煤气化关键技术和装备创新路径解析

煤气化关键技术和装备创新路径解析
摘要:经过二十多年的发展,我国现代煤化工产业已初步形成体系齐全、集聚发展的整体格局,具备了较为成熟的煤制油、煤制气、煤制化学品的现代煤化工技术路线。本文通过对煤气化关键技术和设备的创新发展路径及工程示范应用经验进行介绍,了解掌握现代煤气化前沿技术及创新新路径,分析对推动中国煤气化清洁、节能高效快速发展的重要性,文中观点供业内参考。
关键词:煤气化关键技术;装备;创新路径
引言
进入到21世纪之后,国内的煤化工产业遇到了新的发展机遇,但同时也面临着诸多的挑战,其中国内对于煤化工产业提出了崭新且更高的要求。需要意识到,煤化工产业在我国的国民经济中同样占据着重要的地位,但即便如此,国内煤化工产业的发展依然未能摆脱其污染现象,这也是现阶段煤化工技术所存在的不足,这使得煤化工领域发展受限的同时,对于国民经济也形成了一定的影响,轻则出现环境污染,严重情况下还会出现安全事故,使相关一线工作人员的生命财产安全受到严重的负面影响。
1煤化工技术现状
1.1煤炭焦化技术发展现状
adma煤炭焦化技术在国内的应用比较广泛,并且现阶段国内的煤炭焦化技术已经能够做到高性价比和高环保,但随着时间的推移,多方主体对象对于煤炭焦化技术都提出了崭新且更高的要求,而煤炭焦化技术发展迟缓的情况下,是难以应对后续的发展工作的。目前,国内的煤炭焦化技术能够满足基本的需求,但是相关的人才资源较少,使得煤炭焦化技术后续的优化和完善方面受到了比较大的限制,对于煤化工产业的发展也是极为不利的,因此后续需要加强煤炭焦化技术方面的人才资源的培养。
果蔬包装机1.2煤炭液化技术发展现状
目前在煤化工产业中应用的煤炭液化技术主要有直接液化和间接液化两种,目前国内的煤炭液化技术处于初级发展阶段,但是随着这项技术的应用,衍生出来的产品类型和数量开始增多,可以说煤炭液化技术具有广泛的发展前景。当前,国内煤炭产业的发展过程中,煤炭液化技术的研发工作已经取得了很好的成果,已经进行了规模化的生产工作,对于国内煤化工产业的发展具有重要的意义和作用,生产出来的产品也应用在很多领域。
2煤气化技术及装备创新趋势
2.1煤气化技术及装备创新新途径
创新新途径主要体现在:一是开展气化装置的节能研究,包括气化炉出口显热的利用,提高能量转化效率;气化炉灰水处理框架和气化框架的联合布置;气化装置和变换装置的联合布置,节省空间,减少投资。二是提高原料煤的适应性,原料煤对气化炉的稳定性和经济性尤其重要,如何拓宽气化炉的煤种适应性是煤气化关键技术的研发重点。三是气化炉单喷嘴日投煤量3000吨级大型化的研发及工程示范应用。四是气化炉对流辐射废锅的研究与开发,实现全热回收,能量提升20%—30%。
2.2煤气化装备大型化
目前全世界运行的单炉处理规模最大的气化装置是内蒙荣信的多喷嘴对置式水煤浆气化炉,单炉日投煤量4000吨级,气化炉外直径4.2m,单纯通过体积放大,增加气化炉处理量,必然会受到设备尺寸的制约,在设备效能、投资等方面是否达到设计预期有待时间的考量。大型化的气化炉及装备技术的创新突破,需要通过过程强化,提高气化炉单位体积
处理能力,研究掌握煤颗粒在气化炉内的反应时间,将秒级反应时间降到更低的合理时间,同时在原料制备、输送、烧嘴喷头喷射角度、气化炉气化室有效反应空间等方面进行深入研究,是实现气化炉大型化并降低投资的根本途径,也是未来煤气化技术及装备研究的重要方向。对于大型的煤化工装置,能否创造良好的经济效益,与煤气化装置的“安稳长满优”运行关系密切,安全稳定是前提,长周期满负荷是基础,优化运行是目标。在稳定运行的基础上逐渐实现长周期运行,在长周期运行的基础上达到满负荷甚至超负荷运行,优化运行是在安稳长满运行基础上追求的最终目标。
2.3煤气化关键技术攻关
2.3.1粉煤加压气化技术
粉煤加压输送系统占大部分投资,能耗也较高,开发煤粉输送泵是工程界讨论的热点问题,但至今鲜有深入系统的试验研究,应加快粉煤高压输送技术的创新研究。
2.3.2水煤浆气化技术
煤浆中水含量是影响气化系统效率的重要因素,提高煤浆浓度,可显著降低比氧耗和比煤
耗,因此研究不同的煤浆浓度配备,开发高浓度水煤浆制备、输送、雾化技术,是提高水煤浆气化系统效率、降低物耗和能耗的有效途径。
2.3.3废锅流程技术
目前热回收装置工业运行良好,经济效果显著,随着设备的长期运行,如何保证废锅流程热回收的稳定性及防止废锅积灰堵塞,是实现装置长周期稳定运行的重要因素。目前,研发人员正在开展废锅材料的研究,采用喷涂、复合或熔敷技术,解决材料的耐高温、耐腐蚀及管壁上的积灰难题,影响热回收的稳定性,实现节能降耗;对废锅流程合成气的多相流空间流动机理进行研究,实现最大化反应空间,提高煤粒的二次燃烧,掌握煤的反应活性、灰分高低、灰成分、灰熔点、半焦的热强度、灰渣与管壁的黏度-温度特性,实现装备的长周期满负荷稳定运行。
3未来煤化工技术的发展趋势连通域
3.1优化示范工程技术
虽然新型煤化工技术已经起到了一定的作用,但是新型煤化工产业仍旧处于起步阶段,大
部分关键技术刚刚完成工业化生产,其技术路线和工艺都具有很大的优化和完善空间。在这一背景之下,在未来的煤化工技术的发展过程中,应该重点进行示范工程技术的优化,强化新型煤化工产业的体系化发展,增加其成本上的优势,并且还需要改进工艺路线提高能效、减少污染排放等方面创新发展,实现首创技术产业化。
3.2延长产业链条
新型煤化工产品在很多领域都具有很强的应用性,因此在后续的煤化工技术的发展过程中,需要一改目前存在的产业链比较短、终端产品类型少的特点,结合煤炭资源情况和化工技术知识,破除目前存在的新型煤化工产业发展的格局,实现跨行业、跨地区的资源配置,逐渐形成煤炭—能源—化工一体化产业链,同时提升新型煤化工技术的利用成果,强化产业链条的延伸,形成新型产业,这也是未来煤化工技术发展的必经之路。
桔梗去皮机3.3推进煤化工产业与其他关联产业的融合发展
对于传统的工业、化工业来说,实现与其他产业之间的融合,进行融合发展是一个必然选择,对于煤化工技术的发展也是一样的。煤化工产业在未来的发展过程中可以积极主动地
与石油化工产业进行结合,对相关的资源进行充分的利用,提升能源利用的综合效能,例如煤制天然气与煤制甲醇、煤制烯烃等产业融合,可以充分发挥各产品的优势,取长补短,提高整体的经济效益和抗风险能力。
结束语
我国煤气化技术开发和应用取得了长足进步,但也存在制约技术持续发展的瓶颈问题。装置投资偏高,系统效率仍有提升空间,物耗、能耗还有下降余地,微量污染物控制任重道远,含盐废水资源化利用亟待突破,基础研究有待继续深化,大型化装备及节能技术有待开发,煤气化新技术、新路径的创新发展,推进煤炭清洁高效利用、保护生态环境,保障国家能源安全、满足国家能源战略需求,提供一套高水平、低成本的先进煤气化及装备技术,引领世界煤气化技术的发展方向,为中国煤化工的快速发展做出贡献。
参考文献
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