0 前 言
從理論上講,煤炭氣化都可以生產(chǎn)合成氣與燃料氣,但為了使經(jīng)濟效益最大化,人們在氣化技術(shù)與氣化煤種方面一直不斷地尋求改進和開發(fā),從而形成了眾多技術(shù)流派。
氣化工藝開發(fā)集中于提高氣化壓力、提高氣化爐容量、擴大煤種適應(yīng)性、環(huán)境友好、提高碳轉(zhuǎn)化率、提高氣化效率和液態(tài)排渣等。主要應(yīng)用于化工合成、城市煤氣生產(chǎn)及聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。國外新開發(fā)的氣化爐都采用加壓氣化,加壓氣化工藝可提高氣化強度、增加單爐產(chǎn)量、節(jié)約壓縮能耗、減少帶出物損失。我國結(jié)合引進技術(shù)的工業(yè)實踐,逐步開發(fā)出了具有中國特色的煤氣化技術(shù),這期間也走了不少彎路。煤氣化技術(shù)是潔凈、高效利用煤炭的重要技術(shù)之一,是煤炭化工合成、煤炭直接/間接液化、IGCC技術(shù)、燃料電池等高新潔凈煤利用技術(shù)的先導(dǎo)性技術(shù)和核心技術(shù)。
1 國外煤氣化技術(shù)發(fā)展概況
煤的氣化技術(shù)按床型分主要有固定床、流化床、氣流床3種。
固定床(慢移動床)氣化,常見有間歇式氣化(UGI)和連續(xù)氣化(Lurgi)兩種。前者用于生產(chǎn)合成氣時一定要采用白煤(無煙煤)為原料 ,以降低CH4 含量,國內(nèi)有4 000臺這類氣化爐;后者國內(nèi)有20余臺爐子,多用于生產(chǎn)城市煤氣。如以煙煤為原料用于生產(chǎn)合成氣,則需增加甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化工段(如山西潞城的引進裝置)。
流化床,常見有溫克勒(Winkler)、灰熔聚(U-Gas)、循環(huán)流化床(CFB)、加壓流化床(PFB PFBC的氣化部分)等。U-Gas在上海焦化廠(臺爐日處理煤120 t)的氣化爐于1994年11月開車,迄今運轉(zhuǎn)仍不正常;CFB、PFB可以生產(chǎn)燃料氣,但全球尚無生產(chǎn)合成氣的先;Winkler已有用于合成氣生產(chǎn)的案例,但其對粒度、煤種要求較為嚴(yán)格,甲烷含量較高(0.7%~2.5%),加之設(shè)備生產(chǎn)強度較低,已不代表煤氣化技術(shù)的發(fā)展方向。
氣流床從原料形態(tài)分有水煤漿、干煤粉兩類;從專利商分有Texaco、Shell(Prenflo)、GSP等。它們都有單爐處理2 000 t煤或更高的業(yè)績,做到了單系列、大型化、加壓、高效、潔凈,代表了當(dāng)今煤氣化技術(shù)的發(fā)展方向[2]。這些技術(shù)對煤種、煤粒度、含硫可高達4%~5%灰分的要求比較寬松,具有較強的適應(yīng)能力。
下面介紹國外有代表性的3種氣流床氣化....