國產(chǎn)第一套粉煤氣化制合成氨原料氣工業(yè)化示范裝置建設試驗總結(jié)
作者/來源:任沛建 蔡 元 張志斌 王紅軍(陜西省城化股份有限公司 城固723200) 日期: 2003-04-16 點擊率:1864
1 建設粉煤氣化示范裝置的目的和意義
1.1國內(nèi)外煤氣化技術(shù)現(xiàn)狀
煤氣化技術(shù)是煤炭綜合利用和潔凈煤技術(shù)的龍頭,是發(fā)展現(xiàn)代煤化工、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)、煤制燃油、煤制煤氣等潔凈能源工業(yè)化生產(chǎn)的必由之路。20世紀80年代以來,國內(nèi)外對煤炭氣化技術(shù)的研究非常重視。國際上美國的德士古(Texaco)水煤漿氣化技術(shù)、荷蘭殼牌(Shell)粉煤氣流化床氣化技術(shù)、德國魯奇(Lurgi)固定床加壓氣化技術(shù)和溫克勒(Winker)流化床粉煤氣化戰(zhàn)術(shù)等相繼推出。這些技術(shù)的共同特點是煤氣成分質(zhì)量好、氣化強度大、單爐日處理煤量達500~2 200t。但投資大,設備和材料要求高,宜大型化,規(guī)模小則不經(jīng)濟。我國目前除少數(shù)化肥廠引進外國先進的煤氣化技術(shù)外,絕大多數(shù)中小化肥企業(yè)仍沿用的是落后的固定床間歇式氣化技術(shù),由于該技術(shù)能耗高、效率低、污染大,已屬淘汰對象。
我國是世界煤炭生產(chǎn)和消費大國,煤炭產(chǎn)量居世界第一位,我國的能源消耗結(jié)構(gòu)中煤炭占70%以上。但是我國的煤氣化技術(shù)卻遠遠落后于國際先進水平。雖然中國科學院山西煤炭化學研究所通過10多年的研究試驗,從實驗室評價、φ500mm氣化爐小試、φ1 000mm氣化爐中試,于1991年研究成功了“灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)”,通過了國家鑒定,并獲得中科院“科技進步一等獎”和國家專利,但是一直到2000年還沒有進行過成功的工業(yè)化試驗。其它廠家雖然對富氧氣化和固定床加壓氣化作過一些試驗,但至今未有成功的經(jīng)驗。因此如何立足國內(nèi)專利技術(shù),搞好煤氣化技術(shù)工業(yè)化的開發(fā)應用,是關(guān)系到我國能源利用和經(jīng)濟發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題。
1.2 開發(fā)我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進煤氣化技術(shù)的重要性和迫切性
眾所周知,目前我國中、小氮肥企業(yè)仍在運行的有650家左右,除少數(shù)廠家以天然氣和重油為原料外,90%以上的廠家都是以無煙煤和焦炭為原料,采用的是固定床間歇式氣化技術(shù)。從原料方面來看,天然氣、重油價格太高,導致產(chǎn)品成本高,而無煙煤產(chǎn)地又主要集中在山西、寧夏等少數(shù)地區(qū),對大多數(shù)廠家來說,運距遠,價格高,難以承受。尤其在化肥價格大幅下降的情況下,由于生產(chǎn)成本高,企業(yè)出現(xiàn)大面積虧損。從技術(shù)方面來講,固定床間歇式氣化技術(shù)落后,氣化強度小,煤炭利用率低,環(huán)境污染大,自動化程度低,職工勞動強度大。從諸多方面制約了企業(yè)的發(fā)展。而要引進國外先進的煤氣化技術(shù),一是專利費用高,一次性投資大,建設周期長,需要大量外匯,還要受技術(shù)封鎖;二是不適應中、小化肥企業(yè)的實際情況,引進技術(shù)的氣化壓力高,后系統(tǒng)工藝設備改造工作量大,周期長,投資也大,難以實施。因此,采用我國自有技術(shù),結(jié)合中小氮肥企業(yè)的實際情況,進行流化床粉煤氣化工業(yè)化的開發(fā)和試驗,走出一條適合我國國情的路子顯得十分迫切。
山西煤炭化學研究所的“灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)”雖已在試驗室取得了成功,但是沒有經(jīng)過工業(yè)化試驗,因此無法直接應用于生產(chǎn)。在這種情況下,工業(yè)化示范就有著決定性的意義。如果這一技術(shù)工業(yè)化試驗成功,就可大量應用于中小化肥企業(yè),從根本上改變我國煤氣化技術(shù)落后的現(xiàn)狀。而且可以改變我國化肥企業(yè)幾十年延襲的只能用無煙煤制氣的歷史,實現(xiàn)化肥生產(chǎn)原料路線的重大變革——利用煙煤制合成氨原料氣,從而使眾多的中小化肥企業(yè)具有更大的生存和發(fā)展空間。同時也可改變我國的能源消....