5.2 气化装置 气化装置
5.2 气化装置 气化装置
5.2 气化装置 5.2.1 煤炭将是我国的主要能源、高效洁净利用是发展的关键 煤炭在矿物能源中的比例 2010年能源生产总量：29.9亿吨标煤 天然气 其中：原煤：32.4亿吨 石油 8% 原油：2.03亿吨 92% 天然气：967.6亿立方米 发电量：5.2万亿KWh 进口： 2000年至2050年原煤需求及预则 谍：1.65亿吨（出口煤：0.19亿吨) 70 60 亿吨] 原油：2.39亿吨 50 成品油：0.37亿吨 30 LNG:934万吨（折120亿方），管道气： 44亿方 10 0 1995年 2000年2010年2020年 2050年
521 煤炭将是我国的主要能源 高效洁净利用是发展的关键 5.2 气化装置 煤炭在矿物能源中的比例 5.2.1 煤炭将是我国的主要能源、高效洁净利用是发展的关键 天然气 石油 8% 2010年能源生产总量：29.9亿吨标煤 其中：原煤：32.4亿吨 煤 92% 8% 原油：2.03亿吨 天然气：967.6亿立方米 发电量：5 2万亿KWh 2000年至2050年原煤需求及预测 发电量：5.2万亿KWh 进口： 煤：1.65亿吨（出口煤：0.19亿吨） 40 50 60 70 [亿吨] 原油：2.39亿吨 成品油：0.37亿吨 0 10 20 30 1995年 2000年 2010年 2020年 2050年 LNG:934万吨（折120亿方），管道气： 44亿方 1995年 2000年 2010年 2020年 2050年
5.2 气化装置 5.2.1气化技术：21世纪高效洁净能源的途径 GASIFICATION-BASED SYSTEM CONCEPTS Gasifier Gas Stream Cleanup/Component Separation Fues CO/H2 Chemicals Transportation Fuels 下 Coal uel Cel Bectric Power Biomass Combined Cycle Feedstock Sulfuric Acid Petroleum Air Coke/Resid Blectric Powe xyger Water Waste Stack Heat Re Steam C02 Marketable Solid Byproducts Steam Turbine Electric Power
521煤气化技术 21世纪高效洁净能源的途径 5.2 气化装置 5.2.煤气化技术 1 ：21世纪高效洁净能源的途径
5.2 气化装置 5.2.1 不同煤气化技术特点 按煤在气化炉内的状态分 气流床气化开以细粉深为原料(<0.1mm),气固并流，煤粉可以千态(Shell) 或湿态（水煤浆，Texaco)进料，气流床气化由于细粉和短停留时间， UGI炉 操作温度必须足够高（高于灰熔点100℃以上）以保证碳转化率和熔融灰的流 动。为保证此高温，在三种气化炉中，气流床氧耗最高，但也因此煤气中实际 Lurg加压气化炉 不含焦油、酚和烃类，甲烷含量也很低，气化强度很高。气流床需要用低灰熔 BGL加压气化炉 流化床气化以碎煤为原料(<6m),在气化剂的高速流动下，床中物料 10% 强烈返混到处均一，使床内温度均一，通常介于950~1100℃之间，热 HTW气化炉 解、气化在同二温度下进行，“产物几乎不含焦油、酚类，甲烷含量也不 高。但强烈混合也导致排灰碳含量高(~30%)和飞灰带出量大，这是 KRW气化炉 传统流化床气化炉的最大缺点，同时为防止床内物料因灰含量高而烧结， U-gas气化炉 就必须控制在较低的操作温度（<950℃)，这又决定了传统流化床气化 灰熔聚气化炉 炉只适用于高活性的褐煤或次烟煤。 Texaco气化炉 炉约05~1小时。总之，其优点是热效率高（或冷煤气效率)，氧耗 量低，有利于生产城市煤气或合成天然气：缺点是必须使用弱粘或不 Destec气化炉 粘块煤，高的蒸汽用量（分解率低）和必须处理焦油、酚等物质，煤气 Shel气化炉 水处理成本高，当用于生产合成气时还必须进一步分离和转化甲烷， 流程长。 GSP气化炉 25050075010001250 Prenflo气化炉 熔渣 品世（）
521 不同煤气化技术特点 5.2 气化装置 炉 气流床气化炉以细粉煤为原料 ( ＜0.1mm)，气固并流，煤粉可以干态（Shell ） 按煤在气化炉内的状态分 5.2.1 不同煤气化技术特点 UGI 炉 Lurgi加压气化炉 BGL加压气化炉 ● 移动床气化 或湿态（水煤浆， Texaco）进料，气流床气化由于细粉和短停留时间， 操作温度必须足够高（高于灰熔点100 ℃以上）以保证碳转化率和熔融灰的流 动。为保证此高温，在三种气化炉中，气流床氧耗最高，但也因此煤气中实际 不含焦油 酚和烃类 甲烷含量也很低 气化强度很高 气流床需要用低灰熔 BGL加压气化炉 HTW气化炉 固定床 （又称为移动床 ）气化炉因气固逆流运动形成了特定的温度分 不含焦油、酚和烃类，甲烷含量也很低，气化强度很高。气流床需要用低灰熔 点低灰含量的煤作原料，否则需加助熔剂而进一步增加氧耗，这对我国近50% 的高灰熔点和高灰煤是非常不利的。 流化床气化以碎煤为原料 ( ＜6mm)，在气化剂的高速流动下，床中物料 强烈返混到处均一，使床内温度均一，通常介于950 ～1100 ℃之间，热 解 在 度 乎 含 含 气化炉 KRW气化炉 U-gas气化炉 ● 流化床气化 固定床 （又称为移动床 ）气化炉因气固逆流运动形成了特定的温度分 布，煤顺序经历了预热、干燥、热解气化和残碳燃烧，煤气则在离开 煤气炉之前得到冷却，燃烧区是最高温度区，最高温度区温度由蒸汽 量 来控制以防结 渣。固定床气化炉实际操作压力达4MPa （Lur gi），由 解、气化 在同一温 度下进行，产物几 乎 不 含焦油、酚类，甲烷 含量也不 高。但强烈混合也导致排灰碳含量高（～30%）和飞灰带出量大，这是 传统流化床气化炉的最大缺点，同时为防止床内物料因灰含量高而烧结， 灰熔聚气化炉 Texaco气化炉 来 操作 g ， 于气固逆流操作，煤气温度下降，干馏产生的焦油、酚和烃类不能裂 解而存在于煤气中。固定床气化中为保证气流的均布，煤粒度常控制 在 5 ～80mm之间，以防床堵塞或细粉带出，床内固体停留时间对Lurgi 炉约0 5 1小时 总之 其优点是热效率高 （或冷煤气效率 ） 氧耗 就必须控制在较低的操作温度 ( ＜950 ℃ )，这又决定了传统流化床气化 炉只适用于高活性的褐煤或次烟煤。 Destec气化炉 Shell气化炉 GSP气化炉 ● 气流床气化 炉约 0.5 ～ 1小时。总之，其优点是热效率高 （或冷煤气效率 ），氧耗 量低，有利于生产城市煤气或合成天然气；缺点是必须使用弱粘或不 粘块煤，高的蒸汽用量 (分解率低 )和必须处理焦油、酚等物质，煤气 水处理成 本 高，当用于生 产合成气时还必须进一步分离和转化甲烷， GSP气化炉 Prenflo气化炉 本 ， 产 ， 流程长
5.2 气化装置 5.2.1 不同煤气化技术 按煤在气化炉内的状态分 鲁奇气化工艺是于1933年在德国开发出来 的。最初的试验装置于1936年在德国中部 BGL气化技术自1974年开发，气化强度高出 的Hirschvelde建成。1938年开始建设工 原鲁奇加压气化炉近3倍。BGL熔渣气化炉可 业化的装置，在德国和捷克斯洛伐克共建 直接气化含水量到20%的各类煤种：在 有18台内径为2.5m的气化炉。 1400℃~1600℃高温气化条件下，蒸汽用 1955~1966年南非萨素尔所建的十六台 量大幅度降低，9095%的蒸汽在气化过程 气化炉。1980年萨素尔建成一台比原始设 中分解，不仅提高了气化效率，而且使气化 计放大了88%的气化炉(DN5000)。 废水量减少80%以上，易于小规模和经济的 1978年萨素尔建成两套比原始设计放大了 净化处理。90年代中后期，在德国东部的黑 54%的底部驱动式气化炉，即萨素尔二厂 水泵(Schwarze Pumpe)煤气化厂建设了一 和三厂各建有40台比原始设计放大了54% 台内径3.6米的BGL熔渣气化炉，该气化炉自 的气化炉。 2001年投产后，至今仍做为主力炉成功地运 行。 我国利用鲁奇技术建设的气化装置有：云 2005年，云南煤化工集团与Advantica公司合 南解化、天誉集田、河南义马、哈气化、 作，改造了一台固定床加压气化炉，直接试 广汇、大唐、庆华等。 烧当地高含水量（约35%水份）褐煤的途径。 赛鼎公司在消化吸收引进技术的基础上设 2006年7月完成炉体改造，10月初步完成开 计完成了4.OMPa气化炉、DN5000气化炉。 车试验，达到预期目标，取得阶段性成果。 在云南瑞气利用熔渣气化技术建设20万吨甲 醇/二甲醚生产装置已经投产。 熔渣 在建装置有：云天化呼伦贝尔、云南先锋、 内蒙图克等。 加压固定床气化炉液态排渣BGL
521 不同煤气化技术 5.2 气化装置 鲁奇气化工艺是于1933年在德国开发出来 的。 最初的试验装置于1936年在德国中部 按煤在气化炉内的状态分 5.2.1 不同煤气化技术 最 的Hirschvelde建成。1938年开始建设工 业化的装置，在德国和捷克斯洛伐克共建 有18台内径为2.5m的气化炉。 1955~1966年南非萨索尔所建的十六台 BGL气化技术自1974年开发，气化强度高出 原鲁奇加压气化炉近 3倍。BGL熔渣气化炉可 直接气化含水量到20%的各类煤种；在 1400 ℃ ～1600 ℃高温气化条件下 蒸汽用 不同煤气化技术 1955~1966年南非萨索尔所建的十六台 气化炉。1980年萨索尔建成一台比原始设 计放大了88%的气化炉（DN5000）。 1978年萨索尔建成两套比原始设计放大了 1400 ℃ ～1600 ℃高温气化条件下，蒸汽用 量大幅度降低，90 ～95%的蒸汽在气化过程 中分解，不仅提高了气化效率，而且使气化 废水量减少80%以上，易于小规模和经济的 不同煤气化技术 54%的底部驱动式气化炉，即萨索尔二厂 和三厂各建有40台比原始设计放大了54% 的气化炉。 净化处理。90年代中后期，在德国东部的黑 水泵（Schwarze Pumpe）煤气化厂建设了一 台内径3.6米的BGL熔渣气化炉，该气化炉自 2001年投产后 至今仍做为主力炉成功地运 我国利用鲁奇技术建设的气化装置有：云 南解化、天脊集团、河南义马、哈气化、 广汇、大唐、庆华等。 2001年投产后，至今仍做为主力炉成功地运 行。 2005年，云南煤化工集团与Advantica公司合 作，改造了一台固定床加压气化炉，直接试 赛鼎公司在消化吸收引进技术的基础上设 计完成了4.0MPa气化炉、DN5000气化炉。 烧当地高含水量 ( 约35%水份 )褐煤的途径。 2006 年 7月完成炉体改造，10月初步完成开 车试验，达到预期目标，取得阶段性成果。 在云南瑞气利用熔渣气化技术建设20万吨甲 加压固定床气化炉 -固态排渣 Lurgi 加压固定床气化炉 -液态排渣 BGL 在云南瑞气利用熔渣气化技术建设20万吨甲 醇 /二甲醚生产装置已经投产。 在建装置有：云天化呼伦贝尔、云南先锋、 内蒙图克等