金涌新一代煤化工技术前景与挑战

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1、新一代煤化工技术前景与挑战金涌清华大学化工系2009煤炭资源世界上最大可能储量10.6万亿吨世界探明可采储量9842亿吨大约可供开采150~200年中国保有储量10070.7亿吨（国家统计局1998）中国可采储量1650亿吨（世界第三位）2007年中国原煤25.6亿吨标准煤中国人均煤储量为世界人均的45%~55%能源消费总趋势21世纪初全世界能源总消费134亿T标煤/年人均GDP1万美元，一般需人均消费4T标煤/年，随后增加逐缓。我国一次能源消费第二：共14.8亿T标煤（2002年）其中煤占66.1％石油23.4％

2、天然气2.7％水电7.1％核电0.7％我国一次能源生产世界第三：煤13.8亿T（第一）原油1.67亿T（第三）天然气326.6亿m3(16位）水电2280亿千瓦（第四）总发电装机3.57亿千瓦，总发电量16540亿千瓦.小时我国化石资源消费总趋势一次能源总消费量2002年14.8亿T标煤人均约1.1T标煤/年2020年预估25－33亿吨标煤人均2T标煤/年（中国）达到世界平均水平2.1T标煤/年，而欧盟为6.8亿T标煤/年，美国为11.7亿T标煤/年2050年预估50亿T标煤需年均用煤3.0T以上，达到人均GDP1万

3、美元2020年石油总消费4.0～4.5亿T,自产1.8～2.0亿T天然气总消费1600～2000亿米3进口400－800亿米3共需进口的油和气析合3.7～4.6亿T标煤煤发电78%炼焦17%合成气等5%NH350Mt/a甲醇10.72Mt/a其他12.0Mt/a（电石）2006年我国煤化工现状·焦炭产能：3.81亿吨/年（2008）产量：~3亿吨/年占世界的~60%·电石产能：2200万吨/年（2008）产量：1360万吨/年附产炉气160Kg/T电石·甲醇产量（2007）1076.4万吨/年（十一·五末）2600~

4、3000万吨/年·二甲醚产量（2007）220万吨/年（十一·五末）770~1100万吨/年·醋酸产量（2007）163万吨/年（十一·五末）445~700万吨/年煤的气化移动床气化：水煤气发生炉（效率60%）鲁奇（Lurgi)炉（冷煤气效率63%）用以煤高压操作流化床气化：U-Gas,ICC灰熔聚气化（效率68%）恩德炉用粉煤低压操作气流气化：德士古（Texaco)炉、水煤浆气化、冷激、高压（效率75%）壳牌（Shell)炉、粉煤、废热炉高压（效率在80%）GSP炉、煤粉，冷激，华东理工大学，清华大学都有国产炉型·

5、鲁奇炉合成气成分：净化后COH2CO2CH4N2等C3+18.77%61.92%1.2216.250.731.13净化前尚有酚、焦油、氨、H2S等成分复杂，含酚废处理难。·BGL炉为鲁奇炉改进型，特点是熔渣冷激后，水渣排出，而不用转动炉箅固体排渣。国际气流床气化技术德士古汽化炉示意图水煤浆进口氧气进口燃烧喷嘴压力壳燃烧火焰高温反应区耐火砖层气体出口渣缸0水渣排出口Shell粉煤化工艺示意图GSP煤气化炉GSPShellTexaco三种气化工艺比较名称GSPShellTexaco原料要求褐煤→无烟煤全部煤种，石油焦、生

6、物质粒径25μm—500μm，含水2%，干粉煤（褐煤可达8%）灰熔点<1500℃灰份1%—20%褐煤→无烟煤全部煤种。90%<100目含水2%的干粉煤（褐煤8%）灰熔点<1500℃灰份8%—20%褐煤、无烟煤、油渣40%~45%<200目水煤浆质量分数>60%灰熔点<1350℃灰份<15%气化温度℃1450~16001450~16001450~1600煤气热值KJ/Nm310.5~11.710.5~11.09.6~9.7碳转化率999990~96气化压力/MPa4.04.04.0~8.0气化炉特点干粉煤供料，顶部单喷

7、嘴，承压外壳内有水冷壁，激冷流程，由水冷壁回收少量蒸汽，除喷嘴外材质全为弹钢干粉煤供料，下部多喷嘴对喷嘴，承压外壳内有水冷壁，废锅流程，充分回收废热产蒸汽，材质碳钢、合金钢、不锈钢水煤浆供料，顶部单喷嘴，热壁，Al2O3-Cr2O3-ZrO2耐火衬里，冷激流程（用于IGCC时有废锅流程），除喷嘴外全为碳钢。投煤2000t/d单台气化炉尺寸/mmΦ内=3500H=17000Φ内=4600（投煤2300t/d）H=31640Φ内=4500标准炉：Φ外=2794和Φ外=3175（投煤800t/d）H=11500耐火砖或水冷

8、壁寿命/a20201喷嘴寿命60万t/a甲醇气化炉台数10a，前端部分1a1a~1.5a60d冷激室或废锅尺寸/mm21（Φ内约为5000mm）4+1除尘冷却方式分离+洗涤干式过滤、洗涤洗涤去变换温度/℃22040210建筑物（不包括变换）装置占地：9000m2高约55m（气化部分）装置占地：9000m2高约85m~90m（气化部分）装置占地：