1 概 述
双高煤(高灰分、高熔点)如何气化生产合成气制取甲醇等产品,是近年来大家关心的问题。国内的双高煤储量比较大,不少矿区都有利用这种煤搞煤化工的意向,但是很难确定采用何种工艺路线。煤气化究竟用什么方法比较好,目前没有定论。投资、产品成本、长周期运转之间难以协调。此外,后续流程也很重要,也不能忽视,否则将影响到煤气化整个工程。这是以煤为主的能源企业正在考虑的事情。
为了合理地利用双高煤,我们需要对煤气化工艺分类比较,仔细研究哪一种工艺更适合用于双高煤。众所周知,国内外煤气化工艺很多,其中有一部分有实用价值。按照进料特点来区分可以分为三大类,即粉煤、煤浆和块煤工艺。国内目前比较熟悉的各类实用技术可以用图1表示。
图1 煤气化工艺现状图
2 对各类流程的剖析
图1显示三种进料煤气化的后续工艺是不同的。这是用国内现有工艺来区分的,并不是只能这样搭配。
2.1 以煤浆为原料的三种流程
以煤浆为原料的技术主要是图中的三种,它们的原料煤浆中主要成分是煤和水,即称水煤浆,通常煤的含量占60%左右。所谓多元料浆,就是除上述两种成分外,再加入一种或多种成分,例如重质烃。近年来有人提出,将合成油F-T反应的废催化剂,加入料浆中,更能反应煤浆的多元性。
从宏观来看这三种技术的差别不大。它们前面的制浆工艺过程是一样的,煤浆进入气化炉的位置都在炉体的上部,气化炉炉体的结构和大小也基本相同,对同一个煤种,煤浆浓度、助熔剂种类和数量、氧耗量基本一致,操作温度和操作压力也一样,所以产生的合成气成分基本相同。炉体下面的激冷室也无多大差异,后续的激冷工艺也大同小异。如果炉体结构设计合理,产生的影响不会很大,这些技术都已经成熟。
这三种流程的区别在于喷嘴的数量和煤浆喷入炉内的方向。其中Texaco和多元料浆是单喷嘴,煤浆喷入方向为自上而下的垂直喷射,而四喷嘴技术是四个喷嘴水平对置喷射。
煤浆气化对煤种的要求主要是:ST3<1250℃,灰分<12%。正常的操作温度为1350℃....