煤气化技术进展与工业化应用

科技情报开发与经济SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT ECONOMY2012年第22卷第14期文章编号:1005-6033(2012)140129-03收稿日期:2012-03-29煤气化技术进展与工业化应用盖世伟(太原重工煤化工设备分公司,山西太原,030024)摘要:煤气化技术是发展新型洁净煤化工最重要的技术之一。综述了目前成熟工业化的3种气化技术:固化床、流化床和气流床气化技术,并对这3种气化技术相应气化炉的特点及在国内应用现状进行了阐述关键词:煤气化技术;工业化应用;气化炉中图分类号:TQ54文献标识码:A煤气化技术的研发已经有200多年的历史。煤气化技术是牌气化炉为代表的气流床气化技术[。发展煤基化学品合成(氨、甲醇、乙酸、烯烃等)煤基液体燃料合成(二甲醚汽油、柴油等)CC发电、多联产系统制氢燃料1固定床煤气化技术电池等工艺过程的共性关键技术。目前工艺成熟并已经工业化固定床通常煤料与气化剂逆流接触,煤料由气化炉顶部加的煤气化技术有3个,即以德国鲁奇炉为代表的固定床气化技,自上而下依次经过干燥层、干馏层、还原层和氧化层,最后形术,以灰熔聚、U-Gas为代表的流化床气化技术,以及德士古、壳成灰渣排出炉外;气化剂由底部通入,经灰渣层预热后进入氧化[J].图书馆杂志,2007(714-17;30[13]王芳.我国电子政务元数据的构建及其基于Web服务的[6]王小平浅析MODs元数据[J]图书馆论坛,2008(5)65-共享实现J]情报学报,2007(1):125-13367;70.[14]吴鹏强韶华政府信息资源元数据描述框架研究[J]中国[7]张瑞莲各种元数据并存是信息资源组织的发展趋势[]图图书馆学报,2007(1):66-68书馆杂志,2008(4)48-51[15]金更达,何嘉荪档案信息资源集成管理中的元数据问题[8]张海玲多媒体元数据的语义集成和检索[J情报科学,2007及对策研究[]中国图书馆学报,2006(4)5659(7):1052-1057;1098[16]王萍,宋雪雁档案元数据国际标准(EAD)在中文环境下[9]张春红左玉波多媒体资源元数据规范的集成设计与创新的实例研究[]图书情报工作,2010(10):143-146;99应用[]现代图书情报技术,2008(7)1-6.[17]李毅蔡刿医学元数据标准制定基本策略和流程[J]情报[10]王军保存型元数据研究[J]图书馆理论与实践,2006(5)学报,2006(3):312-315(责任编辑:白尚平)[1]秦金聚数字信息保存元数据研究进展及启示[J情报理论与实践,2007(2):284-288第一作者简介:叶静,女,1988年生,现为福建师范大学社[12]王忠红基于GEM20的教育元数据应用纲要[J]图书情会历史学院图书馆学专业2010级在读硕士研究生,福建省福州报工作,2008(3):32-34;99市仓山区上三路32号,350007the Analysis of the Papers Published in 17 Chinese Core Journal PThe New Advances of Metadata Research in China in 2005-2011 fromYE JingABSTRACT: Taking "metadata" as the descriptor, this paper this paper makes a statistical analysis on the papers aboutmetadata published in 17 domestic core journals of library science and information science in recent 5 years including theaverage annual amount of published papers, and the research topics, etc ofmals and sums up the newadvantages of the research on metadata in China in recent 5 years中国煤化工KEY WORDS: research on metadata; research advance; core journalCNMHGscienceinformation science盖世伟煤气化技术进展与工业化应用本刊E-mail:bjb@Psxinfo.net综述层和还原层。相对于气化剂的上升速度而言煤料的下降速度很22灰熔聚流化床粉煤气化炉慢,甚至可认为固定不动因此称为固定床气化技术。目前,固定中科院山西煤炭化学研究所根据射流原理,针对一般流化床煤气化技术的代表工艺主要有德国鲁奇(Igi)炉和英国BGL床由于需要保持床层炉料高碳灰比,而且使碳混合均匀以维持高温熔渣气化炉稳定的不结渣条件而导致的炉底排出灰渣的含碳量比较高(15%11鲁奇( Lurgi)炉20%)的问题,开发出了灰熔聚流化床粉煤气化技术。其主要优鲁奇(Lug)固定床气化技术于20世纪80年代引入国内,点是:操作温度适中,材质无特殊要求连续运转可靠性高;排灰经过30多年的发展工艺成熟。鲁奇炉的气化效率碳转化率、中碳的质量分数低(<10%);煤气中几乎不含焦油和挥发酚,无废气化热效率等都较高,并且氧耗是各类气化工艺中最低的,原气排放,有利于环境保护。主要缺点是合成气中的(CO+H2)的体料制备、排渣处理成熟。煤气热值是各类气化工艺中最高的因积分数为70%左右有效气体成分较低,产品气中CH体积分数此它最适合生产城市煤气。此外鲁奇固定层煤加压气化技术较高(15%-2%),飞灰积存及综合利用问题有待进一步解决。目在合成氨、合成油和甲醇等中都有应用,目前采用固定床鲁奇前国内已有企业采用该技术,比如天津碱厂项目采用灰熔聚流炉的有山西天脊集团化肥厂和哈尔滨气化厂等13个厂家共化床粉煤气化技术运行良好。254台,运行状况良好。鲁奇炉工艺虽优点很多,但是煤气成分复杂,合成气中含甲烷体积分数约10%,如果将这些甲烷转化3气流床煤气化技术成H2和CO,成本太高;同时,由于冷凝污水中含有大量焦油、气流床是指煤粉在气化过程中,气化剂将煤粉吹进气化炉酚、氨、脂肪酸、氰化物等,污水处理复杂,因此不推荐采用鲁奇进行并流式燃烧和气化反应。但由于受反应区空间的限制,气化炉生产合成气(2。反应必须在数秒完成。由于气流床气化采用粉煤气化使煤的比1.2BL炉表面积比大大增加,大大提高了热质传递速率。典型的气流床英国BCL高温熔渣煤气炉是在20世纪90年代从鲁奇炉气化炉国外有荷兰壳牌(She)粉煤气化炉和德国西门子公司的基础上发展而来的。该气化炉在原鲁奇炉基础上,结合了熔渣GSP粉煤气化炉;国内有国产新型四喷嘴干煤粉加压气化炉、两气化技术,具有气化率高、气化强度高的优点和鲁奇炉氧耗低段式干煤粉加压气化炉和HT-L航天炉等习。及炉体廉价的优点克服了熔渣气化技术能耗高和鲁奇炉加压3.1荷兰壳牌(Shel)煤粉气化炉气化效率低,废水处理成本高的缺点。具有结构简单投资少壳牌干煤粉气化技术是荷兰壳牌公司开发的气化技术壳能耗低、资源利用率高建设周期短、气体热值高、产气率高等牌公司在大量实验数据的基础上,在1993年在荷兰 Demko综合优势。电厂建成日处理煤量为2000t的单系列大型煤气化装置用于联流化床煤气化技术合循环发电。目前我国也已引进了20余套壳牌气化炉装置。壳牌气化炉采用纯氧蒸汽气化,干粉进料,具有原料煤适应性广在气化过程中煤料与气化剂逆流接触,当气化剂达到一定碳转化率高、有效气成分(CO+H2)高使用寿命长的特点。缺点是流速时床层膨胀颗粒被气流悬浮起来这种床层内的颗粒全气化压力不能太高设备结构复杂,专利费用较高部悬浮在空中而又不被带出气化炉的气化方法称为流化床煤气3,2GSP粉煤气化炉化技术。与固定床相比,其具有气化效率和气化强度高,对煤灰GSP粉煤气化炉是德国西门子公司采用粉煤加压气化技术含量敏感性不大适合于高灰劣质煤的利用等优点。流化床气化开发的气化炉。经过于燥磨细后的干煤粉由炉顶部进入,纯氧、技术主要有德国的温克勒气化炉和恩德气化炉、美国的U-GAS蒸汽作为气化剂从底部进入。其具有以下特点:对煤的品质要求气化炉和中科院山西煤炭化学研究所研制的灰熔聚流化床粉煤不苛刻,原料适用范围广;气化炉采用水冷壁结构,即“以渣抗气化炉等。渣”结构内部没有耐火砖,可避免因高温、熔渣腐蚀及开停车产21U-GAS气化炉生的应力对耐火材料的破坏,水冷壁使用寿命达到10年;碳转U-GAS煤气化技术是20世纪70年代由美国煤气化工艺研化率可高达99%以上。目前我国神华宁夏煤业集团采用CSP粉究所(Gm)开发的。该工艺是在常压循环流化床气化工艺的基础煤加压气化技术建设的80万Ⅶa二甲醚,一期600万恤a甲醇,上发展起来的单段流化床粉煤气化工艺。煤种适用性极广,对于是我国第一套商业性示范装置。劣质煤、高灰煤和高水分煤的气化有较大优势。采用灰团聚方式3四喷嘴对置式水煤浆气化炉操作,这种技术大大降低了常规流化床气化排灰的碳含量,显著四喷嘴对置式水煤浆加压气化技术是华东理工大学、山东提高了碳的转化率。煤气中无焦油无废气排放。目前存在的主兖矿集团(水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心、中国天辰化要问题是出口气带灰较多,长周期运行有一定困难。该技术已在学工程公司原化工部第一设计院)合作开发的具有自主知识产我国推广应用于3个煤化工项目:2008年U-CAS在国内与河南权的煤气化技术,属于国家“863”计划项目。目前该技术以兖矿义马煤业集团签订100万m7煤制气合资经营合同;200年集团贵州开阳化工5万h合成加目建成工程示范项目。该U-CAS同枣庄埃新斯新气体公司的10万t甲醇项目;2005年同示范装置单中国煤化工力为40MPa,各项指标内蒙古综能协鑫煤化工有限公司25万t甲醇、15万t二乙醚均达到设计CNMHG化炉相似。项目。34两段式干煤粉加压气化炉盖世伟煤气化技术进展与工业化应用本刊E-mail:bjb@Psxinfo.net综述两段式干煤粉加压气化技术是由西安热工院研究开发的。段式干煤粉气化技术、多喷嘴干煤粉气化技术、HT-L航天炉等此气化技术主要有以下特色:碳转化率达到99%以上,有效气体先进的气流床技术发展较快,但存在着投资高、技术费用高等不成分达90%以上;充分利用第一反应区的煤气进行煤的热裂解足,对于一般企业来说仍然无法承受。和部分气化,提高了总的气化效率和热效率;煤种适应广泛,运面对国内外煤化工行业众多的煤气化技术,企业如何选择行稳定安全可靠;可省略煤气循环激冷流程,大幅降低系统功是一个关键的问题。煤化工专家一致提出,对于企业来说煤气耗减小煤气冷却器及净化系统的设备尺寸比国外同类型气化化技术没有先进性和落后性之分,只有适用性。选择何种煤气化炉造价低40%左右。其缺点主要是:合成气中甲烷含量较高工艺技术需要运用科学发展观根据企业所用煤种原料、产品制造合成氨、甲醇、氢气等不利4。和建厂条件等特点采用最适合自身的煤气化技术。3.5HTL航天炉参考文献HT-L航天炉是原航天十一所借鉴荷兰Shel、德国GSP美1]苏万银煤气化方法的比较及分析[J煤化工,2010(3:10国 Texaco煤气化工艺中的先进技术,配套自己研发的盘管式水14冷壁式气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺,[2]赵麦玲煤气化技术及气化炉的应用门化工设计,201,21目前技术所有者为北京航天万源煤化工工程有限公司。该工艺(3):6-9采用烧嘴设计与CSP相似,只是煤粉喷入的方向不同而已,属于[3]王永强,李守彪,孙微微几种典型气流床煤气化技术的优单烧嘴顶烧式气化。气化炉釆用 Texaco激冷工艺,气化温度劣分析[J煤炭技术,2011,30(6):187-1881400-1600℃,气化压力20MPa-40MPa。热的粗煤气和熔[4]孙凤伟煤气化技术研究与进展[]辽宁化工,2010,39(5):渣一起在航天炉下部被激冷,并由此分离,经文丘里洗涤器、洗526-528涤塔洗涤后的合成气送去变换。目前,HT-L航天炉已在安徽林[5]赵勇,王巍煤气化技术研究进展[]电力技术,2010,19泉、河南龙宇等项目中投入使用,运行状况良好。(6):1-6.(责任编辑:胡建平)4结语目前,利用粉煤代替块煤,气流床和流化床代替固定床是煤第一作者简介:盖世伟,男,1983年生,2007年毕业于太原气化工艺发展的必然趋势。经过长期的引进、消化吸收和开发,理工大学过程装备与控制专业,助理工程师太原重工煤化工设我国煤气化技术的研究开发也取得了重要进展,近年来,国内两备分公司,山西省太原市,030024The Progress and Industrial Applicationof Coal Gasification TechnologyGaI Shi-weiABSTRACT: Coal gasification technology is one of the most important technologies of developing new clean coal chemicalindustry. This paper reviews three mature gasification technologies of fixed-bed gasification, fluidized-bed gasification andentrained flow gasification, and expounds the characteristics and the present application of the gasifiers related to the threegasification technologies in ChinaKEY WORDS: coal gasification technology; industrial application; gasifier上接第126页) The Review and Comment of Domestic Libraries’ InformationResources Construction in Recent DecadeBAO Yuan-fangABSTRACT: This paper makes the review and comment of domestic libraries information resources constructionrecent decade from aspects of the construction of traditional paper-based中国煤化工 onstruction of digitalinformation resources, and the integration and co-construction and sharingCNMH Gurces, etc.KEY WORDS: construction of information resources; integration of information resources; co-construction and sharing ofinformation resources