一、固定床氣化技術(shù)運(yùn)行現(xiàn)狀
固定床氣化技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用始于20世紀(jì)50年代,主要用于氣化褐煤生產(chǎn)合成氨原料氣。原云南解放軍化肥廠是我國(guó)第1家采用碎煤加壓氣化爐的企業(yè),爐型為第1代魯奇爐。目前,云南解化集團(tuán)擁有老魯奇爐14臺(tái),其中1臺(tái)改造為碎煤熔渣加壓氣化爐(BGL爐),2006年投料成功。20世紀(jì)80年代中期后,碎煤加壓氣化爐在我國(guó)得到了較大發(fā)展,天脊集團(tuán)、蘭州煤氣廠、哈爾濱氣化廠、河南義馬等企業(yè)均有碎煤加壓氣化爐,主要用于生產(chǎn)城市煤氣、合成氨、甲醇、二甲醚、天然氣及煤間接液化等,其中:蘭州煤氣廠引進(jìn)的5臺(tái)Mark-Ⅱ型魯奇爐主要用于生產(chǎn)城市煤氣,由于用戶(hù)所限,現(xiàn)已停產(chǎn);哈爾濱氣化廠于20世紀(jì)80年代末從原民主德國(guó)引進(jìn)5臺(tái)PKM型氣化爐(相當(dāng)于第3代魯奇爐);其余企業(yè)的爐型均為Mark-Ⅳ型碎煤加壓氣化爐。
近幾年,采用碎煤加壓氣化裝置(魯奇爐)的企業(yè)主要有山西潞安、新疆廣匯、內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克旗、新疆伊犁慶華、國(guó)電赤峰化肥、晉煤金石、大唐國(guó)際阜新、伊犁新天、河南晉煤天慶等,其中:大唐克旗的氣化裝置為世界首套操作壓力4.0MPa的碎煤加壓氣化裝置,于2012年5月投料試車(chē)成功;晉煤金石的碎煤加壓氣化裝置的氣化原料為晉城15號(hào)煤,目前已經(jīng)投料成功,證明碎煤加壓氣化技術(shù)可單獨(dú)處理晉城無(wú)煙塊煤。
固定床氣化工藝普遍存在的問(wèn)題是從煤氣化過(guò)程排出的廢水量大,廢水中含有大量的焦油、氨、酚等物質(zhì),對(duì)于這些物質(zhì)目前仍舊沒(méi)有很好的處理辦法,雖然說(shuō)可以采用設(shè)置酚、氨回收以及水氣分離的方式將這些物質(zhì)分離出來(lái)然后送到處理站進(jìn)行處理,但是處理難度大,很難達(dá)標(biāo)排放,廢水處理投資和成本也比較大。
固定床氣化在大唐國(guó)際克旗、新疆廣匯項(xiàng)目運(yùn)行中上還出現(xiàn)了爐體腐蝕的問(wèn)題,在內(nèi)蒙、新疆的出現(xiàn)了因煤質(zhì)熱穩(wěn)定性差而不能達(dá)產(chǎn)的問(wèn)題。
二、流化床氣化技術(shù)運(yùn)行現(xiàn)狀
流化床氣化爐由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作溫度適中、操作方便、處理能力高、產(chǎn)品氣不含焦油等物質(zhì)、適用煤種廣、可直接利用煤礦生產(chǎn)的10cm以下碎煤等優(yōu)點(diǎn),也受到部分企業(yè)的重視并得到利用。
上海焦化廠于1993年引進(jìn)了U-gas煤氣化技術(shù)及設(shè)備,共8臺(tái)氣化爐,6開(kāi)2備,每臺(tái)氣化爐設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為煤氣20000m3/h,于1995年4月建成投產(chǎn),這也是U-gas在世界上第一套工業(yè)化裝置,1995年試生產(chǎn)至1996年10月共運(yùn)行了15000臺(tái)·h,氣化原料煤為中國(guó)神府煤,共5萬(wàn)t。該套裝置實(shí)際運(yùn)行結(jié)果未能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo),同時(shí)由于上海市以天然氣代替城市煤氣,U-gas氣化爐于2002年初停止運(yùn)行。2005年,SES公司與綜能協(xié)鑫(內(nèi)蒙古)煤化工有限公司開(kāi)展合作,計(jì)劃采用U-gas氣化技術(shù)生產(chǎn)22.5萬(wàn)t/a甲醇、15萬(wàn)t/a二甲醚。2008年在山東棗莊埃新斯新氣體有限公司建設(shè)了1開(kāi)1備共2臺(tái)400t/d投煤量的U-gas加壓氣化裝置,為年產(chǎn)10萬(wàn)t甲醇裝置提供原料合成氣。河南義馬一期30萬(wàn)t/a甲醇項(xiàng)目采用2開(kāi)1備共3臺(tái)1200t/d的U-gas加壓氣化爐于2012年6月機(jī)械竣工,12月首臺(tái)氣化爐成功試車(chē)。
國(guó)內(nèi)于2009年開(kāi)始引進(jìn)TRIG循環(huán)流化床氣化技術(shù),目前已有兩個(gè)項(xiàng)目使用該技術(shù),分別是東莞中科(正宇)煤氣化有限公司IGCC改造工程引進(jìn)一臺(tái)1700t/d投煤量的TRIG氣化爐和博源集團(tuán)蘇尼特節(jié)能降耗改造項(xiàng)目引進(jìn)一臺(tái)1200t/d投煤量的TRIG氣化爐。目前這兩個(gè)項(xiàng)目尚未開(kāi)車(chē)運(yùn)行。
流化床氣化技術(shù)在我國(guó)屬于新型氣化工藝,正處于起步階段,距離廣泛普及還有很長(zhǎng)的一段路。流化床氣化技術(shù)由于存在稀相段,所以該工藝的氣化強(qiáng)度不高。而且,碳轉(zhuǎn)化率比固定床和氣流床氣化爐低。
三、氣流床氣化技術(shù)運(yùn)行現(xiàn)狀
1、水煤漿氣化技術(shù)運(yùn)行現(xiàn)狀
水煤漿氣化技術(shù)在業(yè)內(nèi)以穩(wěn)定可靠著稱(chēng),該氣化工藝要求煤種灰熔點(diǎn)低于1350℃(水冷壁式的清華爐可適度放寬),并要求煤種有較好的成漿性,一般要求58%以上,太低對(duì)氣化爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有影響。美國(guó)德士古氣化技術(shù)(現(xiàn)為GE氣化技術(shù))在中國(guó)有將近30年的工業(yè)化經(jīng)驗(yàn),有近180臺(tái)氣化爐成功運(yùn)行,工業(yè)化程度高,技術(shù)成熟。如上海焦化煤制城市煤氣/甲醇,渭河煤制合成氨/尿素,蒲城清潔能源等項(xiàng)目運(yùn)行正常,連續(xù)運(yùn)行最長(zhǎng)時(shí)間180天。
華東理工大學(xué)的多噴嘴對(duì)置水煤漿氣化技術(shù)有10年的工業(yè)化經(jīng)驗(yàn),技術(shù)成熟,工藝先進(jìn),運(yùn)行平穩(wěn),最長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間90天,如神華寧煤、上海焦化、安陽(yáng)盈德等項(xiàng)目都是采用多噴嘴對(duì)置水煤漿氣化技術(shù)。該類(lèi)氣化技術(shù)其主要缺點(diǎn)是對(duì)煤質(zhì)要求較高,氣化爐燒嘴、耐火磚容易出現(xiàn)問(wèn)題需經(jīng)常更換,平均1~2個(gè)月就要停爐檢修。
多元料漿煤氣化也有十多年的工業(yè)化經(jīng)驗(yàn),技術(shù)成熟,運(yùn)行平穩(wěn)。清華爐與其它水煤漿氣化相比,工業(yè)化運(yùn)行時(shí)間較短,技術(shù)有待改進(jìn)。
2、干煤粉氣化技術(shù)運(yùn)行現(xiàn)狀
干煤粉加壓氣化技術(shù)是當(dāng)今煤化工行業(yè)的主流,對(duì)煤種有相對(duì)較寬的適應(yīng)性。要求入爐煤灰熔點(diǎn)T4小于1400℃,硅鋁比大于1.6(下行水激冷工藝可適當(dāng)放寬),操作窗口大于120℃。
GSP氣化在中國(guó)有幾年左右的工業(yè)化經(jīng)驗(yàn),目前各項(xiàng)目運(yùn)行正常,連續(xù)運(yùn)行最長(zhǎng)時(shí)間為130天,如寧夏煤業(yè)集團(tuán)83萬(wàn)t/a二甲醚項(xiàng)目,山西蘭花煤化工有限責(zé)任公司的“晉城3052項(xiàng)目。
殼牌粉煤氣化技術(shù)在中國(guó)有15年的工業(yè)經(jīng)驗(yàn),是目前世界上最先進(jìn)的煤氣化技術(shù)之一,在2000—2009年國(guó)內(nèi)企業(yè)先后引進(jìn)了23臺(tái)殼牌煤氣化裝置,但是因部分設(shè)備進(jìn)口,操作要求高等原因,僅有一半試車(chē)或開(kāi)車(chē)運(yùn)行,且運(yùn)行狀況未達(dá)預(yù)期,出現(xiàn)水土不服的情況。為了解決國(guó)內(nèi)一直以來(lái)對(duì)殼牌投運(yùn)后運(yùn)行多不正常狀況的爭(zhēng)議,殼牌和使用企業(yè)一起為加快零部件國(guó)產(chǎn)化、加強(qiáng)技術(shù)交流和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、實(shí)現(xiàn)安穩(wěn)運(yùn)行做出了不懈的努力,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)平穩(wěn)運(yùn)行。如大唐多倫煤制烯烴項(xiàng)目,云南天安合成氨項(xiàng)目,河南鶴壁甲醇項(xiàng)目,神華煤制油項(xiàng)目等,已取得單爐連續(xù)高負(fù)荷運(yùn)行超過(guò)120天的業(yè)績(jī),實(shí)現(xiàn)了百日常態(tài)化;雙環(huán)、柳化、永城等多套殼牌煤氣化裝置累計(jì)運(yùn)行超過(guò)320天,其中最高紀(jì)錄是341天。
航天爐從工業(yè)化至今已有八年的時(shí)間,經(jīng)過(guò)不斷實(shí)踐、改進(jìn),積累了不少設(shè)計(jì)、操作經(jīng)驗(yàn),技術(shù)比較成熟,運(yùn)行情況比較好。
粉煤氣化其它工藝如兩段爐、東方爐剛運(yùn)用到1~2項(xiàng)目,工業(yè)化運(yùn)行時(shí)間較短,技術(shù)有待改進(jìn)和完善。寧煤爐還沒(méi)還沒(méi)開(kāi)車(chē),還有待觀察。