1 煤气化技术概述
以煤为原料生产合成气,国内过去常用常压固定层气化炉。该工艺虽然技术成熟可靠,设备全部国产化,投资较省,但能耗高、煤质要求高,需用无烟块煤或焦炭,资源利用率低,而且是常压操作,生产强度小,操作时“三废”排放量大,对环境污染比较严重,显然与国外煤气化技术相比,存在较大差距。
多年以前,国内研究部门也曾开发过以粉煤为原料的K-T炉和熔渣炉,并在常压固定层气化炉中采用富氧连续气化的工艺,以及近年开发的恩德粉煤气化炉和灰熔聚气化炉等,因种种原因这些技术尚未达到大型工业化装置推广的程度。
早在20世纪初煤气化技术在国外已实现工业化,50年代后因天然气、石油大量开发,煤气化技术发展一度停止不前。
20世纪70年代,国际上出现能源危机,发达国家出于对石油天然气供应紧张的担忧,纷纷把煤气化技术作为替代能源技术重新提到议事日程,并加快了对煤气化新工艺的研究。近二十年来,国外很多公司为了提高燃煤电厂热效率,减少对环境的污染,对煤气化联合循环发电技术进行了大量的开发研究工作,促进了煤气化技术的发展。
目前已成功开发了对煤种适应性广、气化压力高、生产能力大、气化效率高、对环境污染少的新一代煤气化工艺。其中具有代表性的有荷兰壳牌(SHELL)公司的干煤粉气化工艺、美国GE公司的水煤浆气化工艺[原称德士古(TEXACO)水煤浆气化工艺]、美国DYNEGY公司的DESTEC气化工艺、德国KRUPP UHDE公司的PRENFLO工艺(加压K-T法)及德国鲁奇(LURGI)工艺。其中DESTEC气化工艺与GE 工艺相近,但其业绩及经验不如GE;PRENFLO工艺的工艺指标较好,但目前仅有一套示范装置,生产操作经验较少;鲁奇(LURGI)工艺虽然工业装置较多,生产操作经验也比较丰富,但由于煤气中CH4含量高,有效成分(CO+H2)含量低,且煤气中焦油及酚含量高,污水处理复杂,不宜用来生产合成氨和甲醇的原料气。
目前国际上技术比较成熟、工艺指标比较先进、业绩较多的主要是SHELL 公司干煤粉气化工艺和GE的水煤浆气化工艺,两者均为加压纯氧气流床液态排渣的气化工艺。SHELL公司在渣油气化技术取得工业化成功经验的基础上,于1972年开始从事煤气化技术的研究。1978年第一套中试装置在德国汉堡建成并投入运行;1987年在美国休斯敦附近建成的日投煤量250~400t的示范装置投产;日投煤量2000t的大型气化装置于1993年在荷兰的Buggenum建成投产(Demkolec电厂),用于....