料,以空气、富氧、水蒸气、二氧化碳或氢气为气化介质,使煤经过部分氧化和还原反应,将其在所含碳、氢等物质转化成为一氧化碳、氢、甲烷等可燃组分为主的气体产物的多相反应过程。
对此气体产品的进一步加工,可制得其它气体、液体燃烧料或化工产品。
经气化,使煤的潜热尽可能多地变为煤气的潜热。
煤气化方法
(1)以原形态为主进行分类,有固体燃烧气化、液体燃料气化、气体燃烧料气化及固/液混合燃料气化等。
(2)以入炉煤的粒级为主进行分类,有块煤气化(6~50mm)、煤粉气化(小于0.1mm)等。
此外,入炉燃烧以煤/油浆或煤/水浆形成的,均归入小粒煤和煤粉气化法中。
(3)以气化过程的操作压力为主进行分类,有常压或低压气化(0~0.35MPa)、中压气化(0.7~3.5MPa)和高压气化(7MPa)。
(4)以气化介质为主进行分类,有空气鼓风气化、空气-水蒸气气化、氧-水蒸气气化和加氢气化(以氢气为化剂,由不得煤制取高热值煤气的过程)等。
(5)以排渣方式为主进行分类,有干式或湿式排渣气化、固态或液态排渣气化、连续或间歇排渣气化等。
(6)以气化过程供热方式进行分类,有外热式气化(气化所需热量通过外部加热装置由气化炉内部释放出来)和热载体(气、固或液渣载体)气化。
(7)以入炉煤在炉内的过程动态进行分类,有移动床气化、液化床气化、气流(夹带)床气化和熔融床(熔渣或熔盐、熔铁水)气化等。
(8)以固体煤和气体介质的相对运动方向进行分类,有同向气化或称并流气化、逆流气化等。
(9)以过程的操作方式为主进行分类,有连续间歇式或循环式气化等。
[1]
煤炭气化原理
煤炭气化包含一系列物理、化学变化。
一般包括干燥、燃烧、热解和气化四个阶段。
干燥属于物理变化,随着温度的升高,煤中的水分受热蒸发。
其他属于化学变化,燃烧也可以认为是气化的一部分。
煤在气化炉中干燥以后,随着温度的进一步升高,煤分子发生热分解反应,生成大量挥发性物质(包括干馏煤气、焦油和热解水等),同时煤粘结成半焦。
煤热解后形成的半焦在更高的温度下与通入气化炉的气化剂发生化学反应,生成以一氧化碳、氢气、甲烷及二氧化碳、氮气、硫化氢、水等为主要成分的气态产物,即粗煤气。
气化反应包括很多的化学反应,主要是碳、水、氧、氢、一氧化碳、二氧化碳相互间的反应,其中碳与氧的反应又称燃烧反应,提供气化过程的热量。
[2]
主要反应有:
1、水蒸气转化反应
C+H2O=CO+H2-131KJ/mol
2、水煤气变换反应
CO+H2O=CO2+H2+42KJ/mol
3、部分氧化反应
C+0.5O2=CO+111KJ/mol
4、完全氧化(燃烧)反应
C+O2=CO2+394KJ/mol
5、甲烷化反应
CO+2H2=CH4+74KJ/mol
6、变换反应
C+CO2=2CO-172KJ/mol
常见工艺介绍
煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热方式等分类,常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分,主要有:
1)固定床气化:
在气化过程中,煤由气化炉顶部加入,气化剂由气化炉底部加入,煤料与气化剂逆流接触,相对于气体的上升速度而言,煤料下降速度很慢,甚至可视为固定不动,因此称之为固定床气化;而实际上,煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的,比较准确的称其为移动床气化。
2)流化床气化:
它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料,在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中,煤粒在沸腾状态进行气化反应,从而使得煤料层内温度均一,易于控制,提高气化效率。
3)气流床气化。
它是一种并流气化,用气化剂将粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内,也可将煤粉先制成水煤浆,然后用泵打入气化炉内。
煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应,灰渣以液态形式排出气化炉。
4)熔浴床气化。
它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内,把一部分动能传给熔渣,使池内熔融物做螺旋状的旋转运动并气化。
此气化工艺已不再发展。
以上均为地面气化,还有地下气化工艺。
应用领域
1)工业燃气
一般热值为1100-1350大卡热的煤气,采用常压固定床气化炉、流化床气化炉均可制得。
主要用于钢铁、机械、卫生、建材、轻纺、食品等部门,用以加热各种炉、窑,或直接加热产品或半成品。
2)民用煤气
一般热值在3000-3500大卡,要求CO小于10%,除焦炉煤气外,用直接气化也可得到,采用鲁奇炉较为适用。
与直接燃煤相比,民用煤气不仅可以明显提高用煤效率和减轻环境污染,而且能够极大地方便人民生活,具有良好的社会效益与环境效益。
出于安全、环保及经济等因素的考虑,要求民用煤气中的H2、CH4、及其它烃类可燃气体含量应尽量高,以提高煤气的热值;而CO有毒其含量应尽量低。
3)合成原料气
作为化工合成和燃料油合成原料气
早在第二次世界大战时,德国等就采用费托工艺(Fischer-Tropsch)合成航空燃料油。
随着合成气化工和碳-化学技术的发展,以煤气化制取合成气,进而直接合成各种化学品的路线已经成为现代煤化工的基础,主要包括合成氨、合成甲烷、合成甲醇、醋酐、二甲醚以及合成液体燃料等。
化工合成气对热值要求不高,主要对煤气中的CO、H2等成分有要求,一般德士古气化炉、Shell气化炉较为合适。
4)冶金还原气
煤气中的CO和H2具有很强的还原作用。
在冶金工业中,利用还原气可直接将铁矿石还原成海棉铁;在有色金属工业中,镍、铜、钨、镁等金属氧化物也可用还原气来冶炼。
因此,冶金还原气对煤气中的CO含量有要求。
5)联合循环发电燃气
整体煤气化联合循环发电(简称IGCC)是指煤在加压下气化,产生的煤气经净化后燃烧,高温烟气驱动燃气轮机发电,再利用烟气余热产生高压过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。
用于IGCC的煤气,对热值要求不高,但对煤气净化度-如粉尘及硫化物含量的要求很高。
与IGCC配套的煤气化一般采用固定床加压气化(鲁奇炉)、气流床气化(德士古)、加压气流(Shell气化炉)广东省加压流化床气化工艺,煤气热值2200-2500大卡左右。
6)燃料电池
燃料电池是由H2、天然气或煤气等燃料(化学能)通过电化学反应直接转化为电的化学发电技术。
煤炭气化燃料电池主要由磷酸盐型(PAFC)、熔融碳酸盐型(MCFC)、固体氧化物型(SOFC)等。
它们与高效煤气化结合的发电技术就是IG-MCFC和IG-SOFC,其发电效率可达53%。
7)制作氢气
氢气广泛的用于电子、冶金、玻璃生产、化工合成、航空航天、煤炭直接液化及氢能电池等领域,世界上96%的氢气来源于化石燃料转化。
而煤炭气化制氢起着很重要的作用,一般是将煤炭转化成CO和H2,然后通过变换反应将CO转换成H2和H2O,将富氢气体经过低温分离或变压吸附及膜分离技术,即可获得氢气。
8)煤炭液化的气源
不论煤炭直接液化和间接氧化,都离不开煤炭气化。
煤炭液化需要煤炭气化制氢,而可选的煤炭气化工艺同样包括固定床加压Lurgi气化、加压流化床气化和加压气流床气化工艺。
具体介绍GE水煤浆气化工艺、壳牌干煤粉气化工艺、西门子GSP干煤粉气化工艺、BGL煤气化工艺
一、壳牌煤气化技术简介
1、工艺原理
壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的,煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。
由于气化炉内温度很高,在有氧存在的条件下,碳、挥发分及部分反应产物(H2和CO等)以发生燃烧反应为主,在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应,即过程进入到气化反应阶段,最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。
典型的SCGP煤气成分见表1。
2、工艺流程
目前,壳牌煤气化装置从示范装置到大型工业化装置均采用废锅流程,激冷流程的壳牌煤气化工艺很快会推向市场。
废锅流程的壳牌煤气化工艺简略流程见图1。
原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机,在磨煤机内将原料煤磨成煤粉(90%<100μm)并干燥,煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓,由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。
来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸汽混合后导入煤烧嘴。
气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900℃左右进入合成气冷却器。
经合成气冷却器回收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统,处理后的煤气中含尘量小于1mg/m3送后续工序。
湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用,小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。
闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。
在气化炉内气化产生的高温熔渣,自流进入气化炉下部的渣池进行激冷,高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体,可作为建筑材料或用于路基。
3、技术特点
壳牌干煤粉气化工日处理煤量为2000t的单系列大型煤气化装置于1993年在荷兰Demkolec电厂建成,煤气化装置所产煤气用于联合循环发电,壳牌干煤粉气化工艺具有如下特点。
(1)煤种适应性广 对煤种适应性强,从褐煤、次烟煤、烟煤到无烟煤、石油焦均可使用,也可将2种煤掺混使用。
对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽,即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。
(2)单系列生产能力大 目前已投人生产运行的煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000t/d以上,单台气化炉投煤量达2800t/d的煤气化装置也正在建设中。
(3)碳转化率高由于气化温度高,一般在1400~1600℃,碳转化率可高达99%以上。
(4)产品气体质量好产品气体洁净,煤气中甲烷含量极少,不含重烃,CO+H2体积分数达到90%。
(5)气化氧耗低与水煤浆气化工艺相比,氧耗低15%~25%,可降低配套空分装置投资和运行费用。
(6)热效率高煤气化的冷煤气效率可以达到80%~83%,其余~15%副产高压或中压蒸汽,总热效率高达98%。
(7)运转周期长气化炉采用水冷壁结构,牢固可靠,无耐火砖衬里。
正常使用维护量小,运行周期长,无需设置备用炉。
煤烧嘴设计寿命为8000h。
烧嘴的使用寿命长,是气化装置能够长周期稳定运行的重要保证。
(8)负荷调节方便每台气化炉设有4~6个烧嘴,不仅有利于粉煤的气化,同时生产负荷的调节更为灵活,范围也更宽。
负荷调节范围为40%~100%,每分钟可调节5%。
(9)环境效益好系统排出的炉渣和飞灰含碳低,可作为水泥添加剂或其他建筑材料,堆放时也无污染物渗出。
气化污水量小且不含焦油、酚等,容易处理,需要时可实现零排放。
4、壳牌煤气化技术应用的特殊性
由于壳牌煤气化技术是目前世界上最先进的煤气化技术之一,又是第1次用于生产合成气,而且是首次在中国使用,可借鉴的经验少,具有非常的复杂性、挑战性和特殊性。
(1)流程复杂煤气化装置流程复杂,包括磨煤及干燥、煤粉加压及进料、煤气化、除渣、除灰、湿洗、初步水处理7大工序和公用系统,仅管道仪表流程图(PID)就有100余张1#图纸。
流程虽然复杂,但实践证明装置的开车、停车及运行操控均比较容易。
(2)控制系统复杂煤气化装置的控制系统比较复杂,I/O点多达3000多个,采用串级、前馈、分程、比值调节及顺序控制(15个)和逻辑控制(50多个),通过分散型控制系统(DCS)、紧急停车系统(ESD)、可编程逻辑控制(PLC)实现生产过程的集中监控和管理,无论从规模还是复杂程度方面在国内化工行业单套装置中均为少见。
由于控制系统设置及组态工作完美,在已投产的壳牌煤气化项目生产运行中没有出现DCS和ESD控制的问题。
(3)设备结构复杂煤气化关键设备气化炉、输气管和合成气冷却器在煤气化框架上呈“门字形”连成一体,3台设备共有200多个管口,设备结构和受力情况复杂,对材料要求高,内件组装对外壳接管标高及方位要求极为严格,设计、制造、组装、运输和吊装难度大。
(4)疲劳设备多煤气化装置共有13台疲劳设备,要采用有限元应力分析法进行疲劳计算与设计,对设备制造也提出了更高的要求。
(5)引进设备和仪表较多煤气化关键设备中需要进口的主要有气化炉、输气管、合成气冷却器的内件,飞灰过滤器的内件,以及点火烧嘴、开工烧嘴、煤烧嘴、煤流量控制阀、煤三通阀、煤粉流量测量仪表、煤粉阀、煤灰渣阀、硬密封仪表球阀、锅炉给水循环泵(大流量)、恒力吊、激冷气压缩机等,但目前五环公司正进行的项目中已对其中部分设备实现国产化。
(6)布置结构复杂煤气化框架高超过90m,为钢筋混凝土和钢结构混合结构,其中安装设备不仅数量多,且质量大,与框架的连接形式复杂。
采用有限元模型从结构的动力特性、变形、强度、建筑结构、气化炉及地震对框架的影响等进行了模拟分析。
结构施工和安装工作量较大。
(7)项目建设周期和投资相对来讲,壳牌煤气化项目的建设周期较其他煤气化工艺长,投资也较高。
5、壳牌煤气化技术的工程应用
壳牌公司与湖北双环科技股份有限公司签订的国内第1套煤气化技术转让协议在2001年6月生效,6年多来已有15家国内企业陆续与壳牌公司签订了技术转让协议(共19台气化炉),生产的产品包括合成氨、甲醇、氢(油品)、聚丙烯、醋酸、聚甲醛等。
国内第1套采用壳牌煤气化技术的生产装置已于2006年5月顺利投产。
到目前为止,共有5家采用壳牌煤气化技术企业的生产装置陆续投入生产运行。
国内采用壳牌煤气化技术的生产装置概况见表2。
5结论
(1)壳牌煤气化技术是目前国际上最先进的洁净煤气化技术之一,具有原料利用率高、消耗低、对资源节约、对环境友好等显著优点。
(2)壳牌煤气化技术用于生产合成气的工程实践是成功的,各项主要操作指标基本达到设计要求,装置运行比较平稳,开车、停车操作灵活方便。
(3)壳牌煤气化技术在中国的成功应用,相关各方在项目设计、采购、施工、试车、生产运行过程中积累了一定的经验,将为中国其他在建的壳牌煤气化项目起到很好的借鉴作用。
(4)壳牌煤气化技术在中国的成功应用,使我国的煤气化技术应用上了一个新台阶,壳牌煤气化技术具有良好的发展前景
二、Texaco水煤浆气化
Texaco(德士古)水煤浆加压气化工艺简称TCGP,是美国德士古石油公司在重油气化基础上发展起来的。
TCGP技术包括煤浆制备、灰渣排除、水煤浆气化等技术,其核心和关键设备是气化炉。
它的主要优点是流程简单、压力较高、技术成熟、投资低。
1.1气化炉内的反应
水煤浆和99.6%的纯氧经TCGP烧嘴呈射流状态进入气化炉,在高温、高压下进行气化反应,生成以CO+H2为主要成分的粗合成气。
在气化炉内进行的反应相当复杂,一般认为气化分三步进行:
(1)煤的裂解和挥发分的燃烧。
水煤浆和氧气进入高温气化炉后,水迅速蒸发为水蒸气。
煤粉发生热裂解并释放出挥发分。
裂解产物及挥发分在高温、高氧浓度下迅速完全燃烧,同时煤粉变成煤焦,放出大量的反应热。
因此,在合成气中不含有焦油、酚类和高分子烃类。
这个过程相当短促。
(2)燃烧及气化反应。
煤裂解后生成的煤焦一方面和剩作的氧化发生燃烧反应,生成CO、CO2等气体,放出反应热;另一方面,煤焦又和水蒸气、CO2等发生化学反应,生成CO、H2。
(3)气化反应。
经过前面两步的反应,气化炉中的氧气已消耗完。
这时主要进行的是煤焦、甲烷等与水蒸气、CO2的气化反应,生成CO和H2。
1.2对TCGP工艺技术的评述
(1)TCGP是具有代表性的第二代煤气化工艺,经过各国的逐步完善,其技术趋于成熟,国内对该技术的消化吸收做得比较好。
我国近年的应用表明,这种工艺是成熟的,比较容易与后续化工装置结合。
(2)我国引进TCGP技术不公提高了我国煤气化的技术水平,也带动了相关技术的研究和开发,如工艺烧嘴、耐火材料、相关仪表、阀门等在国内均有制造商可以生产,并有较好的业绩。
(3)TCGP也存在着一些突出问题,主要是烧嘴和耐火砖的问题。
若这些问题得以解决,并且大量采用国产设备,TCGP工艺在我国将会成为节能、低耗、低投入的主流煤气化技术之一。
(4)目前对TCGP气化炉的烧嘴和耐火砖的研究主要是硬件方面的研究,没有从机理方面出发。
建设硬件研究人员与软件研究人员结合,如采用Fluent和CFX流体流动软件,从燃烧、传热,来研究通道和炉内气流分布的设计是否合理,找到容易烧坏和冲刷坏的原因。
用这种方法来研究烧嘴和耐火砖,可以设计合理的流道分布,对于提高烧嘴和耐火砖的寿命可能会有帮助。
(5)有研究表明,高灰熔点煤与低灰熔点煤种混配,可降低低入炉煤的灰熔点,保证气流床熔融排渣气化工艺稳定运行。
三、Shell煤气化
Shell煤气化过程是在高温加压下进行的,该技术是目前世界上较为先进的第二代煤气化工艺之一。
Shell煤气化发属气流床气化,煤粉、氧气及蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。
3.1Shell煤气化工艺
来自煤场的煤和石灰石通过称重给料机按一定比例混合后进入磨煤机混磨后,并由热风作为动力带走煤中的水,再经过袋式过滤器过滤,干燥的煤粉进入煤粉仓中贮存。
来自空气的氧气经氧压机加压并预热后与中压过热蒸汽混合后导入烧嘴。
出煤粉仓的煤粉通过锁斗装置,由输送气体加压至4.2MPa,并以输送气体作为动力送至烧嘴,与蒸汽、氧气一起进入气化炉内燃烧,反应温度1500~1600℃,压力3.5MPa。
出气化炉的气体先在气化炉顶部被激冷压缩机送来的冷煤气激冷至900℃,然后经输气管换热器、合成气冷却器回收热量后温度降至350℃,再进入高温高压陶瓷过滤器除去合成气中99%的飞灰。
出高温高压过滤器的气体分为两股,一股时入激冷气压缩机压缩后作为激冷气返回气化炉上的气体返回室。
另一股进入文丘里洗涤器和洗涤塔,经高压工艺水除去其中剩余的灰并将温度降至150~300℃后去气体净化装置。
处理后的煤气尘含量小于1mg/m3,送后续工序。
气化炉内产生的溶渣沿气化炉炉壁流入气化炉底部的渣池,遇水固化成玻璃状炉渣,然后通过收集器、渣锁斗,定时排放至渣脱水槽,再通过捞渣机捞出送至渣场,作为商品出售。
在高温高压过滤器中收集的飞灰经飞灰气提塔气提并冷却至100℃后进入飞灰贮罐,一部分飞灰返回至磨煤机,另一部分作为商品出售。
气化炉膜式壁内和各换热器的水由泵进行强制循环,产生的5.4MPa饱和蒸汽进入汽包,经汽水分离后进入蒸汽总管,水循环使用。
3.2对Shell工艺的改进意见
国内对于Shell工艺的意见主要不是在炉子上,而是在它的后续工艺上。
各方面提出的改进方法有以下三种。
(1)维持干煤粉“由上到下”的下喷式气化炉,气化出口仍在气化炉的上部,这对于激冷流程中的文丘里洗涤器和激冷洗涤塔有一个明显的位差,连接它们的不再是废热锅炉,而是一根高压管道加一个激冷室。
这个办法是全激冷法,已经在两段式粉煤气化中实施。
(2)采用干煤粉“由上而下”的上喷式气化炉,这就雷同于GSP和Texaco工艺,保持Shell多喷嘴的特色。
这个办法已经在多喷嘴粉煤气化中实施。
(3)维持干煤粉“由下而上”的下喷式气化炉及相关设备,气化出口仍在气化炉上部,仍然可以有返回原激冷气体。
将气化炉上部出口的热合成气加冷气体激冷后,从1600℃冷却到900℃,之后进入水冷激冷室,喷入雾化的水将温度进一步降低到500℃。
然后用一级旋风分离器除去大部分的干灰。
此后,用两级文丘里洗涤器洗去合成气中残留的飞灰,并进入洗涤塔。
出温洗塔后的合成气温度为220~230℃,水蒸气含量达到60%,可以完全满足耐硫变换对水蒸气的要求,部分冷气体返回作激冷气源。
这就是Shell公司提出的“半激冷法”,是用循环气冷却后再激冷。
这个办法仍然需要循环压缩机,存在耗能不合理的问题,目前没有在国内实施[5]。
四.GSP煤气化
GSP工艺技术(或称为“加压气流床气化技术”)是20世纪70年代末由前民主德国GDR燃料研究所开发并投入商业运行的大中型粉煤气化技术。
该技术是以煤为原料发电、燃料与制备化工产品,化学残渣的气化和生物质液化为主要目的的煤化工技术。
与其它同类气化技术相比,该技术因采用气化炉顶干粉加料与反应室周围水冷壁结构,因此在气化炉结构以及工艺流程上有其不同之处。
4.1GSP煤气化工艺
与其它煤气化工艺一样,GSP气化工艺过程主要是由给料系统、气化炉、粗煤气洗涤,即备煤、气化、除渣三部分组成。
固体气化原料被碾磨至不大于0.5mm的粒度后,经过干燥,然后通过浓相气流输送系统送至烧嘴。
对于液态或污泥状的气化原料则可用泵送至烧嘴。
气化原料与其它气化剂(氧气、水蒸气)经烧嘴同时喷入气化炉内的反应室,然后在高温(1400~1600℃)、高压(2.5~4.0MPa)下发生快速气化反应,产生以CO和H2为主要成分的热粗煤气。
气化原料中的矿物部分形成溶渣。
热粗煤气和熔渣一起通过反应室底部的排渣口进入下部的激冷室。
冷却后的粗煤气去洗涤系统,使渣粒固化成下班状,然后通过锁斗系统排出,溢流出的激冷水送至污水处理系统。
气化温度的选择是由原料煤的物理化学性质来决定的,气化压力的确定主要取决于产品煤气的利用工艺。
4.2对GSP工艺的评述
(1)GSP气化技术有十发广阔的应用前景
煤炭气化技术作为煤炭尝试加工、转化的先导技术,是中国洁净煤技术的优先发展领域之一。
目前,中国在加速发展大型煤化工(氢、氨、醇、油)和城市煤气、发电的过程中,需要配套使用大中型先进煤气化技术。
GSP煤气化技术的特点是:
煤种适应性强、气化效率高、设备制造安装周期短、投资成本低、运行成本低,开停车操作维护方便,它是当今世界比较先进的煤气化技术之一。
此技术在合成氨、碳一化工、发电、制氢和燃料合成领域的应用,会带来大巨大的经济效益。
因此,GSP气化技术是一项比较好的候选技术,在中国应该具有十分广阔的应用前景。
(2)有足够吸引人的优点
GSP气化炉兼备Texaco和Shell气化炉的优点,即自上而下的喷射和水内冷壁的气化炉,六通道的烧嘴也比较合理,因此,这个技术有足够吸引人的地方。
(3)煤气化技术实际上是包括备煤、气化炉、气化后工艺三个部分
GSP技术的优点是它的气化炉和烧嘴,并非是西门子公司的全套煤气化技术,除了气化炉和烧嘴以外,我们都有丰富的经验。
国内引进的煤气化技术已经有很多了,在这个时候,我们应该考虑是否可以采用以下办法:
仅仅引进气化炉单元。
备煤和气化后工艺由国内根据用户的实际情况,进行国产化的配置,这已经有成熟的经验,具备了工程化的能力!
我们可以自信地说,国内的工程公司已经羽翼丰满!
五.Lurgi煤气化
固定床加压煤气化炉是Lurgi公司所开发的煤气化技术,其主要特点是带有夹套锅炉固态排渣的加压煤气化炉,原料是碎煤,经加压气化得到粗煤气(CO+H2)。
5.1Lurgi煤气化工艺
原料煤由煤锁加入气化炉后,在约3.0MPa压力下,自上而下依次经过干燥、干馏、气化层(或称还原层)后达到燃烧层。
在此,煤中的残留碳与气化剂中的氧发生燃烧反应,灰渣将热量传递给气化剂后炉箅排入灰锁。
气化剂中的氧自下而上在燃烧层全部参与反应,然后进入气化层,在此水蒸气与碳、CO2与碳分别反应,生成了CO、H2、CH4、焦油、苯和酚等组分,即成为粗煤气,冷凝和洗涤下来的污水处理系统比较复杂。
5.2对Lurgi煤气化工艺的评述
(1)Lurgi炉在初期仅限于生产城市煤气,后来南非将其产出的气休用于生产合成油、蜡等产品,
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