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2017年煤氣化技術(shù)發(fā)展趨勢:大型化、高能效與寬煤種適應(yīng)性

中國占據(jù)全球最大煤氣化市場地位。截至2017年11月底,中國煤化工行業(yè)有20多家煤氣化技術(shù)專利的近千臺氣化爐在運行,合成氣總量超過3000萬方/小時。在大型現(xiàn)代煤化工項目的驅(qū)動下,煤氣化技術(shù)正在向高能效、大型化和寬煤種適應(yīng)性方向發(fā)展。

大型化

截至2017年底,中國已投入運行的水煤漿氣化技術(shù)最大投煤量達(dá)到3000噸/天,干粉煤氣化技術(shù)最大投煤量達(dá)到2800噸/天。正在開發(fā)中的水煤漿和干粉煤氣化爐最大投煤量達(dá)到3500-4000噸/天。

2017年11月16日,國家重點研發(fā)計劃大規(guī)模水煤漿氣化技術(shù)開發(fā)及示范項目正式啟動。項目由兗礦集團(tuán)牽頭承擔(dān),華東理工大學(xué)、清華大學(xué)山西清潔能源研究院、煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司、山西陽煤豐喜泉稷能源有限公司等15家單位共同參與。

項目將建成單爐日處理煤4000噸級多噴嘴對置式水煤漿氣化和單爐日處理煤2000噸級廢鍋-激冷型高效水煤漿氣化兩套示范裝置。其中日處理煤4000噸級多噴嘴對置式水煤漿氣化爐即將應(yīng)用于榮信化工二期40萬噸/年煤制乙二醇項目。

高能效

以GE輻射廢鍋氣化技術(shù)為例,資料顯示,單爐投煤量3000噸/天的GE輻射廢鍋氣化爐,單臺爐可產(chǎn)230~290t/h的高壓飽和蒸汽。采用輻射廢鍋,可以實現(xiàn)全廠蒸汽平衡,幾乎無需再配備獨立的鍋爐生產(chǎn)額外蒸汽或電力,節(jié)約了大量燃煤。

以180萬噸/年煤制甲醇項目為例,采用輻射廢鍋技術(shù)后,每小時可節(jié)省燃料煤約35噸標(biāo)煤,減少二氧化碳排放約100噸,減少二氧化硫排放約100Kg,氮氧化物排放約100Kg。

資料顯示,陽煤豐喜臨猗分公司建成一臺投煤量600噸/天,壓力4.0Mpa的氣化爐,輻射廢鍋飽和蒸汽產(chǎn)量為0.5-1.0噸/1000Nm3合成氣,30萬噸/年氨醇裝置每年可多回收30萬噸蒸汽。裝置于2015年6月開始設(shè)計建設(shè),2016年4月投料成功,并連續(xù)穩(wěn)定運行。

2017年11月11日-14日,中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織專家對“合成氣/蒸汽聯(lián)產(chǎn)水煤漿水冷壁煤氣化爐”(水煤漿水冷壁直連輻射廢鍋氣化爐、晉華爐3.0)進(jìn)行了現(xiàn)場72小時考核,各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計,考核專家組一致同意通過連續(xù)穩(wěn)定72小時現(xiàn)場考核。

寬煤種適應(yīng)性

開發(fā)寬煤種適應(yīng)性的氣化技術(shù),有利于企業(yè)就地取材,解決劣質(zhì)煤炭資源的有效利用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,干粉煤氣化的煤種應(yīng)用擴(kuò)寬到褐煤、煙煤、無煙煤及“三高”劣質(zhì)煤等,水煤漿氣化的煤種已包含煙煤、無煙煤、煙煤混煤等。

中化長山改擴(kuò)建工程是航天爐首套褐煤氣化裝置,于2015年9月開車,產(chǎn)能達(dá)到36萬噸/年合成氨和60萬噸/年尿素。項目以蒙東地區(qū)的褐煤為原料,該煤種含水量為21%~30%,熱值3400~3500大卡,灰熔點1050℃左右,利用航天粉煤氣化技術(shù),碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.2%以上,有效氣(CO+H2)高達(dá)87%-90%。

山西晉城是中國主要的優(yōu)質(zhì)無煙煤生產(chǎn)基地,經(jīng)過幾十年的開采,優(yōu)質(zhì)無煙煤資源日漸減少。而“三高”無煙煤可采儲量約占總可開采儲量的40%,賦存條件好,容易開采,因此“三高”無煙煤的合理有效利用至關(guān)重要。晉煤集團(tuán)天溪煤制油分公司造氣工藝技術(shù)改造項目采用兩臺Ф2800爐型的航天爐,最高日處理原煤量1900噸,全部采用晉城“三高”無煙煤。項目于2014年8月投料運行。

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