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對改進提升煤氣化技術水平的建議

發布時間:2016-9-13 15:50:12  閱覽次數:

雖然粉煤氣化技術、水煤漿氣化技術、碎煤加壓氣化技術分別經過了近15年、30年和40年的探索、實踐、改進,技術水平已達到相當高的水準,但是煤氣化仍是煤化工項目中投資最大、能耗最高的裝置,出現的問題也最多。根據煤氣化技術自身特點和生產運行中出現的問題。

進一步提高國產化水平、降低裝置投資

  從引進的Shell、GSP、GE、科林煤氣化技術與國內的類似煤氣化技術相比,投資都要高很多,其主要原因:一是軟件費高(專利費+PDP費+技術服務費),二是要購買一些專利設備或關鍵設備,三是一些流程、控制系統設計太過繁瑣或不合理,也是造成投資高的一個原因。因此,我們在引進國外煤氣化技術時,要進一步減少購買專利設備或關鍵設備(即是指定制造商的設備),進一步優化流程和控制,以降低投資。

提高煤氣化壓力,加大單爐投煤量

  從目前各種氣化工藝來看,除水煤漿氣化將氣化壓力提高到了6.5~8.7MPa,其它氣化工藝壓力均在1.0~4.0 MPa之間,不但造成設備龐大、投資增加,也是煤化工項目能耗高的主要原因。因此氣化壓力還有提高的空間,例如某公司已將MK+碎煤氣化工藝氣化壓力提高到了6.0MPa(尚未整體工業化)。

  單爐氣化能力小也是造成煤化工項目投資大、占地大的主要原因,目前除Shell粉煤氣化、多噴嘴對置式水煤漿氣化工藝單爐最大投煤量達到3000 t/d外,其它煤氣化工藝單爐最大投煤量還在1000~2200 t/d之間,有些雖說可達到3000 t/d,但還沒有工業實踐。

綜合降低投資、提高能位

  從目前已投產或在建的煤化工項目來看,似乎煤氣化走進了一個怪圈,要么是裝置投資高、能位高,要么是裝置投資低、能位低。例如SHELL煤氣化設有合成氣冷卻器,可產5.2 MPa中壓蒸汽,能位較高,但投資也較高;例如GSP、航天爐、科林等煤氣化工藝投資比Shell煤氣化低,但水冷壁產低壓飽和蒸汽,能位低,不好利用,氣化爐出來1350℃的高溫煤氣直接去冷激,使得煤氣中帶有大量水汽,對于需要深度CO變換的煤化工項目是合理的(例如合成氨項目),但對于不需要深度變換的煤化工項目(煤制氣、煤制油),煤氣中的水汽過剩,不但造成能位下降、能量損失,還需要增加換熱器、分離器來回收能量,從而延長了流程、增加了阻力,也增加了投資;水煤漿氣化幾乎都是走激冷流程,也存在這個問題;碎煤加壓氣化和CO變換也是產出大量低壓飽和蒸汽,比較難以利用。因此,煤氣化工藝選擇要和煤化工項目整體考慮,既要降低投資,也要提高能位,從而使項目總體達到合理、高效。

降低能耗、水耗

  煤化工項目是高能耗、高耗水項目,進一步降低能耗、水耗勢在必行,煤氣化也有研究提升的空間。例如Shell煤氣化工藝采用壓縮循環氣去冷激合成氣到900℃左右,這樣也造成了能量浪費,能否采用其它介質或方法達到降溫、除塵的效果,國內已有工程公司正在嘗試改進;Shell煤氣化工藝采用干法除塵,需要大量的吹掃氣也造成消耗增加,也可考慮改進。

  現在大型煤化工項目同時考慮幾種不同類別的煤氣化工藝相組合,以處理原料粉煤和碎煤比例問題,可探討采用耦合的方法,將不同的煤氣化工藝所存在的不同問題耦合處理。例如現在大型煤制天然氣項目,大部分采用碎煤加壓氣化和氣流床氣化(水煤漿氣化或粉煤氣化)相結合的方案,如采用碎煤加壓氣化+水煤漿氣化組合氣化工藝,可慮將碎煤加壓氣化產生的大量有害廢水去水煤漿氣化制漿,這樣不但節約了水耗,也降低了污水處理的投資和費用,降低了環境污染。

優化灰水處理系統,降低粉塵帶出量

  現在有些煤氣化裝置存在煤氣含塵量大,造成CO變換裝置換熱器堵塞、第一變換爐上部催化劑失活等問題,同時也存在污水排放量大、灰水循環量大的問題,有必要進一步探討煤氣洗滌和灰水循環工藝優化問題。



 
 
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