如果要问最近我国煤气化技术领域最受关注的事件是什么,那世界第一台水煤浆气化
的水冷壁气化炉在山西建成并成功连续运行了几个月当仁不让。而由此,水煤浆热壁炉和水
冷壁炉优缺点的比较再次成为业界的热点话题,继而又引起了关于煤气化技术孰优孰劣的
争议。
事实上,目前国内煤气化技术种类众多,近几年围绕各种技术之间的优缺点比较、评判
就一直就没有停止过。国内煤化工企业也想通过选择与比较,寻求最好的技术。哪种煤气化
技术好?什么样的企业适用什么样的技术?企业在选择煤气化技术时应注意什么问题?对
此,记者进行了调查采访。
气化技术各有优劣
煤气化技术是煤化工项目的龙头。目前在国内推广的煤气化技术,包括我国自主开发技
术和国外技术
10 多种。煤气化技术若按炉型分,主要有固定床、流化床、气流床三种。具体
来讲,固定床气化炉有
UGI 炉和鲁奇炉,目前我国氮肥产业就主要采用 UGI 炉,有几千台
炉子在运行;流化床常用气化炉有温克勒炉、循环流化床炉、灰熔聚流化床炉、恩德炉、
U-
Gas 气化炉等;气流床按进料形式不同,分为干煤粉进料和水煤浆进料两大类,而以气化
炉内是否衬有耐火保温材料分类,又有热壁炉和水冷壁炉两种。
所谓水冷壁,就是由水管、石英砂、煤渣组成的内腔。一直以来,水冷壁都用于粉煤气化
炉,水煤浆气化炉则多用耐火砖结构的热壁炉。但是,山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任
公司临猗分公司与清华大学、北京达力科公司共同合作,把水煤浆气化炉的内衬革新改造为
水冷壁,可谓一项重大创新。
江苏索普集团有限责任公司副总经理邵守言向记者介绍,耐火砖结构的水煤浆气化炉,
其耐火温度为
1350℃。如果煤的灰熔点超过 1350℃,耐火砖会受不了。水冷壁气化炉最
大的优势,就是对灰熔点超过
1350℃的煤也能气化。尽管他认为水冷壁气化炉还要经过几
年的工程运行考验,还要解决水带走的热量问题,以及结垢后怎么处理等工程问题,但这
是个技术发展方向,从技术方案上来说具有可行性。毕竟目前适合热壁炉的煤种在国内只在
河南义马、甘肃华亭、陕西榆林等地有,适合的煤种不多,水冷壁气化炉拓宽了煤种的使用
范围。
华东理工大学洁净煤技术研究所所长于广锁向记者坦言,水冷壁是把气化煤种拓宽了,
但水冷壁炉与热壁炉仍各有千秋。神华集团煤制油公司技术顾问陈家仁表示,热壁炉有耐火
砖及砖外的保温材料,其保温性能更好,外部水夹套产生蒸汽的热损失小,转入煤气中的
热量更多,冷煤气效率会更高。因此,对于高活性、低灰分的煤,仍应考虑热壁炉。
安徽晋煤中能化工股份有限公司副总经理刘伟表示,水冷壁炉虽提高了煤的灰熔点,
但水煤浆气化工艺中,进入气化炉的煤浆含有
35%~40%的水,水要被加热到气化反应
温度,要消耗大量能量。因此他认为今后的发展方向还是气流床粉煤气化。
国家化工行业生产力促进中心总工程师方德巍认为,水冷壁虽提高了可气化煤的灰熔
点,但也是以多消耗煤和氧气为代价的。目前,业内形成的所谓煤的灰熔点高低的观点,是
一些国外技术提供方在国内推广技术时,宣扬他们可气化灰熔点高的煤而形成的固定思维。
其实,早在上世纪
80 年代初,原国家科委和化工部就派专家组到日本、美国、欧洲等地考
察煤气化技术。最后,专家经过核算形成的意见是,从节能降耗上讲,各煤种的最佳气化温
度是
1200~1250℃。水煤浆是液相,很容易加压,压力达到 8~10 兆帕接近实现等压合
成甲醇,可减少大量能耗,对合成气生产十分有利。水煤浆气化虽然有
40%的水要消耗能
量,但气流床粉煤气化的能耗也不少。在气流床粉煤气化技术中,煤靠氮气或二氧化碳输送,
气体加压要耗费大量能量,压力只能加到
30 千克,整体能量平衡还需要压缩机。因此,经