作者/来源:任永强1,韩启元2(1.西安热工研究院有限公司,西安 710032;2.中石化股份有限公司安庆分公司 日期: 2008-10-20 点击率:1613
引 言
煤气化技术是发展煤基化学品、煤基液体燃料、联合循环发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的关键技术。
综合100余年来的煤气化技术发展史,可以得出以下结论:
(1)与固定床和流化床气化相比,气流床气化是已验证的能大规模化的煤气化技术(处理煤量可达到2000t/d~3000t/d)。世界上已商业化的IGCC大型电站(250MW以上)及投煤量2000 t/d的大规模煤化工项目,全部采用气流床煤气化技术,可见其技术上的优势。
(2)与水煤浆进料相比,干煤粉进料的气流床气化的冷煤气效率高6%~8%,比煤耗和比氧耗均大幅度下降,煤种适应性更广。
(3)纯氧加压气化不仅是增加气化炉容量、提高碳转化率和煤气品质的必要手段,而且与未来煤气化多联产的近“零排放”系统相吻合。
综上所述,干煤粉加压氧气气化技术代表着目前煤气化技术发展的一个主流方向。
以干煤粉为原料的气流床气化技术目前工业化前景看好的有Shell、Prenflo、Simens GSP和西安热工院的两段式气化技术。
1 Shell和Prenflo气化技术
干粉煤气化工艺的前身是常压K-T炉,起源于德国Koppers公司(1938年),K-T炉最大单炉投煤量为500t/d,主要用于生产合成氨,曾一度占国外煤基氨厂总产量90%以上。随着技术进步,常压K-T炉逐步被加压操作的干粉炉所取代。
荷兰Shell公司与德国Krupp-Koppers公司在荷兰联合开发出6t/d的小试装置,并在此基础上,1978年在德国汉堡附近建成第一座干煤粉加压气化中试装置Shell-Koppers炉,容量为150t/d,操作压力3.0MPa。其主要工艺特点是采用密封料斗法加煤装置和粉煤浓相输送。1987年,Shell公司在美国休斯顿建成并投运了一座名为SCGP-1的干煤粉加压气化示范装置,气化压力2MPa~4MPa,日处理煤量为250t烟煤,累计运行4400h,最长连续运行1528h,未出现工艺和机械问题。1994年,Shell煤气化炉在荷兰Buggenum 250MW IGCC电站投入运行,日处理煤量为2500t,气化压力为2.8MPa,该电站的运行表明,Shell气化炉可靠性和可用率都已达到了商业化的水平。
德国Krupp-K....