2009年第30卷第3期氮肥技術(shù)煤氣化過程氣化效率分析詹俊懷尤彪(福建三鋼集團(tuán)三明化工有限責(zé)任公司365000。aass。sws。ss摘要簡要介紹用有效能效率分析各種煤氣化方法的氣化效率結(jié)論是固定床煤氣化爐的有效能效率高固定床煤氣發(fā)生爐為煤氣化工藝節(jié)能的首選技術(shù)。關(guān)鍵詞煤氣化有效能效率分析1前言過程的投入和產(chǎn)出,從而使各種煤氣化方法的比煤氣化是煤潔凈利用核心技術(shù)。目前,全國較成為可能用于煤氣化的煤炭的數(shù)量在2×10%a左右,僅次(1)碳轉(zhuǎn)化率于發(fā)電和鋼鐵工業(yè)。煤氣化技術(shù)是煤炭高效率碳轉(zhuǎn)化率,是用進(jìn)入合成氣的碳元素量占原低成本利用和碳減排的技術(shù)起點(diǎn),我國缺油少氣料煤中碳元素總量的百分?jǐn)?shù)來表示的。碳轉(zhuǎn)化率多煤,同時煤的質(zhì)量較好,多為煙煤、無煙煤等利反映氣化過程煤中的碳反應(yīng)的完全程度,在煤氣用價(jià)值高的煤種,加之勞動力豐富,煤開采成本化過程要求得到的是有效氣氫和一氧化碳,若轉(zhuǎn)低。因此在煤高效利用上取得突破對我國穩(wěn)定、化為二氧化碳則不僅無益而且有害。同時不同煤可靠、持續(xù)的能源供應(yīng)具有決定性的意義。氣化方法得到的氣體組份中的氫和一氧化碳含中國煤氣化技術(shù)以固定床間歇?dú)饣夹g(shù)為量也有較大的區(qū)別,因此碳轉(zhuǎn)化率的高低和有效主,也開發(fā)了一些新的煤氣化技術(shù),但技術(shù)成熟氣消耗的碳的數(shù)量完全沒有對應(yīng)關(guān)系。碳轉(zhuǎn)化率性較差經(jīng)濟(jì)效益不理想。固定床間歇煤氣化技用于評價(jià)煤氣化效率沒有意義;術(shù)由于自身的缺陷,其發(fā)展已受到限制。目前煤(2)熱效率氣化技術(shù)已發(fā)展到關(guān)鍵時刻,由福建三鋼集團(tuán)三根據(jù)熱力學(xué)第一定律原理評價(jià)效率。其實(shí)質(zhì)明化工有限責(zé)任公司提出的富氧連續(xù)氣化改進(jìn)是通過物料與能量的衡算分析能量轉(zhuǎn)化利用及方案,在固定床間歇煤氣化技術(shù)的基礎(chǔ)上,開發(fā)損失情況,確定過程進(jìn)、出的能量數(shù)量,求出熱量了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“固定床單爐雙向富氧連利用率,其不足在于續(xù)氣化技術(shù)和固定床雙床層耦合富氧連續(xù)氣化①熱力學(xué)第一定律方程說明各種能量可以技術(shù)”,具有顯著的綜合效益和重大的戰(zhàn)略意義,互相轉(zhuǎn)化,但從熱效率上看,熱轉(zhuǎn)化為功是有限該技術(shù)可以對目前國內(nèi)主流煤氣化技術(shù)在主要的,而且不能指出各種能量轉(zhuǎn)化的方向和限度;消耗指標(biāo)方面得到較大的改進(jìn)。現(xiàn)從有效能效率②從能量級別可知,能量不但有大小之分,來分析各種煤氣化的氣化效率還有品位的區(qū)別,能量衡算法只反映了能量數(shù)量2傳統(tǒng)煤氣化效率評定的缺陷的關(guān)系,沒有反映能量品位的高低。目前國內(nèi)煤氣化技術(shù)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要有以下此方法只能反映能量的損失,但不能指出得指標(biāo):可靠性、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、大型化即單爐生到的這部分能量的利用價(jià)值。其得出的評價(jià)結(jié)論產(chǎn)能力煤種適應(yīng)性、污染物的排放、氣化效率具有極大地誤導(dǎo)性,例如室內(nèi)空氣電加熱器根等。其中氣化效率是核心指標(biāo),目前通用的評價(jià)據(jù)此方法計(jì)算出的熱效率為100%,而根據(jù)有效氣化效率的指標(biāo)有:碳轉(zhuǎn)化率、熱量利用率、冷煤能效率來計(jì)算出其效率幾乎為零。氣效率等。由于煤氣化的方法多種多樣,有常壓中國煤化工加壓、富氧純氧等不同方式,運(yùn)用這些指標(biāo)來評HCNMHG媒氣的化學(xué)能與價(jià),都不能全面反映煤氣化的真實(shí)投入和產(chǎn)出,氣化用m化子肥∠比。合科氣化方法的冷煤氣因此需要一個綜合性的指標(biāo)來全面反映煤氣化效率見表1。氮肥技術(shù)2009年第30卷表1各種氣化方法的冷煤氣效率床煤氣爐間歇制合成氣。氣化方法煤耗煤媒的熱值冷煤氣主要消耗:煤耗(熱值6600kcal/kg, kcalkgkm(CO+H2)k/kg效率1塊煤固定床間歇制502763074=4.1868kJ,下同)570kg/km3(cO+H2)有效氣,蒸合成氣汽耗476kg/km3(CO+H2)(外加部分,蒸汽溫度2固定床雙向富氧連25116180℃),電耗18kW/km3)(CO+H2),蒸汽分解率為續(xù)制合成氣3固定床雙爐耦合式51169050%,吹風(fēng)氣和煤氣溫度為250℃。通過計(jì)算,得純氧連續(xù)制合成氣出有效能效率79%4水煤漿制氣2511667(2)固定床雙向富氧連續(xù)制氣5干法氣流床制氣25116~70主要消耗:煤耗(熱值6000kcal/kg)595kgkm3說明:干法氣流床煤氣化技術(shù)設(shè)計(jì)冷煤氣效(Co+H),蒸汽耗476kgkm(CO+H2)(外加部分率為8%-85%,對應(yīng)2516/kg的煤耗為蒸汽溫度180℃),氧氣耗190m/km(cO+H1),蒸640kgkm(CO+H2)。其中:氣化爐熱效率為95,汽分解率為55%,煤氣溫度為250℃。通過計(jì)算,碳利用率為98%~99%,15%的熱量由余熱鍋爐得出有效能效率82%轉(zhuǎn)化為蒸汽,另每km(CO+H2)的有效氣可產(chǎn)生(3)固定床雙爐耦合式純氧連續(xù)制合成氣2200m3的冷激氣溫度350℃,帶走部分熱量,同在常壓固定床雙爐耦合式純氧連續(xù)制合成氣時煤粉的烘干用煤也需計(jì)入煤耗中,綜合分析冷主要消耗:煤耗(熱值600ca/kg)540kgkm3煤氣效率為~70%。(CO+H2),蒸汽耗285kgkm(CO+H2)(外加部分,(4)國外的煤氣化技術(shù)主要使用碳轉(zhuǎn)化率/熱蒸汽溫度1800),氧氣耗152mkm2(C0+H2),蒸效率作為評價(jià)指標(biāo),不能準(zhǔn)確反映煤的氣化效率汽分解率為75%,煤氣溫度為250℃。通過計(jì)算,意義不大。以前國內(nèi)常用冷煤氣效率為煤氣化的技得出有效能效率93%。(4)濕法氣流床(水煤漿)制氣3有效能效率評定合理性分析引用華東理工大學(xué)的文章一《化學(xué)工程》如何判定煤制合成氣的氣化效率,是煤氣化007年第35卷第二期《氣流床氣化系統(tǒng)的熱力技術(shù)改造選擇的首要問題。目前業(yè)內(nèi)評價(jià)煤氣效學(xué)分析),該文章計(jì)算的有效能效率為61%。由于率時,多釆用碳轉(zhuǎn)化率、冷煤氣效率等指標(biāo)來評價(jià)出煤氣爐的二氧化碳含量高和煤氣溫度高,有效煤氣化過程的效率這些常用的評價(jià)辦法在理論能損失大,導(dǎo)致有效能效率低。同時制氧裝置的上存在著重大的缺陷,在實(shí)際運(yùn)用也存在問題甚有效能效率僅為2%,若以整個煤氣化的氣島的至出現(xiàn)根本性的誤導(dǎo),也不能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)從熱有效能效率計(jì),其有效能比該文的數(shù)據(jù)更低。力學(xué)基本原理出發(fā),評價(jià)煤氣化過程、一切能量使5結(jié)論用及轉(zhuǎn)化過程的效率其標(biāo)準(zhǔn)只能是有效能效率。各種氣化方法的冷煤氣效率和有效能效率(1)根據(jù)“中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)CB2588見表22000”《設(shè)備熱效率計(jì)算通則》,標(biāo)準(zhǔn)適用范圍為表2各種氣化方法的有效能效率使用燃料和利用熱量的熱設(shè)備,計(jì)算熱效率時規(guī)序號氣化方法冷煤氣效率有效能效率定必須用有效能計(jì)算效率。1固定床塊煤間歇爐(2)有效能分析法2固定床雙向富氧連續(xù)制氣7880-85該法在能量衡算法和熱力學(xué)第一定律基礎(chǔ)3固定床雙爐耦合式純氧連上,以第二定律為主。在對裝備或過程進(jìn)行物料續(xù)制氣4水煤漿制氣61-64衡算和能量衡算的基礎(chǔ)上,確定出、入各系統(tǒng)的5干法氣流床制氣70物流和能流的有效能值,由有效能平衡方程確定結(jié)論是傳統(tǒng)的固定床煤氣發(fā)生爐制合成氣有過程的有效能損失和有效能效率。效能4幾種氣化方法的有效能效率分析中國煤化工流床制合成氣的(1)塊煤固定床制合成氣CNMHG定床煤氣發(fā)生爐最D,1為比上乙以造的首選技術(shù)主要以焦炭和優(yōu)質(zhì)塊煤為原料,在常壓固定(收稿日期:2009-04-30)