0 前 言
从理论上讲,煤炭气化都可以生产合成气与燃料气,但为了使经济效益最大化,人们在气化技术与气化煤种方面一直不断地寻求改进和开发,从而形成了众多技术流派。
气化工艺开发集中于提高气化压力、提高气化炉容量、扩大煤种适应性、环境友好、提高碳转化率、提高气化效率和液态排渣等。主要应用于化工合成、城市煤气生产及联合循环发电。国外新开发的气化炉都采用加压气化,加压气化工艺可提高气化强度、增加单炉产量、节约压缩能耗、减少带出物损失。我国结合引进技术的工业实践,逐步开发出了具有中国特色的煤气化技术,这期间也走了不少弯路。煤气化技术是洁净、高效利用煤炭的重要技术之一,是煤炭化工合成、煤炭直接/间接液化、IGCC技术、燃料电池等高新洁净煤利用技术的先导性技术和核心技术。
1 国外煤气化技术发展概况
煤的气化技术按床型分主要有固定床、流化床、气流床3种。
固定床(慢移动床)气化,常见有间歇式气化(UGI)和连续气化(Lurgi)两种。前者用于生产合成气时一定要采用白煤(无烟煤)为原料 ,以降低CH4 含量,国内有4 000台这类气化炉;后者国内有20余台炉子,多用于生产城市煤气。如以烟煤为原料用于生产合成气,则需增加甲烷蒸汽转化工段(如山西潞城的引进装置)。
流化床,常见有温克勒(Winkler)、灰熔聚(U-Gas)、循环流化床(CFB)、加压流化床(PFB PFBC的气化部分)等。U-Gas在上海焦化厂(台炉日处理煤120 t)的气化炉于1994年11月开车,迄今运转仍不正常;CFB、PFB可以生产燃料气,但全球尚无生产合成气的先;Winkler已有用于合成气生产的案例,但其对粒度、煤种要求较为严格,甲烷含量较高(0.7%~2.5%),加之设备生产强度较低,已不代表煤气化技术的发展方向。
气流床从原料形态分有水煤浆、干煤粉两类;从专利商分有Texaco、Shell(Prenflo)、GSP等。它们都有单炉处理2 000 t煤或更高的业绩,做到了单系列、大型化、加压、高效、洁净,代表了当今煤气化技术的发展方向[2]。这些技术对煤种、煤粒度、含硫可高达4%~5%灰分的要求比较宽松,具有较强的适应能力。
下面介绍国外有代表性的3种气流床气化....