煤气化多联产及IGCC系统中气化工艺的比较与选择

枓技風煤气化多联产及IGCC系统中气化工艺的比较与选择薛长征吴旭王云刚(兖矿国泰化工有限公司,山东滕州277527)獷要对大型IGCC电站及多联产系統中煤气化技术,如Texo、sheE-gsΦeste)、 Premio及多噴嘴对置式水煤浆气化技术进行综合分析评价与比较芪关键词煤气化多联产;煤气化技术;比较;进择以煤完全气化为基础的GCC及多联产系统是目前煤炭利用领域采用德土古气化妒,必须使废锅和全热回收系统有较大改进才有可能达国内外研究的重点与热点之一,很多国家都制定了有关的研究发展计到划,投入大量资金进行这方面的研究。在代表美国21世纪能源生产领5)Shel气化妒的可用率已达到了95%,可以说已经进入商业化域重要研究方向的“展望21 MVision21)·计划中,以煤完全气化为核运行,其喷嘴和水冷蠻的寿命都较长。冷煤气效率与湿法进料气化工心的多联产系统是其重点之一。国内,很多研究机构也都在积极进行这艺相比较高,对于43%LHV的GCC效率,采用She技术容易达方面的研究。中科院工程热物理所在研究KGCC多联产系统方面做了大到,但它的造价与德士古和 Detec相比较高。量工作,并与兖矿集团合作建成了煤气化发电与甲醇联产示范项目,目6)} Detec气化炉虽然也是水煤浆进料,但它是两段气化,冷煤前已稳定运行4年多。清华大学、渐江大学等研究机构也相继构建了有气效率比德士古高,而且可省去辐射余热锅炉,加之火管式的对流冷自己特色的多联产系统。在lGCC及多联产系统中,煤气化技术是煤炭却器使造价大幅度降低。若组成IGCC,是可以达到43%(LHV的效得以洁净、高效和综合利用的基础技术和关键技术,具有“龙头”地率。但与干法进料相比,其喷嘴和耐火砖寿命较短。位。国内外,用于多联产及GCC系统中的煤气化技术主要以气流床气刀新型多喷嘴气化炉为我国具有自主知识产权的专利技术,从商化技术为主,如德士古( Texaco水煤浆气化技术、壳牌(She气业化运行的情况来看,无论是碳转化率、有效气成分、耗氧量、耗煤化技术、E- gas(Detec气化技术、 Prenfio气化及新型多喷嘴气化量,还是烧嘴寿命均由于德士古气化妒,且设备完全国产化,节省了大技术均是当前已在较大型lGCC电站及多联产系统中经过实践考验的先量的专利引进费用,目前应用于国内第一套GCC多联产系统中,已稳进气化技术。上述气化技术的开发和发展,有力的推动了GcC及多联定运行3年,运行稳定,联产系统总能利用率较单产系统高115个百1气化工艺的比较与选择8) Prenflo气化炉与She气化炉基本相似,只是冷却器结构有11煤气化多联产及IGCC系统对煤气化工艺的一般要求所不同,由于其GCC示范装置的运行时间很短, Prenflo气化炉的性1)气化工艺的冷煤气效率、碳转化率、煤气有效成分高、气化和·能尚待时间检验。净化部分的热效率高,能适应大型化电联产系统和大容量发电机组。2结论通过上述对用于多联产系统及GCC系统中的五种气流床加压气3)气化可用率高,运行安全可靠,单炉生产能力大,适合大型化技术进行分析和比较,可以看出,每种气化技术均有其各自不同的特化装置。点。根据国内外多联产系统及GCC电站经验和教训,对于中国的煤气4)系统简单,运行、维护方便,且维修费用少。化多联产及GCC系统,在气化工艺选择方面应综合考虑如下几个原则5)粗煤气便于净化处理,含焦油、酚类和煤尘少问题:产品气用途,煤种的适应性,气化炉的最大出力是否达到要求6)能与后续化工单元及发电设备运行工况匹配跟踪,启停操作简气化工艺成熟度,冷煤气效率,目前还存在的问题、关键部件的国产化单、快捷,负荷变化范围较广。程度、工程造价及企业自身状况等等。同时,随着国内煤气化技术水平12分析比较的快速发展和提高,目前,已研发出了具有国际先进水平的煤气化技上述五种煤气化技术均已应用于煤气化多联产及lGCC示范工程术,如新型多喷嘴气化技术,其各项指标均由于国外技术。在工艺条件或商业化运行装置中。其中, Texaco、E-gas[ Detec及新型对置许可的情况下,应充分考虑采用国内开发的具有自主知识产权的煤气化式多喷嘴气化技术是水煤浆进料,She、 Prenflo气化技术是干粉进技术,以支持国内煤气化技术的进步发展。料。这几种气化工艺的运行特点及适用情况为1)以 Texaco为代表的水煤浆进料运行经验比以Shel为代表的作者简介:薛长征,1980年生,男,辽宁省葫芦岛市人,2004年于煤粉进料更丰富,已大容量运行,系统简单,运行安全可靠。水煤浆毕业于辽宁石油化工大学,化学工程与工艺专业,助理工程师,主要从制备飞灰少,环境好。事水煤浆气化与甲醇联产系统的技术工作2)水煤浆加料气化工艺冷、热煤气效率低,lGC的供电效率一般较干煤粉进料低1-15个百分点。干煤粉进料的气化炉冷、热煤气放率高,组成的GCC电站效率较高,但运行的安全、环保和经验等不及水煤浆进料的气化工艺,初期投资桕对较高。可见水煤浆进料和千煤粉进料各具特点,气化妒容量相当3)激冷流程的气化炉多应用于化工多联产系统中,而在GCC电中国煤化工4)德土古 Texaco)气化妒的运行经验和已商业化的台数最多,CNMHG用于GCC发电,气化妒的可用率也可达到80%以上,国内也有较多应用于化工多联产系统中。但喷嘴和耐火衬里的寿命较短,冷煤气效率和组成GCC的效率目前还较低。若lGCC效率设计为43%LH,2282010年7月(下