国产第一套粉煤气化制合成氨原料气工业化示范装置建设试验总结
作者/来源:任沛建 蔡 元 张志斌 王红军(陕西省城化股份有限公司 城固723200) 日期: 2003-04-16 点击率:1865
1 建设粉煤气化示范装置的目的和意义
1.1国内外煤气化技术现状
煤气化技术是煤炭综合利用和洁净煤技术的龙头,是发展现代煤化工、联合循环发电(IGCC)、煤制燃油、煤制煤气等洁净能源工业化生产的必由之路。20世纪80年代以来,国内外对煤炭气化技术的研究非常重视。国际上美国的德士古(Texaco)水煤浆气化技术、荷兰壳牌(Shell)粉煤气流化床气化技术、德国鲁奇(Lurgi)固定床加压气化技术和温克勒(Winker)流化床粉煤气化战术等相继推出。这些技术的共同特点是煤气成分质量好、气化强度大、单炉日处理煤量达500~2 200t。但投资大,设备和材料要求高,宜大型化,规模小则不经济。我国目前除少数化肥厂引进外国先进的煤气化技术外,绝大多数中小化肥企业仍沿用的是落后的固定床间歇式气化技术,由于该技术能耗高、效率低、污染大,已属淘汰对象。
我国是世界煤炭生产和消费大国,煤炭产量居世界第一位,我国的能源消耗结构中煤炭占70%以上。但是我国的煤气化技术却远远落后于国际先进水平。虽然中国科学院山西煤炭化学研究所通过10多年的研究试验,从实验室评价、φ500mm气化炉小试、φ1 000mm气化炉中试,于1991年研究成功了“灰熔聚流化床粉煤气化技术”,通过了国家鉴定,并获得中科院“科技进步一等奖”和国家专利,但是一直到2000年还没有进行过成功的工业化试验。其它厂家虽然对富氧气化和固定床加压气化作过一些试验,但至今未有成功的经验。因此如何立足国内专利技术,搞好煤气化技术工业化的开发应用,是关系到我国能源利用和经济发展的重大战略问题。
1.2 开发我国具有自主知识产权的先进煤气化技术的重要性和迫切性
众所周知,目前我国中、小氮肥企业仍在运行的有650家左右,除少数厂家以天然气和重油为原料外,90%以上的厂家都是以无烟煤和焦炭为原料,采用的是固定床间歇式气化技术。从原料方面来看,天然气、重油价格太高,导致产品成本高,而无烟煤产地又主要集中在山西、宁夏等少数地区,对大多数厂家来说,运距远,价格高,难以承受。尤其在化肥价格大幅下降的情况下,由于生产成本高,企业出现大面积亏损。从技术方面来讲,固定床间歇式气化技术落后,气化强度小,煤炭利用率低,环境污染大,自动化程度低,职工劳动强度大。从诸多方面制约了企业的发展。而要引进国外先进的煤气化技术,一是专利费用高,一次性投资大,建设周期长,需要大量外汇,还要受技术封锁;二是不适应中、小化肥企业的实际情况,引进技术的气化压力高,后系统工艺设备改造工作量大,周期长,投资也大,难以实施。因此,采用我国自有技术,结合中小氮肥企业的实际情况,进行流化床粉煤气化工业化的开发和试验,走出一条适合我国国情的路子显得十分迫切。
山西煤炭化学研究所的“灰熔聚流化床粉煤气化技术”虽已在试验室取得了成功,但是没有经过工业化试验,因此无法直接应用于生产。在这种情况下,工业化示范就有着决定性的意义。如果这一技术工业化试验成功,就可大量应用于中小化肥企业,从根本上改变我国煤气化技术落后的现状。而且可以改变我国化肥企业几十年延袭的只能用无烟煤制气的历史,实现化肥生产原料路线的重大变革——利用烟煤制合成氨原料气,从而使众多的中小化肥企业具有更大的生存和发展空间。同时也可改变我国的能源消....