国外煤气化技术早在二十世纪五十年代已实现工业化,后因天然气、石油大量开发,煤气化发展一度停止。二十世纪七十年代初,国际上出现能源危机,发达国家出于对石油天然气供应紧张的担忧,纷纷把煤气化作为替代能源重新提到议事日程,加快了煤气化新工艺研究。近十年来,国外很多公司为了提高燃煤电厂热效率,减少对环境的污染,对煤气化联合循环发电技术做了大量的工作,从而促进了煤气化技术的开发。目前已成功开发了对煤种适应性广、气化压力高、气化效率高、污染少的新一代煤气化工艺。其中具有代表性的有荷兰壳牌(Shell)公司的SCGP工艺、美国德士古(Texaco)公司的水煤浆气化工艺、美国DYNEGY公司的DESTEC气化工艺,德国KRUPP UHDE 公司的Prenflo工艺(加压K-T法)及德国鲁奇(Lurgi)工艺。其中DESTEC气化工艺与Texaco工艺相近,但其业绩及经验不如Texaco工艺;Prenflo工艺的工艺指标较好,但目前仅有一套示范装置,操作经验较少;鲁奇(Lurgi)工艺虽然工业装置较多,操作经验也比较丰富,但煤气中CH4含量高,有效成分(CO+H2)含量低,且煤气中焦油及酚含量高,污水处理复杂,发展应用受到限制。
1 我国现有的几种主要煤气化技术
1.1 间歇煤气化
该技术用粒度为25~75mm无烟煤(最好是山西晋城的无烟块煤)或焦炭为原料。在固定床煤气炉中交替送入空气(吹风)和蒸汽(制气)。送空气时加热床层,产生吹风气放空;通蒸汽时生成煤气送气柜。煤气炉系列有φ2600、φ3000、φ3200、φ3600,每台炉产气量为6000~13000m3/h,煤气中含(CO+H2)为68%~72%。
常压固定层间歇制气工艺,虽然技术成熟可靠、设备可全部国产化、投资较省,但能耗高、对煤质要求高,需用无烟块煤,资源利用率低。而且是常压操作,生产强度小,三废排放量大,对环境有一定污染。
1.2 鲁奇加压煤气化
该技术用粒度为8~50mm、活性好不粘结的烟煤或褐煤为原料,在固定床中用氧与蒸汽连续气化生产煤气。气化压力3.0MPa,气化温度在900~1050℃之间,单炉投煤量一般为1000t/d,最大可达1920t/d,采用固态排渣方式运行。单台φ3800炉产气量35000~55000m3/h,煤气中含65%的CO+H2,含9%的CH4,并含C2、焦油等。我国山西化肥厂(山西潞城)1000t/d的合成氨装置,于1979年从鲁奇公司引进此项工艺技术。
由于煤气中含有较多甲烷,只适宜作城市煤气,或在生产合成气时联产城市煤气。若把其中甲烷再转化成合成气,将使生产流程复杂。而且煤气化排水中含有较多的焦油、酚类、氨等物质,需要配置庞大污水处理装置,才能达到环保排放要求。
1.3 德士古水煤浆气化
德士古(Texaco)公司很早就开发了以天然气和重油为原料生产合成气的技术,二十世纪七十年代的....