我国城市煤气的发展需要建设大量的煤气化工厂。
到2000年我国城市人如以14500万人计,用气率达70%时,用气人将达10150万人。如按1990年已达规划的用气人为5000万人时,将有5150万人需要由新建之煤气厂供给煤气,用气量约为2500万NM3/日,即需建100万NM3/日之煤气厂25个。
这样众多之工厂是不可能依靠引进来解决的(目前碎煤加压气化的煤气厂基本上以引进为主)。(二)进技术和装备价格昂贵。
一般全部引进的工厂(工艺生产部分)总投资要比国产高-倍以上。主要装置要高3-5倍。
如煤气化工厂的关键设备加压气化炉,多次与外商谈判,其价格要比国内高5倍左右。国外软件费用亦很高,如设计费一般占总合同费用的7-10%,国内如能自行设计即可节省大量资金。
如哈尔滨依兰煤气工程只引进了基础设计,由国内做详细设计,节省了600万美元,这是-笔可观的数字。因此,依靠进技术和装备,工厂投资必然上升,成本亦相应增加较多,致使一些煤气厂很难立项。
三)引进装置即使在正常生产中,其备品、备件、个别原材料、化学药品和催化剂,也往往要在较长时间内依靠进,这对生产是极为不利的。用领域要总结经验,以利迅速推广。
③推广
无烟煤滤料的应用技术要与环保执法部门紧密协作,环保执法部门对水污染要限期治理,同时推广无烟煤滤料过滤技术。(四)对以碎煤为原料的鲁奇加压气化技术,通过近年来对引进技术的消化和吸收,目前国内已具备了一定的设计能力和设备制造水平。
虽然其国产化工作尚有一定难度,并要付出很大的精力,但只要统-规划,抓住关键,循序渐进,加强统-领导和多方协作,国产化的目标是可以实现的。二、有关主要工艺技术和装备问题的探讨
(-)鲁奇碎煤加压气化工艺的典型流程
为了给工艺装备、材料和
控制仪表等国产化创造有利条件,确定一个在技术上具有一定先进度、经济上合理、在-段时间里稳定的工艺流程是十分必要的。
根据国外资料,结合国内近年来对该工艺技术的研究,以及多项煤气工程的设计、规划、可行性研究,广泛认为比较切合实际的典型流程如图1。排出废水城市煤气图1碎煤加压气化典型流程图(二)工艺技术和装备国产化问题探讨
按前节所述工艺流程顺序,探讨几项主要工艺及装备问题如下:
1.原料煤处理:关键是筛分机的选型。
应继续研制高效低耗的弛张筛,以期适应原料煤水份高时的筛分。
鲁奇加压碎煤气化适宜的煤种为弱粘或不粘结煤,如褐煤、长焰煤等。
煤的水份、灰份等均是影响工厂经济性的关键因素。而煤的粒度对工艺操作影响也是不1:忽视的。
要求入炉煤为5-50mm,其中小于5mm的粉煤要少于5%。而另-工厂要求入炉煤为。其中小于6.3mm的粉煤为3%。
有-工厂在试车时由于碎煤中粉煤含量过多,致使工艺流程中后工序设备堵塞。因此合格的入炉煤对化工生产是十分重要的。
故筛分机械就成为本工序的关键设备。
目前我国常用的筛分机如振动筛、概率筛均不适用。
而等厚筛由于煤中水份>4%时即会堵住筛孔而难以工作。在已建的工程曾引进了西德的弛张筛或民德的
巴尔筛(结构和我国的滚轴筛、交叉筛、正弦筛类似)。
国产化的筛分机机型推荐选用弛张筛。在带有一定粘性的精细物料分级中,弛张筛是当前世界上使用较多的一种。
1964年西德。公司首先开发。1972年日本安川商事株式会社根据同样原理,开发了这种筛子。
并在1976年改名为弹跳筛。我国在1981年前后开始研制这种筛分机。
由于筛板质量问题,目前尚处于试验阶段。此种筛型所以能得到世界各国的重视,主要是其筛板是用一种聚氨酷的弹性体制成。
.筛板在特定的传动系统作用下,使每块筛板交替地张紧和松弛,从而可使筛上物料获得30-50kg以上的加速度力,这就有助于物料的分层。由于筛板交替地张弛,使粘附在筛孔上的物料脱落,避免了粘性物料堵塞筛孔。
由于上述特点既然结构轻便、功率消耗低(每平方米筛分面积只需2-2.5KW)筛板易于更换,国外已广泛使用在筛分煤炭、焦炭、碎石、垃圾等易堵塞筛孔的粘性物料。
2.碎煤加压气化:关键在于以简便而迅速的方法确定不同煤种的气化工艺条件。
建议早日完成煤种评价和煤的特性数据库。同时加速研制国产的碎煤加压气化炉,以适应大型城市煤气厂的建设。
碎煤加压气化是气化厂的核心。在工艺技术上目前我们尚不能根据不同煤种,用简便的方法,迅速确定其工艺操作条件以及气化后的粗煤气、煤气水的组成和数量。
原因是我们尚缺乏长期试验研究的经验,没有积累大量的煤种特性数据。这一方面急需组织起来,发挥国内各科研单位的力量,逐步的完成国内煤种评价和煤的特性数据库,以解决迅速发展煤气化工业的需要。
国内已对加压气化炉进行了大量研制工作。按照国家规划而研制的碎煤加压气化炉,经过数次改进,目前机械问题已基本解决。
待化工生产试验完成后国内即可自行设计制造和操作这一装置。
近期引进了两种规格的碎煤加压气化炉,通过进行合作制造我们亦将学到不少制造工艺技术。
这些都将为国产化奠定技术装备的基础。
3.煤气的CO变换:关键在于加速耐硫耐油的CO变换催化剂的研制。
国际上主要的工业国家城市煤气中,CO含量均在10%以下。我国虽未列入国家规定指标,但许多专家都认为在有条件的地方,大型煤气厂的煤气中CO含量以<10为宜。
加压气化的粗煤气中CO含量在20%左右,当城市煤气要求CO含量<10%时,就需要设置CO变换装置。该装置应在煤气化之后,气体净化之前。
这样可以利用煤气化后的高温-1800C)既然高水蒸汽含量,从而节省大量能源。而这一流程必须使用耐硫耐油的CO变换催化剂。
该催化剂国内外广泛采用的是西德BASF公司的K8-11型CO变换催化剂。最近美国UCI公司亦生产了C,型CO变换催化剂,并在美国大平原煤气厂中使用。