1.常壓固定床間歇式無煙煤(或焦炭)氣化技術(shù)
目前我國氮肥產(chǎn)業(yè)主要采用的煤氣化技術(shù)之一,其特點是采用常壓固定床空氣、蒸汽間歇制氣,要求原料為準(zhǔn) 25~75mm的塊狀無煙煤或焦炭,進(jìn)廠原料利用率低,單耗高、操作繁雜、單爐發(fā)氣量低、吹風(fēng)放空氣對大氣污染嚴(yán)重,屬于將逐步淘汰的工藝。
2.常壓固定床無煙煤(或焦炭)富氧連續(xù)氣化技術(shù)
其特點是采用富氧為氣化劑、連續(xù)氣化、原料可采用?準(zhǔn) 8~10mm粒度的無煙煤或焦炭,提高了進(jìn)廠原料利用率,對大氣無污染、設(shè)備維修工作量小、維修費用低,適合用于有無煙煤的地方,對已有常壓固定層間歇式氣化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。
3.魯奇固定床煤加壓氣化技術(shù)
主要用于氣化褐煤、不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性的煤,要求原料煤熱穩(wěn)定性高、化學(xué)活性好、灰熔點高、機械強度高、不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性,適用于生產(chǎn)城市煤氣和燃料氣。其產(chǎn)生的煤氣中焦油、碳?xì)浠衔锖考s1%左右,甲烷含量約10%左右。焦油分離、含酚污水處理復(fù)雜,不推薦用以生產(chǎn)合成氣。
4.灰熔聚煤氣化技術(shù)
中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所技術(shù)。其特點是煤種適應(yīng)性寬,屬流化床氣化爐,煤灰不發(fā)生熔融,而只是使灰渣熔聚成球狀或塊狀灰渣排出??梢詺饣置?、低化學(xué)活性的煙煤和無煙煤、石油焦,投資比較少,生產(chǎn)成本低。缺點是操作壓力偏低,對環(huán)境污染及飛灰堆存和綜合利用問題有待進(jìn)一步解決。此技術(shù)適合于中小型氮肥廠利用就地或就近的煤炭資源改變原料路線。
5.恩德粉煤氣化技術(shù)
屬于改進(jìn)后的溫克勒沸騰床煤氣化爐,適用于氣化褐煤和長焰煤,要求原料煤不粘結(jié)或弱粘結(jié)性,灰分<25%~30%,灰熔點高、低溫化學(xué)活性好。在國內(nèi)已建和在建的裝置共有13套22臺氣化爐,已投產(chǎn)的有16臺。屬流化床氣化爐,床層中部溫度1000~1050℃。目前最大的氣化爐產(chǎn)氣量為4萬m3/h半水煤氣。缺點是氣化壓力為常壓,單爐氣化能力低,產(chǎn)品氣中CH4含量高達(dá)1.5%~2.0%,飛灰量大、對環(huán)境污染及飛灰堆存和綜合利用問題有待解決。此技術(shù)適合于就近有褐煤的中小型氮肥廠改變原料路線。
6.GE水煤漿加壓氣化技術(shù)
屬氣流床加壓氣化技術(shù),原料煤運輸、制漿、泵送入爐系統(tǒng)比干粉煤加壓氣化簡單,安全可靠、投資省。單爐生產(chǎn)能力大,目前國際上最大的氣化爐投煤量為2000t/d,國內(nèi)已投產(chǎn)的氣化爐能力最大為1000t/d。設(shè)計中的氣化爐能力最大為1600t/d。對原料煤適應(yīng)性較廣,氣煤、煙煤、次煙煤、無煙煤、高硫煤及低灰熔點的劣質(zhì)煤、石油焦等均能用作氣化原料。但要求原料煤含灰量較低、還原性氣氛下的灰熔點低于1300℃,灰渣粘溫特性好。氣化系統(tǒng)不需要外供過熱蒸汽及輸送氣化用原料煤的N2或CO2。氣化系統(tǒng)總熱效率高達(dá)94%~96%,高于Shell干粉煤氣化熱效率(91%~93%)和GSP干粉煤氣化熱效率(88%~92%)。氣化爐結(jié)構(gòu)簡單,為耐火磚襯里,制造方便、造價低。煤氣除塵簡單,無需價格昂貴的高溫高壓飛灰過濾器,投資省。國外已建成投產(chǎn)6套裝置15臺氣化爐;國內(nèi)已建成投產(chǎn)7套裝置21臺氣化爐,正在建設(shè)、設(shè)計的還有4套裝置13臺氣化爐。
7.多元料漿加壓氣化技術(shù)
西北化工研究院開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù),屬氣流床單燒嘴下行制氣。典型的多元料漿組成為含煤60%~65%,油料10%~15%,水20%~30%。筆者認(rèn)為在制備多元料漿時摻入油類的辦法不符合當(dāng)前我國氮肥工業(yè)以煤代油改變原料路線的方針,有待改進(jìn)。
8.多噴嘴(四燒嘴)水煤漿加壓氣化技術(shù)
由華東理工大學(xué)、兗礦魯南化肥廠、中國天辰化學(xué)工程公司共同開發(fā)。屬氣流床多燒嘴下行制氣,氣化爐內(nèi)用耐火磚襯里。
9.Shell干煤粉加壓氣化技術(shù)
屬于氣流床加壓氣化技術(shù)??蓺饣置?、煙煤、無煙煤、石油焦及高灰熔點的煤。入爐原料煤為經(jīng)過干燥、磨細(xì)后的干煤粉。干煤粉由氣化爐下部進(jìn)入,屬多燒嘴上行制氣。目前國外最大的氣化爐處理量為2000t/d煤,氣化壓力為3.0MPa。這種氣化爐采用水冷壁,無耐火磚襯里??梢詺饣呋胰埸c的煤,但仍需在原料煤中添加石灰石做助熔劑。國內(nèi)2000年以來已引進(jìn)19臺,其目標(biāo)產(chǎn)品有合成氨、甲醇,氣化壓力3.0~4.0MPa。我國引進(jìn)的Shell煤氣化裝置只設(shè)1臺氣化爐單系列生產(chǎn),沒有備用爐,在煤化工生產(chǎn)中能否常年連續(xù)穩(wěn)定運行尚待檢驗
10.GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)
屬于氣流床加壓氣化技術(shù),入爐原料煤為經(jīng)過干燥、磨細(xì)后的干煤粉,干煤粉由氣化爐頂部進(jìn)入,屬單燒嘴下行制氣。氣化爐內(nèi)有水冷壁內(nèi)件,目前國外最大的GSP氣化爐投煤量為720t/d褐煤。因采用水激冷流程,投資比Shell爐省,適用于煤化工生產(chǎn)。正常時要燃燒液化氣或其他可燃?xì)怏w,以便于點火、防止熄火和確保安全生產(chǎn)。
11.兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)
西安熱工研究院開發(fā)成功的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù)??蓺饣悍N包括褐煤、煙煤、貧煤、無煙煤,以及高灰分、高灰熔點煤,不產(chǎn)生焦油、酚等。其特點是采用兩段氣化,其缺點是合成氣中CH4含量較高,對制合成氨、甲醇、氫氣不利。廢熱鍋爐型氣化裝置適用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,其示范裝置投煤量2000t/d級兩段式干煤粉加壓氣化爐(廢熱鍋爐流程)已決定用于華能集團“綠色煤電”項目,另一套示范裝置投煤量1000t/d級兩段式干煤粉加壓氣化爐(激冷流程)已決定用于內(nèi)蒙古世林化工有限公司30萬t/a甲醇項目。
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