流化床粉煤气化工艺是众多煤气化方法之一。自20世纪30年代温克勒(Winkler)炉投入运行以来,世界各地相继建有约70多台温克勒气化炉,且均以空气或氧气作为气化剂的常压气化炉。由于常压温克勒气化炉存在种种问题,至今只有少数炉子尚在运行。
20世纪中叶,针对这些问题,流化床气化炉向加压和提高气化温度方向发展,并成功地开发了多种新型流化床粉煤气化技术,其中典型的有HTW、U-gas、CFB和KRW气化炉,这些新型气化炉均建有示范装置且运行水平较高,在一定程度上体现了该技术的优势。在德国科隆,气化压力1.0 MPa、产气量54 600 m3/h(标态)的HTW流化床粉煤气化炉于1986年投入运行,虽因经济问题于1997年停产,但近12年的运行证明流化床气化技术是成功的。
我国从20世纪50年代就从国外引进了温克勒煤气化技术,经长期的不断改进,运行水平不断提高,但始终没有成为国内主流的煤气化技术。近年来,恩德公司在温克勒气化技术基础上进行了重大改进,实现了工业化生产。我国自行开发的灰熔聚工业示范装置2002年成功示范后,在现阶段中、小规模煤气化装置原料结构调整中又掀起了一股利用流化床气化法进行原料煤本地化改造的热潮。
新近开发的常压循环流化床气化技术,尽管克服了原技术对原料煤煤种的严格要求、碳转化率低、运转率不高等缺陷,但仍不能解决其生产强度低、能力规模小、相对投资高、压缩功耗大、带出物多、废水处理费用高等一系列常压流化床气化技术固有的问题,使其在我国新一轮中、小规模煤气化技术改造中的大面积推广应用受到一定的限制。
陕西秦能天脊科技有限公司正在开发的1.0MPa加压选择性排灰循环流化床粉煤气化技术具有局部高温、选择性排灰、循环流化、较高碳转化率、大幅度降低压缩功耗等突出优点,旨在借鉴国内、外流化床气化技术经验,开发具有国内完全自主知识产权、适合国内中型规模煤气化装置原料结构调整实际情况的工业化示范成套装置。计划利用2~3年的时间达到工业化应用及推广水平,进而推动更高压力及更大规模的流化床粉煤气化技术的开发和应用,更好地为我国煤化工的发展服务。
1 1.0 MPa工业示范装置建设的必要性和紧迫性
我国的能源现状是缺油、少气和富煤,一次能源消费中煤炭占70%以上,煤的高效、清洁利用是我国能源技术发展的长期政策,而煤气化技术是煤高效、清洁利用的重要手段:
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