煤制甲醇過程中煤氣化技術(shù)的應(yīng)用分析

摘 要:在現(xiàn)代的工業(yè)中，很多方面都能涉及到煤氣化技術(shù)，例如煤制甲醇等等。在多年的實(shí)踐過程中，人們逐漸認(rèn)識(shí)到，煤氣化技術(shù)在煤制甲醇的工藝過程中是較為關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。這項(xiàng)技術(shù)包括很多類別:德國Lergi公司的Lurgi塊煤加壓氣化技術(shù)、德國HTW流化床氣化工藝技術(shù)等等。不同煤氣化技術(shù)有著不同飛特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，初設(shè)的時(shí)候必須要考慮各種不同煤氣技術(shù)的多方面的優(yōu)勢(shì)，還要注意工程化的系統(tǒng)分析。本文主要針對(duì)煤制甲醇過程中煤氣化技術(shù)的應(yīng)用做了簡(jiǎn)單分析。

關(guān)鍵詞:煤制甲醇煤氣化技術(shù)

中圖分類號(hào):TQ3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)09(b)-0131-01

目前的工業(yè)工藝中，很多方面都應(yīng)用了煤氣化技術(shù)，尤其是煤制甲醇工藝中顯得尤為重要。就目前的技術(shù)中，應(yīng)用的比較廣泛的主要由以下幾種:德國未來能源公司的GSP粉煤加壓氣化技術(shù)、荷蘭Shell公司的SCGP粉煤加壓氣化工藝、美國Texaco公司的水煤漿加壓氣化工藝、德國Lurgi公司的Lurgi塊煤加壓氣化丁藝、德國的HTw流化床氣化工藝等。這些技術(shù)工藝有著自己獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在煤制甲醇工藝中發(fā)揮著重要的作用。

1 煤制甲醇過程中煤氣化技術(shù)概述

1.1 HTW流化氣化工藝

這種煤氣化技術(shù)是由德國RWE—GROUP開發(fā)，基于常壓溫克勒氣化工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)開發(fā)出來的，其目的就是提高氣化過程中氣化爐的操作溫度及壓力，比較常用于干褐煤氣化。

應(yīng)用這種工藝，快速的干餾煤塊，充分裂解揮發(fā)物，但是其凈化體系較為簡(jiǎn)單，并且氣化后的煤氣釋放出流化床氣化爐時(shí)會(huì)夾帶很多飛灰，含碳量較高，還要進(jìn)行后期的適當(dāng)處理。在Wwsswling的示范廠最高速已達(dá)到1500t/d，成本低廉且高效。

1.2 Texaco水煤漿氣化工藝

水煤漿加壓氣化工藝是于1978年由美國Texaco公司研發(fā)的，其基礎(chǔ)就是渣油部分氧化技術(shù)。這種工藝優(yōu)點(diǎn)很多:煤種適應(yīng)性強(qiáng)，氣化壓力在4.0MPa~6.5MPa范圍之間;能夠根據(jù)氣化氣體的用途選擇氣化流程的熱回收選擇激冷還是廢鍋形式;氣化爐排出的融渣冷卻后由于性質(zhì)穩(wěn)定，可以作為建筑材料。

1.3 SCGP氣化工藝

1972年，荷蘭Shell公司開始對(duì)煤氣化技術(shù)進(jìn)行研究，直至1978年研發(fā)出第一套中試裝置運(yùn)行SCGP氣化工藝。這種工藝屬于加壓氣流床氣化，將干煤粉作為原料、純氧作氣化劑，排渣液態(tài)。排出的產(chǎn)品氣體碳轉(zhuǎn)化率高，氣體潔凈，有效氣體轉(zhuǎn)化率高，進(jìn)而降低了煤原料的消耗量。其氣化爐的燒嘴和控制系統(tǒng)安全性和可靠性較高，其氣化裝置是單系列操作，開工率達(dá)到90%，這些實(shí)踐證明，該氣化技術(shù)是非常先進(jìn)可靠的。

1.4 GSP干煤粉氣化工藝

GSP干煤粉氣化工藝是由德國未來能源公司研發(fā)的。這種工藝經(jīng)過多年的實(shí)踐運(yùn)行，既可以氣化高硫、高灰的劣質(zhì)原料煤，還能夠氣化工業(yè)廢料等，其氣化過程簡(jiǎn)單，氣體潔凈，有效氣體轉(zhuǎn)化率也較高，同樣降低了煤原料的消耗。GSP干煤粉氣化工藝與水煤漿氣化工藝相比，耗氧量降低了15%`25%，從而可以減少配套的空分裝置規(guī)模，還能夠降低投資成本。其氣化爐時(shí)環(huán)管冷壁結(jié)構(gòu)，開工率達(dá)到95%，這種技術(shù)也是先進(jìn)可靠的。

1.5 Lurgi塊煤加壓氣化工藝

Lurgi塊煤加壓氣化工藝技術(shù)是由德國Lurgi公司早期研發(fā)的工業(yè)化加壓氣化工藝，是固定床塊煤氣化工藝技術(shù)。這種工藝是以塊煤為原料，常用的是具有不黏結(jié)性、黏結(jié)性弱、熱穩(wěn)定性高、化學(xué)活性好、灰熔點(diǎn)高、機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)的原料煤塊。但是這種技術(shù)還有幾個(gè)缺點(diǎn):氣化溫度較低，氣化后產(chǎn)生的焦油、廢水的有害物質(zhì)較難處理，污染嚴(yán)重，煤原料利用率低，氣體產(chǎn)品中甲烷含量高，只能作為城市煤氣，不能作合成氣。副產(chǎn)品中焦油和酚的含量同樣較高，處理起來也較為困難。

2 煤氣化工藝技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 氣化工藝技術(shù)對(duì)比

在目前的煤制甲醇過程中煤氣化工藝比較成熟的、比較先進(jìn)的、應(yīng)用比較廣泛的有GSP干煤粉氣化工藝、SCGP氣化工藝、HTW流化氣化工藝、Lurgi塊煤加壓氣化工藝和Texaco水煤漿氣化工藝分析。各種工藝的特點(diǎn)，從適應(yīng)性、碳轉(zhuǎn)化率等方面進(jìn)行應(yīng)用分析，GSP干煤粉氣化工藝和SCGP氣化工藝優(yōu)勢(shì)較為明顯，在安全性、高效性和環(huán)境保護(hù)方面等達(dá)到了較高的水平，產(chǎn)品氣體可以作為合成氨和合成甲醇的原料氣體。SCGP氣化工藝初期投資會(huì)比較大，但是其氣化性能指標(biāo)優(yōu)異、煤種適應(yīng)性強(qiáng)、有效氣體含量高等優(yōu)點(diǎn)足以彌補(bǔ)其缺點(diǎn)。

2.2 舉例分析煤制甲醛過程煤氣技術(shù)的應(yīng)用

貴州鑫晟煤化工有限公司化工廠的甲醇項(xiàng)目煤氣化裝置采用的是西北化工研究院的多元料漿氣化工藝生產(chǎn)粗合成氣，進(jìn)而生成甲醇。此技術(shù)是將原料煤，與水、適量的添加劑、PH值調(diào)節(jié)劑、助熔劑(石灰石粉)按一定比例混合后送入棒磨機(jī)，研磨成一定粒度的合格水煤漿，經(jīng)煤漿泵輸送至氣化爐，然后將煤漿制備崗位生產(chǎn)的合格煤漿與空分崗位送過來的合格氧氣在氣化爐中進(jìn)行反應(yīng)，生產(chǎn)出以H2、CO為主要成分的粗合成氣，經(jīng)增濕、降溫、除塵后送入變換崗位和渣水處理崗位，將其中的固體和溶解的氣體從黑水中分離出來，經(jīng)脫氧水槽除氧后，灰水返回氣化工序循環(huán)使用，以最大限度的降低裝置的污水排放量和生產(chǎn)耗水量，并將高壓閃蒸汽的熱量加以回收利用。

3 總結(jié)

在多年的實(shí)踐過程中，人們逐漸認(rèn)識(shí)到，煤氣化技術(shù)在煤制甲醇的工藝過程中是較為關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。這項(xiàng)技術(shù)包括很多類別:德國Lergi公司的Lurgi塊煤加壓氣化技術(shù)、德國HTW流化床氣化工藝技術(shù)等等。綜上所述，在煤化工生產(chǎn)方面，干煤粉加壓氣化工藝的投資成本要比水煤漿加壓氣化工藝高，廢熱鍋爐的流程投資要比激冷流程高;Texaco工藝、HTW工藝和Lurgi塊煤加壓氣化工藝在設(shè)備原料可利用率、工藝參數(shù)和環(huán)境污染等問題的綜合利用方面還存在一定的問題，亟待解決;從氣化原料的適應(yīng)性、碳轉(zhuǎn)化率等方面，GSP和SCGP工藝具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。這兩種工藝相比較，前者的投資較少，但是總熱效率和碳轉(zhuǎn)化率較后者低;通過實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行，多元料漿氣化工藝的成熟可靠度能夠進(jìn)一步提高，具有良好的發(fā)展前景。

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