CO变换技术选择.doc

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1、1煤气化技术11.1不同煤气化工艺产出粗煤气的特点21.1.1Lurgi气化生产粗煤气特点21」.2水煤浆气化产生粗煤气特点31.1.3粉煤气化粗煤气特点32变换工艺技术选择42」变换压力选择42.2变换工艺选择52.2.1与水煤浆气化配套变换工艺技术选择52.2.2与粉煤气化配套变换工艺技术的选择63结论16近年來以煤为原料生产合成氨、甲醇的煤化工技术得到大力发展，其中以加压水煤浆气化配套co耐硫变换制备变换气的典型流程的应用尤为普遍。在煤气化配套装置中，一氧化碳变换装置通过变换反应调节气化装置产出粗煤气的氢/碳，满足下游产品的需要

2、，其工艺技术的选择，既耍结合不同气化工艺产出的粗煤气的特点，也耍考虑到后续装置及下游产品的要求。各种气化工艺产出的粗煤气的组成相差较大，即便针对下游同一产品，与不同气化工艺配套的变换工艺技术也不尽相同。变换工艺的选择，除了应适应粗煤气组成及满足产品要求以外，还应考虑安全及节能等问题。安全方面，重点应避免变换炉的超温；节能方面，重点应减少蒸汽用量及有效利用余热。根据目前大中型厂的变换工艺在整个净化工艺中的配置情况来看，变换使用的催化剂和热回收方式是关键，它决定了变换工艺的流程配置及工艺先进性。1煤气化技术煤气化技术的采用起始于18世纪末

3、，现在已经开发了许多不同的技术。这些技术最重要的特征是氧化剂与煤颗粒接触的方式，它决定了给料方式、煤粒大小以及煤在气化炉中停留的时间。根据氧化剂与煤颗粒相对流动的方式，气化炉一般分为3种类型：(1)逆流——移动床或固定床，女nUGLLurgi；(2)并逆流——流化床或沸腾床,如温克勒、HTW、恩德炉和灰熔聚炉；(3)并流——气流床、喷流床、夹带床，女口KT、Texaco>Shell、GSP炉。UGI气化炉是最老的气化炉，这种气化技术国外早已淘汰，但在我国煤气化工艺中仍占主要地位。这种气化炉不仅技术相对落后，而且对煤种要求苛刻，只能气化

4、优质白煤或焦炭，粒度耍求在25〜75mm。而煤在开采运输中的破碎，使成块率(>25mm)只有65%左右，不能入炉的碎煤只能用作民用燃料或制成煤球，仅原料煤一项，就使合成氨或甲醇的成本达1000元/t以上。为摆脱相对落后的技术，真正实现按市场经济规律运作，我国各煤化工企业都在寻求新的煤气化工艺以对原料路线进行改造，即引进或开发以粉煤进料并适合储量大、分布广的烟煤和褐煤气化的工艺。口20世纪90年代以来，各种新型煤气化装置如同雨后春笋般在屮国大地上出现。德士古、壳牌、GSP、WHG等新型先进的气化技术的出现，除了具有节能、环保、能量转化效

5、率高等优点外,也带來了对下游变换工艺更高的要求和挑战。1.1不同煤气化工艺产出粗煤气的特点1.1.1Lurgi气化生产粗煤气特点Lurgi气化炉出口合成气屮CH4的含量高，随煤种不同，在5%〜14%之间，与其他气化技术相比，其热值相对较高，比较适合用作工业燃料和城市煤气。如果要用于合成氨、甲醇等大宗化学晶生产，就必须天然气蒸汽转化工艺或部分氧化工艺对CH4进行进一步的转化,整个工艺流程就显得冗长而复杂。当然，煤的间接液化过程是一个特例，因为在该过程中，合成反应器出丨1有约10%的ch4,因此，合成气中CH4的存在并不从根本上影响合成反

6、应的进行。由于气化温度不高，Lurgi气化炉出丨I合成气中含有大量的焦油,其合成气的净化流程比较复杂，焦油污水的处理也是非常大的难题。1.1.2水煤浆气化产生粗煤气特点水煤浆气化多为激冷流程，操作压力(表压，下同)一般为2.7〜8.5MPa,产岀粗煤气的主要特点如下：(1)粗煤气屮的CO干基含量约42%〜47%，与出含量相当，CO的变换负荷不是很大，变换炉超温现象不突出。(2)粗煤气的水/气较高，一般在1.3-1.5,有吋可高达到1.7左右。水蒸气含量充足，不需耍配水蒸气即可满足各类变换反应的要求。(3)粗煤气经变换反应后的剩余水汽较

7、多，冷凝液量大，需要回收的热量多。1.1.3粉煤气化粗煤气特点粉煤气化的变换操作压力较水煤浆气化低，约3.8MPa,其粗煤气的CO干基很高达60%以上，有的甚至到70%,变换反应的推动力大，反应非常剧烈，非常容易造成变换炉超温。但废锅型和激冷型两类粉煤气化产出粗煤气的特点又有所不同。废锅型粉煤气化粗煤气的水/气比较低，只有0.2左右。无论是完全变换或部分变换，水/气都不足，需耍补加一定量的蒸汽才能满足变换深度的要求。激冷型粉煤气化粗煤气的水/气介于传统的高、低水/气之间，一般在0.7~1.0左右。部分变换时可以不补加蒸汽；对于完全变换

8、，则需要补充水汽才可满足变换深度的要求。综上所述，低压鲁奇气化炉所产煤气CH4含量高,且杂质气体多,净化困难。流化床等温变换反应器很有潜力，但目前还停留在实验室阶段。以德士古和多喷嘴气化技术为代表的水煤浆气化技术，技术成