SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY2008年第18卷 第35期文章編號:1005- -6033( 2008 )35 -098-03收稿日期:2008-10-12煤氣化技術(shù)新進展劉成周(河南義馬氣化廠,河南義馬,472300)而要:煤氣化技術(shù)是煤化工的關(guān)鍵技術(shù),氣流床氣化代表了煤氣化技術(shù)的發(fā)展方向。綜述了國內(nèi)外先進煤氣化技術(shù)的新進展及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,并對煤氣化技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用提出了相關(guān)建議。關(guān)鍵詞:煤氣化技術(shù);氣流床技術(shù);技術(shù)進展中圖分類號:TQ54文獻標(biāo)識碼:A煤氣化技術(shù)是發(fā)展煤基化學(xué)品.煤基液體燃料.ICCC發(fā)電、多聯(lián)產(chǎn).1 1000 vd氣化爐(激冷流程)技術(shù)進展系統(tǒng).制氫等工藝過程的共性技術(shù).關(guān)鍵技術(shù)和龍頭技術(shù)。國內(nèi)大量在2006年9月完成了”1 000 Vd兩段式干煤粉氣化工藝包"設(shè)計審查;建擬建的中醇項目。合成氨、尿素項目,煤制油項目,煤制天然氣項目等2007年5月完成了“內(nèi)蒙古世林30萬t中醇?xì)饣瘝u初步設(shè)計”審查:展現(xiàn)了對煤氣化技術(shù)的強勁需求。2008年7月完成了"1000 vd兩段式干煤粉氣化爐內(nèi)件初步設(shè)計"。計劃氣流床代表著煤氣化技術(shù)發(fā)展趨勢。近年來,關(guān)于國內(nèi)外先進氣流2009年10月氣化爐運抵現(xiàn)場。床氣化技術(shù)的報道很多,限于篇幅.木文僅對這些技術(shù)的新進展及產(chǎn)業(yè)該氣化爐將在內(nèi)蒙古布世林30萬Va甲醇項日、山西華鹿20萬Ua化應(yīng)用做- -分析和介紹，以饗讀者。甲醇項目、山西鑫盛30萬Va甲醇項目等裝置中得到應(yīng)用。1兩段式干煤粉氣化技術(shù)( TPRI )進展及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用1.2 2000 vd氣化爐(全廢鍋流程)技術(shù)進展2006年9月28日完成了“2 000 ud兩段式干煤粉氣化工藝包”設(shè)計本工藝技術(shù)是由西安熱工院等單位在科技部支持下開發(fā)的。其初衷審查:2007年6月完成了“2 000 Ud兩段式干煤粉氣化工藝基礎(chǔ)設(shè)計"設(shè)是為了解決現(xiàn)有已商業(yè)化干煤粉加壓氣化技術(shù)冷煤氣效率低.需要增設(shè)計審查:2008年5月完成了“250 MW IcCC氣化島初步設(shè)計“審查:2008循環(huán)冷煤氣泵.所需的煤氣冷卻器尺寸過大等問題;其思路是用干煤粉年6月完成了“2000 vd兩段式干煤粉氣化爐內(nèi)件初步設(shè)計”審查。后,就可以采用冷壁爐結(jié)構(gòu).避免非要采用令人感到困擾的耐火材料問該氣化爐將在“華能綠色煤電示范工程"中得到應(yīng)用.其操作參數(shù):氣化爐處理煤量為2000u/d ( 全廢鍋流程);操作壓力為3.0 MPa-3.5題，同時又可得到熱效率較高的好處。國家《綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn))(CB 8979 -1996 )中規(guī)定的冶金企業(yè)焦化行業(yè)與設(shè)備,2004,5(3):23- 28.二級標(biāo)準(zhǔn).亦即可以達到《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn))(GB 13456- 92)[8] Junxin LRemoval o[ nitrogen from coal gasifcation and coke plant中規(guī)定的焦化行業(yè)二級排放最高限值標(biāo)準(zhǔn)”。waslewaler in A/O submenged biofim -activated sludge ( SBF -AS )hybrid參考文獻system[J ].War.SeiTech, 1996.34( 10):17-24.[1] 闡學(xué)成，候?qū)W軒.A/0工藝處理焦化廢水[J]煤化工.2006. 34(6): :[9] lee M W.Park J M.Biological nitrification removal (rom coke plant48-49.wastewaler wit exlenal cartbon adin[J].W aler En-viron Res.1998(70):[2] 趙健夫.我國焦化廢水處理進展[J].化工環(huán)保. 1992.12(3):141-1090- 1095.146.[10]陳碧美. 黃種買.林金峰，等厭氧/缺氧/好氧處理工藝在運行中的[3]何苗焦化廢水中芳 香族有機物及雜環(huán)化合物在活性污泥法處理中問題與對策[J].市政技術(shù).2005.23(6):368-370.的去除特性[J]中國給水排水，1997, 13(1);14-17.[1] 許海燕，李義久,劉亞菲Fenlon混凝催化氧化法處理焦化廢水的[4]盧建杭， 王紅斌,劉維屏焦化廢水中有機污染物的混凝去除作用機影響內(nèi)素[J]復(fù)旦大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2003.42(3):440 444.4理探討[J]工業(yè)水處理,2000. 20(6):20-22.12]左晨燕.芬頓氧 化混凝協(xié)同處理焦化廢水生物出水的研究[J]環(huán)[5] 劉紅張林霞.吳克明.吸附-氧化法處理焦化廢水的研究[J]工業(yè)境保護,2005(5):31-34.水處理,2003.,23(5):35-37.(責(zé)任編輯:王水勝)[6]張瑜，江白茹.鋼鐵工業(yè) 焦化廢水治理技術(shù)研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2002.28(7):5-7.第一作者簡介:沈宏偉.男，1980年9月生，現(xiàn)為太原科技大學(xué)流體[7] 張文成安立超焦化廢水脫氨處理技術(shù)進展[].環(huán)境污染治理技術(shù)力學(xué)專業(yè)碩士研究生,山西省太原市,030024.Introduction of the A/O Technology for Treating Coking WastewaterSHEN Hong-wei, GUO Ya-bing, LIU BinABSTRACT: This paper systemically introduces the functions and efcacy of each treating building of the A/O technologyin the processing coking wastewater, and the results of the operation shows that the water quality after the treatment can liveup to class -two criteria specified in integrated wastewater discharged standard (GB8978- 1996 )proved by Tianxing w asterW ater Treating Station in Shanxi Province.KEY WORDS: coking waste water; A/O technology; waster water treating station劉成周 煤氣化技術(shù)新進展本刊E-mailbjb@mail.sxino.net綜述MPa;操作溫度為1 400 C-1500 C;煤氣流址為165 000 mYh;比氧耗為產(chǎn)品氣(經(jīng)洗滌冷卻，脫硫凈化)組成:cO 59% ,H2 30% .CH,約6%，310 m' 0/1000 m'(CO+H2);冷煤氣效率為83% ;有效氣成分(CO+H:)為另還有少址COr.N2等,約占5% .其他可燃?xì)怏wCH,占粗煤氣總量不足91%;發(fā)電功率為250 MW。計劃2009年投運。1%。副產(chǎn)品處理:經(jīng)重力分離獲待焦油剛產(chǎn)品;氣化廢水經(jīng)萃取脫酚和2華東理工大學(xué)干煤粉氣化技術(shù)蒸氨后回收得副產(chǎn)品苯酚;激冷后形成的不析水固態(tài)渣.可用作建筑和該T藝是由華東理T.大學(xué)潔凈煤技術(shù)研究所.兗礦煤業(yè)集團和天辰筑路材料或回填?；瘜W(xué)工程公司等3家合作開發(fā)的。由于這3家合作伙伴在多噴嘴水煤漿4.2 產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用氣化技術(shù)的開發(fā)中就義很好的成就，前期試驗已有良好的開端.今后也(1)云南煤化工.集團解化廠試驗爐和新建瑞氣廠。2005年.中國云南-定會得到較快的成功。煤化工集團解化廠應(yīng)用BGL溶渣氣化技術(shù)改造原有國產(chǎn)周定床氣化2004年多噴嘴對置粉煤氣化爐中試裝置介紹:煤的處理能力為15爐，作為試驗爐直接試燒當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)褐煤.2006年完成爐體改造和開車試uld-45 Ud;氣化壓力為1.0 MPa-4.0 MPa;有效氣(C0+H2)為89% -93%;驗。云煤集團已在開遠(yuǎn)市應(yīng)用該熔渣氣化技術(shù)建成20萬I甲醇/15萬1碳轉(zhuǎn)化率為98%-99% ;耗氧址為300 m-~320 m' 0/1 000 m?(CO+H;);耗二中醚裝置。(2)云天化集團金新化工內(nèi)蒙古項日采用BCL氣化技術(shù)為s0萬t煤址為530kg-540 kg煤/1 000 m'(CO+H);煤種灰分為9.14%。2005年以CO2作為輸送介質(zhì)的粉煤加壓氣流床技術(shù)在中試裝置上合成氨裝置生產(chǎn)合成氣.原料采用內(nèi)蒙古呼倫貝爾當(dāng)?shù)睾置褐瞥尚兔汉蟪晒\行。作氣化投料煤;氣化妒直徑3.6m.氣化壓力4 MPa.二開-一備。工程于2007年義建立了冷璧爐,并進行了更多的新煤種的試驗工作.得到2008年6月開工,9月份完成工藝包，全部裝置計劃于2010年底完成。了更多的有用的數(shù)據(jù)和相關(guān)的經(jīng)驗，為放大設(shè)計提供了更好的基礎(chǔ)條5康菲石 油公司E-GasTM氣化技術(shù)及其應(yīng)用4。日前正建設(shè)千噸規(guī)模的工業(yè)化氣化爐?？捣剖凸?ConocoPhillips)是-家涵蓋多種能源業(yè)務(wù)的國際能源公司。煤氣化現(xiàn)已成為該公司的-項核心競爭力,涉及工藝設(shè)計.裝置3航天氣化爐 HT-L開發(fā)及示范操作運行、研發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓多項業(yè)務(wù)。3.1 HT-L 氣化爐的研發(fā)E-GAS氣化技術(shù)發(fā)展歷程:1975年.由陶氏化學(xué)公司研發(fā)建成投煤氣化爐的核心部件是氣化爐燃燒噴嘴，該噴嘴必須具有超強的耐高量36u/d的中試裝置;1979年、1983年分別建成400vd和I600vd示范溫特性,這個特性實現(xiàn)起來難度較大;與此類似，火箭上天時.噴嘴所經(jīng)裝置;1987年，陶氏化學(xué)公司在其位于美國路易斯安那州的化工廠內(nèi)建受的溫度也很高.且比氣化爐噴嘴經(jīng)受的溫度高很多。如果把航天技術(shù)成大規(guī)模工業(yè)化裝置.投煤量2 400 Ud; 1995年,E-Gas氣化技術(shù)(時稱“嫁接"到煤化工氣化爐，技術(shù)難度應(yīng)該不大，這就是開發(fā)航天爐的最初Destec 氣化技術(shù))被美國能源部選中成功應(yīng)用于IGCC示范電廠， 投煤量2 600 l/d。航天爐的上部結(jié)構(gòu)有點像GSP的螺旋管水冷壁內(nèi)簡結(jié)構(gòu)，下部有點主要特點:兩段氣化設(shè)計提高了碳轉(zhuǎn)化率和熱址回收效率,料漿(濕像德土古的水激冷結(jié)構(gòu)。據(jù)我國煤氣化專家陳家仁先生介紹。這種組合法)進料,耐火磚村里保護熱量散失,無鎖斗閥的連續(xù)排渣,干灰/半焦循式的HTL氣化爐的成功是不會需要很長時間的。只要密相輸干煤粉系環(huán)使核心氣化單元無廢水產(chǎn)生.無碳損失。統(tǒng)和嗩嘴設(shè)計問題能解決好.單噴嘴的氣化爐單爐每天氣化1001煤，6西門子GSP氣化技術(shù)研發(fā)及工業(yè)化推廣應(yīng)該是問題不大的。3.2 HT-L氣化爐特點及工業(yè)示范爐運行主要技術(shù)特點:高煤種適應(yīng)性.且干粉與料漿進料均可;冷煤氣效率HT-L爐特點:具有較高的熱效率95%;碳轉(zhuǎn)化率也較高.9%;氣和碳轉(zhuǎn)化率高.有效氣成分離;激冷流程.單燒嘴.投資低;低氧耗、低維化爐為水冷壁結(jié)構(gòu)能承受I 500 C-1 700 C高溫;對煤種要求低，可實護量、高在線率.控制系統(tǒng)簡單,運行成本低?，F(xiàn)原料煤本地化;擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán).關(guān)鍵設(shè)備已完全國產(chǎn)化。推廣應(yīng)用:神華寧煤煤制烯烴項日是世界上最大的在建煤制烯烴項示范爐開車運行:2008年10月13 日.國內(nèi)首套HT-L粉煤加樂氣日,產(chǎn)品為167萬甲醇制烯烴.合成氣量540 000 m'hn(COtH2).5臺2000化爐在河南永煤集團濮陽龍字有限責(zé)任公司試車成功:2008年10月31Vd GSP氣化妒。合作內(nèi)容包括:專利轉(zhuǎn)讓和PDP設(shè)計及氣化加組合燒日.安徽臨泉化工股份有限公司粉煤加壓氣化爐示范項目也一次開車成喘、給料器等專有設(shè)備供應(yīng)。山西蘭化煤化工有限責(zé)任公司.年產(chǎn)30萬↓小。合成氨及10萬1甲醇項目。原料為晉城無煙煤(FT在1 500 C左有.灰分22%左右.硫分3.5%左右)。西門子公司提供2臺2000 vd氣化爐。并承4 BGL 碎煤熔渣氣化技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用擔(dān)試燒PDP工藝包、專利轉(zhuǎn)讓、專有設(shè)備供應(yīng)等,計劃2010年試車。BGL( British Gas -Lurgi)氣化技術(shù)是20世紀(jì)70- 90 年代英國燃?xì)?結(jié)語公司科技部(現(xiàn)名Advaniea 公司)在德國魯奇移動床加壓氣化技術(shù)(Mark-I.m.IV)基礎(chǔ)上.在魯奇公司的協(xié)助下.在英美政府和歐盟部分日前.我國的煤化T.事業(yè)正在蓬勃發(fā)展。作為煤化T.技術(shù)先導(dǎo)的煤資助下開發(fā)的新一代煤氣化技術(shù)。氣化技術(shù)必須要加快發(fā)展,才能滿足要求。利用粉煤代替快煤.氣流床和4.1技術(shù)特點流化床代替固定床是煤氣化T藝的必然趨勢。近年來.國內(nèi)兩段式干煤該技術(shù)將高溫熔渣氣化與固定床加壓氣化的技術(shù)結(jié)合在- -起,兼具粉氣化技術(shù)、多嗩嘴干f煤粉氣化技術(shù)、航天爐，國外Shell,CSP.Texaco等雙方優(yōu)勢,達到高收率,低成木的綜合優(yōu)勢。氣流床氣化技術(shù)發(fā)展很快，工業(yè)化應(yīng)用也得到較快發(fā)展。這些工藝技術(shù)爐體:常規(guī)壓力容器材料:常規(guī)耐高溫爐襯及水冷壁循環(huán)冷卻:噴根據(jù)不同的煤種特性和不同的合成氣后T.段的要求而開發(fā)，各有其特嘴熔渣池.間敏排渣系統(tǒng)設(shè)計均為專有技術(shù)。點。固定床氣化技術(shù)如Lurgi爐及近年來進展較快的BCL熔渣氣化爐針投料:碎煤/型煤+助熔劑。對特定的煤種和應(yīng)用領(lǐng)城如煤制天然氣等仍有其他氣化技術(shù)不可比擬氣化劑:氧氣+水蒸氣。氣化溫度提高到1 400 C-1 600心,氧氣消耗的特點，也將得到同步發(fā)展。中國煤灰含址較高(平均大于20%).大多數(shù)與魯奇爐相當(dāng).大大低于氣流床氣化爐:蒸汽用量較魯奇爐大幅減少煤的灰熔點也較高(大于1 400 C),非常需要適合的煤氣化技術(shù)。盡管日(75% ).水蒸氣分解率超過90%。前活躍的氣化技術(shù)很多，但每種氣化爐型及工藝都只能適應(yīng)某些煤種，氣化能力:較同內(nèi)徑魯奇爐提高2-3信.除產(chǎn)出少址CH,外.粗氣成反之一定的煤種也只能用在某些爐型及T藝上,沒有“萬能爐型"。一種分與氣流床產(chǎn)出粗煤氣品質(zhì)接近;碳轉(zhuǎn)化率超過9.5%。氣化技術(shù)對煤種的選擇.不能只通過簡單的“模試”或短暫的“試燒" ,必SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY2008年第18卷第35期文章編號:1005- 6033( 2008 )35 -0100-02收稿日期:2008-10-29反硝化生物脫氮過程中碳源的研究進展羅望',王增長',楊習(xí)居2(1.太原理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,山西太原,030024;2.上海理T大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境T程學(xué)院.上海.00093)摘要:對比研究了 幾種常用的外加碳源甲醇、乙醇、葡萄糖、纖維素、淀粉的脫氮效果,從而尋找處理效果好又經(jīng)濟適用的外加碳源。關(guān)鍵詞:反硝化;脫氮;碳源中圖分類號:X703文獻標(biāo)識碼:A隨著社會的發(fā)展進步與人們生活水平的不斷提高,水環(huán)境質(zhì)量卻日過程的堿源。如果碳源不足.反硝化階段產(chǎn)生的堿減少.在硝化階段需要益惡化.地表水生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境遭到越來越嚴(yán)重的破壞。氮磷污染是導(dǎo)外加的堿源增加，導(dǎo)致工藝的運行費用增加。致水體富營養(yǎng)化的主要原因。如何控制水體商營養(yǎng)化,治理氮、磷污染成3碳源的分類為目前水處理領(lǐng)城的研究熱點之一。生物脫氮除磷是8前處理氦、磷污染的主要手段.生物反硝化被認(rèn)按照傳統(tǒng)的分類方法,碳源可以分為以下3種類型:- -是易于生物降為是最經(jīng)濟.對環(huán)境污染最小的脫氦除磷方法.而且能夠大范圈地應(yīng)用。解的有機物(如甲醇、蔗糖葡萄糖纖維素等):二為可慢速生物降解的有1反硝化生物 脫氮機理機物(如淀粉蛋白質(zhì)等);三為細(xì)胞物質(zhì)細(xì)菌會利用細(xì)胞成分進行內(nèi)源反硝化。常用作外加碳源的一-般分為兩種:- -種是以甲醇、乙醇為主的液態(tài)生物反硝化是污水中的硝態(tài)氨和亞硝態(tài)氮在無氧或低氧條件下,被碳源。這類碳源作為傳統(tǒng)碳源處理效果好,但相對成本較高。另一種是含微生物還原轉(zhuǎn)化為氮氣的過程。這個過程可以用下列反應(yīng)式表示:纖維素、淀粉等可降解聚合物的固體碳源。這類碳源價格低廉。但后續(xù)處NO:+3H(電子供給體-有機物)→12N:+H0+OH理困難。NO:+SH(電子供給體-有機物)- +1/2N:+2H,0+0H在生物反硝化系統(tǒng)中，反硝化細(xì)菌可以利用碳源作為電子供體，4不同碳源對反硝化過程的影響NO;和NO:作為電子受體、將NO;-N和NO;-N還原成氮氣,同時達到去前面提到碳源不足將引起出水水質(zhì)不佳，運行費用增加等問題,那除有機物的效果。由此可見，碳源是反硝化過程所不可缺少的一種物質(zhì)，么如何選擇合適的碳源.達到成本低廉、處理效果好的日的呢?生物反硝化過程需要提供足夠敷址的碳源保證- -定 的碳氮比才能使反根據(jù)呼吸作用原理.不同的碳源,進行呼吸作用的反應(yīng)過程不同,相硝化反應(yīng)順利完成。同量的碳源由于分子式的不同,產(chǎn)生的ATP量不同,轉(zhuǎn)化為細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)2碳源不足引起的問題的址也不一樣。如果轉(zhuǎn)化為細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)的百分比越大，說明細(xì)菌對這種隨著各種化學(xué)物品的使用.使得水中的氨氮含量日益升高.部分南碳源的需水量越大那么這種碳源的效事也越高。但是相對反硝化細(xì)菌而言.如果轉(zhuǎn)化為自身細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)的百分比越方城市進水中COD甚至低于200 mg/L。高氨氨廢水的處理在不添加外大那么被氧化提供給硝酸鹽和亞硝酸鹽電子的百分比也就越少,除氨在碳源的情況下，硝化過程產(chǎn)生的硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化階段.由效率也就越低。因此.在反硝化過程中應(yīng)該添加低生長量的碳源。通過對于碳源不足,電子的供給不足,導(dǎo)致硝酸鹽和亞硝酸鹽不能有效地轉(zhuǎn)化碳源的動力學(xué)參數(shù)研究.表明單碳化合物的生長量比較低.這是因為要為氮氣排除.導(dǎo)致出水的氨氮含址無法達到排放標(biāo)準(zhǔn)。此外，由上述反應(yīng)從單碳化合物中合成細(xì)胞物質(zhì)所需費的能量越大.這種能址就--定程度式可知.反確化階段能產(chǎn)生堿.這部分堿正好能作為下一-處理階段硝化上阻止了細(xì)胞生長.而將碳源氧化,使硝酸鹽和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣去須在生產(chǎn)條件下.經(jīng)過一-定時間或較長時間才能取得。 Shell.CSP 等國(2);1-4.外先進的氣流床氣化工藝,存在著投資高技術(shù)費高等不足,一-般企業(yè)無[2] 李好臂，堅持科學(xué)發(fā)展觀.做大做強現(xiàn)代煤化工[J]. 煤化工，法承受。降低造價的辦法是采用國內(nèi)發(fā)利.走國產(chǎn)化之路,這對國內(nèi)的2006.34(5):1-8.科研設(shè)計單位提出了更高的要求.國家相關(guān)政府部門也應(yīng)制定相關(guān)的扶(責(zé)任編輯:王永勝)持政策。參考文獻第一作者簡介:劉成周，男.1964年生.1984年畢業(yè)于焦作礦業(yè)學(xué)[1]張東亮中國煤 氣化工藝(技術(shù))的現(xiàn)狀與發(fā)展[].煤化T.2004.32院.高級工程師,河南義馬氣化廠,河南省義馬市,472300.New Progress in Coal Gasification TechnologyLIU Cheng-zhouABSTRACT: Coal gasification is a key technology of coal chemical industry and the entrained flow bed is the developmenttendency of coal gasification. This paper summarizes the advanced coal gasification technology at home and aboard, andputs forward some corresponding suggestions on the development and application of coal gasification.KEY WORDS: coal gasification; entrained flow bed; technological progress