轉(zhuǎn)化利用. 中國(guó)科技核心期刊礦業(yè)類核心期刊-煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展高聚忠(中國(guó)神華煤制油化工有限公司,北京 100011)摘要:介紹了國(guó)內(nèi)外煤氣化技術(shù)的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì),重點(diǎn)對(duì)幾種典型煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行了研究,并對(duì)Lurgi 爐、BGL爐、GE氣化爐、多噴嘴爐、清華爐、Shell爐、GSP爐、兩段爐、航天爐等典型煤氣化爐的結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行了對(duì)比分析。從8個(gè)方面分析了煤氣化技術(shù)的選擇需要注意的問(wèn)題。提出了煤氣化技術(shù)創(chuàng)新建議,指出未來(lái)煤炭的清潔高效轉(zhuǎn)化利用將以大型. .先進(jìn)的煤氣化技術(shù)為核心,以電、化、熱等多聯(lián)產(chǎn)為方向進(jìn)行技術(shù)集成。關(guān)鍵詞:煤氣化;氣化爐;工藝過(guò)程;技術(shù)選擇;發(fā)展趨勢(shì)中圖分類號(hào):TQ546文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-6772(2013 )01 -0065-07Application and development of coal gasification technologiesGAO Ju-zhong( China Shenhua Coal to Liquid and Chemical Co. ,Ld. Bejing 10001 ,China)Abstract : Emphasize some typical coal gasification technologies at home and abroad. Compare the structure , charac-teristics of Lurgi gasifier, BGL gasifier, GE gasification furnace, multi-nozzle gasifier , Tsinghua gasifier , Shellgasifier , GSP gasifier, two-stage gasifier and dry coal pressurized gasifier. Give some innovative suggestions for thechoice of coal gasification technologies. In the future , the core of the clean and efficient coal conversion is large-scale and advanced technologies , which must integrate the electrical , chemical and thermal technologies.Key words:coal gasification ;gasifier ; technological process ;technologies choice ;development tendency2011年,中國(guó)原煤產(chǎn)量35.2億t,商品煤消費(fèi).補(bǔ)中國(guó)硫資源短缺現(xiàn)狀,同時(shí)利于實(shí)施CO2捕集、量36.8億川,分別占一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)總量的利用、貯存等。78%和70%。實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔高效轉(zhuǎn)化越來(lái)越受1煤氣化技術(shù)發(fā) 展趨勢(shì)到關(guān)注。國(guó)家的有關(guān)能源政策傾向于支持使煤炭得到清潔利用的技術(shù),煤氣化是煤炭潔凈利用的重1.1 國(guó)外煤氣化技術(shù)發(fā)展要方面。國(guó)外煤氣化技術(shù)的發(fā)展最早可追溯到1780年(2] ,中國(guó)煤的氣化轉(zhuǎn)化利用率較低,2010年氣化煤早期的煤氣化技術(shù)主要是以生產(chǎn)燃料氣為主。移用量約1.1億t,約占全國(guó)煤炭消費(fèi)總量的3.5%，動(dòng)床氣化是最早發(fā)展的煤氣化技術(shù)，以塊煤為原主要用于合成氨、合成甲醇和新型煤化工生產(chǎn)。煤料,以空氣、水蒸氣為氣化劑,固態(tài)排渣，生產(chǎn)發(fā)生氣化過(guò)程中SO2,NO,和總懸浮顆粒物等的排放均爐煤氣。1880年德國(guó)設(shè)計(jì)了世界上第一臺(tái)常壓移在煤炭燃燒利用排放量的5%以下,并可回收硫,彌動(dòng)床空氣間歇?dú)饣癄t，1913 年被美國(guó)氣體公司改革收稿日期:2012-10-26責(zé)任編輯:宮在芹作者簡(jiǎn)介:高聚忠( 1964- -) ,男,河北高邑人,高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事煤氣化及煤化工技術(shù)開(kāi)發(fā)研究工作。引用格式:高聚忠煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J]潔凈煤技術(shù),2013 ,19(1) :65-71.高聚忠:煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展55轉(zhuǎn)化利用成UGI爐。UGI爐是以焦炭為原料,用間歇?dú)饣普苟鄧娮焖簼{加壓氣化和二段式干煤粉加壓技水煤氣或半水煤氣。第一次世界大戰(zhàn)后,隨著甲術(shù)攻關(guān),目前,這幾項(xiàng)氣化技術(shù)均已進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)醇、合成氨F-T合成等為代表的合成化學(xué)工業(yè)的發(fā)用階段。展,為了滿足合成原料氣的需要,1926年第一代流目前,移動(dòng)床常壓氣化UGI氣化爐在中國(guó)仍是化床Winkler 氣化爐實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。隨著工業(yè)制主力爐型,用于生產(chǎn)合成氣或燃料氣。移動(dòng)床加壓氧技術(shù)的成功,又發(fā)展了新的用氧氣氣化的技術(shù)。氣化Lurgi爐在劣質(zhì)煤氣化方面占有- -定市場(chǎng)。隨1939年移動(dòng)床加壓氣化Lurgi爐實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。著中國(guó)現(xiàn)代煤化工的發(fā)展,水煤漿加壓氣化(GE1952年第- -代氣流床氣化K-T爐實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。爐、多噴嘴爐)和干煤粉加壓氣化(Shell爐.GSP、二，20世紀(jì)30- -50 年代，國(guó)外煤氣化技術(shù)取得了很大段爐、航天爐)已成為主要選擇。的成就。20世紀(jì)50年代以后,隨著石油和天然氣1.3 現(xiàn)代煤氣化技術(shù)發(fā)展方向工業(yè)的發(fā)展，常壓固定床氣化爐在國(guó)外逐漸被淘1)加壓氣化:提高壓力有利于提高氣化爐的生汰，其它煤氣化技術(shù)的發(fā)展也基本處于停滯產(chǎn)能力,同時(shí)大大減少氣體凈化的投資,并降低壓狀態(tài)[國(guó)]縮耗能?，F(xiàn)代煤氣化技術(shù)的發(fā)展得益于石油危機(jī)。第2)高溫氣化:使煤中的揮發(fā)分和可燃組分充分- -次石油危機(jī)時(shí),發(fā)達(dá)國(guó)家出于對(duì)石油、天然氣供轉(zhuǎn)化,其它組分也在高溫下得到鈍化,得到的產(chǎn)品應(yīng)前景的預(yù)測(cè),把發(fā)展煤氣化技術(shù)作為替代石油天煤氣較純凈,三廢問(wèn)題少。然氣的重要手段，加快了現(xiàn)代煤氣化的開(kāi)發(fā)。20世3)粉煤氣化:通過(guò)增大煤的比表面積提高氣化紀(jì)70年代后實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的爐型有:加壓固定床液態(tài)反應(yīng)速率,從而提高氣化爐的單爐生產(chǎn)能力和碳轉(zhuǎn)排渣氣化爐( BGL爐),加壓流化床氣化爐(HTW化率。爐,U-Gas爐、KBR爐、CFB氣化爐和恩德?tīng)t),加壓4)液態(tài)排渣:灰渣以高溫熔融態(tài)排出氣化爐，粉煤水煤漿氣化(GE爐Destec爐),干煤粉加壓氣經(jīng)過(guò)高溫處理的爐渣,大多為隋性物質(zhì),無(wú)毒無(wú)害?；?Shell爐、Prenflo爐和GSP爐)。這一時(shí)期開(kāi)發(fā)5)純氧氣化:降低惰性氣升溫、降溫造成的熱的氣化爐型是目前現(xiàn)代煤化工發(fā)展的主要選擇損,并減少氣化劑壓縮的能耗,提高氣化效率,使加爐型。壓高溫、熔渣氣化更經(jīng)濟(jì)可行。1.2中國(guó)煤氣化技術(shù)發(fā)展6)氣化爐大型化:適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)大型化、規(guī)模中國(guó)煤氣化技術(shù)起步較晚,最早于20世紀(jì)化、集約化發(fā)展,有利于降低投資，提高項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)30- 40 年代在大連、南京用UGI爐生產(chǎn)合成氨,濟(jì)性。20世紀(jì)50年代末期改用無(wú)煙煤為原料。目前,中2典型煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展國(guó)還有許多合成氨和合成甲醇廠以焦炭或無(wú)煙煤為原料,采用UGI爐生產(chǎn)合成氣”。中國(guó)早期煤氣2.1移動(dòng)床加壓氣化技術(shù)化技術(shù)的開(kāi)發(fā)主要以模仿創(chuàng)新或引進(jìn)、消化吸收再1927- -1928 年, Lurgi氣化始于德國(guó)，主要目的創(chuàng)新為主。是進(jìn)行褐煤完全氣化試驗(yàn), 1936年建立了第一個(gè)工20世紀(jì)60年代，中國(guó)開(kāi)始進(jìn)行K-T式粉煤業(yè)化的Lurgi 氣化廠。二次大戰(zhàn)期間在德國(guó)和捷克氣化試驗(yàn),并于20世紀(jì)70年代初在新疆建成- - 套建設(shè)了2個(gè)Lurgi氣化廠,戰(zhàn)后在英國(guó)、西德澳大利K-T式粉煤氣化制氨裝置,氣化爐四開(kāi)- -備 ,生產(chǎn)亞、南非、美國(guó)等建立了大型氣化裝置。美國(guó)大平能力為每臺(tái)4800 m'/h, 投產(chǎn)后由于耐火材料被腐原煤制天然 氣項(xiàng)目采用14臺(tái)Mark-IV型Lurgi爐，蝕碳轉(zhuǎn)化率低、排渣困難等問(wèn)題而改燒重油,此后氣化用煤量達(dá)426萬(wàn)Va;南非薩索爾公司間接液化沒(méi)有新的發(fā)展。廠, 各種型號(hào)的Lurgi 爐達(dá)97臺(tái)，氣化用煤達(dá)中國(guó)對(duì)于新型氣化爐或新型煤氣化方法的研3000萬(wàn)Va。究始于1978年第一-次全國(guó)科學(xué)大會(huì)。先后開(kāi)展了Lurgi氣化是中國(guó)最早引進(jìn)和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用固定床加壓碎煤氣化(相當(dāng)于Lurgi 爐),水煤漿加的技術(shù)。1974 年，中國(guó)云南解放軍化肥廠采用Lurgi壓氣化(相當(dāng)于GE爐),灰團(tuán)聚流化床氣化(相當(dāng)爐制合成氨原料氣,氣化爐直徑2.72 m、壓力2.2于U-gas氣化)?！熬盼濉?、“+五”期間國(guó)家組織開(kāi)MPa,以褐煤為原料。1987 年,山西化肥廠1000 V/a .《潔凈煤技術(shù)》2013年第19卷第1期轉(zhuǎn)化利用. 中國(guó)科技核心期刊礦業(yè)類核心期刊J合成氨裝置引進(jìn)4臺(tái)直徑為3.8 m的MARK-IV型產(chǎn),氣化爐壓力達(dá)到4.0 MPa。目前中國(guó)運(yùn)行和在Lurgi爐,操作壓力為3.1 MPa, 氣化能力1650 Vd, .建的各類Lurgi氣化爐型超過(guò)50臺(tái),用于合成氨、合以當(dāng)?shù)刎毭簽樵?。此?中國(guó)先后有沈陽(yáng)煤氣成甲醇、合成天然氣或城市煤氣。廠、蘭州煤氣廠、哈爾濱煤氣廠和義馬煤氣廠等采在Lurgi爐的基礎(chǔ)上,英國(guó)煤氣公司于20世紀(jì)用此氣化技術(shù)生產(chǎn)城市煤氣,部分廠家同時(shí)聯(lián)產(chǎn)甲80年代開(kāi)發(fā)了Lurgi 爐液態(tài)排渣氣化技術(shù),又稱醇[4]。近幾年,隨著國(guó)內(nèi)煤制天然氣產(chǎn)業(yè)的興起,BGL( British Gas-Lurgi)氣化技術(shù),并建立了工業(yè)示Lurgi 氣化受到青睞,目前在建和已經(jīng)投產(chǎn)的煤制天范試驗(yàn)廠。此氣化技術(shù)的操作壓力2. 0~3. 0 MPa,然氣項(xiàng)目大多采用此氣化技術(shù)，如新汶新疆煤制天氣化溫度1400~1600 C。20世紀(jì)90年代中后期，然氣項(xiàng)目、慶華新疆煤制天然氣項(xiàng)目、大唐克旗煤在德國(guó)東部的黑水泵煤氣化廠建設(shè)了- -臺(tái)內(nèi)徑3.6 m制天然氣項(xiàng)目、大唐阜新煤制天然氣項(xiàng)目等。2012年的BCL氣化爐[] ,2001年投產(chǎn)后,至今運(yùn)行良好。8月大唐克旗煤制天然氣項(xiàng)目一期工程投人試生圖1為L(zhǎng)urgi爐與BGL爐的結(jié)構(gòu)對(duì)比。塊煤、型煤和石灰石-煤閉鎖倉(cāng)排氣口-攪拌器手懦屋ρ.←媒氣煤氣驟冷裝置-還原層氧化層灰層水蒸氣、氧和焦油~ .噴嘴為串人焦油、水H:O- +灰渣驟冷裝置-一灰渣閉鎖倉(cāng)灰渣a) Lurgi爐b) BGL氣化爐圖1 Lurgi爐與BGL爐結(jié)構(gòu)對(duì)比2005年中國(guó)云南解放軍化肥廠引進(jìn)了Lurgi 液氣化裝置,單爐最大生產(chǎn)能力2000 Vd,最高氣化壓態(tài)排渣(即BGL)氣化技術(shù)，直接試燒當(dāng)?shù)睾置?示力6.5 MPa[8。2004 年美國(guó)GE公司收購(gòu)了Texaco范生產(chǎn)線已經(jīng)建成并完成了工業(yè)試驗(yàn)。此氣化技煤氣化技術(shù),目前該技術(shù)又稱為GE煤氣化技術(shù)。術(shù)氣化強(qiáng)度大、污染物排放小。計(jì)劃“十二五”末建中國(guó)水煤漿氣化技術(shù)開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)60年成的中煤鄂爾多斯煤制合成氨項(xiàng)目擬采用此項(xiàng)技代。1969年在浙江建立了第一套水煤漿氣化中試術(shù)，國(guó)內(nèi)--些煤制天然氣項(xiàng)目也有采用此技術(shù)的意裝置(0.7Vh),后由于國(guó)內(nèi)大量開(kāi)發(fā)石油而停滯。向,但由于技術(shù)成熟度不夠而選用Lurgi固態(tài)排渣1979- -1982 年在陜西建立了水煤漿氣化小試裝置,或其它技術(shù)。BGL技術(shù)在中國(guó)大規(guī)模應(yīng)用還需要1985年又建成中試裝置,規(guī)模為1.5 Vh、氣化壓力不斷示范完善和經(jīng)驗(yàn)積累的過(guò)程。2.6 MPa。1984 年山東魯南化肥廠引進(jìn)了Texaco煤2.2水煤漿加壓氣化技術(shù)氣化技術(shù),于1993年建成了國(guó)內(nèi)第一套水煤漿氣化Texaco煤氣化技術(shù)是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的氣工業(yè)化生產(chǎn)裝置,設(shè)計(jì)氣化煤量為400 Vd、氣化壓流床水煤漿加壓氣化技術(shù)。第- -套工業(yè)化裝置于力為2.8 MPa。此后，上海焦化廠、渭河化肥廠、淮1983年在美國(guó)Eastman化工公司投入運(yùn)行,1984年南化肥廠、浩良河化肥廠、金陵石化、神木化工、神美國(guó)Cool Water第一套IGCC示范電站建成。自華包頭煤化工有限公司等引進(jìn)了多套Texaco煤氣1983年至今,美國(guó)、日本、德國(guó)先后建設(shè)了多套大型化裝置 ,分別用于合成氨、合成甲醇的生產(chǎn)。.高聚忠:煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展67轉(zhuǎn)化利用“九五"期間,華東理工大學(xué)完成了多噴嘴對(duì)置2005年清華大學(xué)水煤漿水冷壁氣化爐(清華式水煤漿氣化爐開(kāi)發(fā),2000年建成了22 Vd中試裝爐)開(kāi)始投入研發(fā),2011年8月第- -套工業(yè)生產(chǎn)裝，置,2005年山東德州華魯恒升、山東滕州兗礦國(guó)泰置在山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)集團(tuán)投人生產(chǎn)運(yùn)行[10] ,該裝建成了2套氣化壓力為4.0 MPa ,處理煤量1150 Vd置采用點(diǎn)火、投料程序- - 體化技術(shù)，此氣化技術(shù)的的氣化爐[9]。此后,神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)、兗礦魯南開(kāi)發(fā)成功，又為中國(guó)水煤漿氣化技術(shù)的選擇提供了化肥廠、江蘇索普集團(tuán)等轉(zhuǎn)讓了40多套多噴嘴水煤一條新的途徑。圖2為GE氣化爐、多噴嘴爐和清漿氣化裝置。華爐結(jié)構(gòu)的對(duì)比。煤漿[O:煤漿[O2.煤漿02氣化室水粗煤氣原粗煤氣激冷室L渣a) GE氣化爐b)多噴嘴爐c)清華爐圖2 GE 氣化爐、多噴嘴爐和清華爐結(jié)構(gòu)的對(duì)比目前，中國(guó)在建和投人運(yùn)行的各類水煤漿加壓投人使用的GSP氣化爐約有20臺(tái)。氣化爐超過(guò)200臺(tái)。水煤漿加壓氣化由于具有良好GSP氣化技術(shù)也是2000年以后進(jìn)人中國(guó)，的操作性和環(huán)保性,已經(jīng)成為中國(guó)現(xiàn)代煤化工發(fā)展2005年西門子公司與神華寧煤集團(tuán)成立了合資公的主流。司,負(fù)責(zé)國(guó)內(nèi)技術(shù)推廣。國(guó)內(nèi)神華寧煤集團(tuán)5臺(tái)、2.3干煤粉加壓氣化技術(shù)晉城蘭花集團(tuán)2臺(tái)500MW的GSP氣化裝置已經(jīng)Shell煤氣化技術(shù)是中國(guó)工業(yè)化應(yīng)用最早的氣建成。流床干煤粉加壓氣化技術(shù)。Shell 煤氣化技術(shù)實(shí)際中國(guó)干煤粉加壓氣化技術(shù)開(kāi)發(fā)起步較晚。兩上是K-T爐的加壓氣化形式，其主要工藝特點(diǎn)是采段式氣化爐是西安熱工研究院最新開(kāi)發(fā)成功的一用密封料斗法加煤裝置和粉煤濃相輸送，氣化爐采種干煤粉加壓氣化技術(shù),1997年建成了一套0.7 V/d用水冷壁結(jié)構(gòu)。1993 年全球第一套大型工 業(yè)化生的小試裝置,2004年建成了處理煤量為36~40 Vh產(chǎn)裝置在荷蘭建成" ,用于IGCC發(fā)電，每天消耗煤的中試裝置。首套工業(yè)化示范裝置在天津華能“綠量為2000 t。色煤電”項(xiàng)目中應(yīng)用，每天耗煤量為2000 t, 廢熱鍋Shell煤氣化于2000年以后進(jìn)入中國(guó),中石化爐流程,用于IGCC發(fā)電[12]。另-套工業(yè)化裝置投岳陽(yáng)、洞庭、安慶3家化肥企業(yè)由于油改煤的需要，煤量1000 Vd,激冷流程,在內(nèi)蒙古世林化工有限公引進(jìn)了Shell煤氣化技術(shù),在此帶動(dòng)下，截止2008年司年產(chǎn)3x10't甲醇項(xiàng)目應(yīng)用。國(guó)內(nèi)先后有19家企業(yè)引進(jìn)了23臺(tái)煤氣化爐，氣化2000年以后,中國(guó)航天科技集團(tuán)公司成功開(kāi)發(fā)壓力4.0 MPa，單爐每天最大耗煤量為2800 t。了干煤粉加壓氣化航天爐,用于15萬(wàn)Va甲醇項(xiàng)GSP煤氣化技術(shù)是世界上最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用目,2008年建成投產(chǎn)[1)。截止2011年底,已有6家的氣流床干煤粉加壓氣化技術(shù)。該技術(shù)由原民主企業(yè)采用航天爐的項(xiàng)目建成，包括中能化工、中新德國(guó)燃料研究所開(kāi)發(fā), 1985年在Schwarze Pump建化工、魯西化工等,采用航天爐在建和建成的項(xiàng)目成了第-套工業(yè)化裝置,投煤量為30 Vh,工作壓力已經(jīng)有16家。國(guó)內(nèi)外各類干煤粉加壓氣化爐基本為3.0 MPa,產(chǎn)氣量為40000 m'/h。東西德合并后，處于同-水平。圖3為Shell.GSP、兩段爐、航天爐該技術(shù)目前歸西門子公司擁有。目前,全球在建和結(jié)構(gòu)的對(duì)比。68《潔凈煤技術(shù)》2013年第19卷第1期轉(zhuǎn)化利用-中國(guó)科技核心期刊礦業(yè)類核心期刊循環(huán)冷世氣粉煤蒸汽，蒸汽粗煤氣煤粉租水查a) Shell爐b) GSP爐c)兩段爐d)航天爐圖3 Shell、.GSP 、兩段爐、航天爐結(jié)構(gòu)的對(duì)比度較深,對(duì)煤氣化裝置的依賴度也比較大，裝置開(kāi)3煤氣化技術(shù)的選擇 與創(chuàng)新停車-一次,少則損失幾十萬(wàn)元,多則損失上千萬(wàn)甚3.1 煤氣化技術(shù)的選擇至上億元?，F(xiàn)代煤氣化技術(shù)對(duì)煤質(zhì)要求都較高,目國(guó)內(nèi)在工業(yè)化應(yīng)用的煤氣化技術(shù)十分紛雜。前國(guó)內(nèi)投產(chǎn)的煤轉(zhuǎn)化項(xiàng)目都因煤質(zhì)不穩(wěn)或煤質(zhì)波最先進(jìn)的干煤粉加壓氣化技術(shù)、水煤漿加壓氣化技動(dòng)而受到過(guò)影響。術(shù)在中國(guó)擁有全球最大規(guī)模的生產(chǎn)裝置和最多的綜合分析現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和當(dāng)今各種煤氣化爐。最落后的移動(dòng)床常壓氣化技術(shù)在國(guó)外已炭氣化技術(shù)的特點(diǎn),對(duì)煤氣化技術(shù)的選擇最終落實(shí)經(jīng)淘汰，但在中國(guó)還有很多用戶。移動(dòng)床常壓氣化到經(jīng)濟(jì)性能。煤氣化技術(shù)與目標(biāo)產(chǎn)品相結(jié)合，經(jīng)濟(jì)由于投資少、建設(shè)周期短、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)而得以發(fā)性能好,生命力就強(qiáng)?，F(xiàn)代工業(yè)更體現(xiàn)的是經(jīng)濟(jì)、展,但此技術(shù)在中國(guó)已被列人淘汰技術(shù)，主要是因社會(huì)與環(huán)境發(fā)展的和諧統(tǒng)--,現(xiàn)代工業(yè)對(duì)煤氣化選為中國(guó)對(duì)煤氣化技術(shù)的選擇更加注重環(huán)境因素。擇要求如下:目前,還沒(méi)有一種萬(wàn)能氣化爐能氣化各種煤[4),各1)技術(shù)成熟。現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性強(qiáng),煤氣化種煤氣化爐型和氣化技術(shù)都有優(yōu)點(diǎn)和不足,以及對(duì)作為龍頭,其安全性、穩(wěn)定性直接影響經(jīng)濟(jì)性能。煤種的適應(yīng)性和對(duì)煤氣化產(chǎn)品的適配性。不同爐2)環(huán)境性能好。不產(chǎn)生或較少產(chǎn)生有害物質(zhì)，型對(duì)原料煤種的要求和適應(yīng)性不同，同- -煤種針對(duì)三廢問(wèn)題少。不同的目標(biāo)產(chǎn)品應(yīng)采用不同的氣化爐型。3)原料煤種適應(yīng)性好。氣化爐型選擇因煤而表1為以神華煤為原料采用移動(dòng)床加壓氣化異,要根據(jù)原料煤的來(lái)源和煤質(zhì)特點(diǎn)選擇適宜的氣Lurgi爐與水煤漿氣化GE爐及干煤粉氣化Shell爐化技術(shù)[15。氣化性能的比較。4)與目標(biāo)產(chǎn)品的匹配性要好。氣化爐與先進(jìn)神華煤是國(guó)內(nèi)產(chǎn)量最大的商品煤,氣化用戶在的煤氣利用技術(shù)有良好的兼容性。國(guó)內(nèi)也最多。神華煤具有低灰、低硫、低灰熔融性5)建設(shè)投資少。和高水分、高揮發(fā)分、高發(fā)熱量的特點(diǎn),是- -種良好6)運(yùn)行成本低。包括消耗低、能效高,操作和.的氣化煤種,水分含量高、煤質(zhì)年輕,制漿濃度是制維修簡(jiǎn)單等。約氣化運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。神華煤用于Lurgi 爐和7)單爐氣化能力大。適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)大規(guī)模、集干煤粉氣化應(yīng)注意其結(jié)渣和成渣性。約化生產(chǎn)的需求?，F(xiàn)代煤化工項(xiàng)目一般投資較高,裝置間關(guān)聯(lián)程8)自動(dòng)化水平高。能與現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)控制技高聚忠:煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展69轉(zhuǎn)化利用術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)智能控制和自動(dòng)控制，盡可能降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。表1 Lurgi 爐、GE爐、Shell爐氣化性能對(duì)比氣化方法移動(dòng)床加壓氣化Lurgi爐水煤漿氣化CE爐干煤粉氣化Shell爐灰排出狀態(tài)干灰熔渣熔渣.對(duì)小顆粒煤不受限原料要求對(duì)灰熔融性要求/CST>1250FT<1350FT<1450粒度/mm6-50<2.5<1.0含水量/%<2038 -402-4人爐物料x(02)/%99.6蒸汽壓力/MPa4(過(guò)熱)無(wú)5(過(guò)熱)氣化壓力/ MPa2-34.0-6.52.0-4.0操作特性氣化溫度(出口)/C<4001350- 14001400 ~ 1550爐內(nèi)最高溫度/心55>65煤氣中焦油、酚含量適用場(chǎng)合高熱值燃料氣(城市煤氣)制氫(以H2為主合成氣)合成氣ICCC*僅考慮電耗(包括備煤和制氧)和蒸汽(含自產(chǎn)蒸汽)的消耗.不考慮變換蒸汽消耗。3.2煤氣化技術(shù)創(chuàng)新達(dá)國(guó)家技術(shù)的差距,也推動(dòng)了中國(guó)現(xiàn)代煤氣化和煤隨著中國(guó)煤化工技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,煤直接液，化工技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。但長(zhǎng)期技術(shù)引進(jìn)必然會(huì)化、煤間接液化煤制烯烴、煤制乙二醇等具有自主挫傷技術(shù)創(chuàng)新的積極性。目前,中國(guó)正處于建設(shè)創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤化工新技術(shù)已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平,但作新型國(guó)家的發(fā)展時(shí)期,創(chuàng)新、發(fā)展、應(yīng)用自主的煤氣為現(xiàn)代煤化工支撐的現(xiàn)代煤氣化技術(shù)開(kāi)發(fā)相對(duì)化技術(shù)勢(shì)在必行。滯后?？v觀國(guó)內(nèi)外不同煤氣化技術(shù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程,一般改革開(kāi)發(fā)以來(lái),中國(guó)先后引進(jìn)的煤氣化技術(shù)有都要從概念形成，經(jīng)過(guò)小試、中試、工業(yè)示范的過(guò)Lurgi ,GE,U-gas，Shell，GSP, KBR,恩德?tīng)t等各種工程,最終進(jìn)人工業(yè)化應(yīng)用。國(guó)外的GE, Shell, GSP,業(yè)化氣化爐型。其中GE, Shell和Lurgi 3種氣化爐Lurgi等氣化技術(shù)和國(guó)內(nèi)的多噴嘴氣化、兩段式氣化總氣化能力在國(guó)內(nèi)排前3位,目前還有不斷擴(kuò)大的等都是如此。趨勢(shì)。這些技術(shù)和核心專利成果基本上都是20世煤氣化技術(shù)創(chuàng)新的核心是氣化爐創(chuàng)新。煤氣紀(jì)80年代前后取得的,GE技術(shù)核心是水煤漿進(jìn)料化技術(shù)的創(chuàng)新范圍主要包括氣化爐,加料系統(tǒng)(含和氣化爐;Shell和GSP技術(shù)核心是干煤粉加壓進(jìn)料噴嘴), 原料預(yù)處理系統(tǒng),煤氣冷卻系統(tǒng),黑水灰水和氣化爐,其核心專利超過(guò)20 a,第四代Lurgi氣化處理系統(tǒng),排渣系統(tǒng)及相關(guān)的設(shè)備和材料等。已經(jīng)超過(guò)30 a。中國(guó)是全球最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)及煤4結(jié)論與建議，氣化國(guó)家，也是全球最大的煤氣化技術(shù)進(jìn)口國(guó)。改1)煤氣化技術(shù)選擇的多樣化是中國(guó)煤氣化技革開(kāi)放以來(lái),通過(guò)技術(shù)引進(jìn)，縮短了中國(guó)與國(guó)外發(fā)術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。先進(jìn)的煤氣化技術(shù)在中國(guó)具70《潔凈煤技術(shù)》2013年第19卷第1期轉(zhuǎn)化利用. 中國(guó)科技核心期刊礦業(yè)類核心期刊J有很強(qiáng)的生命力。GE煤氣化技術(shù)進(jìn)入中國(guó)20多年[4] 沈浚.合成氨[ M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011.來(lái),已向中國(guó)企業(yè)轉(zhuǎn)讓了幾十家,占全球GE煤氣化[5] 高聚忠神華煤Lurgi氣化制合成氣探討[A].神華首用戶的80%以上。Shell 煤氣化爐2000年前后進(jìn)人屆科技研討會(huì)[C].北京:煤炭工業(yè)出版社,2005:506-515.中國(guó),目前中國(guó)的Shell 煤氣化爐用戶占Shell煤[6]王鵬,輯緒國(guó)魯奇煤氣化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].潔氣化爐用戶的90%以上。常壓移動(dòng)床氣化在國(guó)外凈煤技術(shù),2009 ,15(5) :48-51.雖然早已經(jīng)淘汰,但由于投資低,在中國(guó)還有近[7]汪家銘. BGL碎煤熔渣氣化技術(shù)及其工業(yè)應(yīng)用[J].化6000臺(tái)氣化爐在運(yùn)行。因此在中國(guó)不可能出現(xiàn)任學(xué)工業(yè),2011 ,29(7):34-39.何一項(xiàng)煤氣化技術(shù)壟斷的格局。目前,應(yīng)結(jié)合引進(jìn)[8]任相坤. 神華煤氣流床氣化特性分析[A].神華首屆技術(shù)取得的經(jīng)驗(yàn),加強(qiáng)自主煤氣化技術(shù)的創(chuàng)新、應(yīng)科技研討會(huì)[C].北京:煤炭工業(yè)出版社, 2005 :443用與發(fā)展。-456.2)煤氣化是現(xiàn)代煤化工的基礎(chǔ),隨著中國(guó)現(xiàn)代[9]于遵宏,于廣鎖.多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的研煤化工技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.煤氣化技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)究開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用[J].中國(guó)科技產(chǎn)業(yè),2006(2):28是大型化、高效率和環(huán)境友好,其技術(shù)應(yīng)用需要考慮煤種適應(yīng)性、操作的可靠性和環(huán)保特性。未來(lái)煤[10]王中剛， 韓喜民.水煤漿水冷壁氣化爐項(xiàng)目總結(jié)[].化肥工業(yè),2012 ,39(1):57-58.炭清潔高效轉(zhuǎn)化利用將是以大型、先進(jìn)的煤氣化技[11] HJ vander Plocg,T Chhoa, P L Zuideveld. The Shell術(shù)為核心，以電、化、熱等多聯(lián)產(chǎn)為方向技術(shù)集成。Coal Gasification Process for the US Industry[ A].參考文獻(xiàn):Gasification Technology Conference[ C]. 2004:1-19.[12] 劉曉軍. 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