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適用于褐煤的氣化技術(shù)簡析

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編輯: 馬亮亮
發(fā)布時間: 2011-09-26
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  適用于褐煤的氣化技術(shù)簡析
  褐煤具有水分大、發(fā)熱量低、化學反應性好、易燃易碎等特點,不利于直接燃燒和運輸,發(fā)展煤化工項目,進行就地轉(zhuǎn)化是一個比較好的選擇。大規(guī)模煤氣化是現(xiàn)代新型煤化工的龍頭,合成氣可以用于生產(chǎn)各種下游產(chǎn)品。結(jié)合國家發(fā)改委提出的現(xiàn)代煤化工重點示范項目,包括煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣等,如何根據(jù)褐煤的特點,選擇合適的煤氣化技術(shù),保障煤化工裝置的高效和平穩(wěn)運行,保證項目的經(jīng)濟性,成為業(yè)主廣泛關(guān)注的重點問題。
  目前主流煤氣化技術(shù)主要分為固定床、流化床和氣流床三大類,下面分別根據(jù)三類氣化技術(shù)的特點和應用現(xiàn)狀分析其在褐煤氣化上的適用性。
  固定床氣化爐
  固定床氣化爐要求入爐煤有較好的熱穩(wěn)定性和較高的抗碎強度,并使用粒度5毫米以上的粒煤。尤其在使用年輕褐煤時,由于煤的熱穩(wěn)定性比較差,需要考慮將其加工成型煤。
  褐煤用于固定床加壓氣化,在我國已有超過30年的歷史。目前應用最廣泛的固定床氣化爐主要是魯奇爐,包括其各種改進型號。國內(nèi)的生產(chǎn)實踐表明,褐煤用于固定床氣化爐完全可行。
  固定床氣化技術(shù)在不斷前進和發(fā)展。德國澤瑪克清潔能源有限公司BGL煤氣化技術(shù)采用液態(tài)排渣,綜合了固定床氣化與熔渣氣化技術(shù)的長處,與固態(tài)排渣氣化爐相比其蒸汽用量和氣化廢水大幅度減少。賽鼎工程公司正在開發(fā)以CO2替代水蒸氣作為氣化劑,從而可以充分利用原料褐煤中的水分進行CO變換,同樣可以大幅降低廢水排放。魯奇已經(jīng)宣布其新型FBDB氣化技術(shù)重返中國,并將推進其在煤制合成天然氣等領(lǐng)域的應用。
  流化床氣化爐
  流化床氣化通過流化狀態(tài)增強氣化爐的傳熱和傳質(zhì),從而改善氣化效率和氣化速度。由于流化床氣化時床層溫度相對較低,因此適合于反應活性高的煤種,例如褐煤和其他低階煤。對原料的粒度一般要求為0.5~6mm。
  與固定床氣化爐一樣,流化床氣化爐同樣可以接受水含量較高的原料煤,其對褐煤的氣化效果已經(jīng)得到驗證。
  2009年10月,埃新斯(棗莊)新氣體有限公司采用美國綜合能源系統(tǒng)有限公司SES氣化技術(shù)試燒了3500噸內(nèi)蒙古白音華褐煤,入爐煤水含量高達26%。工廠氣化數(shù)據(jù)表明SES技術(shù)氣化褐煤取得成功。2009年11月,“SES氣化系統(tǒng)褐煤工業(yè)氣化技術(shù)”項目通過省級科技成果鑒定。
  KBR公司研發(fā)的TRIG氣化爐(輸運床氣化爐)適合以褐煤等低階煤為原料的煤化工項目。這項技術(shù)自2009年開始轉(zhuǎn)讓。原料煤即使含水量高達18-20%也可以直接進爐。
  氣流床氣化爐
  氣流床氣化技術(shù)溫度、壓力高,單爐生產(chǎn)能力大,廢水排放低,一般要求進料粒度<100μm。氣流床氣化主要包括水煤漿氣化技術(shù)和干粉煤氣化技術(shù)。
  褐煤用于水煤漿氣化最大的問題在于成漿性較差,煤漿濃度難以超過50%,導致氣化效率低。通過磨煤與級配技術(shù),使煤粉大、小顆粒分布合理,達到較高的堆積效率,將可以提高成漿濃度,符合水煤漿氣化的經(jīng)濟性要求。國家水煤漿工程技術(shù)研究中心和榆林西部煤炭技術(shù)研究中心分別開發(fā)了褐煤制高濃度水煤漿技術(shù),使褐煤成為水煤漿氣化可用的原料煤種。
  干粉煤氣化技術(shù)采用褐煤進料,一般要求褐煤煤粉水分含量低于8-12%,由于大部分褐煤水含量較高,因此入爐前必須進行干燥。褐煤用于干粉煤氣化在國內(nèi)已有成功示范。大唐國際位于內(nèi)蒙古多倫的煤制聚丙烯項目,采用了3臺單爐投煤量為2800噸/天的殼牌氣化爐。褐煤干燥采用大唐國際與五環(huán)工程公司共同開發(fā)的蒸汽管式干燥工藝。目前褐煤干燥系統(tǒng)和殼牌氣化爐都已試車成功。
  總體而言,現(xiàn)代煤化工重點示范項目,包括煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣等,隨著技術(shù)得到驗證,在“十二五”期間,將迎來一個新的發(fā)展階段。亞化咨詢認為,從煤種的氣化適應性來看,固定床、流化床和氣流床氣化技術(shù)都可以勝任對褐煤的氣化,但需要根據(jù)氣化爐的特點,對入爐的褐煤進行一定程度的預處理。隨著對褐煤氣化技術(shù)的理解和應用的提升,褐煤氣化市場進一步擴大,褐煤的清潔高效利用,將獲得新一輪的發(fā)展。

(來源:亞化咨詢 2011年08月22日)

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