国内外煤气化技术介绍.ppt

中科院煤化所 张永奇 专家介绍 山西省粉煤气化工程研究中心总工程师。 在中科院山西煤化所长期从事流态化和煤化学工程研究开发，作为项目 负责人成功地开发了灰熔聚流化床粉煤气化技术，为灰熔聚流化床气化技术第一发明人。 作为首席科学家主持国家重点基础研究发展规划项目(973)“煤热解、气化及高温净化过程的基础性研究”，为形成新一代煤转化技术奠定了基础。 作为博士生导师注重研究队伍和研究生培养，指导博士生12名，发表论文134篇。 获中科院科技进步一等奖两次、国家八五科技攻关重大科技成果奖一次、国家发明三等奖一次及若干省、部奖，获国家发明专利和国家实用新型专利各一项。 耐火衬里： 耐火衬里的寿命－－气化炉的寿命 寿命－－ 材料（＞70% Cr2O3， ZeO) 渣流速 渣性质 气化炉结构 渣的渗透性 热震 裂纹扩展 措施 低温操作 减少开停车热震 加强制造质量管理 膜式水冷壁： 渣的自平衡厚度 ∝ 操作温度，水冷壁换热量 废锅： 昂贵－还原性气氛下金属的高温腐蚀（H2S,HCl) 和低温腐蚀（灰中金额熔性的Cl等） 炉管温度限制－＜450℃ 流化床气化（1）HTW 1926年德国Winkler发明流化床气化炉 碎煤（0～6mm）以空气/蒸汽或氧/蒸汽鼓风气化 气化温度～850-950℃，以防灰渣烧结，因而适用于 生物质，泥浆，褐煤及高活性烟煤气化 炉内温度均一，生成气不含焦油等高分子有机物 设备简单，材料要求低，投资低 氧消耗低（＜300m3O2/Km3(CO+H2)) 碳转化率约95％，需增加小型CFB燃炉 HTW，25t褐煤/h,1.0MPa,1986年德国；泥炭，1988年芬兰 Hybrid系统现备受关注；Transport-reactor，KBR美国 Hybrid，Fosterwheeler，美国 流化床气化（2）灰熔聚流化床气化 1959年法国Jequire( Nancy大学)发明 美国Westinghouse(KRW)，Gas Technology Institute （U-gas)开发，1980年……1994年上海焦化厂，1998年 美国Pinon pine 中科院山西煤化所（AFB)，1980年开始研发 2001年：?2400mm，常压100吨/天，制合成气成功 ?2400mm，0.5MPa系统正商业推广 1999年 ?300mm ， 1.5MPa研发完成 2005年 ?1000mm ，100吨/天，3.0MPa系统建设中 灰熔聚流化床气化基本原理 气固流态化 适当气速使煤沸腾流化 传热传质性能好 气化强度高 中心射流形成局部高温区 提高气化强度 促使灰渣团聚 灰渣团聚重力分离 选择性排出低炭含量灰渣 炉料炭含量高结渣风险小 炉温提高煤种适应性宽 飞灰可控循环 提高碳转化率 灰熔聚特殊分布器结构 特殊内部循环的流化床 （温度达1050-1100℃） 局部的高温区（1200-1300℃） 使灰粒熔化长大 特殊分离管使灰粒和半焦选择性分离， 从而保证了床内的碳浓度，防止了高 温下灰的无需的烧结，提高了反应温 度，拓宽了煤种－－从褐煤到无烟煤 特殊分布器结构以建立： 1980-1983年 流化床气化基础，流态化基础，以及灰化学基础 1983-1985年 实验室小型模型气化试验（?300mm，常压） 1986-1990年 中间试验放大（压力0.03－0.5MPa，?1000mm） 1991－1995年：完成氧气/蒸汽鼓风制合成气流化床气化放大 1996－2000年：加压试验（1.0－1.5MPa，?300mm）工程放大设计 2001年：工业示范成功 （100吨/日，常压0.03MPa，?2400mm） 2004年：国家发改委定为推广项目 2005年：与晋煤集团成立工程中心，加强低压气化大户推广和加 压气化炉放大 工业设计中：100-250吨煤/日（0.03-0.5MPa, ?2400mm） 中试建设中：500－1000吨煤/日（3.0MPa , ?1000mm） 灰熔聚流化床气化研发历程： 原料 东山瘦煤 西山 焦煤 王封 贫瘦煤 焦煤 洗中煤 神木 烟煤 彬县烟煤 埃塞褐煤 工 业 分 析 Wt% Mad Aad Vad 1.30 18.23 13.61 1.49 16.91 19.51 0.95 12.68 13.50 1.53 41.36 18.49 4.42 5.99 32.15 2.52 10.14 24.43 13