摘 要:煤气化是将固态煤转化为气态燃料或原料 ( C0 + H 2)的过程,由于煤炭的储量丰富,特别是我国等一些国家富煤少油,煤气化技术就变的更加重要。研究开发煤气化工艺,就是要为产业界提供更高效、经济和清洁的气化过程。本文在分析先进煤气化过程原理的基础上,特别介绍了由中国科学院山西煤炭化学研究所开发的灰熔聚流化床粉煤气化过程,指出它的优点、缺点、适用范围、技术现状和发展方向,供同行了解 。
0.0 前言
合成气 ( c 0 + H 2 ) 和氢气是合成氨、合成甲醇等化工产品的基本原料,同时也大量用于石油加工及未来的煤液化加工,随着燃料电池技术的进步和贮氢手段的完善,氢将成为 2 1世纪最理想的二次能源。目前,太阳能、光解、生物制氢技术尚在研发阶段,未来几十年大规模制氢仍将以地球最丰富的含碳有机物 ( 煤、 石油、生物质、含碳废弃物) 转化为基础,依赖天然气、油气化和煤气化过程。
煤炭是地球上储量最丰富、分布最广泛的化石燃料,我国能源更显富煤少油( 气) ,因此能源消费也更依赖煤炭,大约 8 0%的电力、6 0 % 的化工原料、7 2 % 的工业燃料和 9 2 % 的民用燃料都以煤为原料,且在相当长的时期内难以改变。煤气化能提供洁净、经济的合成气和氢,发展先进的煤气化技术是洁净煤技术中重要和紧迫的任务。
目前, 我国合成氨能力达到 3 0 0 0多万 t , 其中煤制合成气 ( 制氢) 占6 0%左右, 中小合成氨 ( <1 0万 t/a ) 占到 4 3 % ,技术落后、污染严重,原料 ( 无烟煤、块焦) 成本高,少数以石油或天然气为原料的工厂又遭石油价格高的困难,不得不转以煤为原料 同样,年总产量 3 0 0余万吨的甲醇也极需洁净、便宜的大规模气源的改造 。
我国由于石油、天然气短缺,石油炼制工业和煤液化制油工业也是用氢大户。当前我国炼油厂每年炼制约 2亿 t油,按正常的工艺需用氢 2 0 0 ~4 0 0亿 m3;未来的煤间接或直接液化用气量则更大,百万吨间接合成油用气量达 5 0 —6 0亿 m3。煤气化发电( I G C C和 I G F C ) 有望提高效率到 4 0 % 一 6 0 %, 并达到最严格的环保标准,在未来几十年 内需气化的煤炭达到每年数千万至上亿吨。
目前,我国已引进十余套大型 T e x a c o气化装置和 L u r g i气化炉供化工合成和城市煤气生产,正引进若干 ( 已签约 5套) S h e l l煤气化装置,促进了煤气化的现代化发展,大多数工厂( 占总能力的 7 0 9 6 以上) 仍沿用落后的常压间歇式水煤气气化炉 ( 达 4 0 0 0 - 5 0 0 0台) 。针对我国巨大的市场需求,中科院山西煤化所历经....