適用于褐煤的氣化技術(shù)簡(jiǎn)析
褐煤具有水分大、發(fā)熱量低、化學(xué)反應(yīng)性好、易燃易碎等特點(diǎn),不利于直接燃燒和運(yùn)輸,發(fā)展煤化工項(xiàng)目,進(jìn)行就地轉(zhuǎn)化是一個(gè)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(guó)家發(fā)改委提出的現(xiàn)代煤化工重點(diǎn)示范項(xiàng)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(diǎn),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(yùn)行,保證項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性,成為業(yè)主廣泛關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)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(diǎn)和應(yīng)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(qiáng)度,并使用粒度5毫米以上的粒煤。尤其在使用年輕褐煤時(shí),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(guó)已有超過(guò)30年的歷史。目前應(yīng)用最廣泛的固定床氣化爐主要是魯奇爐,包括其各種改進(jìn)型號(hào)。國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)實(shí)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(jìn)和發(fā)展。德國(guó)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(zhǎng)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(kāi)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(jìn)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(guó),并將推進(jìn)其在煤制合成天然氣等領(lǐng)域的應(yīng)用。
流化床氣化爐
流化床氣化通過(guò)流化狀態(tài)增強(qiáng)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(shí)床層溫度相對(duì)較低,因此適合于反應(yīng)活性高的煤種,例如褐煤和其他低階煤。對(duì)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(duì)褐煤的氣化效果已經(jīng)得到驗(yàn)證。
2009年10月,埃新斯(棗莊)新氣體有限公司采用美國(guó)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(dá)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(xiàng)目通過(guò)省級(jí)科技成果鑒定。
KBR公司研發(fā)的TRIG氣化爐(輸運(yùn)床氣化爐)適合以褐煤等低階煤為原料的煤化工項(xiàng)目。這項(xiàng)技術(shù)自2009年開(kāi)始轉(zhuǎn)讓。原料煤即使含水量高達(dá)18-20%也可以直接進(jìn)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(jìn)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(wèn)題在于成漿性較差,煤漿濃度難以超過(guò)50%,導(dǎo)致氣化效率低。通過(guò)磨煤與級(jí)配技術(shù),使煤粉大、小顆粒分布合理,達(dá)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(jì)性要求。國(guó)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(kāi)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(jìn)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(jìn)行干燥。褐煤用于干粉煤氣化在國(guó)內(nèi)已有成功示范。大唐國(guó)際位于內(nèi)蒙古多倫的煤制聚丙烯項(xiàng)目,采用了3臺(tái)單爐投煤量為2800噸/天的殼牌氣化爐。褐煤干燥采用大唐國(guó)際與五環(huán)工程公司共同開(kāi)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(diǎn)示范項(xiàng)目,包括煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣等,隨著技術(shù)得到驗(yàn)證,在“十二五”期間,將迎來(lái)一個(gè)新的發(fā)展階段。亞化咨詢認(rèn)為,從煤種的氣化適應(yīng)性來(lái)看,固定床、流化床和氣流床氣化技術(shù)都可以勝任對(duì)褐煤的氣化,但需要根據(jù)氣化爐的特點(diǎn),對(duì)入爐的褐煤進(jìn)行一定程度的預(yù)處理。隨著對(duì)褐煤氣化技術(shù)的理解和應(yīng)用的提升,褐煤氣化市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大,褐煤的清潔高效利用,將獲得新一輪的發(fā)展。
(來(lái)源:亞化咨詢 2011年08月22日)
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