煤气化技术舞起煤化工龙头

   发展以煤为原料的石油替代能源战略在我国确立之后，各地纷纷上马或积极酝酿各种规模的煤化工项目，而煤气化技术作为发展煤化工的龙头，今年以来更是业内关注的焦点。记者就煤气化技术在我国的开发应用情况，采访了30多年来承担过多项国家煤气化攻关项目的专家、西北化工研究院副总工兼煤气化研究所所长门长贵。

    煤炭的加工转化是通过煤的气化，将固体煤炭原料转变为清洁的气体原料，再加工变成油、化工产品或电，先进的煤气化技术是煤炭高效洁净利用的关键技术之一。无论对于以生产油品为主的煤直接液化和间接液化，还是以生产化工产品合成氨、醇醚燃料为主的煤气化制甲醇与二甲醚项目，用煤作原料都离不开煤的气化，选择合适的煤气化技术对整个生产过程将产生很大的影响。
 
    煤气化技术若按煤气化的炉型分类主要有固定床、流化床、气流床三种。

    固定床常用气化炉有UG．I炉和鲁奇炉。UG．I炉以无烟块煤和焦炭为原料，对原料要求高，污染严重，国外早已淘汰，我国仍有几千台炉子在用，许多厂都在寻求技术改造；鲁奇炉以块状弱粘结性贫瘦煤为原料，适合于生产燃料煤气或间接液化制油的原料气，煤气中焦油及杂质含量高，我国只有4家厂使用。

    流化床常用气化炉有温克勒、循环流化床、灰熔聚流化床、恩德炉、U－Gas气化炉等。流化床气化炉较适合生产工业燃气，个别也用于生产合成氨原料气；在国外循环流化床气化技术主要用于制取燃料气和联合循环发电，没有用于生产合成气的业绩；流化床粉煤气化技术的特点是气体中不产生焦油，操作灵活，但单台气化炉产能小，常压气化，碳转化率偏低牞难适合大规模生产高压合成气。上海焦化厂三联供工程引进了8台流化床粉煤气化炉，但因故障多，开工率一直较低。流化床气化炉适用于灰熔点和反应活性较高的原料煤种，气化效率和热效率中等，可用于小化肥厂原料路线改造和小城镇制造城市煤气，目前气化炉规模较小，生产能力偏低。

    总体上看，流化床气化技术基本上是常压气化，气化炉体积大，气化温度低，对原料煤的反应活性和灰熔点有一定要求，所产气体适合做燃气，若用于生产高压合成气须配置大容量、大功率的压缩机，能耗较大。

    气流床是目前先进的煤气化技术，主要有湿法气流床气化和干法气流床气化。湿法气流床气化技术有水煤浆加压气化工艺和多元料浆加压气化技术；干法气流床气化有壳牌、Prenflo、GSP等气化工艺。气流床煤气化技术的特点是煤种适应性广，属高温加压气化，技术先进，气化指标优良，无污染，是煤气化技术的发展方向。尤其是干法粉煤加压气化技术是今后开发的重点，目前国内尚在研发阶段，无成熟工业技术。

    水煤浆气化技术是第二代煤气化工艺，对煤种适应性广，对煤的活性无严格限制，但对煤的灰熔点要求一般不高于1350℃，单炉生产能力大，碳转化率达95％～98％，有效气体成分（CO＋H2）80％左右，适于生产合成气。我国鲁南、渭河、上海、淮南等已建成多套水煤浆气化装置，用于生产合成氨、甲醇等。

    壳牌气化技术也是第二代煤气化技术，是将煤通过粉碎研磨成干煤粉，喷入气化炉燃烧制得合成气。目前，该技术在国外已用于电厂发电，在我国尚未应用于大型合成氨装置。该气化炉采用水冷壁结构，气化温度1400℃～1600℃，气化压力3．0MPa，碳转化率高达99％，煤气中甲烷含量很少，有效成分达90％。岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、云南沾化有限责任公司、柳州化学工业集团均引进了壳牌干煤粉气化技术生产合成氨。

    多元料浆加压气化技术是西北化工研究院近几年开发成功的专利技术，其原料为煤、石油焦、石油沥青、石油加工中的残渣残液等，用合适的添加剂通过一步法制浆技术制备出合格的气化料浆，然后在高温、高压条件下与氧气反应生成合成气。碳转化率达95％～98％，有效成分85％，氧气消耗少。多元料浆气化工艺技术先进、成熟、可靠，环保达标，能耗低，原料可因地制宜，来源广泛，特别适合生产甲醇、合成氨或制氢等，已在浙江丰登化工公司和巨化公司及大型合成氨、甲醇装置应用，是一种非常适合国内企业使用的气化技术。

    干法粉煤加压气化技术属高温加压气化，碳转化率高达99％，有效气体成分约90％，污染小，是煤气化技术的发展方向。国内目前尚无成熟技术，应重点研发，尽快为工业化示范和产业化应用创造条件。
    目前煤气化技术种类较多，气化炉型各具特色，气化指标差异较大，发展方向应是工艺技术先进、原料煤种适应性广、气化指标好、消耗及成本低、加压气化、环境友好，被业内普遍看好的干法粉煤加压气化技术是开发重点。同时，由于我国煤炭资源较分散，煤质差异大，因此开发煤气化技术还应考虑对煤种有较广的适应性。

    此外，提高气化压力，扩大单炉生产能力，减少装置投资、提高气化效率、降低生产成本也非常重要。如煤的加压气化可实现后续工段的等压合成或降低合成气体的压缩比，这比压缩煤气要经济得多，因此是煤气化技术未来的方向。值得一提的是，在引进国外煤气化技术的同时，还应加快开发具有自主知识产权的煤气化技术，避免重复引进。