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产业报告
定价:2980元
作者:明月 来源:煤化客 浏览次数:3752次 更新时间:2020-03-23


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序言  01


《现代煤气化技术推广及应用手册》是一本汇总国内外气化技术的应用丛书,主要介绍各家煤气化技术的发展历程、技术特点、应用案例和未来发展思路。以前有过这方面的技术读物,但近年来,煤气化技术发展迅速,很多技术都有了很大的改进和提高,能够把最新的技术归纳总结出来,对读者来说,不能不说是一件幸事。


我国资源禀赋“富煤缺油少气”,从这一基本国情出发,经过多年的发展与创新,形成了今天的现代煤化工产业,在很多技术方面取得了突破,积累了非常宝贵的经验和数据,促进了我国深化能源革命、强化能源安全战略以及煤化工和石油化工的互补与协同发展。


气化始终是煤化工的技术龙头和核心,煤气化的先进性直接影响煤化工的先进性。我们现在还清楚地记得,在十多年前,我国的煤气化技术还主要是常压间隙固定床技术为主,消耗高、能耗高、污染重,经济效益差,煤化工的发展始终受到气化技术的制约。当时,即使有的项目引进了国外加压的水煤浆或干煤粉气化的先进煤气化技术,但由于引进的技术软件费用和专利设备费用高,项目承受不起,采用先进技术的项目寥寥。即使有的项目采用了,也是投资大、财务费用高、包袱重、经济效益差。就是因为我们国内在煤气化的技术上有了突破,实现了国产化,并且技术上有了进一步提高,才使得我国的现代煤化工的发展,实现了质的跨越和量的飞跃,才有今天居于世界领先的现代煤化工产业。


技术发展是无止境的,我国虽然在煤化工,尤其在气化和甲醇制烯烃等取得巨大进步,但是以前的成绩只能是起点,前途仍然路漫漫,还有很多的技术难题需要我们一项项攻关。如气化炉进一步大型化问题、烧劣质煤问题、烧高灰熔点煤问题、气化炉废锅能量回收问题等等。在总结前人经验的基础上,进一步开发和创新,是通常行之有效的做法,也许这本书可以为读者做点基础工作。


有人做过统计,世界上煤气化炉有几百种,但目前真正正在应用的有几十种。我国是拥有煤气化炉数量和种类最多的国家,也是具有的实际操作经验最丰富的国家,是其它国家不可比拟的。只要把国内大部分炉子的性能吃透了,可以说,世界煤气化炉的情况就基本掌握了。 


“ 一带一路” 如火如荼。国外石油化工和天然气化工相对发达,煤化工的发展我国有其独特的优势,尤其在石油和天然气匮乏、煤炭资源丰富的地区,我国有用武之地。目前已有个别国家开始采用我国的技术,发展煤化工产业,今后这一趋势会更加明显。发展煤化工离不开煤气化,更离不开因煤而选择炉型的问题。


不管是在国内,还是在国外,发展煤化工,选择何种炉型,《现代煤气化技术推广及应用手册》就会派上用场,就会助你“ 一臂之力”。


顾宗勤

中国氮肥工业协会理事长

2019年8月30日

 



序  言  02


为加强现代煤气化技术的交流与合作,共同研讨和分享国内外各种典型的煤气化技术成果和成功经验,促进现代煤化工产业健康有序发展,煤化客组织编制了《现代煤气化技术应用及推广手册》(简称《手册》)。


《手册》收录了中国煤气化市场得到广泛应用的多种煤气化技术主要成果,以此为基础进行了筛选和提炼。编制单位在编辑过程中,对各种煤气化技术核心工艺、设计研发数据,工艺过程控制、示范项目案例、气化方案比选进行了细致的分析。《手册》提供了大量的具有使用价值的煤气化技术信息及大量的生产使用数据,技术研发参数和技术成果鉴定等。《手册》力求深入浅出、简明扼要、概念准确、表述清晰、图文并茂,是一本值得向煤化工行业及相关领域,科研院所、生产单位进行推荐的具有参考价值的文献资料。


众所周知,煤气化技术是现代煤化工产业链中最核心的技术之一,也是现代煤化工装置中的不可或缺的关键工序,所有的煤化工产品均离不开煤气化工序。煤炭转化利用本质上是通过煤炭气化的方式转化为有效合成气(CO+H2),才能进行煤化工下游产业链的加工生产,才能形成煤化工的下游产品链。煤气化过程是一个十分复杂的热化学反应过程。简单讲就是将煤炭与气化剂在高温、高压下发生化学反应,从而把煤中的有机物转变为合成气的过程。通过煤炭气化的方法可以将煤中所含的几乎全部有机物质剥离,这是获得基本有机化学原料的一个重要途径。煤气中的有效成分主要分为 CO、H2、CH4 等,有效气即可以作为燃料气、城市煤气,也可以作为化工原料。


气化过程中产生的合成气组分,随气化时所用的煤或焦煤的性质、气化剂的类别、气化过程的条件以及气化反应器的结构不同而有一定的区别。因此,煤炭气化因工艺条件的差异就有几十种的气化工艺研发而用于工业生产装置。尽管各种煤气化工艺反应的基本原理、工艺控制条件基本类似,但气化实际效果却千差万别。


煤气化工艺选择是一项十分重要的工作。只有正确选择了煤气化工艺,才能确保现代煤化工装置总体技术先进、成熟可靠、运行稳定、节能降耗 ;也只有把煤气化工艺选对了,才能做到煤化工绿色、安全和环保。煤气化工艺一旦选定,煤化工全流程就基本确定,以后很难再改变工艺过程。煤气化工艺确定后,煤化工总工艺路线就依据煤气化反应的气体组分来确定后序的净化合成等工艺方案。所以煤气化技术选择是煤化工核心技术选择的关键,是决定煤化工装置能否长周期、稳运行、满负荷、优操作,低成本的关键所在。


煤气化技术选择应按照碳转化率高、合成气效率高、有效气产率高、节能降耗突出、投资成本低廉和绿色环保安全的原则开展各项比选工作。只有遵循了这些原则,才能将最好的煤气化工艺与当地适宜的煤炭资源高效有机地结合在一起,才能对现代煤化工项目发挥巨大的积极作用和正面影响。


由于我国煤质种类繁多、煤化工产品路线庞大、项目建厂条件复杂等因素影响,国内煤气化技术也正在呈现出多元化的以适应各种煤炭煤质资源条件的发展趋势。中国作为全球最大的煤气化技术许可和应用市场,中国煤气化技术发展的方向基本代表了国际煤气化技术的发展趋势。在众多煤气化工艺中,煤质适应性条件、气化工艺性能和反应器结构设计等成为选择特定煤质气化工艺的重要因素。其中煤质分析因素对煤气化工艺的选择影响是非常大的,目前还很难找到一种即能够适应各种煤质条件,又能够实现气化效率高,利用效率好,工程投资省,生产各种煤化工产品的“ 万能气化炉”,将来也很难找到这种理想气化炉。但相对而言,始终追求和创新一种相对先进的煤气化工艺和关键设备则是煤气化研发者始终追求的奋斗目标。


正是基于以上的种种原因,《手册》详细梳理并汇总了煤气化市场上得到成功应用和工业示范阶段的 30 余种典型煤气化工艺的技术背景及发展历程、技术特点及工艺流程、煤种煤质适应性分析、市场应用情况及运行案例等,汇集而成较为全面的煤气化领域的文献资料,为中国先进煤气化技术持续创新提供交流对接平台。《手册》可供化工、石油化工、煤化工、电力、基础设施及煤化工生产企业、相关科研院所等行业从事煤化工项目建设、煤气化技术研究和开发的工程技术人员参考。


汪寿建

中国化学工程股份有限公司原总工程师、教高

2019年8月14日

 



序言  03


我们国家的能源结构是富煤、缺油和少气,因此发展石油化工的资源不足。2018 年,全国石油的对外依赖度已经达到70%,进口量为4.62亿吨,因此,用煤来做化工原料,补充石油化工的不足,是解决我们国家化工发展的一个良好的途径。


现代煤化工就是在这个条件下发展起来了,经过将近 30 年的发展,现在己经形成了很大的规模,在煤制油、煤制天然气、煤制烯烃和煤制乙二醇四个方面取得了重大的进展。


现在煤化工装置建设是由一连串的单元技术组合起来的,其中煤气化工艺是最基础、最重要的单元。在现代煤化工装置的流程中,原料煤与纯氧等气化剂在高温下气化生成了合成气,这就是煤气化过程,然后进行变换和净化,生成精合成气或氢气,成为后续化工合成的原料。


近年来,我国对煤气化技术的发展非常重视,许多科研机构,高等院校投入到煤气化的研究当中,据不完全统计,截止2018年底,我囯大概有40余种煤气化技术,包含着气流床、固定床和流化床等床型,在众多的现代煤化工装置中得到了应用。


在上述国内开发的煤气化技术中,有许多技术是非常先进和非常有效的。它们都是将煤在纯氧加压下进行部分氧化,具备能耗低、冷煤气效率高、煤种适应性广等特点,在近年来新建的现代煤化工装置中,起到了非常良好的作用。它们提供了稳定的、足夠的和高质量的合成气,保证了整个工业装置后续部分的正常运行。


此外,气化炉的投煤量也在不断扩大,从早期的500至1000吨/日,现在发展到3000至4000吨/日,为超大型的现代煤化工装置建设奠定了基础。


不仅如此,有个别的煤气化技术已经走向世界,在国外落户。


煤化客组织编制的2019版《现代煤气化技术推广及应用手册》,收录了国内外部分典型的煤气化技术案例,为读者展示它们的原理和应用全貌,为煤化工项目建设提供有力的参考依据。笔者和大家一样,期望国内的煤气化工作者,对我国现代煤化工的发展做出更大的贡献。 


唐宏青

中科合成油工程股份有限公司技术顾问、教高

2019年8月2日

 



目  录


气流床

1. 科林 CCG 粉煤气化技术 02

2. “神宁炉”干煤粉气化技术 12 

3. 航天粉煤加压气化技术 20 

4. AP 水煤浆气化技术 33

5. AP 合成气解决方案废锅、下行水激冷流程 44 

6. MCSG 多元料浆新型气化技术 55 

7. 华能两段式干煤粉气化技术 60

8. 水煤浆水冷壁废锅气化技术 72

9. 新型 WHG 粉煤加压气化技术 85

10. 智能控制动态喷射无焰燃烧气化技术 90 

11. 多喷嘴对置式水煤浆气化技术 94

12. 单喷嘴冷壁式粉煤加压气化技术 118

13. SE 水煤浆气化技术 130

14. 煤加氢气化联产甲烷和芳烃技术 137

15. 新奥粉浆气化技术 145 

16. 高效干粉气化技术(GF 炉) 150

17. 工业经济型水煤浆气化技术(东昱炉) 156


固定床

18. 赛鼎炉碎煤加压干排渣气化技术 164

19. 泽玛克熔渣气化技术 175

20. T-G 移动床纯氧连续气化技术 184

21. 低压纯氧连续气化技术(DY 昌昱炉) 190

22. 加压纯氧连续气化技术(JY 昌昱炉) 204 

23. GAG 炉熔渣气化技术 216

24. 晋煤集团无烟块煤气化技术 222


流化床

25. 黄台炉气化技术 229 

26. KEDA 流化床、气流床煤气化技术 235

27. 中科合肥循环流化床气化技术 245

28. 中科循环流化床气化技术 251 

29. 循环流化床加压粉煤气化技术 257

30. ICC 流化床煤气化技术 264

31. 粉煤热解 - 气化一体化技术(CCSI) 270 

32. HYGAS 高压多级流化床气化技术 288

33. 天沃综能流化床气化技术 296 

34. 双流化床超大型粉煤气化技术(KSY) 297


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