作者/来源:王辅臣,于广锁,龚 欣,刘海峰,王亦飞,梁钦峰(华东理工大学煤气化教育部重点实验室,上海 ) 日期: 2009-08-24 点击率:1489
摘 要:煤气化技术是煤炭清洁高效转化的核心技术,是发展煤基化学品合成(氨、甲醇、乙酸、烯烃等) 、液体燃料合成(二甲醚、汽油、柴油等) 、先进的IGCC发电系统、多联产系统、制氢、燃料电池、直接还原炼铁等过程工业的基础,研究和开发大型煤气化具有重要意义。本文概述了国外大型煤气化技术发展的主要情况,介绍了国内大型煤气化技术研究开发的现状和产业化情况, 分析了煤气化技术大型化的主要趋势与应该采取的技术途径。
关键词:煤气化;大型化;产业化
大型煤气化技术是煤炭清洁高效转化的核心技术,是发展煤基化学品合成(氨、甲醇、乙酸、烯烃等) 、液体燃料合成(二甲醚、汽油、柴油等) 、先进的 IGCC 发电系统、多联产系统、制氢、燃料电池、直接还原炼铁等过程工业的基础,是这些行业的公共技术、关键技术和龙头技术(图1) 。本文将从国外煤气化技术发展的现状、国内煤气化技术的应用与开发、煤气化技术发展的主要趋势等几个方面进行概述。
1 国外大型煤气化技术发展的现状
已工业化的煤气化技术可分为3 类, 即以 Lurgi技术为代表的固定床气化技术、以 HTW 技术为代表的流化床气化技术和以 Texaco、Shell、多喷嘴对置气化技术为代表的气流床气化技术。气流床气化炉气化温度与压力高、负荷大,煤种适应范围广,是目前煤气化技术发展的主流。国外已工业化的煤气化气流床煤气化技术主要有以水煤浆为原料的GE(Texaco)气化技术、Global E-Gas 气化技术,以干粉煤为原料的 Shell 气化技术、Prenflo 气化技术、GSP 气化技术等。
1.1 GE(Texaco)气化技术
Texaco 气流床气化技术的开发始于 20 世纪 40年代, 1950年首先在天然气非催化部分氧化上取得成功, 1956年又应用于渣油气化。 在50 年代Texaco公司就有将其技术应用于煤气化的计划,并进行了部分研究工作。70 年代的石油危机促使 Texcao 公司将目光再一次投向煤气化技术。 70 年代末建设了2 套示范装置,分别为德国的 RAG 和美国加州的Cool Water, 1983~1985 年分别在日本的 UBE 公司和美国的 Eastman 公司建设了 3 套商业化装置。90年代Texaco煤气化技术共有9套装置投入运转, 其中 5 套在中国,4 套在美国。目前,在建和运转的Texaco 气化炉约有 80多台。
1.2 Global E-Gas气化技术
E-Gas 气化技术最早由 Destec 公司开发,采用水煤浆原料, 两段气化, 后被 Dow公司收购。 E-Gas气化技术的开发始于1978 年, 在美国路易斯安娜州的 Plaguemine 建立了日处理 15 t煤的中试装置,其后于1983年建立了单炉550 t/d 煤的示范装置,于1987年建设了单炉 1600 d/t煤气化装置,配套165 MW IGCC 电站,这两套装置均位于 Plaguemine。基于这两套装置的经验,在路易斯安娜州的 Terra Haute建立了单炉2500 t/d的气化装置, 配套Wabash River的260 MW的 IGCC 电站,该电站于 1996年投入运行,发电效率40%。
图 2 为 E-Gas 气化炉示意图。 气化炉内衬采用耐火砖,约 85%的煤浆与氧气通过喷嘴射流进入气化炉第一段,进行高温气化反应,一段出....