國外煤氣化技術早在二十世紀五十年代已實現工業(yè)化,后因天然氣、石油大量開發(fā),煤氣化發(fā)展一度停止。二十世紀七十年代初,國際上出現能源危機,發(fā)達國家出于對石油天然氣供應緊張的擔憂,紛紛把煤氣化作為替代能源重新提到議事日程,加快了煤氣化新工藝研究。近十年來,國外很多公司為了提高燃煤電廠熱效率,減少對環(huán)境的污染,對煤氣化聯合循環(huán)發(fā)電技術做了大量的工作,從而促進了煤氣化技術的開發(fā)。目前已成功開發(fā)了對煤種適應性廣、氣化壓力高、氣化效率高、污染少的新一代煤氣化工藝。其中具有代表性的有荷蘭殼牌(Shell)公司的SCGP工藝、美國德士古(Texaco)公司的水煤漿氣化工藝、美國DYNEGY公司的DESTEC氣化工藝,德國KRUPP UHDE 公司的Prenflo工藝(加壓K-T法)及德國魯奇(Lurgi)工藝。其中DESTEC氣化工藝與Texaco工藝相近,但其業(yè)績及經驗不如Texaco工藝;Prenflo工藝的工藝指標較好,但目前僅有一套示范裝置,操作經驗較少;魯奇(Lurgi)工藝雖然工業(yè)裝置較多,操作經驗也比較豐富,但煤氣中CH4含量高,有效成分(CO+H2)含量低,且煤氣中焦油及酚含量高,污水處理復雜,發(fā)展應用受到限制。
1 我國現有的幾種主要煤氣化技術
1.1 間歇煤氣化
該技術用粒度為25~75mm無煙煤(最好是山西晉城的無煙塊煤)或焦炭為原料。在固定床煤氣爐中交替送入空氣(吹風)和蒸汽(制氣)。送空氣時加熱床層,產生吹風氣放空;通蒸汽時生成煤氣送氣柜。煤氣爐系列有φ2600、φ3000、φ3200、φ3600,每臺爐產氣量為6000~13000m3/h,煤氣中含(CO+H2)為68%~72%。
常壓固定層間歇制氣工藝,雖然技術成熟可靠、設備可全部國產化、投資較省,但能耗高、對煤質要求高,需用無煙塊煤,資源利用率低。而且是常壓操作,生產強度小,三廢排放量大,對環(huán)境有一定污染。
1.2 魯奇加壓煤氣化
該技術用粒度為8~50mm、活性好不粘結的煙煤或褐煤為原料,在固定床中用氧與蒸汽連續(xù)氣化生產煤氣。氣化壓力3.0MPa,氣化溫度在900~1050℃之間,單爐投煤量一般為1000t/d,最大可達1920t/d,采用固態(tài)排渣方式運行。單臺φ3800爐產氣量35000~55000m3/h,煤氣中含65%的CO+H2,含9%的CH4,并含C2、焦油等。我國山西化肥廠(山西潞城)1000t/d的合成氨裝置,于1979年從魯奇公司引進此項工藝技術。
由于煤氣中含有較多甲烷,只適宜作城市煤氣,或在生產合成氣時聯產城市煤氣。若把其中甲烷再轉化成合成氣,將使生產流程復雜。而且煤氣化排水中含有較多的焦油、酚類、氨等物質,需要配置龐大污水處理裝置,才能達到環(huán)保排放要求。
1.3 德士古水煤漿氣化
德士古(Texaco)公司很早就開發(fā)了以天然氣和重油為原料生產合成氣的技術,二十世紀七十年代的....