浅谈大型煤制甲醇技术的选择
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对煤制甲醇气化工艺选择阐述摘要:本文主要分析了煤制甲醇气化工艺流程,重点介绍了煤制甲醇气化工艺对比,它不仅可以确保煤制甲醇气化工艺的顺利进行,而且还可以有效提高甲醇的生产效率和稳定性。
通过对煤制甲醇气化工艺选择进行阐述,以期为甲醇的安全生产提供可靠的保障,创造出最大化的经济与社会效益。
关键词:煤制甲醇气化;工艺流程;对比1.煤制甲醇气化工艺流程1.1煤炭的气化1.1.1煤浆制备将原料煤干基(<25mm)借助输送系统送至煤斗,通过称重给料机来对输送量进行控制后进入棒磨机,然后按照相关规范和要求添加一定量的水和添加剂,以达到原料煤干基在棒磨机中湿磨的效果。
为了实现对煤浆PH值的调整,还需要加入适量的碱液。
同时,还需要借助相关措施将出棒磨机的煤浆浓度控制在65%左右,通过加压处理后,将煤浆送至气化工段煤浆槽。
实际上,湿法磨煤不仅可以防止粉尘飞扬,而且还可以避免造成对周围环境的污染。
为了降低煤浆粘度,需加入适量的添加剂,一般选择木质磺酸类添加剂,以保证煤浆具有良好的流动性。
1.1.2气化处理水煤浆与氧发生局部氧化反应后可以制成粗合成气。
通过煤浆加压泵加压后,可以使煤浆槽中的煤浆连同空分传输而来的高压氧一起通过烧嘴进入气化炉,随后可以使煤浆与氧气发生如下反映:瞬间完成,并生成以及少量的气体。
热气体和熔渣离开气化炉后,将会进入激冷室水浴,以达到降低热气体和熔渣温度的目的。
热气体先通过文丘里洗涤器,随后通过碳洗塔洗涤除尘冷却处理后将会被传输至变换工段。
同时,在气化炉反应过程中所产生的熔渣将会通过激冷室水浴后分离出来进入锁斗,并达到一定的量后排入渣池,最后借助扒渣机捞出后装车运走。
1.1.3灰水处理将上一个环节气化处理后所得到的黑水进行渣水分离,此时所达到的处理水可以继续循环使用。
1.1.4CO变换通过下述反应可以把气体中的CO转化成H2。
的净化在煤制甲醇气化过程中,可以选择低温甲醇洗工艺来使变换气中的全部硫化物、CO2、其它杂质和H20全部脱除。
煤制甲醇可研1. 引言近年来,随着全球能源需求的不断增长和传统能源资源的日益枯竭,人类对可再生能源和清洁能源的需求也越来越迫切。
作为化石能源的主要替代品之一,甲醇在能源领域具有广阔的应用前景。
而煤是我国丰富的能源资源,煤制甲醇成为一种具有重要研究价值的技术途径。
本文将对煤制甲醇的可研性进行深入探讨。
2. 煤制甲醇的概述2.1 甲醇的应用甲醇是一种重要的有机化学原料,在工业领域中被广泛应用。
它可以用于制造合成氨、甲醇汽车燃料、塑料、溶剂、涂料等。
此外,在生物医药领域,甲醇也具有一定的药物研究和应用价值。
2.2 煤制甲醇的优势相比于石油制甲醇和天然气制甲醇,煤制甲醇具有一定的优势。
首先,我国煤资源十分丰富,可以满足大规模生产的需求。
其次,煤制甲醇技术成熟,工艺控制相对容易,且投资成本相对较低。
另外,煤制甲醇过程中产生的废水和废气可以进行高效处理和利用,有利于环境保护。
3. 煤制甲醇的制备技术煤制甲醇的制备技术主要包括煤气化和合成甲醇两个步骤。
3.1 煤气化煤气化是将固体煤转化为一种或多种可燃性气体的过程。
常见的煤气化方法包括气化炉法、间歇式气化法和流化床气化法。
在煤气化中,煤中的碳氢化合物被转化为一氧化碳、氢气等可用于合成甲醇的气体。
3.2 合成甲醇合成甲醇是利用合成气(一氧化碳和氢气)通过催化剂的作用转化为甲醇的过程。
常用的催化剂包括铜基催化剂、锌锰氧化锌催化剂等。
该过程中产生的废水和废气需要进行处理和利用,以减少对环境的影响。
4. 煤制甲醇的可研性分析4.1 技术可行性分析煤制甲醇技术已有较长时间的应用和研发历史,工艺成熟度较高,技术可行性较强。
煤资源丰富,可满足大规模生产的需求。
此外,煤制甲醇在工艺控制和投资成本方面相对较低,具有较高的经济可行性。
4.2 环境可行性分析煤制甲醇的环境可行性主要体现在废水和废气处理方面。
通过采用现代化的废水处理技术和废气处理技术,可以将废水中的有害物质和废气中的有害气体高效去除或转化为资源,减少对环境的污染。
煤制甲醇合成工艺设备的选型探讨甲醇能用在生产硫酸二甲酯以及甲醛等诸多物质中,并且还是医疗与农业等领域一种关键的原料。
如今,生产甲醇的方法也比较丰富,可将煤炭、天然气与石油等作为原料。
相较来讲,煤制甲醇是最为经济的形式,而且相关生产设备类型逐渐增多,需要综合各方面的考量,挑选比较适合的设备类型。
甲醇能用在生产硫酸二甲酯以及甲醛等诸多物质中,并且还是医疗与农业等领域一种关键的原料。
如今,生产甲醇的方法也比较丰富,可将煤炭、天然气与石油等作为原料。
相较来讲,煤制甲醇是最为经济的形式,而且相关生产设备类型逐渐增多,需要综合各方面的考量,挑选比较适合的设备类型。
1 煤制甲醇合成煤制甲醇是近些年我国一种相对成本较低的甲醇制作方式。
甲醇本身有着较高的使用价值,同时也极具危险性,常温环境下,其为透明液相,存在一定的毒性,人体摄入 20~30 mL 就能造成失明。
在该种甲醇合成工艺下,煤是关键的固体原料,制作流程涉及到气化,经过脱硫、脱碳等环节制成。
在合成加工中,包含两个关键环节:其一是煤气化,把煤原料放在合适压力和温度条件下,让其和气化剂发生反应后,输出气体。
该步骤中出现的化学反应均是吸热的过程。
所以,在温度提高中,三种反应随之正方向变化。
现实作业期间,通常会选择往气化炉内注入空气,保障反应过程更加顺利。
其二是合成甲醇,由一氧化碳和氢得到甲醇。
与此同时,还会有某些副反应伴随而行,出现某些杂质。
所以,实践作业时,为提高甲醇产出率,会用到一些催化剂,推动化学反应。
另外,温度条件需始终处于300~400 ℃之间,使反应速度达到要求。
2 煤气化环节技术分析2.1 技术介绍首先,固定床气化,原料是长烟煤。
该项技术是利用空气与蒸汽、氧化剂,从而把煤转化为一氧化碳、甲烷及氢气等构成的气体,将该气体当成燃料释放热量。
固定床气化工艺下,要求气化压力达到 4 MPa ;作业温度是850~950 ℃之间;原料颗粒度处于4~28 mm ;氧气使用量是 280~290 km3;一般单炉的生产水平是600 t。
煤制甲醇工艺分析甲醇是重要的化工产品与原料,并定位于未来清洁能源之一,随着世界石油资源的减少和甲醇生产成本的降低,发展使用甲醇等新的替代燃料,已成为一种趋势。
从我国能源需求及能源环境的现实看,生产甲醇为新的替代燃料,减少对石油的依赖,也是大势所趋。
合成法生产甲醇,以天然气、石油和煤作为主要原料,中国是资源和能源相对匾乏的国家,少气,缺油,但煤炭资源相对丰富,大力发展煤化工,合理开发利用煤炭资源已成共识。
发展煤制甲醇,以煤代替石油,是国家能源安全的需要,也是化学工业高速发展的需求。
本文对煤制甲醇的生产工艺、设备作全面的分析,旨在为煤制甲醇生产的工艺设备选择提供参考。
1 甲醇合成法的化学过程1.1煤的气化煤在高温常压下,与气化剂反应转化为 CO、H2等可燃性气体的过程,称为煤的气化。
气化剂主要是水蒸气、空气或它们的混合气。
从煤的气化得到甲醇合成的工业原料——CO和 H2的混合物(合成气),通常将水蒸气直接通人炽热的煤层,其转化为合成气的化学反应如下:以上反应均是吸热反应,因连续通入水蒸气将使煤层温度下降,为保持煤层温度,须交替向炉内通入水蒸气和空气,通人空气时,主要是煤的燃烧反应,其放出热量,加热煤层。
煤气代表性成分组成:H248.4%、C038.5%、N26.4%、C026.0%、O20.2%、CH40.5%。
制甲醇所需 H2/CO值为 2.21,合成气中 H2与 CO的摩尔比可以在 350-400℃、Fe304 作催化剂条件下调节,使其比值达到要求,即:生成的 C02用高压水吸收法去除。
1.2甲醇合成CO与 H2合成甲醇是种可逆反应:为减少合成甲醇过程中的副反应,提高甲醇产率,须选择适当的温度、压力和催化剂,一般温度300—400℃,压力 20MPa左右。
合成甲醇的反应温度低,所需压力低,能耗也低,但温度低,反应速度变慢,所以催化剂是关键因素。
合成甲醇原料气H2/CO的化学计量比是 2:1。
CO含量过高对温度控制有害,且能引起羰基铁在催化剂上的积聚,使催化剂失掉活性,故采用 H2过量,H2/CO摩尔比为 2.2—3.0较好。
国内煤制甲醇的现状及发展煤制甲醇是一种将煤炭转化为甲醇的技术,是指通过煤炭气化获得合成气,然后利用合成气转化为甲醇。
煤制甲醇技术在能源转化、清洁能源利用和煤炭深加工方面具有重要意义。
以下是关于国内煤制甲醇的现状及发展的一些说明。
一、现状:1.煤制甲醇技术的发展历史:我国煤制甲醇技术的研究和发展始于20世纪70年代,经过几十年的探索和努力,我国已经建立了完整的煤制甲醇产业链,形成了一些具备竞争力的煤制甲醇企业。
2.煤制甲醇技术的成熟度:我国煤制甲醇技术可以说已经相对成熟,掌握了一系列核心关键技术,包括煤气化、甲醇合成和甲醇气化等。
同时,我国在煤制甲醇设备制造领域也具备了一定的技术实力。
3.煤制甲醇产业的现状:我国目前已经建成了一批煤制甲醇项目,主要分布在煤炭资源丰富的北方地区。
其中一些项目已经投产,并取得了一定的经济效益。
二、发展:1.发展动力:煤制甲醇技术的发展离不开两个主要的动力,一是煤炭资源的丰富,而是对清洁能源的需求。
我国是世界上最大的煤炭消费国,而煤制甲醇作为一种清洁能源,可以减少对传统能源的依赖。
2.政策支持:我国政府对煤制甲醇产业给予了大力支持,出台了一系列的政策措施,包括财税优惠、资金扶持和科技支持等,为煤制甲醇的发展提供了有力的保障。
3.技术创新:随着科技水平的不断提高,煤制甲醇技术也在不断创新和提升。
例如,目前已经出现了一些新型的煤制甲醇技术,如超临界水气化技术和动力化合物催化甲醇制备技术等。
4.产业整合:当前,我国煤制甲醇产业仍然存在规模较小、企业分散等问题,需要进行整合和优化。
通过整合,可以形成规模经济效应,提高企业竞争力。
5.环保要求:随着环保要求的不断提高,煤制甲醇技术也需要更加注重环境保护。
目前,一些煤制甲醇项目已经采取了多种环保技术手段,如煤气中的二氧化碳捕集和利用等。
总的来说,煤制甲醇技术在我国的发展前景广阔。
随着煤炭资源的利用和清洁能源需求的增加,煤制甲醇将会在能源结构调整和环境保护方面发挥重要作用。
浅析年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计以投资成本,生产成本,产品收率为依据,选择中压法为生产甲醇的工艺,用CO和H2在加热压力下,在催化剂作用下合成甲醇,其主要反应式为:CO+ H2→CH3OH经过净化的原料气,经预热加压,于5 Mpa、220 ℃下,从上到下进入Lurgi 反应器,在铜基催化剂的作用下发生反应,出口温度为250 ℃左右,甲醇7%左右,因此,原料气必须循环。
甲醇的合成是可逆放热反应,为使反应达到较高的转化率,应迅速移走反应热,本设计采用Lurgi管壳式反应器,管程走反应气,壳程走4MPa的沸腾水。
一、甲醇合成塔的选择甲醇合成反应器实际是甲醇合成系统中最重要的设备。
从操作结构,材料及维修等方面考虑。
借鉴大型甲醇合成企业的经验,(大型装置不宜选用激冷式和冷管式),设计选用固定管板列管合成塔。
二、甲醇合成工艺流程来自脱碳装置的新鲜气(40℃,3.4MPa)与循环气一起经甲醇合成气压缩机(C7001)压缩至5.14MPa后,经过入塔气预热器(E7001)加热到225℃,进入甲醇合成塔(R7001)内,甲醇合成气在催化剂作用下发生如下反应:CO + 2H2 = CH3OH + QCO2 + 3H2 = CH3OH + H2O + Q甲醇合成塔(R7001)为列管式等温反应器,管内装有XNC-98型甲醇合成催化剂,管外为沸腾锅炉水。
反应放出大量的热,通过列管管壁传给锅炉水,产生大量中压蒸汽(3.9MPa 饱和蒸汽),减压后送至蒸汽管网。
副产蒸汽确保了甲醇合成塔内反应趋于恒定,且反应温度也可通过副产蒸汽的压力来调节。
甲醇合成的工艺流程甲醇合成塔(R7001)出来的合成气(255℃,4.9MPa),经入塔气预热器(E7001),甲醇水冷器(E7002A,B),进入甲醇分离器(V7002),粗甲醇在此被分离。
分离出的粗甲醇进入甲醇膨胀槽(V7003),被减压至0.4MPa后送至精馏装置。
甲醇分离器(V7002)分离出的混合气与新鲜气按一定比例混合后升压送至甲醇合成塔(R7001)继续进行合成反应。
关于煤制甲醇工艺问题的探讨李强摘要:甲醇物化性质及生产储存环节存在的许多潜在危险因素,容易引发安全事件而威胁到生命财产安全。
因此,充分掌握煤制甲醇的危险源,识别危险因素,并有针对性地做好安全防范措施,使企业生产兼顾经济效益和环境效益。
文章首先分析了煤制甲醇产品的特征,其次对煤制甲醇生产工艺流程进行了探讨,提出了相应的意见与建议,希望确保煤制甲醇生产工作的顺利开展。
关键词:煤制甲醇;工艺问题;措施1 引言近年来,随着化工业的迅猛发展,其造成的环境污染事故频发。
煤制甲醇生产过程具有涉及气体有毒、有害等特点,各工艺环节皆可能产生环境风险源,使得该行业生产过程中存在大量的环境风险。
本文通过对煤制甲醇工艺过程的分析,从工艺过程涉及的三态物质、工艺设备及装置等方面,判断各工艺环节可能产生的环境风险源及环境风险。
2 煤制甲醇工艺流程煤制甲醇生产工艺通常包括空分、水煤浆制备、气化、变换、低温甲醇洗及甲醇合成和精馏等。
(1)水煤浆制备。
在生产甲醇的原料煤中添加助溶剂、添加剂等,磨制成水煤浆。
(2)气化。
在气化炉、粗煤气洗涤系统等煤制甲醇用设备中,通过加温、加压,使原料煤中的有机质获得充分的燃烧,生成非可燃气体合成气(如CO2和N2)和可燃气(如CO、CH4等)。
燃气体、熔渣离开气化炉后进入激冷室,再降温后进入出气化炉,气体经洗涤、冷却至变换工段。
(3)变换。
合成甲醇的合成气要求较高的H2和CO,通常需要将水煤气变换,调整成H2/CO,获得煤制甲醇所需的氨碳比变换气。
(4)低温甲醇洗。
在获得煤制甲醇所需的氨碳比变换气后,还需要进一步通过低温甲醇洗工艺净化,实现脱碳脱硫效果,最终获得净化气。
(5)甲醇合成。
富氢气、净化气、循环气等进入到循环压缩机,再进行加压至煤制甲醇合成塔,甲醇合成塔出来的合成气,经甲醇水冷器、塔气预热器、甲醇分离器等,实现粗甲醇分离,最终在触煤作用下产生反应,生成甲醇。
3 煤制甲醇工艺重要的生产过程3.1 气化处理原料煤与水混合后,与高压氧一起送入气化炉中集体反应,随后生产一氧化碳、二氧化碳以及水,还包括甲烷等气体。
浅谈大型煤制甲醇技术的选择甲醇装置规模效应明显,随着世界甲醇装置的大型化,一方面受国家发改委针对甲醇最小规模的限制,另一方面,一些企业根据近几年石油市场发展趋势和国内外甲醇市场状况,根据自己对国家能源政策的预期,受利益驱使,部分产量在600-1000kt/a以上的煤制甲醇装置已经在建或在筹建中。
本文拟对大型煤制甲醇装置从煤气化到甲醇精馏等工序技术的选择进行粗浅的分析,希望对业内能有所帮助。
1 煤气化1.1 当今煤气化技术的比选目前的煤气化技术从大类上分,主要有块煤固定床气化、碎煤流化床气化和粉煤气流床气化,粉煤气流床加压气化由于气化压力高、单台气化炉处理煤量或气化强度大、有效气体成分好、煤种适应范围较广、煤气化综合成本较低、碳转化率比较完全、环境污染轻微(环境友好)、合成气净化系统简单等优点,在大型城市煤气、煤制甲醇和煤制合成氨等装置中得到了行业内多数人的认可和普遍应用。
粉煤气流床加压气化典型的技术有GE(Texaco)的顶置式单喷嘴水煤浆加压气化、华东理工大学等单位的对置式多喷嘴水煤浆加压气化、西北化工研究院的顶置式单喷嘴多元料浆加压气化、shell侧置式多喷嘴干煤粉加压气化、GSP顶置式单喷嘴干煤粉加压气化。
干煤粉气化相对于水煤浆或多元料浆气化,前者为干法进料,后者为湿法进料,气化炉进料方式的不同要求原料煤制备方法也不同,干法进料是将煤干燥并磨制成干煤粉,一般用高压CO2气流(合成氨时用高压N2)加压输送进气化炉气化。
湿法进料是将煤加水湿磨制成水煤浆,用水煤浆泵加压输送进气化炉气化。
干煤粉气化理论上比氧耗少。
水煤浆、多元料浆加压气化技术是目前国际国内运行经验最为丰富、最为成熟的技术,SHELL则是碳转化率最高的技术,GSP据说是相对投资较少(本人认为缺少可比性)的技术,但GSP运行经验基本没有。
对于上述几种粉煤气化技术的经济性对比,应在某规模最终产品(如1800kt/a甲醇装置)下,只考虑由于其本身技术引起的相应差别,其它工序技术、配置、投资基本一样的前提下,比较最终产品的单位投资、运行成本等的内容,方有说服力。
煤化工专家、全国化工设计大师、中国天辰化学工程公司副总工程师章荣林先生就干煤粉气化和水煤浆气化从原料制备方面做过对比:以日处理2000t原料煤计,干煤粉进料系统比水煤浆进料系统多投资5000万元,考虑运行费用和固定资产投资分摊每吨氨成本多63.73元,每年多花约2804万元。
水煤浆气化相对于干煤粉气化,不但本身投资省,生产运行成本低,而且备煤系统流程简单,设备少,生产控制方便,生产安全可靠。
从气化工序后的合成气成分上看,干煤粉加压气化装置出来的合成气中CO 为60%~65%,H2为20%~23%,N2为10%~11%,CO2为2.5%~3%;水煤浆加压气化的合成气中CO为45%~47%,H2为35%~37%,N2为0.3%~0.4%,CO2为15%~17%。
水煤浆加压气化的煤气中CO含量较低,H2含量较高,在下一道CO变换工序,与干煤粉加压气化相比,变换装置相对简单,以日处理2000 t原料煤计,可以节省投资约1500万元。
关于煤气化压力,水煤浆气化压力已经有8.5MPa的运行业绩,而干煤粉气化因为干煤粉原料输送原因目前只能做到4.0MPa。
选择煤气化压力,一是要考虑合成气用途:合成气用作化工原料时,气化压力应考虑与最终产品或中间产品的合成压力相适应,如生产甲醇,200kt/a-300kt/a的单系列甲醇装置(Lurgi或华东理工大学的管壳式甲醇反应器)一般需要在>5.0MPa的压力下合成甲醇,气化压力选用6.5MPa可以达到等压合成的目的;即使随着单系列甲醇装置生产能力提高的需要,甲醇合成的压力可能需要到7-10.0MPa左右,不能实现等压合成,采用较高的气化压力,也可以降低后面合成气的压缩功,从而节省压缩机设备投资和动力消耗。
有资料显示,新建一套年产30万吨合成氨装置,6.5MPa 气化压力的综合能耗和投资比采用4.0MPa的均低3~5%。
二是考虑制气能力:以水煤浆气化为例,相对于同样有效容积的气化炉,6.5MPa比4.0MPa单炉制气能力高35%左右。
总之,选择煤气化技术时主要应考虑如下因素:a) 煤气化后出来的合成气更接近于甲醇合成需要的成份配比b) 合成气中杂质成份和夹带的灰等应尽量少,应方便通过后续的净化工序去除c) 产生的粗煤气的压力应尽量接近于甲醇合成的压力d) 技术成熟程度与运行经验多少e) 从最终产品甲醇的单位投资、煤炭采购成本、进炉前煤的处理和输送、煤气化、灰渣处理、合成气初步净化、变换、脱碳、脱硫到甲醇合成等各个工序的原辅料消耗成本、能耗成本、经常性检修成本、人工成本、排污成本等总体上考虑煤制甲醇的制造成本目前在对甲醇生产用煤气化技术选择时,同等条件下,综合考虑应优先选择水煤浆加压气化技术。
1.2 水煤浆(多元料浆)加压气化技术GE(Texaco)的顶置式单喷嘴水煤浆加压气化与西北化工研究院的顶置式单喷嘴多元料浆加压气化的主要区别是前者为引进技术,专利费高,原料为水煤浆;后者为经国内转化的技术,专利费低,原料为所谓多元料浆(一般往水煤浆中配上若干量的石油等碳氢化合物),两者在结构、原理、运行效果上有相似之处,多元料浆加压气化技术在研究GE(Texaco)技术在中国推广经验教训的基础上有局部改进。
对置式多喷嘴水煤浆加压气化技术是华东理工大学等单位借鉴了GE(Texaco)的顶置式单喷嘴水煤浆加压气化和shell侧置式多喷嘴干粉煤加压气化一定优点的基础上,开发出的具有国内知识产权的技术,专利费比GE(Texaco)低,它的碳转化率、有效气成份等指标稍优于GE(Texaco)或西北化工研究院的技术,同时,对置四喷嘴水煤浆气化技术相对于顶置单喷嘴,更容易实现大型化,但从配置、操作、维修维护上相对要复杂一些,运行经验比顶置单喷嘴的也要少一些。
水煤浆气化用煤需要考虑的三个主要因素是灰熔点、成浆性能和粘温特性。
1.3 褐煤气化褐煤储量占全世界煤炭总储量的20%(有的说为40%),占我国煤炭总储量的17%(有的说为13%),过去对褐煤的开发利用不够充分,当前全球能源状况日趋紧张,如何充分利用褐煤已经成为有待深入研究的课题。
国家发改委、科技部已将“发展褐煤气化技术,利用褐煤生产甲醇等化工产品”列为2007年颁布的《中国节能技术政策大纲》中的重要项目之一。
关于褐煤进行煤气化的可能性,本人初步有以下几点认识:a) 褐煤为年轻煤种,内水含量较高,内孔表面积大,吸水能力强,在成浆时煤粒上能吸附的水量多,在水煤浆浓度相同的条件下,自由流动的水相对较少,煤浆的表观粘度较大,以致流动性较差;若使其具有相同的流动性,则煤浆浓度必然下降,即褐煤的成浆性差,不易制得浓度高的水煤浆,褐煤成浆浓度一般最大在55-57%。
b) 褐煤O/C原子比高,灰分及灰熔点变化大,热值低,水煤浆气化氧耗高,对空分装置的产氧量要求大,煤气化的比氧耗、比煤耗较高。
c) 褐煤一般反应活性好,挥发分高,有些褐煤其灰熔点较低,可磨性好,这些特点则有利于采用水煤浆气化,所以,不能绝对说褐煤不适于水煤浆气化。
d) 褐煤如果与成浆性能好的煤种混合制成相对稍高浓度的水煤浆进行掺烧可能是一个选择,若与其它燃料(如废弃碳氢化合物、重油、石油焦等)一起混合进行多元料浆气化可能更好。
e) 对褐煤进行干燥改性、提质改性脱水脱灰后生产甲醇是一个考虑,澳大利亚首先成功地研发了冷干煤技术,将含水量较高的褐煤经机械方法辅之于理化方法脱水,据说该技术的“冷干”过程能使褐煤的水份含量从~60%降低到15%以下,使褐煤的发热量提高近三倍。
国家水煤浆工程技术研究中心已经着手利用褐煤改性、开发高浓度气化用水煤浆的工作。
f) 成浆过程中进行超声波处理有利于提高煤的制浆浓度和性能,另外从改进制浆添加剂上做试验也是一个尝试。
g) 如采用水煤浆气化,可以考虑对置四喷嘴水煤浆气化技术,利用其较高的碳转化率弥补褐煤本身碳含量低、较低的水煤浆浓度可能造成的产气率低的影响。
h) 有资料说GSP干煤粉顶置单喷嘴气化最适合于褐煤气化,本人认为有点太过绝对化了:若单从褐煤水分含量大、不易制得浓度高的水煤浆考虑,GSP、shell、恩德炉、HTW炉国内的灰熔聚等干煤粉、碎煤气化技术都有某种优势。
i) 干煤粉气流床气化技术在气化低灰熔点煤种时的优势不明显:GSP、shell 等燃烧室采用水冷壁的干煤粉气流床加压气化温度由于可以比燃烧室衬耐火材料的GE(Texaco)水煤浆气流床加压气化温度更高一些,从而提高了碳转化率;对于灰熔点低的褐煤煤种,气化操作温度不能控制得很高,煤的气化效率会受到一定影响。
j) 固定床的高温加压Lurgi炉或所谓BGL炉在对褐煤气化上也有其特点,BGL固定床气化技术在云南解化集团气化含水分35%的褐煤已经取得阶段性成果。
k) 要以煤质分析、成浆性能试验和煤种试烧后的结果作为褐煤煤气化技术选择的依据,应综合考虑技术的先进性、适用性、可靠性、经济合理性以及安全环保等要求。
2 空分为了提高煤气化的效率,气流床加压煤气化装置需要大量的纯氧与煤、水等进行反应,这就需要大型空分装置来生产纯氧。
煤气化配套用空分装置的一般要求是:巨型化、产品高提取率、高纯度、高自动化、多种工况、可靠性高、低能耗、运行周期长等。
目前,煤气化配套用大型空分装置技术一般采用汽轮机双出轴拖动离心式空压机和增压机、分子筛吸附纯化、膨胀机制冷、上塔采用规整填料塔、全精馏无氢制氩、液氧内压缩流程。
MAN透平为国际上知名的空分装置用大型空压机厂家,国内的相应厂家为沈阳鼓风机厂和陕西鼓风机厂,其中陕西鼓风机厂采用了MAN透平的设计,并且目前该厂的转子由MAN透平提供。
林德、法液空为国际上知名的空分装置生产厂家,国内的空分设备厂家也采用了目前世界上最先进的空分设计,国内相应的大型空分装置生产厂家主要是杭氧、开空和川空。
但空分装置上的膨胀机、液氧泵、高压板翅式换热器仍要采取进口。
相对于煤气化装置,空分装置的技术选择要容易的多。
3 净化粉煤气流床加压气化技术反应温度高,产生的合成气中没有焦油、苯、酚及不饱合烃等成份,甲烷含量很低,选择其净化工艺时不必专门考虑这些杂质的脱除或转化。
3.1 变换技术国内外以煤为原料的大中型甲醇、合成氨装置的净化工艺大的流程主要有以下两种选择:①脱硫――变换――脱碳;②变换――脱硫、脱碳。
前者一般采用铁铬系变换催化剂,后者采用钴钼系耐硫变换催化剂。
与铁铬系催化剂变换相比,采用钴钼系催化剂进行耐硫变换,在催化剂的利用率、操作方便性、能量的综合利用等方面具有一定的优势,同时钴钼系催化剂的起活温度更接近于采用气流床煤气化后合成气的温度。