煤炭的高效清洁利用——煤气化技术

第30卷第11期VoL30 Na112007年11月河北化工Nov. 2007 :煤炭的高效清洁利用一煤气化技术张晓慧(西北化工研究院,陕西西安710600)[摘要]阐述了煤气化技术是当今煤炭高效洁净利用的关键技术之- -. 通过对目前几种工业化的煤气化技术的分析比较，指出了煤气化技术的发展方向,并针对陕北能源基地的建设和煤化工的发展提出了一-些建议。[关键词]煤气化技术;高效洁净:发展方向[中图分类号] TQ 54[文献标识码] A[文章编号] 103-509520011-0023-03煤炭是地球上储量最丰富分布最广泛的化石燃表1气化技术的主要特性料,中国富煤贫油少气,加之油价的上涨，能源消费更气化技术固定床流化床气流床依赖煤炭。陕西省是煤炭资源储藏量较大的主要省样灰形式___干灰 熔渣 干灰灰团聚___ 熔渣 _原料煤特性块煤，块煤粉煤粉煤粉媒/水浆份,而陕北煤炭探明贮量超过2000亿t,占陕西省粒度/13-50 5-50 0-80-80.2煤炭资源的99%,储量大、易开采、质优价廉,可供开灰含量% <20<15不限不限<13采几百年。为此,国家和陕西省政府决定在陕北地区灰熔点/心>1 250 <1 300不限s1 350建设大型煤炭能源重化工基地，充分利用陕北的煤炭操作压力/MPa 224 2.24100.03-2525- -6.5鳓艦踱/C 400 -1200 400 1200900-1 000-01001 350-1 700资源优势带动陕西经济的发展。从能源供应现状看，合成氨.甲醇和未来的煤直煤气温度低中氧气消耗接液化及醇醚燃料大都以煤气化制合成气为基础,在蒸汽消耗高全国范围内,目前仅氨合成和甲醇合成的气化煤量已代表技术.Lurgi__ lurgiBGL 恩德粉灰团聚Shell/Texaco达4 000万t/a以上;预计今后煤制油所需气化煤量固定床加压气化(Lurgi)热效率(或冷煤气效率)每年将达到亿吨;工业直接燃煤4亿t/a以上,为解高,氧耗量低,但适用于弱粘或不粘块煤,且煤气中含决污染问题，其中相当部分须采用先进的煤气化方焦油、酚等物质,净化处理流程长、投资高,新建气化案，需气化煤量上千万吨每年;炼油工业为提高油品项目较少采用。质量每年需耗氢100- -200亿m,煤气化是经济可靠流化床气化以碎煤为原料(小于6 m),煤气中的制氢方案，油品加氢需气化煤量1 000万t/a;在几乎不含焦油、酚和烃类,传统流化床为防止床内物未来20年内,煤制油产量将达数千万吨,需增加1亿料因灰含量高而烧结，必须控制在较低的操作温度kW以上的装机容量，拟采用先进的煤气化技术为基(低于 950 C),因而只适用于高活性的褐煤或次烟础的联合循环发电系统，需气化煤量总计约1--2 .煤。我国开发的灰熔聚流化床气化技术,借选择性排亿t/a.因此,煤的气化是实现煤炭综合利用和洁净灰提高了床内碳浓度,降低了结渣风险，提高了操作煤技术的重要技术单元和主要手段,是发展现代煤化温度(达1 100 C), 适用煤种已拓宽到烟煤甚至无工、煤造油、燃料煤气等重要工业化生产的龙头。烟煤。流化床操作温度适中,投资低,原料适应性宽,1煤气化技术发展现状因此愈来愈受到重视。其不足之处在于目前的技术操1.1煤气化技术的分类和特点作压力低、单台处理能力与气流床相比较小,同时由按煤在气化炉内移动方式分成固定床(移动床)、于细粉的带出,碳转化率还有待提高。流化床、气流床,表1列出了各类气化技术的主要特气流床气化以粒径<0.2 m的细粉煤为原料,点。煤粉可.中国煤化I,Texaco)进料，[收稿日期]2007-09-15操作温某气中不含焦油、[作者简介]张晓慧(1973-),女,工程师,主要从事煤气化工酚和烃MHC.NMHG高,氧耗量高。艺研究工作.针对不同原料煤的煤质情况与工艺特性,可选用●24.河北化工第11期不同的气化工艺。气。气化温度一般为950 C左右,常压气化,煤气中1.2 煤气化技术现状(CO +H)为80%。技术特点:气体中不产生焦油,操作1.2.1多元料浆气化技术弹性大;单台气化炉的生产能力相对偏小,不适应大多元料浆气化方法是西北化工研究院的专利技规模的高压合成气体的生产。景德镇焦化煤气总厂设术,该气化方法的原料可以是石油焦、石油沥青、煤、计的工业燃气选用了该项技术。石油加工过程的各种固体残渣及残液等,采用合适的1.2.5 循环流化床气化技术添加剂,通过一步法制浆技术,制备出合格的气化料循环流化床(CFB)气化技术是20世纪70年代由浆，然后在高温、高压条件下和氧气反应生成CO.H2鲁奇公司开发，主要用于制取燃料气和联合循环发为主成分的合成气。多元料浆气化方法技术先进、成电,适用于为水泥窑提供低热值燃料气。目前单炉最熟、可靠,环境达标，能耗低。在浙江丰登化工有限公大日处理煤量达500 to技术特点:多重循环，碳粒循司和浙江巨化有限公司合成氨厂两家企业中成功应环气化,碳的转化率可达95%-98%;用不同的气化剂用多年。可生产不同要求的煤气;单炉生产能力较小。1.2.2 水煤浆气化技术1.2.6灰熔聚流化床气化技术水煤浆气化技术属加压气流床气化技术，是20灰熔聚循环流化床气化炉是中科院山西煤化所世纪50年代由美国德士古公司开发的。通过多年的开发的。 在陕西城化股份公司建有工业示范装置.该开发与改进，已在全世界范围内建立了许多套工业化工艺的造气指标:常压气化，煤气组成(CO +H)为装置。其技术特点: (1)对原料煤适应性较强,对煤的70%, 碳转化率为90%。技术特点:气化炉结构简单,是活性没有严格要求，但对灰熔点过高的煤不适合,--一个单段流化床,在炉内可同时完成煤的破粘、脱挥般应低于1 250 C;(2) 气化生成有效组分高发份、气化和灰的团聚4个过程;煤种适应性宽;常(CO+H2≥80%) ,适宜做合成气; (3)气化生成气不含焦压气化炉气化强度- -般,粗煤气中不含焦油,含少量油、酚类等污染物,气体净化简便,几乎无废气排出，酚类,废水处理简单。无废气排空,对环保十分有利;废水排放也少，处理后完全达到国家有关排放标准;整套装置的设备完全可以国产化。(4)碳转化率高,一般可达95%- -98%; (5)单炉产气能该技术目前还处在小规模工业示范阶段,缺乏大力大。我国鲁南、渭河、上海三联供、安徽淮南已从国规模工业化及长周期运行经验。外引进了水煤浆气化装置,用于生产合成氨、甲醇、醋1.2.7鲁奇碎煤加压气化技术酸、发电等。鲁奇炉是从德国鲁奇公司引进的一种固定床煤1.2.3谢尔煤气化技术气化炉,它是以块状的弱粘结性贫瘦煤为原料,氧气谢尔气化技术是荷兰壳牌公司专利技术,也属于(空气)和蒸气为气化剂在加压条件下连续气化制取先进的气流床气化技术。该技术主要是将煤逎过粉碎煤气,该炉型适合于生产燃料煤气或间接液化制油的研磨成干煤粉,喷入气化炉进行燃烧制得合成气。目原料气。所产煤气中焦油及酚类物质,需设置甲烷转前，该技术已用于电厂发电,在我国应用于大型合成化(或分离)及废水处理等装置,生产流程长,投资较氨生产尚未开始。该技术主要特点;采用千煤粉作气大。 单纯生产合成气的厂家,较少采用鲁奇气化技术。化原料，气化炉采用水冷壁结构，气化温度在.我国有4家工厂使用这种炉型。1 400-1 600 C,气化压力3.0 MPa,碳转化率高达1.2.8干法粉堞加压气化技术99%,煤气中甲烷含量很少, C0+H2 达到90%。岳阳中国内大型先进煤气化技术与国外相比虽有一-定石化壳牌煤气化有限公司、云南沾化有限责任公司、差距, 但近年来加大加快了开发速度。干法粉煤加压柳州化学工业集团引进了壳牌公司干煤粉气化技术气化属高温加压气化,预计碳转化率高达99%, (C0+生产合成氨,正在建设期。HI)达92%,环境污染小,是煤气化的发展方向，国内目1.2.4恩德粉煤气化技术前没有成熟的干法粉煤加压气化技术可利用,对于该恩德粉煤气化技术是朝鲜“七七”化工厂在常压技术的应重点研发,为该技术的工业化示范和产业化温克勒气化技术的基础上改进形成的粉煤气化技术。应用中国煤化工气化用煤可使用粒度为0- 10 m的褐煤、不粘煤、弱2YHCNMHG粘煤和长焰煤,气化剂可采用过热蒸气与氧或富氧空2.1 技术先进第11期张晓慧:煤炭的高效清法利用一媒气化技术.25●目前,煤气化技术的发展种类较多,各具特色,气术,这些排放物应相对较少或容易处理。这也符合国化指标差异较大,因此煤气化技术发展应具备技术先家的煤炭洁净利用政策的要求,使国民经济可持续发进性，如千法粉煤加压气化技术具有先进的各种指展的重要保障。标,被业内人士普遍看好,是今后煤化工技术研发的3建议重中之重. .通过以上煤气化技术的分析可知,干法粉煤加压2.2煤种的广泛性气化技术、水煤浆气化、多元料浆气化技术是当今煤国内煤炭资源相对分散,煤质的差异大,即使同化工应用中首选的煤气化技术。陕北作为我国能源化- -的矿区不同的采煤区域煤质也存在差异，因此,先工基地,现正在建几个大型合成氨厂、甲醇厂“及电厂,进的煤气化技术，应该对煤种相对有较为范围宽广的陆续还有其他辅助化工厂将在陕北建设,这些厂的建适应性,以消除煤质变化给应用带来的不利影响。立绝大部分要采用煤气化技术,因此,根据陕北能源2.3生产能力化工基地建设的特点及煤气化技术的现状,建议陕西扩大单炉生产能力,不仅能碱少投资,节省占地省应尽快加大煤气化新技术研发的投入,组建煤化工面积,而且可降低操作费用,从而降低产品成本。技术研发中心，研发具有自主知识产权的专利技术，2.4增大压力为建没陕北能源化工基地建设服务。适当提高气化压力,有利于提高单炉生产能力、[参考文献]气化效率,对降低生产成本有重要的意义。煤的加压[1]张东亮中国煤气化工艺(技术)的现状与发展[1.媒化工.2004,气化可实现后续工段的等压合成或降低合成气体的压缩比,这比压缩煤气要经济得多。[2]李仲来煤气化技术综述[].氨肥设计技术，202, (3).[3]陈广智煤气工艺的比较[J].中氛肥,2001, (1).2.5煤能源的综合利用[4]徐京磐.鲍礼堂流化床和气流床气化技术综述[D].小氦肥设计技把煤气化与发电、化工联合起来,综合利用能源，术,2002, (1).可以提高总热效率，降低生产成本，如IGCC联合发[5]周永顺恩德粉煤气化技术在化肥生产中的应用[].小氮肥设计技电.2.6保护环境[6}贺永德.灰熔聚流化床粉堞气化工业示范装置考核小结[].煤化工,2003, (3).煤中含有部分无机矿物质,以及在加工利用的过程中,存在废渣、废水、废气的排放,先进的煤气化技The Coal Clean Exploitation Eficiently- -Coal Gasification TechnologyZHANG Xiao-hui .(Northwest Research Institute of Chemical Industry, Xi' an 710600, China)Abetract:The paper was expatieted that coal gasification technology vas one of the key techniques of the coal effi-ciently clean exploitation noradays. Currently a few kinds of industrialized coal gasification tecbnology wvere analyzedand coupared, coal gasification technology development direction is pointed out, and so e suggestions were put forrardthat the developeent of construction and coul chemical engineering of the Shan' xi north enersy base.Kuy words: coal gasification technology;efficiently clean; development directioncrcrorcrcrcrcrcrorcrcrcrcrcrorcrcrcrcrcrcrerc上接第22页)Development of Taste Masking Methods in Oral PharmaceuticalsZHNG tao, ZHANG Li-xia(North China Pharmaceutical Nev Drug Research and Develop uent Co. ,Ltd, Shijiazhuang 050015, China)Abutnet:This article reviews the recent devaloprent of taste asking pethods,and give自brief acount of differenttechnologies. It is a challenge 如apply these technologies witlimnical sabiit ar中国煤化工bioavailabllity of the drug in the develope ent of dosage forns.Eoy word:modifying the taste; taste masking;oral pharnmaceuticalsTYHCNMHG