1 我國煤氣化技術(shù)發(fā)展概況
“十二五”期間,我國氮肥、甲醇行業(yè)的原料結(jié)構(gòu)調(diào)整取得了重大進展,大型國產(chǎn)化的多噴嘴氣化、航天煤氣化和第2代(水冷壁水煤漿氣化)清華爐的成功應(yīng)用,引進技術(shù)的完善和提高以及關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化,都大大推進了我國煤氣化技術(shù)的現(xiàn)代化進程?梢哉f,我國是采用煤氣化技術(shù)種類(見圖1)最多、應(yīng)用最廣泛的國家。
以上煤氣化技術(shù)均在我國氮肥、甲醇行業(yè)得到成功的應(yīng)用。目前,在國內(nèi)還未實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用而正在積極開發(fā)、試驗和應(yīng)用的氣化爐還有寧煤爐、五環(huán)爐、齊耀爐、東方爐、KBR輸運床氣化爐等。
流化床技術(shù)由于多種原因在我國應(yīng)用較少,成功案例不多,所占氮肥、甲醇產(chǎn)能比例也很小,本文不做重點介紹。
固定層間歇制氣爐(UGI爐)目前仍是我國氮肥生產(chǎn)的主力爐型,2013年其合成氨產(chǎn)能占合成氨總產(chǎn)能的56.7%,有3500臺以上UGI爐在穩(wěn)定生產(chǎn)運行。其氣化系統(tǒng)普遍采用DCS控制、自動加煤、自動探焦、不停爐下灰、高壓水夾套等技術(shù)改造;采用三廢混燃爐回收造氣爐產(chǎn)生的吹風氣和爐渣,利用循環(huán)流化床鍋爐“吃干榨凈”造氣爐渣等資源綜合利用技術(shù),即用現(xiàn)代技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。2013年采用UGI爐的合成氨能效領(lǐng)跑者第1名的噸氨綜合能耗1093kg標煤,低于采用其他煤氣化技術(shù)能耗(有煤種的原因)。由于UGI爐受煤種適應(yīng)范圍小、煤價高、單爐能力低等限制,雖然不是將來我國煤氣化技術(shù)重點發(fā)展的方向,但仍會保留一定比例的產(chǎn)能。
據(jù)中國氮肥工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù),目前,我國已投產(chǎn)的水煤漿加壓氣化裝置共186臺,其中氮肥、甲醇行業(yè)164臺,氨醇能力23970kt/a;已投產(chǎn)的干煤粉加壓氣化裝置46臺,其中合成氨、甲醇行企業(yè)43臺,氨醇能力14060kt/a;已投產(chǎn)的魯奇和BGL氣化爐共86臺,其中合成氨、甲醇行企用64臺,氨醇能力3820kt/a;加壓煤氣化爐共投運318臺,在建463臺。以上先進煤氣化裝置的產(chǎn)能占2013年氨醇總產(chǎn)能的32%。這些裝置的建成,不僅大大促進了新型煤化工的發(fā)展,也有力地促進了氮肥、甲醇行業(yè)的原料結(jié)構(gòu)調(diào)整,促進了企業(yè)的大型化發(fā)展,使300kt/a以上的合成氨、甲醇企業(yè)的產(chǎn)能占全國總產(chǎn)能的50%以上。
2013年底國內(nèi)新型煤氣化裝置統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表1所示。
從表1數(shù)據(jù)可見,未投產(chǎn)氣化爐中有308臺是用于煤制油、煤制天然氣、煤制乙二醇等新型煤化工產(chǎn)品,遠遠多于用在合成氨和甲醇裝置的臺數(shù),體現(xiàn)出了我國煤氣化技術(shù)正從合成氨、甲醇等傳統(tǒng)煤化工領(lǐng)域向新型煤化工轉(zhuǎn)型的趨勢。
投產(chǎn)、未投產(chǎn)的合成氨、甲醇各氣化技術(shù)合成氨、甲醇產(chǎn)能比較分別見圖2和圖3。由圖2可見,航天爐(HT-L)氣化技術(shù)將以5800kt/a的能力成為合成氨生產(chǎn)加壓煤氣化中最主要的爐型;由圖3可見,GE氣化技術(shù)將以18300kt/a的能力成為甲醇(配套甲醇下游產(chǎn)品)生產(chǎn)加壓煤氣化中最....