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煤炭是地球上储量最丰富、

分布最广泛的化石燃

料,

中国富煤贫油少气,

加之油价的上涨,

能源消费更

依赖煤炭。陕西省是煤炭资源储藏量较大的主要省

份,而陕北煤炭探明贮量超过 2 000 亿 t,占陕西省
煤炭资源的 99%,储量大、易开采、质优价廉,可供开

采几百年。为此,

国家和陕西省政府决定在陕北地区

建设大型煤炭能源重化工基地,

充分利用陕北的煤炭

资源优势带动陕西经济的发展。

从能源供应现状看,

合成氨、

甲醇和未来的煤直

接液化及醇醚燃料大都以煤气化制合成气为基础,

全国范围内,

目前仅氨合成和甲醇合成的气化煤量已

达 4 000 万 t/a 以上;

预计今后煤制油所需气化煤量

每年将达到亿吨;

工业直接燃煤 4 亿 t/a 以上,

为解

决污染问题,其中相当部分须采用先进的煤气化方

案,

需气化煤量上千万吨每年;

炼油工业为提高油品

质量每年需耗氢 100-200 亿 m

,煤气化是经济可靠

的制氢方案,油品加氢需气化煤量 1 000 万 t/a;

未来 20 年内,

煤制油产量将达数千万吨,

需增加 1 亿

kW 以上的装机容量,拟采用先进的煤气化技术为基

础的联合循环发电系统,需气化煤量总计约 1-2

亿 t/a。因此,

煤的气化是实现煤炭综合利用和洁净

煤技术的重要技术单元和主要手段,

是发展现代煤化

工、

煤造油、

燃料煤气等重要工业化生产的龙头。

煤气化技术发展现状

1. 1

煤气化技术的分类和特点

按煤在气化炉内移动方式分成固定床(移动床)、

流化床、气流床,表 1 列出了各类气化技术的主要特
点。

1 气化技术的主要特性

气化技术

固定床

流化床

气流床

排灰形式

干灰

熔渣

干灰

灰团聚

熔渣

原料煤特性

块煤

块煤

粉煤

粉煤

粉煤/水煤浆

粒度 /mm

13-50

5-50

0-8

0-8

0.2

灰含量 /%

<20

<15

不限

不限

<13

灰熔点 /℃ >1 250 <1 300

不限

不限

≦1 350

操作压力 /MPa

2.24

2.24

1.0

0.03-2.5 2.5-6.5

操作温度/℃ 400-1 200 400-1 200 900-1 000 950-1 100 1 350-1 700

煤气温度

氧气消耗

蒸汽消耗

代表技术

Lurgi

lurgiBGL 恩德粉 灰团聚 Shell/Texaco

固定床加压气化(Lurgi)热效率(或冷煤气效率)

高,

氧耗量低,

但适用于弱粘或不粘块煤,

且煤气中含

焦油、

酚等物质,

净化处理流程长、投资高,

新建气化

项目较少采用。

流化床气化以碎煤为原料(小于 6 mm),煤气中

几乎不含焦油、

酚和烃类,

传统流化床为防止床内物

料因灰含量高而烧结,必须控制在较低的操作温度

(低于 950 ℃),因而只适用于高活性的褐煤或次烟

煤。我国开发的灰熔聚流化床气化技术,

借选择性排

灰提高了床内碳浓度,

降低了结渣风险,

提高了操作

温度(达 1 100 ℃),适用煤种已拓宽到烟煤甚至无

烟煤。流化床操作温度适中,

投资低,

原料适应性宽,

因此愈来愈受到重视。其不足之处在于目前的技术操

作压力低、

单台处理能力与气流床相比较小,

同时由

于细粉的带出,

碳转化率还有待提高。

气流床气化以粒径<0.2 mm 的细粉煤为原料,

煤粉可以干态(Shell)或浆态(水煤浆,

Texaco)进料,

操作温度高, 几乎适用任何煤种,煤气中不含焦油、
酚和烃类,

气化强度高。但同时投资高,氧耗量高。

针对不同原料煤的煤质情况与工艺特性,

可选用

煤炭的高效清洁利用——

—煤气化技术

(西北化工研究院,

陕西 西安

710600)

张晓慧

] 阐述了煤气化技术是当今煤炭高效洁净利用的关键技术之一。通过对目前几种工业化的煤气化技术的分析比较,

指出了煤气化技术的发展方向,

并针对陕北能源基地的建设和煤化工的发展提出了一些建议。

关键词

] 煤气化技术;高效洁净;发展方向

中图分类号

] TQ 54

文献标识码

] A

文章编号

] 1003-5095(2007)11-0023-03

收稿日期

] 2007-09-15

作 者 简 介

] 张晓慧(1973-),女,工程师,主要从事煤气化工

艺研究工作。

第 30 卷第 11 期
2007 年 11 月

Vol.30 No.11

Nov . 2007