笔者自1977年参与重油气化喷嘴国产化研制工作,1986年获国内首台国产化“一种重油加压气化喷嘴”专利权,1989年开发出国内最小投油量(200 kg/h)的重油气化喷嘴,在此基础上,针对气化工艺喷嘴损坏与更换带来的一系列弊病和经济损失,又开发出一套气化喷嘴在线快速自动更换发明专利技术。现有气化装置采用这一创新技术就能够确保炉内气化喷嘴始终在满负荷、长周期、稳定状态下运行。本文就此发明专利技术向业内同行作一简单的介绍,不当之处恳请指导、斧正。
1市场需求
煤气化技术是发展煤基合成氨、煤基燃料、煤制油、制天然气、制氢、制烯烃、IGCC发电、多联产系统、燃料电池、直接还原铁等过程工业的关键技术和基础技术,煤气化炉是煤气化技术的核心设备。据前任清华大学副校长 倪维斗 教授预测:“以单台炉年处理600 kt(2000 t/d)计算,按现有两开一备的做法,2020年前我国煤气化炉需求量将达到2250台,潜在的市场需求是巨大的。”
另外,现有以无烟块煤为原料的中小氮肥、玻璃、冶金、陶瓷和城市燃气等行业所使用的常压固定床煤气炉,总量约10000台。由于技术落后、污染严重已被发改委列为非鼓励技术。这类炉型的更新换代势在必行。
其次,现有占41%以渣油或石脑油为原料的12套大氮肥和占20%以渣油为原料的中氮肥气化装置,迫切要以煤代油进行原料路线改造。
针对以上三方面潜在的市场需求,以及现有气流床煤气化炉由于喷嘴易损坏需要频繁更换,必须进行技术改造的潜在市场需求,采用本专利技术改造现有煤气化炉喷嘴人工更换方式,能够保证煤气化炉长周期稳定运行,因此,该技术应用存在着巨大的市场需求,宏观经济效益十分显著。
2 水煤浆气化的优势
气流床加压气化技术作为世界上最先进的技术,以向炉内送料方式分类,大致分为流体进料和粉体进料两种。水煤浆加压气化技术以Texaco及华东理工大学多喷嘴对置式水煤浆气化技术为代表;粉煤加压气化技术以Shell及GSP加压气流床气化技术为代表。从引进Shell煤粉加压气化技术的气化装置运行情况来看,水煤浆气化与煤粉气化相比具有如下诸多优势。
(1)建设投资门槛低,装置几乎全部国产化。几种技术建设投资比例为Shell︰GSP︰多喷嘴︰Texaco =(2~2.5)︰(1.4~1.6)︰(1.2~1.3)︰1。
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