中国煤气化技术现状、需求和发展.ppt

中国煤气化技术现状需求和发展 煤气化是洁净燃烧和化学合成的基础 一、我国煤气化发展背景 我国缺油、少气，相对富煤的资源，能源消费以煤炭为主 合成氨、工业燃料气以煤为原料 石油、天然气价格飞涨推动了煤炭制油和替代油燃料 国家洁净煤计划推动煤的高效利用，以解决直接燃烧发电污染严重、效率低的问题 煤炭企业劣质煤（高硫、高灰等）洁净转化以增加矿山服务期、资源利用率 社会的可持续性发展要求更高效、更清洁及环境友好过程：氢能、燃料电池及CO2埋存 二、我国煤气化工业的技术和现状 常压间歇固定床水煤气炉（4000台）：供3000万吨/年合成氨，4000万吨煤/年 无烟煤、块焦 常压固定床发生炉（4000台）：冶金、陶瓷、机械工业用气，2000万吨/年不粘块煤。仅前两项总能力达50000MWth，为全球煤气化炉总能力的2倍 常压固定床急需改造 技术简单，投资低，操作容易 低效率，高污染 高煤价 二、我国煤气化工业的技术和现状 我国上世纪八十年代开始引进先进气化炉系统，技术先进，环境友好，规模大，但投资、规模、操作费用及煤种适应性等问题仍需解决。 我国引进的大型气化炉 鲁奇干法排灰气化炉 GE-Texaco气化炉 洞氮的Shell气化炉 Shell气化炉 三、先进煤气化技术需求 已有合成氨厂的气源改造 煤源本地化，降低成本（煤种适应性） 高效 低污染 总需求量大（200~300台大型炉才能替换），单位厂规模小，气化炉要适度规模 三、先进煤气化技术需求 煤炭企业结构调整和石油替代引起的煤制液体燃料发展 煤＋H2?液体燃料 煤?CO+H2 ?合成液体燃料（油、醇、醚、烯） 规模大，气化煤量大，气化炉大且多 100万吨/年合成油?400万吨煤/年，处理1000吨煤/天的气化炉13台 神华、宁煤、中石化、大唐等项目共需约50台千吨煤/天的气化炉 三、先进煤气化技术需求 煤矿下组煤（高硫、高灰份、高灰熔点）利用推动煤化工 资源量占总储量的20~40％，开采可延长煤矿服务周期 投资低（井下、井上设施全，无需改造），成本低 按上组煤（低硫、低灰份）与下组煤均衡开采，国有大矿高硫煤产量可达亿吨/年（合成油上千万吨），需气化炉数量巨大 气化炉适应高灰份高硫份和高灰熔点 三、先进煤气化技术需求 石油炼厂高硫焦（煤）制氢和燃料气代替 原油变重，含硫量增加，焦化量增加 油品加氢精制，炼产用H2按200立方米/吨原油，计达600亿立方米H2/年，按1000万吨/年炼厂计需20亿立方米/年，20万立方米/小时 高硫焦代替轻油气化 金陵石化 煤气代替燃油（全国炼厂自用油2000万吨/年，总气量巨大） 三、先进煤气化技术需求 煤气化联合循环发电 我国煤气化联合循环发电正在确立试点，据称近期除了烟台项目外尚有5套，需大型气化炉5~6套 高度技术集成 三、先进煤气化技术需求 工业燃料气 总能力大，分散（2000万吨煤/年） 需中小型纯氧或富氧气化炉 块煤改用粉煤降低成本 高温气化消除焦油、酚污染 经济性，可靠性，效率 三、先进煤气化技术需求 生物质含碳废弃物气化 消除污染物 回收能量 转化为增值产品 四、研究与发展：现有先进技术的优化运行 高可靠性，可用率和低维修成本 系统效率概念 单炉可用率，系统开工率要求和匹配 发电，化工，炼油厂特性及多联产 四、研究与发展：现有先进技术的优化运行 水煤浆气化炉 煤浆浓度、粘度、流动性和煤质 合理气化温度选择－煤气化活性、灰熔点、灰含量、灰粘结特性、助熔剂匹配 喷嘴、耐火材料、煤质、灰性质、操作条件的关系 四、研究与发展：现有先进技术的优化运行 干粉煤气化炉 煤的活性、灰熔点、灰含量、粘结特性、助熔剂选择 备煤和干燥特性 CO2进料的可能性，可行性 四、研究与发展：现有先进技术的优化运行 灰熔聚流化床粉煤气化 加压气化炉工程放大（500~1000吨煤/台天） 加压气化动力学和煤质数据库 加压下的灰熔聚和分离 加压下的进料、渣冷却及排灰 四、研究与发展：更先进气化技术的需求 经济 进一步降低投资，提高系统效率 环保 IGCC用气ppm，H2，Fuel Cell，Chemicals, ppb 产品多样性 多联产－电、油、醇、醚 原料灵活性 煤、石油焦、生物质、废弃物 技术 部分气化 气流床气化 新耐火材料 高温测量和控制 气化炉系统的计算流体力学模拟 H2、CO2、O2的膜分离 H2S的直接氧化制硫 金属过滤器，气体热净化 气化过程系统分析（含变换、净化） 五、总结 先进气化技术应用为我国所必须 我国已是世界先进气化技术的主要应用地 引进气化技术的煤种适应性研究非常急需 研究新的气化技术和系统，满足更广泛的煤源和更高的效率是可能的，必须的 学校、科研、工程设计、用户和技术提供