煤气化技术的简介和发展前景详情介绍

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煤气化技术是指把经过适当处理的煤送入反应器如气化炉内,下面我们一起来看看煤气化技术的简介和发展前景详情介绍。

    煤气化技术的简介和发展前景详情介绍

    SCGP气化工艺是粉煤加压气化技术。其主要特点如下:A)原料适应性宽。褐煤、烟煤、无烟煤和石油焦等均可。B)气化温度约1400℃~1600℃,(www.isoyu.com原创版权)碳转化率达99%以上,产品气体洁净,不含重烃煤气中有效气体(CO+H2)达到90%以上。C)采用干法进料,氧耗低,空分装置规模较小,投资降低。D)单炉生产能力大,日投煤量2000t~2500t。E)气化炉采用竖管水冷壁结构,无耐火砖衬里,设备维护量较少,不设备用炉。

    GSP干煤粉加压气化技术已先后气化了80余种原料,不仅可以气化高硫、高灰等劣质煤,而且可以气化工业废料、生物质等,煤气中CH4含量极低,很适合生产合成气,气化过程简单,气化炉装置生产能力大,装置的开工率在90%以上。该技术主要特点如下:A)原料适应性宽,固体原料和液体原料。固体原料中的褐煤、烟煤、无烟煤和石油焦等均可。对煤的活性没有要求。B)气化温度约1400℃~1600℃,碳转化率达99%以上,产品气体洁净,不含重烃煤气中有效气体(CO+H2)达到90%以上。C)采用干法进料,氧耗低,空分装置规模较小,投资降低。D)单炉生产能力大,日投煤量2000t~2500t。E)气化炉采用盘管水冷壁结构,无耐火砖衬里,设备维护量较少。F)启动时间短,从冷态气化炉到热态满负荷运转只需0.5~1h。

    德士古水煤浆加压气化工艺除含水高的褐煤以外,各种烟煤和石油焦均能使用。其特点具备了上述两种工艺的许多特点,虽然是水煤浆进料,大量水份要进行气化,因而以单位体积的(CO+H2)计的煤耗和氧耗均比GSP及Shell干粉气化技术高。但是德士古气化技术在我国使用最多,鲁南化肥厂、渭河化肥厂等十几套,并且经过我国有关科研、设计、生产、制造部门的多年研究,已基本掌握该技术,并能设计大型工业化装置,国产化率达90%以上,气化炉在国内制造,可以控制并节省大量投资、同时可有效缩短建设周期。总之,该技术国内支撑率高,生产运行管理经验多,风险少。

    煤气化行业市场概况

    (1)煤炭是我国最重要的能源

    我国是世界产煤大国,也是煤炭消费大国。就资源禀赋而言,我国一次能源具有“贫油、少气、富煤”的特征。根据《2011年BP能源统计》数据1,2010年我国煤炭资源探明储量占我国化石能源的93.3%。

    根据国家统计局《2011年国民经济和社会发展统计公报》数据,2011年我国原煤产量达到35.2亿吨,比上年同期增长8.7%。因此,从一次能源生产和消费结构来看,煤炭在我国能源的消费比例非常高。根据《2011年BP能源统计》数据,2010年煤炭占能源消费比例达到70.5%,具体的能源消费结构如上图。

    煤炭是目前保障我国能源安全供应的最可靠能源,同时也是现阶段最廉价的可利用能源。中国的能源储量、生产和消费结构决定了煤炭在今后一段时期内依然是我国的主要能源。

    (2)大型现代煤气化技术是实现煤炭清洁高效利用的重要手段

    长期以来,我国煤炭综合利用技术落后,煤炭利用率低下,传统的煤炭利用方法主要以直接燃烧为主,一方面煤炭燃烧排放的CO2、SO2、NOx和烟尘造成了严重的环境污染,另一方面由于煤炭燃烧技术比较落后,综合利用效率不高,造成资源很大浪费。因此,为提高煤炭综合利用率、缓解因煤炭利用所引起的环境污染问题,必须加强洁净煤技术研究,实现煤炭清洁高效转化。

    大型现代煤气化技术作为重要的且应用广泛的洁净煤技术,是实现煤炭清洁高效转化的核心技术,同时也是发展煤基化学品合成(氨、甲醇、乙二醇、烯烃等)、液体燃料合成(汽油、柴油等)、煤制天然气、先进的IGCC发电系统、煤制氢等工业的基础,是这些行业的共用技术、关键技术和核心技术。美国、欧洲、日本、加拿大、澳大利亚等发达国家在提出各自的洁净煤技术路线图时,均采用了以煤气化为基础,以煤制油、煤制氢或煤制化学品与燃气、蒸汽联合循环发电为主线的多联产体系,辅助碳捕捉与封存(CCS),实现CO2的零排放。

    (3)我国煤气化技术水平总体仍较落后

    工业上以煤为原料生产煤气(合成气)已有百余年历史。从煤气化技术发展进程看,早期的煤气化大都在常压下进行,使用的原料煤粒度都很大,存在粒度小的粉煤资源不能有效利用、能耗高、规模小、效率低及环境污染严重等问题。

    自20世纪60年代以来,煤气化技术研究开发取得了较大进展,尤其是20世纪70年代石油危机的刺激和严重的燃煤环境污染问题,国内外各国政府和研究机构都对煤气化技术的研发给予了极大的重视,如美国先后提出的“洁净煤技术示范计划(CCTP)”和“21世纪展望(Vision21)”。在这些项目的带动下,一批大型化的先进气流床煤气化技术完成示范,比较有代表性的有德士古(Texaco)水煤浆气化技术、壳牌(Shell)粉煤气化技术等,这些技术都具有气化温度和压力高、生产能力大、气化效率高、环境污染少的特点。

    我国煤气化技术应用在总体上仍处于落后状态,运转中的各类煤气化炉主要以固定床气化炉为主。如合成氨工业中应用的常压固定床间歇气化炉(UGI)就达4,000余台2。第一台UGI炉于1882年设计,1913年后经改进发展成现在的UGI炉,真正实现工业化应用并沿用至今的只有我国的UGI炉,国外40多年前已停止使用3。为了改变这种落后的技术现状,我国从20世纪80年代就开始陆续引进德士古水煤浆气化和壳牌粉煤气化等国外先进的煤气化技术,这两种煤气化技术都具备技术先进、效率高、污染小的优点。但引进的煤气化技术由于核心技术由国外公司掌握,引进后很难进行技术升级,且在投入生产后运行维护费用也较高,因此,完全依靠引进国外技术并不能彻底改变我国煤气化技术水平落后的现状。

    (4)发展国内自主知识产权的大型现代煤气化技术具有重要意义

    在我国大力发展具有自主知识产权的大型现代煤气化技术,不但能够解决引进国外先进煤气化技术过程中存在的问题,打破国外公司的技术垄断,而且对于实现我国煤炭资源的清洁高效利用和保障我国的能源供应具有重要意义。

    目前,国内已开发了多项国产技术并成功实现了工业化应用。其中较早实现工业化的是水煤浆气化技术,比较有代表性和应用较多的为多元料浆气化技术和多喷嘴对置式水煤浆气化技术。而随着粉煤加压连续输送和控制等一系列工艺难点逐步得到解决,以本公司航天粉煤加压气化技术为代表的更有技术优势的粉煤气化技术也成功在国内实现工业化应用。以上这些技术的出现成功填补了国内在大型先进煤气化技术方面的空白,对提升我国煤气化技术水平、带动相关下游行业的发展及实现节能减排和清洁生产的目标具有重大的意义。