Texaco和Shell煤气化工艺用于生产甲醇的经济性比较

新一代煤气流床气化工艺主要以Texaco水煤浆气化工艺和Shell干煤粉气化工艺为代表。Shell煤气化工艺操作温度可达1700℃,对煤种适应性高,碳转化率达99％以上。Texaco煤气化工艺的碳转化率为96％～98％。生产每吨甲醇,Shell气化工艺的煤耗量为1．25～1．28t,Texaco气化工艺为1．31～1．40t;Shell气化工艺的氧耗量比Texaco工艺低15％～25％;Shell工艺的总能耗（包括原料煤在内1为51．981GJ,比Texaco工艺低11．21GJ。然而,Shell煤气化工艺的投资高,以60×10^4t／a甲醇装置为例,Shell工艺的总投资为109242万元,Texaco工艺为85444万元：采用Shell工艺生产的甲醇总成本为1373元／t,比Texaco工艺的1277元／t高出约7．5％。同时,Shell工艺装置工业运行稳定性还需要进一步经工业化验证,而Texaco气化工艺在国内已有十几年的生产使用经验,其操作稳定性很高。通过总体经济性比较,在用于甲醇生产时,Shell煤气化工艺相对于Texaco煤气化工艺是没有优势的。     

IGCC发电系统中煤气化工艺的选择

简要介绍了煤气化的基本原理和各种气化技术的特点,总结并综合比较了Texaco和Shell两种气化炉的主要工艺特点.结合烟台IGCC示范机组,对IGCC电站气化技术选择的有关问题进行了探讨.     

多喷嘴对置式水煤浆气化技术的应用及优势

介绍了华东理工大学和兖矿集团合作开发的具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术工程应用及其优势,同时对其关键工艺指标与Texaco水煤浆气化技术进行了对照比较。     

我国水煤浆气化技术现状及发展趋势

水煤浆气化技术具有技术成熟、设备相对简单、生产过程安全可靠、易于大型化、投资及产品成本低等优点。我国在消化吸收国外先进水煤浆气化工艺的基础上,经过十几年的不断实践积累了丰富的经验,探索开发出多种具有自主知识产权的水煤浆气化技术。清华炉由一代非熔渣-熔渣分级气化向二代水煤浆-水冷壁转型,标志着我国水煤浆气化技术已达到国际先进水平;水煤浆-膜式壁-辐射废锅气化技术成为新型煤气化技术改造的导向;多喷嘴对置式水煤浆气化技术开辟了世界水煤浆气化炉超大型化的先河;而东昱新一代气化技术作为工业经济型水煤浆气化技术,成为中小型煤化工技改的首选;多元料浆新型气化技术解决了煤化工制气和炼油行业高硫石油焦及高分子废水处理难、处理费用高等问题,对工业有机废物资源的大规模、清洁高效利用具有显著优势。我国水煤浆气化技术将向着技术自主化多元化、装置大型化、原料提浓化、操作高压化和能量利用高效化方向发展。     

Texaco气化煤种筛选平台建设和工业应用分析

根据Texaco煤气化炉的特点,建立了包括煤质分析、成浆性分析、灰渣熔点测试、反应活性实验、气化过程模拟等过程的煤种筛选平台。利用该平台对多个煤种进行了评价,提供了工业试烧的工艺指标。     

氧煤比对气流床煤气化过程的影响

为研究氧煤比对气流床煤气化炉气化过程的影响,对某厂运行的Texaco气化炉进行了数值模拟研究。利用所建立的数学模型,分析了Texaco气化炉内的气化过程,以及氧煤比对炉内温度、气相成分及炉膛出口合成气成分的影响规律。结果表明:Texaco气化炉内下行火焰的长度约占气化炉高度的1/3,炉膛上部火焰高度区域内气相温度及主要成分浓度的变化梯度最大,而在炉膛下部气相成分及温度的变化均不明显;随着氧煤比的增大(0.95~1.10),气化炉出口合成气有效成分(H2+CO)浓度逐渐降低,CO2和H2O的浓度及气化炉内气相温度逐渐升高;在保证顺利排渣和合适的出口合成气成分的条件下,存在一个最佳氧煤比。     

影响我国煤化工产业发展的因素分析

近年我国各地纷纷掀起煤化工项目建设热潮,但水资源短缺、气化技术对原料煤要求苛刻、能耗高、水耗大、环保技术滞后、效率低等问题制约了我国煤化工产业的快速发展。其中耗水量大是最大制约因素,常见产品的单位耗水量在12~45m~3/t,而我国煤水却逆向分布。推广空冷、新型循环水处理、废水湿法磨煤水煤浆气化技术可减少水耗,但已建成的煤制烯烃等示范项目普遍注重吨产品能耗。忽视了从降低水耗的角度优化全局工艺。气化技术尚不能大规模高效地"消化"高水、高灰粉煤,导致我国大量的劣质煤资源长期呆滞。另外,煤化工能源效率在20%~30%、能耗约为石油和天然气化工的1.3倍、碳排放因子为2~6、动辄投资近百亿、三废排放量大等也严重制约我国煤化工的发展。煤化工项目在设计时就要考虑优化全局工艺和技术选择,达到节能和节水目的,同时注意环保技术的开发,开发煤种适应性广、能量利用率高、碳转化率高的煤气化技术,开展煤化工工艺系统的集成节能环保研究,是改变我国煤炭利用方式单一、提高煤炭利用率、降低原料消耗、实现煤化工产业可持续发展的必由之路。     

生物质气化制氢中的流化床工艺选择

可再生的生物质及其他含碳燃料气化后能够产生富氢气体。通过回顾生物质气化技术,从现有的10种气化工艺中筛选出3种可用于生物质制氢的气化工艺:FERCO Silvagas、MTCI和FICFB工艺,并加以详细介绍。同时分析了将流化床应用在生物质气化制氢工艺中的优点及需要进一步开展的研发工作。     

生物质加压气化技术的研究与应用现状

生物质气化气可以替代化石燃料用于发电、供热和用于生产合成反应的化工原料,解决日益严重的能源短缺和环境污染等问题.加压气化具有生产能力大、效率高,可降低单位投资成本,减少焦油的产生,有利于后续发电及合成工艺等诸多优点.文章介绍了压力对气化的影响,加压气化存在的主要问题,加压在生物质和劣质煤等联合气化、定向气化制备合成气、IGCC上应用的研究和应用现状.     

Texac0煤气化炉数学模型研究(2) --计算结果及分析

利用论文第一部分建立的能够反映Texaco气化炉内部质量和能量平衡、并考虑了多种化学反应动力学的数学模型,详细计算了气化炉的主要运行参数(如水煤浆质量配比,氧气纯度,氧煤比,煤粉粒径,气化温度以及气化压力等)对气化炉性能的影响.在展现各种参数对最终气化产物成分的影响的同时,分析和揭示了这些影响的内在机理和规律.分析结果表明:气化温度是影响气化反应速度和最终产物成分的最关键因素.表7参2     

煤的气化技术及其应用

煤气化技术是环境友好的现代煤化丁的关键技术。介绍了当今世界主要的煤气化技术,着重介绍了已工业化生产的鲁奇、Transport、壳牌、德士古、康菲气化炉及我国自主开发的华东理工大学气化炉等技术,并且介绍了煤气化技术在煤气化联合循环发电和在煤化丁的合成油、合成氨、合成甲醇、合成烯烃等方面的应用。重点介绍了我国煤化工发展的具体情况。     

Pre-combustion, post-combustion and oxy-combustion in thermal power plant for CO2 capture

This paper presents a summary of technical-economic studies. It allows evaluating, in the French context, the production cost of electricity derived from coal and gas power plants with the capture of CO₂, and the cost per tonne of CO₂ avoided. Three systems were studied: an Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC), a conventional combustion of Pulverized Coal (PC) and a Natural Gas Combined Cycle (NGCC). Three main methods were envisaged for the capture of CO₂: pre-combustion, post-combustion and oxy-combustion.For the IGCC, two gasification types have been studied: a current technology based on gasification of dry coal at 27 bars (Shell or GE/Texaco radiant type) integrated into a classical combined cycle providing 320 MWe, and a future technology (planned for about 2015–2020) based on gasification of a coal–water mixture (slurry) that can be compressed to 64 bars (GE/Texaco slurry type) integrated into an advanced combined cycle (type H with steam cooling of the combustion turbine blades) producing a gross power output of 1200 MWe.     

采用GSP气化技术的IGCC电站

通过调研、考察,综合分析了湿法和干法两种煤气化工艺、设备技术特点和经济效益及在IGCC电站的应用情况,结合南京化工园的石化企业实际．认为选择采用GSP干法煤气化技术在南京化工园内IGCC电站应用是合适的。     

Development and demonstration plant operation of an opposed multi-burner coal-water slurry gasification technology

The features of the opposed multi-burner (OMB) gasification technology, the method and process of the research, and the operation results of a pilot plant and demonstration plants have been introduced. The operation results of the demonstration plants show that when Beisu coal was used as feedstock, the OMB CWS gasification process at Yankuang Cathy Coal Co. Ltd had a higher carbon conversion of 3%, a lower specific oxygen consumption of about 8%, and a lower specific carbon consumption of 2%–3% than that of Texaco CWS gasification at the Lunan Fertilizer Plant. When Shenfu coal was used as feedstock, the OMB CWS gasification process at Hua-lu Heng-sheng Chemical Co. Ltd had a higher carbon conversion of more than 3%, a lower specific oxygen consumption of about 2%, and a lower specific coal consumption of about 8% than that of the Texaco CWS gasification process at Shanghai Coking & Chemical Corporation. The OMB CWS gasification technology is proven by industrial experience to have a high product yield, low oxygen and coal consumption and robust and safe operation.     

对Texaco气化工艺的认识及炉温度的控制

Texaco水煤浆加压气化技术是目前工业化运行较好的第二代煤气化技术。由于在同样的工程条件下所表现出的工艺结果复杂多样,为此通过对气化炉中所发生的化学反应、流体力学分布和温度场以及传热过程进行分析,加深对水煤浆加压气化工艺的认识。气化炉温度的控制是工艺操作的关键,控制的原则是控制灰渣黏度达到25～40Pa·s,而实质是控制氧碳原子比。根据企业操作数据分析,气化炉温度的控制参数为：进料的O/C比一般应控制在0.9～0.95之间;气化炉压差应控制在0.05～0.06MPa;CH4含量控制在0.0008～0.001（体积分率）,CO2控制在18%～20%（体积分数）;6mm左右理想尺寸的渣应占20%～30%（质量分数）,且为圆形玻璃体;破渣机的压力指示值为2%～3%。在这些条件下,可达到合适的气化炉温度,获得高的有效气产率,并保证稳定运行。     

Coal gasification development and commercialization of the texaco coal gasification process

The development of the Texaco coal gasification process utilizing an entrained bed downflow slagging gasifier is discussed. the advantages of the process including its simplicity and lack of formation of environmentally unacceptable and undesirable by-products are emphasized. Treatment of the crude gasification product gas to produce a clean gas for use as fuel or as feed stock for chemical manufacture is also covered. Status of the commercialization of the process is included.     

我国煤炭清洁利用战略探讨

中国在一定时期内能源结构仍将以煤为主,而煤炭的清洁利用将是我国未来能源战略的关键问题。目前煤炭清洁利用单元技术主要有整体煤气化联合循环(IGCC)、煤炭地下气化技术(UCG)以及以煤气化为龙头,以碳一化工技术为基础,合成、制取化工产品和燃料油的现代煤化工。现代煤化工包括煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制乙炔等,其产品大多属于石油化工产品的替代品。现代煤化工在世界范围内还没有完全成熟的技术和成功的工业化经验可借鉴,尚处在探索、验证阶段,发展前景仍存在不确定性。为此有学者提出,煤化工项目应与IGCC发电等一起发展多联产系统,从而实现经济效益最大化、环境污染最小化。煤基多联产比单纯的IGCC发电具有更好的经济性、更高的能量效率以及更加灵活的操作性,而作为先进的洁净煤技术,IGCC将成为未来能源系统的核心技术和重要基础之一。煤气化是IGCC的核心技术,煤炭地下气化技术开辟了煤炭高效、清洁、低碳开发利用的新途径,是从根本上解决传统开采方法存在的一系列技术和环境问题的重要途径。近年来,我国现代煤化工产业发展迅速,但同时也呈现出过热和无序发展态势。目前煤化工的经济性并没有得到充分论证和认可,国内当前正在运营的项目较大部分仍处于试点阶段。以煤气化为龙头的IGCC多联产是我国煤炭清洁利用的战略方向。目前我国IGCC和多项现代煤化工技术已具备技术推广的条件,国家应该从管理体制、政策法规、融资等方面给予大力扶持。     

壳牌气化炉开工烧嘴点火故障分析及预防措施

壳牌煤气化技术是目前世界上最先进的煤气化技术之一,我国自1997年来已陆续引进23台壳牌气化炉,单台气化炉日投煤能力为1000t或2000t,产品合成气大部分用于生产合成氨、甲醇和氢气,目前有10套以上装置已经开车。从已投产的气化炉运行情况看,壳牌气化炉的设计理念非常先进,但存在的问题也很突出,主要是运行稳定性差,故障率高,例如:锁斗开关阀卡死、大渣块容易堵管、开工烧嘴易烧坏、粉煤输送不稳定、激冷器压缩机和飞灰陶瓷过滤器故障频繁等,这主要是壳牌炉设计上的先天不足导致的。壳牌气化炉开车时设置了三级点火,相应配置了点火烧嘴、开工烧嘴和粉煤烧嘴,其中开工烧嘴由于其设计的特殊性,致使其点火难度大,故障率高。从介绍其结构和原理入手,着重分析了开工烧嘴的几个典型故障案例,深入剖析了原因。建议国内壳牌炉用户加强相互间的交流,总结经验,从开工烧嘴安装开始直到投产运行,各阶段都能积极采取有针对性的预防措施,少走弯路,尽量降低开工烧嘴点火的故障率,同时建议国内壳牌炉用户积极配合国内相关企业做好开工烧嘴的自主创新工作,尽快实现开工烧嘴的国产化,降低设备成本,打破外商的垄断。