1 我国煤气化技术发展概况
“十二五”期间,我国氮肥、甲醇行业的原料结构调整取得了重大进展,大型国产化的多喷嘴气化、航天煤气化和第2代(水冷壁水煤浆气化)清华炉的成功应用,引进技术的完善和提高以及关键设备的国产化,都大大推进了我国煤气化技术的现代化进程。可以说,我国是采用煤气化技术种类(见图1)最多、应用最广泛的国家。
以上煤气化技术均在我国氮肥、甲醇行业得到成功的应用。目前,在国内还未实现工业化应用而正在积极开发、试验和应用的气化炉还有宁煤炉、五环炉、齐耀炉、东方炉、KBR输运床气化炉等。
流化床技术由于多种原因在我国应用较少,成功案例不多,所占氮肥、甲醇产能比例也很小,本文不做重点介绍。
固定层间歇制气炉(UGI炉)目前仍是我国氮肥生产的主力炉型,2013年其合成氨产能占合成氨总产能的56.7%,有3500台以上UGI炉在稳定生产运行。其气化系统普遍采用DCS控制、自动加煤、自动探焦、不停炉下灰、高压水夹套等技术改造;采用三废混燃炉回收造气炉产生的吹风气和炉渣,利用循环流化床锅炉“吃干榨净”造气炉渣等资源综合利用技术,即用现代技术改造传统产业。2013年采用UGI炉的合成氨能效领跑者第1名的吨氨综合能耗1093kg标煤,低于采用其他煤气化技术能耗(有煤种的原因)。由于UGI炉受煤种适应范围小、煤价高、单炉能力低等限制,虽然不是将来我国煤气化技术重点发展的方向,但仍会保留一定比例的产能。
据中国氮肥工业协会统计数据,目前,我国已投产的水煤浆加压气化装置共186台,其中氮肥、甲醇行业164台,氨醇能力23970kt/a;已投产的干煤粉加压气化装置46台,其中合成氨、甲醇行企业43台,氨醇能力14060kt/a;已投产的鲁奇和BGL气化炉共86台,其中合成氨、甲醇行企用64台,氨醇能力3820kt/a;加压煤气化炉共投运318台,在建463台。以上先进煤气化装置的产能占2013年氨醇总产能的32%。这些装置的建成,不仅大大促进了新型煤化工的发展,也有力地促进了氮肥、甲醇行业的原料结构调整,促进了企业的大型化发展,使300kt/a以上的合成氨、甲醇企业的产能占全国总产能的50%以上。
2013年底国内新型煤气化装置统计数据如表1所示。
从表1数据可见,未投产气化炉中有308台是用于煤制油、煤制天然气、煤制乙二醇等新型煤化工产品,远远多于用在合成氨和甲醇装置的台数,体现出了我国煤气化技术正从合成氨、甲醇等传统煤化工领域向新型煤化工转型的趋势。
投产、未投产的合成氨、甲醇各气化技术合成氨、甲醇产能比较分别见图2和图3。由图2可见,航天炉(HT-L)气化技术将以5800kt/a的能力成为合成氨生产加压煤气化中最主要的炉型;由图3可见,GE气化技术将以18300kt/a的能力成为甲醇(配套甲醇下游产品)生产加压煤气化中最....