1 多喷嘴对置式水煤浆气流床气化技术的开发
富煤少油是我国能源结构的基本国情,长期以来,煤炭在我国能源消费中占有主导地位,煤化工在我国化工行业中占有很重要的位置。
但是,我国煤化工的发展却面临着两个尴尬的局面:一是煤炭转换效率的低下和环境污染的严重;二是由于历史的原因我国煤气化技术发展缓慢,长期依赖国外技术的引进。
为打破我国对国外煤气化技术的依赖,使我国的煤化工发展不再受制于人,在研究与开发、消化引进技术方面进行大量工作的基础上,“九五”期间,华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司共同承担了国家重点科技攻关项目——“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”。经过大型冷模研究、小型热模试验、雾化性能研究、合成气初步净化研究等实验室的基础研究,于2000年在兖矿鲁南化肥厂进行了多喷嘴对置式水煤浆气流床气化炉中试试验,该装置于2000年10月14日通过了由国家石化局主持的72h运行考核,72 h考核数据表明,其有效成分(CO+H2)达到83%,比相同条件下的Texaco技术高约1.5%~2%;碳转化率98%,比Texaco技术高2%~3%;比煤耗、比氧耗比Texaco水煤浆气化装置低7%。2000年11月1日该项目通过了石油化学工业局组织的专家鉴定及验收,与会专家认为中试装置采用先进的集散控制,通过嘴喷配置、气化炉结构及尺寸优化,形成撞击流以强化混合,缩短水煤浆气化过程的控制步骤等,提高了水煤浆气化的有效气体成分和碳的转化率,降低了煤耗和氧耗,技术性能优于引进装置,并且运行安全、稳定。
中国石油和化学工业协会组织现场考核专家组于2005年12月11日~18日在山东省滕州市木石镇对建设在兖矿国泰化工有限公司的“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”的Tqi'示范装置进行了现场工业运行考核。多喷嘴对置式水煤浆气化工业装置以北宿精煤为原料,现场考核的主要技术指标为:
比氧耗:309Nm3 O2/1000Nm3(CO+H2);
比煤耗:535kg煤/1000Nm3(CO+H2);
合成气有效成分CO+H2:84.9%;
碳转化率:>98%;
气化压力:4.0MPa;
气化温度:~1300℃;
气化装置规模:1150t煤/d。
多喷嘴对置式水煤浆气流床气化工业装置与采用国外水煤浆气流床气化技术且采用同种原料煤的兖矿鲁南化肥厂同期运行结果相比,有效气成分提高2~3个百分点,碳转化率提高2~3个百分点,比氧耗降低7.9%,比煤耗降低2.2%。
多喷嘴对置式水煤浆气流床气化中试装置及工业示范装置的验收成功表明:我国洁净煤利用技术得到突破,我国拥有了具有自主知识产权且处于国际领先水平的水煤浆气化技术。
2 多喷嘴对置式气流床水煤浆气化技术介绍
多喷嘴对置式气流床水煤浆气化技术是我国科技人员在消化吸收引进技术特别是德士古技术的基础上自主开发建设的,该技术是以煤炭....