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煤气化技术现状和对开发煤气化技术的建议 第六图书馆 煤气化 煤炭气化技术 开发机械科技徐经圃不详1990第六图书馆 第六图书馆 煤气化技术现状和 对开发煤气化技术的建议 绦蛏一 煤炭是 我国的基本 能源之 一， 1 9 8 9 年产 量达1 0 亿 t，更因煤 的气化 比液化容易。 因 此，搞好煤气化 工艺及其设备 包括 环保 工 艺及其设备的设计制造，对保护环境，节 约能源具 有重大意义。 一 我国攥气 化技 术的现状 我 国使 用煤 气化燃烧 技术 ，主要开始于 艏中国的锕厂 是用 焦炉煤 气，高炉煤 气 和个别大 城市的城市煤 气工 盘。建 国以来 ， 我国进行 了3 A1 3 型，鲁奇 LUKGI 型 和 二段炉等煤气化设备，并 f 进了8 A 1 8 型煤 气化炉的设计镧造技术。现在看，主要问题 有l 1 ．对环境污染严重 1 3 A 1 8 型煤气化 炉，造气时采用固 定床燃烧工艺，有预热，千馏过程，伴生的 古 3 ． 4苯并 a芘等强致 癌物 柏煤 焦油， 煤 焦油渣，约各 占被加 工煤 的 6 ，治理困 难，对环境污染严重。 2 由燃料带入炉膛的硫和在炉膛内产 生 的二氧化硫，排入大气造l成酸雨污染。 3 由空气带入炉膛的氮气，在炉膛内 转化为氪氧化物，排出炉外污染大气 4煤气洗涤水 的含 酚量达2 8 0 0 p p m， 已污染 了有关厂1 0 0 m以下的地下水。为此， 各厂以大量 的颓鲜水稀释拇水 。1 9 8 2 年 ，第 一 重型机器7 一消耗新鲜水 2 0 0 0 多万 t．太原 重型 机器 厂消耗 新鲜水7 0 6 多万 t。 2 ．骺源浪 费大 固定床燃 烧 的3 A1 3 型煤气化炉 ，造 气 工艺要求用 2 6 5 0 mm的中块选煤作燃料， 有3 0 ％ 的小粒煤， 园粒度不 舍工 艺 要 求， 2 0 的煤核投有完全燃尽就被排 出 炉 外’ 煤 气的发热值， 一般 为 4 ． 6 I v t ／ Nm’ ， 比设 计要 求低 1 ． 6 7 MJ ／ Nm。 ，能源 和 J 甩 率约3 5 左右． 3 ．设备结椅复杂，生产，维修 都困 难 3 A 1 8 型煤气化炉有转动的布煤器 、出 灰盘，结构复杂，生产、维修都圉难，更因 布煤器 的工作性能不稳定 ，经常 造成 布煤 不 均，燃穿 、结焦等故障，每次洗炉，生 产工 人暧入肺 内的污物 ，一 周也排泄不 尽 世界攥气 化技 木的发庸慵 况 6 O 年代后，美 国，联邦德 国等工业发 达 国家，做 了很多试验研 究 工作 ，至 令豫 有 固 定床，流动床，喷流床和熔融床 4种燃烧工 艺 的2 0 多 种煤气化炉外 ，还 有以喷流床为基 础的组合燃 烧工 艺的煤 气化炉 。其主要发展 历程可分为三代 t 第一代6 0 年代前 后，一般 采用0 ． 1 ～ 3 MP a 压力的煤气化炉，生产1 0 ． 5 ～r 6 ． 8 MJ ／ N m‘ 的中热值煤气，其代表产品有固定床燃 烧的鲁奇 L U R G 1 炉、流动 床燃烧的温格 勒 WI NKL E R 炉，喷流床燃烧 的 凯 梯 KOP PERS TO TZ EK炉。 第二代到7 0 年代 ，国际上工业发达 国 家，采用0 ． 1 ～ 7MP a压 力的煤气化炉 和 二 段炉，生产 1 2 ． 6 2 9 MJ ／ Nm’ 的 中熟值 合 成天然气，其代表产品有熔融床燃 烧 的 德 士古 TEA XCO 炉．U- GAS 炉，L UR GI STI RRS 炉 第三代近几年，为了使煤气甲烷化， 美国的爱克森 E XX ON 公司，采 用触煤 气化 法I壳 牌 S h e l 1 公 司 ，以 0 ． 1 ～ 3 MPa 压力的煤气化炉 ，生产 1 0 ． 5 ～1 6 ． 8 M， ／ N m 的中热值煤气，其代表产品有以喷流床 燃烧的凯梯炉为基础的组台 式s h e l l Ko p p - e r s炉。 据美国煤气技术研究 院 r Ns TI T uTB O F GAs TRC H- NO LOG Y等单位的试验 结果，煤的气化温度为1 1 0 6 1 4 0 0 K、压力 为 2 ～ 3 5 Mp L时，煤 的 气化效率最 商，生 7 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 产甲烷气时，氧气的供应量，约为 煤 重 的 4 0 ％对最好，并采用流动床燃烧式 组合燃 烧 工 艺，使煤气 甲烷化和保 护环境 。 三、 种煤气化炉的特性疑其对环境影 响 】 ．鲁奇 LUP ． GI 炉采 用固定床 燃烧 工艺 ，越2 0 5 0 mm的中块选煤 烟煤 、无烟 煤 作燃料， 越1 ． 5 ～3 倍于煤 以重 量计， 以下 同 的蒸汽和0 ． 3 NO ． 6 倍于煤的氧气助燃， 在 3 MP 压 力、 5 0 0 。 C 温度下造气，生成1 1 ． 7 7 MJ ／ Nm 的煤气。 约有3 0 ％的小 粒媒 ， 因粒度 不 台工 艺要求和2 O ％的煤核没 有烧尽 ，就梭 排出炉外 ， 能源利用率约为3 5隧左 右| 造气 时 有预 热、 于馏过 程 ， 伴生的 台3． d 苯并 a 芘等 强致癌 物的煤焦油和煤焦油 渣 ，约各 占被加 工煤的9 、 煤气洗涤术的古酚量达2 3 0 0 p p m， 对 环境 污染严重 而且 很难 治理 。与鲁奇类似 的煤气化炉 有民主德 国 的 P KM炉和捷 克斯 洛伐克 的ZL U炉等。大连重机厂和太原重机 厂分别与捷克斯洛伐克和民主德国的工厂合 作生产，弓 I 进了设计制造技术，具有批薰生 产的能力。 2 ． P KM煤 气化 炉是民主德 国黑 水泵 煤气联 台集 团设计 ，格尔 玛尼亚化工 机械厂 制造的固定瘩燃烧的煤气化炉，全炉总高2 7 m多，炉膛直径3 6 0 0 ram、高9 5 0 0 ram，设备 总重2 0 0 多 t，造气 时用 5 08 0 ram的型煤式 中块 选煤 作燃 料 ，在3 MP a 压力，4 0 0 多。 C 温 度 下，每小 时可生产煤气3 0 0 0 0 4 0 0 0 0 m。 ， 其成 分如 下t 每生 产 l m。 粗煤 气， 需要褐煤 0 ． 8 k g 、氧 气0 ． 1 6 2 m。 标 ，蒸汽1 ． 1 6 k g ， 每加工 1 ￡ 褐煤 ，可 生 产 焦炭 4 6 0 k g 、煤气 3 5 0 Ⅱ 标 、煤焦油 3 0 k g 中浦 1 5 k g 、轻 油1 0 kg t对环境 的影响，基本上与鲁奇 炉一 样严重 。 3 ．二段煤 气亿 炉主要 分 为 两 种， 其 中。 以同定 床燃 烧的常压 煤气化炉 与3 A日 1 3 塑煤 气化 炉基本相 同和加热 反应器组 成 的二段炉，造气时采用2 0 4 O m m 的中块选 煤 作燃料 ，在0 ． 1 MP a 压力，5 0 0 ℃温度 下造 气，生产 1 2 ． 5 5 MJ - ／ Nm。 的煤气 。约 有3 0 ％ 的小粒煤 因粒废 不舍工艺 要求和 2 0 的 煤 8 棱没j 鼢尽就被排出，能源利用率约3 5 ％左 右造气时 ，有预热 、干 馏过程 ，伴生柏古 3 ． 4苯并 a芘等强致癌街的煤焦油霸煤 焦油渣，极难治理， ’ 对环境污染严重。 4 ．德 士古 TE ； AXC O炉采用熔融 床燃 烧工艺， 以 0 ． 2 ram 占5 O 及以下 的 粉煤作燃料， 以蒸汽和0 ． 7 ～1 ． 3 倍于煤重 的 氧气助燃，在2 ． 5 N 7 MP 8 压力 、 1 2 5 0 ] , 1 8 0 。 C 温度下造 气， 生成1 8 ． 9 3 MJ ／ Nm。 的煤气。 造气时，投 有预 热、干馏 过程，不产 生含 苯 并 a 芘等强致癌物的煤焦油和煤焦袖藏等 难治理 的污染物 但 目燃料煤 的粒度鲴 ，造 气前 ，必 需预加工到工艺 要求 ，增都 了电力 消耗 每加 工 n粉煤，约消耗 电力 s 6 M1 0 。 ～ 6 4 ． 8 1 0 。 KJ ，排放的飘尘， 在大 气中狠 难净化，造气 时伴 生的氮氧化物也多 ，设备 的制造及操作，维修都较 困难。与撼士古炉 类似的l煤气化炉有联邦德 国的凯梯炉和凯洛 格 炉、莫尔登炉、沙尔特炉 等。 5 ．KRW煤气化炉是美 国人 吸取 了凯 洛格炉、 奠尔登炉、 沙尔特炉的特性设计的， 采甩喷流床和流动露组合燃烧工艺，以0 ． 1 5 ～ 6 mm的格种原煤粉和由除尘器凰救的煤核 作燃料， 以0 ． 5 ～0 ． 6 倍于煤 重的蒸 和氧 气 助燃 ，在 O ． I 3 MP a 压力，8 4 0 - 1 0 4 0 C温 度 下造 气，生产1 4 ． 6 5 MJ ／ Nm’ 的 煤气 。造 气时 ，没 有预热， 千馏 过程 ，不产生 合苯并 -芘 等强致 癌物的煤焦油、煤 焦油渣 飘尘等难治理的污染物，伴生 的氮氧化蛔也 少，对环境 影响小 。排 放的炉灰 ，呈深灰 色 的小米粒， 其含炭 量小于6 ％，能源利用率 透 9 0 ％， 是美国政府支助开 发的煤气化炉之一。 6 ．U- GAS 炉采用流动床燃烧工艺， 以I mm左右 的煤 粉作燃料 ，用蒸汽和 氧气助 燃，在I MPa 压力、9 5 0 1 0 5 0 ℃温度下造气 不 产生畲苯并 a芘 等强致癌物的煤焦 油 和煤焦油渣等难治理的污染翻 ．对环境 影响 不大。 另外，民主德 国的黑水煤气 厂局格尔玛 尼亚化工机械厂合作，试制完成 了流化床燃 烧的G S P 煤气化炉，采用0 ． 2 丑 l m左右的粉煤 作燃料， 在1 8 0 0 2 9 0 0 。 C温度 、 0 ． 1 ～5 M Pa 匝 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 ’ - F _ ’ i l 力下造气， 每小 时可生产 2 ． 5 ～5 ． 2 万 m。 标 煤气 ，正在 进行工业 试验外 ， 目前两 厂还在 合 作开 发 粉煤 为原料 ，在5 0 0 c 温 度、 3 O MP a 压力下加氢，生产合成燃料 油的新工 艺 和新设 备。 四 、 几 点麓 设 1 ．鉴于 国外厂商在世 界能 源 危机 的促 使下 ，对煤 气化工艺及其设备的 1殳计 制造 技 术 ，做 了很 多试 验研究工作，但在能 源危 机 缓 和后，就停止 了试验研究 ，因此， 目前世 界上虽有 4种燃烧工艺 的2 O 多种煤 气化炉 ， 但 都有能源利用率不 高，对环境 污染严重 等 问题。所 我国要掌握节约能源 又保 护环境 的煤气化技术，只能靠 自己的力 量，研究 开 发适台我 国需要的煤气化工 艺及其 设备的设 计制造技术。 2 ．建议把节 约能 源和保护环境 的任务， 统一 由设计煤气化 工艺和制造煤 气化设 的 单位负责，统筹解决。就是说设 计制造的煤 气化设备 ，必须是能源 利用率较 高，对环境 污染很小 的产 品。并 由他们 开展 试验研究 工 作 ，达到 按煤 种的特性 ，设 计制造不污染环 境、能源 利用率又 高的 煤气 化工 艺 和 设备 包括煤 气站的环保工 艺和 设 备 ，并组织 成 套 供应 。 3 ．第一 重型机器厂 引进 技 术 制 造 的 KRW 型煤 气化 炉， 造气 时采 用流 动床 和喷流 上接第 6页 用 等高技术项 目人 员培 训，把技术与 人才开 发结 合起来。 5 ．不 断开发新 产 品，到 “ 八五 ”形成 工业锅炉、 热 电联 产锅炉 、 燃油锅 炉和 热采 注 汽锅炉 四大优 良节能锅 炉系 列产 品。 通过 以上技术进步 ，实现S ZL 锅 炉热 效 率提 高 3～ 5 ， 1 9 9 0年 推 广 1 万 蒸 t、 1 9 9 1 年推广 1 ． 5万蒸 t S ZL锅炉的 目标，两 年共可节约标准煤 1 4 8万 t， 价 值 2 ． 9 6亿 元。 国家科委将采取倾 斜政 策，支持S Z L锅 炉 的推广与提 高，其 中包括 1保证S Z L 节能锅 炉产 品生产 的原 材料、资金、能源和 4 ．为了更好地利用不能造气的小粒煤， 建 议开 发或引进民主德国黑水 泵煤气厂 的型 煤 制造 技术 ，以提 高我国现有 2 0 0 0 多座 煤气 化炉 的能源 利用率。 5 考虑到 固定床燃烧 的煤气化 炉 和以 它为基 础的二段 炉，造气 时伴 生的含 3 ． 4苯 并 a芘等强致癌物的煤焦油、煤焦油渣 等 对环境的污染问题 ，尚待研 究解 决，建议 目前不宜大量推广。 ． 交 通运输 计划 内的碌材料平价供应。 2实 行 税收优惠政策，支持S Z L锅炉技术进步项 目。 3对经济困难的用户给予贷 款额 度， 重点支 持购买数控装置的用户。 4在煤的 配给上优先满足配给使用S Z L锅炉的用户。 我们相信 ，在国家的支 持帮助 f，在工 业锅炉制造厂和广大用户的紧密合作，共同 努力下，一定能够推动工业锅炉 的 技 术 进 步，优化我国工业锅炉 的产 品结构和产业结 构，不断提高工业锅炉 管理 水 平 和 运行效 率，充分利用能源，把工业锅炉节约能源盼 工作推 向一个新 阶段 9 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆