煤炭气化技术

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气化技术应用:

煤炭气化生产的煤气得到了广泛应用,市场前景非常广阔。发生炉煤气热值为5020.8kJ/Nm3(1200kcal/Nm3)(两段炉煤气热值高于一段炉),主要用作工业燃料气如陶瓷、玻璃、冶金、锅炉等行业过程加热,与直接烧煤相比,使用煤气不仅提高了能源利用效率,而且减少了环境污染。另外发生炉煤气也可用于小范围居民生活用气。富氧鼓风产生的煤气热值>5857.6kJ/Nm3(1400kcal/Nm3),即可用作民用煤气,也可在合适操作条件下用于合成氨生产。水煤气炉生产热值为2300~2500kcal/Nm3的水煤气,一般用作居民生活煤气。

技术简介:

煤科总院是专业从事煤炭气化基础理论和新工艺研究开发、煤炭(种)气化特性评价的专业机构。先后从事过煤炭地下气化研究、固定床气化炉用型煤研究、煤炭加压固定床/流化床气化特性等工作,开发了Φ1600mm常压水煤气两段炉、Φ850mm固定床发生炉、Φ2000mm两段发生炉、Φ1800mm常压流化床气化炉、Φ1600mm上下鼓风正压气化炉等,还进行了加压流化床气化技术开发工作。气化室拥有一批煤炭气化专业人才,在实验室建有Φ100mm固定床和Φ100mm流化床加压气化试验装置,用于对煤种气化性能评价。目前可以提供和承担如下技术服务工作:工业与民用洁净煤气工程设计——加压/常压、固定床/流化床、正火炉/反火炉、空气/富氧/纯氧气化工艺;加压/常压固定床及流化床煤种气化特性评价及新煤种试烧;新煤气站设计或现有煤气站技术改造;煤气工程开车、人员培训、技术咨询;新型气化炉性能测试及评价。

煤种气化特性评价:

目前,许多企业在寻找煤炭洁净转化、提高产品附加值的途径,而首先将煤炭通过气化转化成煤气是煤炭化工、整体煤气化联合循环发电、煤气化多联产等技术的关键和龙头技术,因此在进行煤炭转化规划前就非常有必要对煤种的气化特性进行了解和评价。通过对煤质进行全面分析,并在实验室的Φ100mm固定床或流化床(加压)试验装置进行气化试验,可获得煤种在固定床或流化床气化上炉的气化特性指标,如产气量、气化剂消耗量、煤气组成及热值、气化效率、气化过程物料平衡和能量平衡,从而为煤气化工程设计提供基础数据。


 

固定床/流化床加压气化实验装置

①常压固定床/流化床气化实验,需要提供煤样300kg,费用5~10万元(与试验要求有关),提交报告时间为45d;

②加压固定床(2.0~3.0MPa)、加压流化床(≤2.0MPa)试验,需要提供煤样500kg,费用8~15万元,提交报告时间60d。

发生炉煤气站成套技术:

以Φ2000mm发生炉为例,产气量为2000~2800Nm3/h低热值煤气,可使用粒度25~50mm的年老褐煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤、贫煤、无烟煤等为气化原料。以1开1备规模计,设备投资150~300万元(与煤气用途、工艺流程有关,不包括气柜),总投资600~1500万元,同样与煤气用途(民用/工业用、热煤气/冷煤气)和相应的工艺流程有关。建设周期为1~2年,投资回收期为3~5年。需人员50~150人。如采用富氧气化工艺,则需要增加制氧设备投资约100万元。

上下鼓风双火层煤气发生炉成套技术:

以提供城市/矿区居民生活用煤气为例,使用2550mm的贫煤、无烟煤为原料,几种规模见下表。

技术指标

指标

参考值

用户规模/户

2000

3000

5000

煤气热值/kJ·Nm-1

5016

煤气产量/Nm3·d-3

10000

15000

25000

气化炉规格/m·台-1

1.0/2

1.6/1

1.6/2

备用设备/套

1

耗煤量/t·d-1

3.3

5.0

8.3

煤气储柜/m3

10000

10000

20000

占地面积/m2

2400

2700

3000

设备投资/万元

340

360

675

煤气成本/元·Nm-3

0.221

0.194

0.202

主要设备

鼓风机、气化炉、除尘器、换热器、洗涤塔、脱硫塔、气柜、仪表等

管网投资

400

600

1000