[山西阳煤丰喜(肥业)集团有限责任公司,山西 运城 044000]
[摘 要]水煤浆水冷壁气化技术是我国自主研发的具有自主知识产权的新一代大型煤气化技术,该技术的工业示范装置已经在山西阳煤丰喜集团建成并运行。本文着重介绍了水煤浆水冷壁气化技术的研发历程、设计原理和技术优势,简要介绍了示范装置的运行情况。示范装置的运行情况表明:该气化技术具有工艺指标先进、运行费用低、煤种适应性强等优点。
[关键词]水煤浆;水冷壁;分级气化炉
[中图分类号] TQ 546[文献标识码]A[文章编号]1004-9932(2012)
0 引 言
中国缺油、少气、富煤是资源禀赋。煤炭占全国能源总量的70%,有效利用煤炭资源、合理发展煤化工是平衡我国能源消耗的有力措施。在众多煤炭利用技术中,煤气化技术是煤炭能源转化的基础和关键。
近些年,我国煤化工产业的发展主要是以合成氨、甲醇等传统煤化工产品为主,主要采用固定床间歇气化技术,新型煤气化技术在产能中占的比例较小。固定床间歇气化技术是以优质无烟块煤为原料,原料来源有限且质量要求较高,因而价格高,企业面临的成本压力较大。煤气化技术密切关系着传统煤化工行业的发展与生存,因此,如何改进气化技术和选择气化方法就成为传统煤化工行业面临的严峻课题。
未来几年,我国煤化工的发展趋势将以煤制烯烃、煤制乙二醇等煤基材料和煤制油、煤制天然气等新型煤化工为发展方向,但这都需要先进的煤气化技术来支撑,可以说谁掌握了最先进的气化技术谁就掌握了煤化工行业发展的未来。
近20 a来,我国花费数百亿人民币引进多项先进气化技术,主要有德国鲁奇固定床加压气化技术、美国德士古水煤浆加压气化技术、荷兰壳牌粉煤气化技术、德国GSP气化技术。这些引进技术有的经过多年的消化吸收,已具备了气化装置的国产化能力并有所改进和创新,有的还在摸索和待验证过程中。
引进技术普遍存在投资偏高的缺点,而且还有部分引进气化技术存在运行不稳定或运行费用高的缺陷。如何根据我国的实际情况,研发出一种技术先进、投资少、运行平稳、运行费用低、煤种适应性宽的气化技术,已成为煤化工行业亟需解决的一大难题。
通过对现有传统气化方式的改变和对引进气化技术的改进,山西阳煤丰喜集团与清华大学、北京达立科公司合作成功开发出了具有自主知识产权的水煤浆水冷壁气化技术,该气化技术具有煤种适应性宽、气化强度高、污染少、操作简便、投资少、见效快、与后工段压力相匹配等特点。
1 研发历程
“水煤浆水冷壁气化技术”是在清华大学、北京达立科公司和山西阳煤丰喜集团合作开发的“非熔渣—熔渣分级气化技术”基础上进行的技术改进和创新,属于第3代煤气化技术。
“非熔渣—熔渣分级气化技术”是我国具有自主知识产权的创新技术。该技术于2002年8月列入“863”计划,其后清华大学完成了数学模型、冷态试验、热态试验、工艺包等多项工作,为后来的产业化发展奠定了扎实的基础。2003年,山西阳煤丰喜集团采用该气化技术的100 kt/a甲醇装置正式开工建设,2006年1月23日建成投产。截止到2007年10月21日,已累计运行637 d,生产粗甲醇203 369.88 t,运转率94.66%,平均负荷88.66%。2007年10月该气化技术通过中国石油和化学工业协会组织专家验收,获国家科学技术进步二等奖。
该气化技术实现了设备国产化,打破了国外对新型煤气化技术的垄断,但在实际运行中也存在以下问题。