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氣體分離 當前應用于我國煤氣化工藝的各種形式及特點，并對每種工藝其特點做了詳細的闡述和對比，對常規(guī)配套煤化工空分的產(chǎn)品規(guī)格及對適合煤氣化空分設備的三種流程形式的各自特點做了簡介。 前言 我國是一個缺油、少氣 、煤炭資源相對而言比較豐富的國家，合理利用我國煤炭資源相對比較豐富的這一優(yōu)勢大力發(fā)展煤化工已成為我國的能源戰(zhàn)略決策之一。目前，煤炭在我國的能源消費比重不斷加大，用于發(fā)電和工業(yè)鍋爐及窯爐的比例大約為70%左右，其余主要是作為化工原料及民用生活。隨著煤化工技術的不斷發(fā)展，煤炭作為化工原料的比重將會不斷提高。 傳統(tǒng)的煤化工特點是高能耗、高排放、高污染、低效益。隨著科技的不斷進步，新型的煤氣化技術得到了快速的發(fā)展，煤炭作為化工原料的重要性得到了普遍的認可。煤化工目前采用的方法主要有三個途徑：煤的焦化、煤的氣化、煤的液化。由于最終產(chǎn)品的不同，三種途徑均有存在的市場。煤焦化的直接產(chǎn)品主要有焦炭、煤焦油及焦爐氣，煤氣化的直接產(chǎn)品主要有合成氣、一氧化碳和氫氣，煤液化后可直接得到液體燃料。煤焦化產(chǎn)業(yè)相對比較成熟，煤液化存在直接液化和間接液化兩種方法，由于該技術的成熟程度和投資等原因，制約了其產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化的進一步發(fā)展。隨著煤氣化技術的不斷成熟，特別是加壓氣化方法的逐步完善和下游產(chǎn)品的多樣化，煤氣化已成為我國目前煤化工的重中之重。 煤氣化所產(chǎn)生的合成氣，成為氮肥（主要是尿素）、甲醇、二甲醚、醋酸等過去主要依賴石油化工產(chǎn)品的主要原料，也成為國內目前煤化工所上的主要項目。 煤氣化除了投資比較小的常壓固定床以外，粉煤加壓氣化（以殼牌和西門子GSP 為主要代表）、水煤漿加壓氣化（以德士古為主要代表）成為眾多廠家引進國外節(jié)能環(huán)保的主要首選技術。國內具有自主知識產(chǎn)權的煤氣化技術還有：（1）粉煤加壓氣化：西安熱工院的干煤粉加壓氣化技術、陜西聯(lián)合能源的灰粘聚流化床粉煤氣化技術、山西煤化所的灰熔聚流化床粉煤氣化技術、北京航天萬源的航天爐粉煤氣化技術等。（2）水煤漿加壓氣化技術：華東理工大學的四對沖燒嘴技術、北京達立科的分級氣化技術、西北化工研究院的多元料漿（主要成份是水煤漿）氣化技術等。 其中水煤漿加壓氣化裝置（包括引進裝置和國產(chǎn)化裝置）是目前國內廣泛使用的煤加壓氣化技術（占到國內煤加壓氣化裝置的75%以上），氣化后得到的合成氣主要用于合成氨、尿素、甲醇、醋酸等的原料，也可用于城市煤氣及鋼鐵等其他行業(yè)。 空分裝置為煤化工提供必需的原料氣和輸送氧氣、氮氣和空氣，是煤化工必須配套的化工裝置之一，其重要性不言而喻。合理選擇空分流程不僅可以節(jié)省能耗，減小投資，而且可以為整套煤氣化工藝提供穩(wěn)定可靠的原料氣源，這也是煤化工配套空分裝置的前提。  1.各種煤氣化工藝 當前世界上應用于煤氣化的工藝種類繁多，而且不斷推陳出新，更替換代，但是大的方面來說有三類：即固定床加壓氣化（魯奇爐為代表）、流化床（溫克勒爐為代表）、氣流床氣化（德士古工藝為代表，Shell氣化爐為加壓氣流床）。 1.1常壓固定層間歇式無煙煤（或焦炭）氣化技術 這是目前我國生產(chǎn)氮肥的主力軍之一，其特點是采用常壓固定層空氣、蒸汽間歇制氣，要求原料為25-75mm的塊狀無煙煤或焦炭，進廠原料利用率低，單耗高、操作繁雜、單爐發(fā)氣量低、吹風氣放空對大氣污染嚴重。從發(fā)展看，屬于將逐步淘汰的工藝。 1.2常壓固定層間歇式無煙煤（或焦炭）富氧連續(xù)氣化技術 這是從間歇式氣化技術發(fā)展過來的，其特點是采用富氧為氣化劑，原料可采用8-10mm粒度的無煙煤或焦炭，提高了進廠原料利用率，對大氣無污染、設備維修工作量小、維修費用低，適合于有無煙煤的地方，對已有常壓固定層間歇式氣化技術的改進。 1.3魯奇固定層煤加壓氣化技術 主要用于氣化褐煤、不粘結性或弱粘結性的煤，要求原料煤熱穩(wěn)定性高、化學活性好、灰熔點高、機械強度高、不粘結性或弱粘結性，適用于生產(chǎn)城市煤氣和燃料氣，不推薦用以生產(chǎn)合成氣。 1.4灰熔聚流化床粉煤氣化技術 中科院山西煤炭化學研究所的技術，2001年單爐配套20kt/a合成氨工業(yè)性示范裝置成功運行，實現(xiàn)了工業(yè)化。其特點是煤種適應性寬，可以用6-8mm以下的碎煤，屬流化床氣化爐，床層溫度達1100℃左右，中心局部高溫區(qū)達到1200-1300℃，煤灰不發(fā)生熔融，而只是使灰渣熔聚成球狀或塊狀排出。床層溫度比恩德氣化爐高100-200℃，所以可以氣化褐煤、低化學活性的煙煤和無煙煤，以及石油焦，投資比較少，生產(chǎn)成本低。缺點是氣化壓力為常壓，單爐氣化能力較低，產(chǎn)品中CH4含量較高（1-2%），環(huán)境污染及飛灰綜合利用問題有待進一步解決。此技術適用于中小氮肥廠利用就地或就近的煤炭資源改變原料路線。 1.5恩德粉煤氣化技術 恩德爐實際上屬于改進后的溫克勒沸騰層煤氣化爐，適用于氣化褐煤和長焰煤，要求原料為不粘結或弱粘結性、灰分小于25-30%，灰熔點高（ST大于1250℃）、低溫化學活性好的煤。至今在國內已建和在建的裝置共有9套，14臺氣化爐。屬流化床氣化爐，床層溫度在1000℃左右。目前最大的氣化爐，用富氧氣化，最大產(chǎn)氣量為40000m3/h半水煤氣。缺點是氣化壓力為常壓，單爐氣化能力還比較低，產(chǎn)品氣中CH4含量高達1.5-2.5%，飛灰量大、對環(huán)境的污染及飛灰綜合利用問題有待解決。 1.6 GE德士古（Texaco)水煤漿加壓氣化技術 GE 德士古（Texaco)水煤漿加壓氣化技術，屬氣流床加壓氣化技術，原料煤經(jīng)磨制成水煤漿后用泵送進氣化爐頂部單燒嘴下行制氣，原料煤運輸、制漿、泵送入系統(tǒng)比 Shell 和GSP 等干粉煤加壓氣化要簡單得多，安全可靠、投資省，但氧煤比較高，需要的氧氣量較大。單爐生產(chǎn)能力大，目前國際上最大的氣化爐日投煤量為 2000t，國內已投產(chǎn)的最大氣化爐日投煤量為 1000t。國內設計中的氣化爐能力最大為 1600t/d。該技術對原料煤適應性較廣，氣煤、煙煤、次煙煤、無煙煤、高硫煤及低灰熔點的劣質煤、石油焦等均能作氣化原料。但要求原料煤含灰量較低，煤中含灰量由 20%降至6%，可節(jié)省煤耗5%左右，氧耗10%左右。另外，要求煤的灰熔點低。由于耐火磚襯里受高溫抗渣的限制，一般要求煤的灰熔點在還原性氣氛下的T＜1300℃，對于灰熔點稍高的煤，可以添加石灰石作助熔劑，降低灰熔點。還要求灰渣粘溫特性好，粘溫變化平穩(wěn)，煤的成漿性能要好。氣化壓力從 2.7、4.0、6.5 到8.5MPa 皆有工業(yè)性生產(chǎn)裝置在穩(wěn)定長周期運行，裝置建成投產(chǎn)后即可正常穩(wěn)定生產(chǎn)。 氣化系統(tǒng)的熱利用有兩種形式，一種是廢熱鍋爐型，可回收煤氣中的顯熱，副產(chǎn)高壓蒸汽，適用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電；另一種是水冷激型，制得的合成氣水氣比高達 1.3～1.4，能滿足后續(xù) CO 變換工序的需要，變換工序不需要外供蒸汽同，適用于制氫、制合成氨、制甲醇等化工產(chǎn)品。氣化系統(tǒng)不需要外供蒸汽、高壓氮氣及輸送氣化用原料煤的N2 和CO2。氣化系統(tǒng)總熱效率高達 94-96%，高于 Shell 干粉煤氣化（為91-93%）和 GSP 干粉煤氣化（為88-92%）。氣化爐結構簡單，為耐火磚襯里。氣化爐無轉動裝置或復雜的膜式水冷壁內件，所以制造方便、造價低，同時由于采用熱壁爐，爐內熱容量比較大，氣化爐升溫至1000℃以上后，即可直接噴水煤漿投料，生產(chǎn)安全可靠。在開停車和正常生產(chǎn)時無需連續(xù)燃燒一部分液化氣或燃料氣（合成氣）。 煤氣除塵也比較簡單，可以只需一個文丘里洗滌器和一臺洗滌塔就可以了，無需價格昂貴的高溫高壓飛灰過濾器，投資省。單爐年運轉時間為270～300 天，碳轉化率達96-98%，有效氣成分（CO+H2）為80-83%；有效氣（CO+H2）比氧耗為336-410m3/km3，有效氣（CO+H2）比煤耗為 550-620kg/km3。國外已建成投產(chǎn)的裝置有 6 套， 15 臺氣化爐；國內已建成投產(chǎn)的裝置有28 套，72 臺氣化爐，正在建設、設計的裝置還有 34 套，90 臺氣化爐。已建成投產(chǎn)的裝置最終產(chǎn)品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氫氣、一氧化碳、燃料氣、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。各裝置建成投產(chǎn)后，一直連續(xù)穩(wěn)定、長周期運行。裝備國產(chǎn)化率已達 90%以上，由于國產(chǎn)化率高，裝置投資較其它加壓氣化裝置都低。水煤漿加壓氣化與其它加壓氣化裝置建設費用的比例為Shell 法：GSP 法：多噴嘴水煤漿加壓氣化：水煤漿法=(2-2.5)：(1.4-1.6)： (1.2-1.3)：1。對于水煤漿加壓氣化技術國內已掌握了豐富的工程技術經(jīng)驗，已培養(yǎng)出一大批掌握該技術的設計、設備制造、建筑安裝、煤種評價、試燒和工程總承包的單位及工程技術人員，所以從建設、投產(chǎn)到正常連續(xù)運行的周期比較短，這是業(yè)主所期望的。缺點是氣化用原料煤受氣化爐耐火襯里的限制，適宜于氣化低灰熔點的煤。碳轉化率較低，比氧耗和比煤耗較高。氣化爐耐火磚使用壽命較短，一般為1-2 年，國產(chǎn)磚壽命為一年左右，1 臺投煤量為 1000t/d 的氣化爐耐火磚約需500萬元左右，有待改進。氣化燒嘴壽命較短，一般使用2 個月后，需停車進行檢查、維修或更換噴嘴頭部，有待改進和提高。 我國自魯南化肥廠第一套水煤漿加壓氣化裝置（2 臺氣化爐）1993 年建成投產(chǎn)以來，相繼建成了上海焦化廠氣化裝置（4.0MPa氣化，4 臺氣化爐，于1995 年建成投產(chǎn)），渭河化肥廠氣化裝置（6.5MPa 氣化，3 臺氣化爐，于 1996 年建成投產(chǎn)），淮南化肥廠氣化裝置（4.0MPa 氣化，3 臺氣化爐，于2000 年建成投產(chǎn)），浩良河化肥廠氣化裝置（3.0～4.0MPa氣化，3 臺氣化爐于 2005 年建成投產(chǎn)），神木化工甲醇氣化裝置（4.0Ma氣化三臺氣化爐 2005 年建成投產(chǎn)）、金陵石化公司化肥廠氣化裝置（4.0MPa氣化，臺氣化爐,于2005 年建成投產(chǎn)），南化公司氣化裝置（8.5MPa氣化，2006 年建成投產(chǎn)），南京惠生氣化裝置（6.5MPa 氣化，2007年建成投產(chǎn)）等裝置。由于我國有關生產(chǎn)廠的精心消化吸收，已掌握了豐富的連續(xù)穩(wěn)定運轉經(jīng)驗，新裝置一般都能順利投產(chǎn)，短期內便能連續(xù)穩(wěn)定、高產(chǎn)、長周期運行。并且掌握了以石油焦為原料的氣化工藝技術。還有一點需要提一下的是煤耗和氧耗問題，它與原料煤質的關系比較大。無論是Shell 法或GSP 法，在用干粉煤氣化時，需向氣化爐內輸入過熱蒸汽，其用量以有效氣（CO＋H2）計為120～150kg/km3，過熱蒸汽與粉煤的比例為（0.22～ 0.25）∶1，相當于水煤漿中含水20%。 干粉煤氣化宣傳資料上介紹的煤耗和氧耗，實際上是忽略了生產(chǎn)過熱蒸汽所用的煤耗。在正常生產(chǎn)時，如需燃燒一部分然料氣，必將增加氧耗及燃料氣耗（折煤耗），備煤時煤干燥需要增加煤耗。宣傳資料介紹，這兩種方法的煤耗和氧耗比較低，有效氣（CO＋H2）煤耗為 550～600kg/km3，氧耗為330～360m3/km3，加上以上這些煤耗和氧耗，實際上有效氣（CO＋H2）總煤耗將為 590～670kg/km3，總氧耗將為380～410m3/km3。煤耗和氧耗不僅不低，而且比水煤漿氣化法高或相仿。另外還要考慮制備干煤粉及輸送干煤粉增加的電耗和激冷用返回氣循環(huán)壓縮機增加的電耗。 鑒于以上幾點，水煤漿加壓氣化工藝技術是一項成熟、國產(chǎn)化率高、投資省、建成后就能順利投產(chǎn)，長周期穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的工藝技術。存在的缺點有待在生產(chǎn)實踐中改進提高。  1.7多元料漿加壓氣化技術 多元料漿加壓氣化技術是西北化工研究院提出的，具有自主知識產(chǎn)權。其基本生產(chǎn)裝置與水煤漿加壓氣化技術相仿，屬氣流床單燒嘴下行制氣。典型的多元化料漿組成為煤60-65%、油料10-15%，水20-30%，粘度不大于2500cP。但在制備多元化料漿時摻入油類的辦法與當前我國氮肥工業(yè)以煤代油改變原料路線的方針不符合，是不可取的，有待改進。 1.8多噴嘴（四燒嘴）水煤漿加壓氣化技術 “九五”期間，華東理工大學、兗礦魯南化肥廠、中國天辰化學工程公司承擔了國家重點科技攻關課題“新型（多噴嘴對置）水煤漿氣化爐開發(fā)”。該技術為氣流床多燒嘴下行制氣，氣化爐內用耐火磚襯里。開發(fā)成功后，相繼在山東德州華魯恒升化工有限公司建設了一套氣化壓力為6.5MPa、日處理煤750t的氣化爐系統(tǒng)，于2005年6月正式投入運行，至今運轉良好。在山東滕州兗礦國泰化工有限公司建設了兩套氣化壓力為4.0MPa、日處理煤1150t的氣化爐系統(tǒng)，于2005年7月21日一次投料成功，運行至今。 多噴嘴氣化爐與單燒嘴氣化爐相比，有效氣成分提高 2～3 個百分點，CO2 含量降低 2～3 個百分點，碳轉化率提高 2～3 個百分點，比煤耗可降低約 2.2%，噸甲醇煤耗減少 100～150kg，比氧耗可降低 6.6～8%，這是很有吸引力的。同時調節(jié)負荷比單燒嘴氣化爐靈活。適宜于氣化低灰熔點的煤。 已建成及在建項目共 12 家，31 臺氣化爐。已順利投產(chǎn)的有3 家，5 臺氣化爐。在建的最大氣化爐投煤量為2000t/d， 6.5MPa。值得一提的是該技術現(xiàn)已跨出國門，美國 Valero 能源公司最近已決定采用多噴嘴水煤漿加壓氣化技術，采用石油焦為原料加壓氣化。目前已與華東理工大學簽訂了許可證授權合同，與中國天辰工程公司簽訂了基礎設計合同。該技術暴露出來的問題是燒嘴使用壽命與 GEGP 法一樣較短；氣化爐頂部耐火磚磨蝕較快，以及同樣直徑同生產(chǎn)能力的氣化爐，其高度比 GEGP 德士古單燒嘴氣化爐高，又多了三套燒嘴和相應的高壓煤漿泵、煤漿閥、氧氣閥、止回閥、切斷閥及連鎖控制儀表，一套投煤量 1000t/d 的氣化爐投資比單燒嘴氣化爐系統(tǒng)多 2000～3000萬元。與一個有 3 套投煤量為1000 t/d 的氣化爐、日處理原料煤2000t的煤氣化裝置比較，增加投資 6000～9000 萬元，每年要多增加維護檢修費用，且增加了單位產(chǎn)品的固定成本。但該技術屬我國獨有的自主知識產(chǎn)權技術，在技術轉讓費方面比引進 GEGP 德士古水煤漿氣化技術要少得多，還是很有競爭力的。該技術有待在生產(chǎn)實踐中進一步改進提高。 1.9殼牌（Shell）干粉煤加壓氣化技術 殼牌（Shell）干粉煤加壓氣化技術，屬于氣流床加壓氣化技術。可氣化褐煤、煙煤、無煙煤、石油焦及高灰熔點的煤。入爐原料煤為經(jīng)過干燥、磨細后的干煤粉。干煤粉由氣化爐下部進入，屬多燒嘴上行制氣。目前最大的氣化爐是日處理2000t煤，氣化壓力為3.0MPa，國外只有一套用于商業(yè)化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的業(yè)績，尚無更高氣化壓力的業(yè)績。這種氣化爐采用水冷壁，無耐火磚襯里。采用廢熱鍋爐冷卻回收煤氣的顯熱，副產(chǎn)蒸汽，氣化溫度可以達到1400-1600℃，氣化壓力可達3.0-4.0MPa，可以氣化高熔點的煤，但為了操作穩(wěn)定，仍需在原料煤中添加石灰石作助熔劑。該種爐型原設計是用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的，國內在本世紀初開始有13家相繼引進14套氣化裝置，其最終產(chǎn)品有合成氨、甲醇、氫氣、氣化壓力3.0-4.0MPa。其特點是干煤粉進料，用高壓氮氣氣動輸送入爐，對輸煤粉系統(tǒng)的防爆要求嚴格；氣化爐燒嘴為多噴嘴，有4個（也可用6個）對稱式布置，調節(jié)負荷比較靈活；為了防止高溫氣體排出時夾帶的熔融態(tài)和粘結性飛灰在氣化爐后的輸氣導管換熱器、廢熱鍋爐管壁粘結，采用將高溫除灰后的部分330-350℃氣體與部分水洗后的160-165℃氣體混合，混合后的氣體溫度約200℃，用返回氣循環(huán)壓縮機加壓送到氣化爐頂部，將氣化爐排出的合成氣激冷至900℃后，再進入廢熱鍋爐熱量回收系統(tǒng)，不但投資高，多耗動力，而且出故障的環(huán)節(jié)也多；出廢熱鍋爐后的合成氣，采用高溫中壓陶瓷過濾器，在高溫下除去夾帶的飛灰，陶瓷過濾器不但投資高，而且維修工作量大；據(jù)介紹碳轉化率可達98-99%；可氣化褐煤、煙煤、無煙煤、石油焦；冷煤氣效率高達80-83%；有效氣（CO+H2）比煤耗為550-600kg/km3，比氧耗為330-360m3/km3，比蒸汽（過熱蒸汽）耗為120-150kg/km3，可副產(chǎn)蒸汽880-900kg/km3。其存在的問題是專利商只有一套用于發(fā)電的裝置，缺乏用于煤化工生產(chǎn)的業(yè)績。所以我國引進的Shell煤氣化裝置只設一臺氣化爐單系列生產(chǎn)，沒有備用爐，在煤化工生產(chǎn)中能否常年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)應予高度重視。一套不設備用爐的Shell煤氣化裝置投資相當于設備用爐的Texaco氣化裝置投資的2-2.5倍，排出氣化爐的高溫煤氣用龐大的、投資高的廢熱鍋爐回收顯熱副產(chǎn)蒸汽后，如用于煤化工，尚需將蒸汽返回后續(xù)一氧化碳變換系統(tǒng)，如用于制合成氨和氫氣，副產(chǎn)的蒸汽還不夠用。同時另外還需要另設中壓過熱蒸汽系統(tǒng)用于氣化。目前Shell帶鍋爐的干煤粉加壓氣化技術并不適用于煤化工生產(chǎn)，有待改進。 自湖北雙環(huán)2001年簽署技術許可合同以來，國內19家工廠已先后引進了23套殼牌煤氣化裝置，在23臺氣化爐中，7臺用于生產(chǎn)合成氨，11臺用于制甲醇，2臺用于制氫，3臺既產(chǎn)合成氨又產(chǎn)甲醇。到目前為止（2010年8月10日），其中已有13家工 廠共14臺氣化裝置分別投人生產(chǎn)。 2006年5月17日，湖北雙環(huán)科技股份有限公司 煤氣化裝置成功投產(chǎn)，緊接著，中石化安慶分公司、 中石化殼牌岳陽合資公司、中石化湖北化肥分公司、 廣西柳州化工股份有限公司的煤氣化裝置陸續(xù)開車投產(chǎn)。這些項目在設計、采購、施工、試車等過程中，均遇到過許多意想不到的困難，積累了寶貴的經(jīng)驗，為2008年投產(chǎn)的河南永城、中原大化、云天安、河南開祥、神華煤制油、云南沾化等項目開車投產(chǎn)提供了一定的借鑒作用。所有這些項目在裝置運行中暴露出來的問題，為正在建設或將要建設的殼牌煤氣化項目提供了更為全面的示范指導作用。 1.10西門子GSP干煤粉加壓氣化技術 GSP干煤粉加壓氣化技術，屬于氣流床加壓氣化技術，入爐原料煤為經(jīng)過干燥、磨細后的干煤粉，干煤粉由氣化爐頂部進入，屬單燒嘴下行制氣。氣化爐內有水冷壁內件，目前最大的GSP氣化爐是每天投煤量720t褐煤，操作壓力2.8MPa，操作溫度1400℃，有6年采用褐煤為原料進行氣化的經(jīng)驗。氣化高灰熔點的煤時，可以在原料中添加石灰石作助熔劑，因采用水冷激流程，所以投資比Shell爐要省得多，兩者投資不是Shell爐：GSP爐=(1.34-1.67)：1，適用于煤化工生產(chǎn)。碳轉化率可達到98-99%，可氣化褐煤、煙煤、次煙煤、無煙煤、石油焦及焦油，冷煤氣效率高達80-83%，合成氣有效氣（CO+H2）含量高達90%以上，有效氣（CO+H2）比煤耗為550-600kg/km3，比氧耗為330-360m3/km3，比蒸汽（過熱蒸汽）耗為120-150kg/km3。水冷壁的盤管內用壓力為4.0MPa、溫度達250℃的水冷卻，在盤管內不產(chǎn)生蒸汽，只在器外冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中副產(chǎn)0.5MPa的低壓蒸汽。氣化爐外殼還設計有水夾套，用冷卻水進行冷卻，外殼溫度低于60℃，所以熱損失比較大。 世界上目前采用GSP 氣化技術的有3 家，但是現(xiàn)在都沒有用來氣化煤炭，其中黑水泵氣化廠的那一套裝置，只有6 年氣化褐煤的業(yè)績，沒有長期氣化高灰分、高灰熔點煤的業(yè)績，有待建立示范裝置作長期運行考驗。在氣化用煤種選擇上還是應該首選低灰分、低灰熔點的煤。目前國外在建的有加拿大能源公司的IGCC項目，投煤量為2000t/d，及美國安全能源公司合成天然氣項目，投煤量為 2× 2000t/d。國內神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司已決定采用 GSP 干煤粉加壓氣化技術建設1670kt/a 甲醇制烯烴項目，投煤量為 5×2000t/d。此外還有山西蘭花煤化工有限公司 300kt/a合成氨及100kt/a 甲醇項目，投煤量為2×2000t/d，以無煙煤為原料。作為商業(yè)性示范裝置。 1.11兩段式干煤粉加壓氣化技術 兩段式干煤粉加壓氣化技術是西安熱工研究院有限公司開發(fā)成功的，具有自主知識產(chǎn)權，1997年建成一套0.7t/d的試驗裝置,完成了14種典型動力煤種的加壓氣化試驗研究、2004年建成了處理煤量為36-40t/h的中試裝置，完成了4種煤粉的氣化試驗，通過了168h連續(xù)運行考核，累計運行達2200h以上，達到了以下技術指標：碳轉化率≥98.3%,有效氣（CO+H2）比煤耗為520kg/km3，比氧耗為300m3/km3，有效氣（CO+H2）含量≥91%，冷煤氣效率82.5%，可氣化煤種為褐煤、煙煤、貧煤、無煙煤、以及高灰分、高灰熔點煤，可氣化煤種的水分范圍4-35%，可氣化煤種灰分范圍5-31%，可氣化煤種灰熔點范圍1200-1500℃。氣化壓力3.0-4.0MPa，氣化溫度范圍1300-1700℃，不產(chǎn)生焦油、酚等，其典型合成氣成分為CO62.38%，H229.36%，CO222.76%，CH40.26-0.5%，N24.87%，H2S等0.37%，其特點是采用兩段氣化，以四個對稱的燒嘴向氣化爐底部噴入干煤粉（占總煤量的80-85%）、過熱蒸汽和氧氣，進行一段氣化，熔融排渣。生成的煤氣上行至氣化爐中部，再噴入占總煤量15-20%的煤粉和過熱蒸汽，利用下部上來的煤氣顯熱進行二段氣化，同時將下部上來的1400℃高溫煤氣急冷至900-1000℃，替代了Shell煤氣化技術中的循環(huán)合成氣激冷流程，可以節(jié)省投資，提高冷煤氣效率和熱效率；氣化爐采用水冷壁結構，其缺點是合成氣中CH4含量較高，對制合成氨、甲醇、氫氣不利。廢熱鍋爐型氣化裝置適用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。  其示范裝置投煤量2000t/d 級兩段式干煤粉加壓氣化爐（全廢熱鍋爐流程）已決定用于華能集團“綠色煤電”項目，設計氣化壓力3.0～3.5MPa，氣化操作溫度1400～1500℃，產(chǎn)氣量165000m3/h，有效氣（CO＋H2）比氧耗310m3/1000m3，冷煤氣效率83%,有效氣（CO＋H2）含量91%，發(fā)電量250MW。另一套示范裝置為兩段式干煤粉加壓氣化爐（激冷流程），已決定用于內蒙古世林化工有限公司300kt/a 甲醇項目，設計氣化壓力為 4.0MPa，氣化操作溫度 1400～1500℃，輸送干煤粉的氣體為CO2，單臺氣化爐設計投煤量為1000t/d（激冷流程），有效氣產(chǎn)量71500m3/h，有效氣（CO＋H2）比氧耗 310m3/1000m3。冷煤氣效率83%，有效氣（CO＋H2）含量91%。第三套示范裝置用于山西華鹿200kt/a 甲醇項目，設計氣化壓力4.0MPa，采用高灰熔點（FT＞1500℃）煤，氣化操作溫度1500℃，輸送干煤粉的氣體為CO2，單臺氣化爐設計投煤量為1000t/d（激冷流程），煤氣產(chǎn)量79700m3/h，有效氣流量71500m3/h，有效氣（CO＋H2）比氧耗330m3/1000m3，冷煤氣效率81%，有效氣（CO＋H2）含量＞89%。 氣體分離與您相伴，讓您節(jié)約時間，獲取行業(yè)信息！ |
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