關(guān)于水煤漿氣化技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用發(fā)展

【摘要】本文從我國(guó)水煤漿氣化技術(shù)的發(fā)展的歷史背景談起，闡釋了水煤漿氣化技術(shù)的發(fā)展歷程以及其應(yīng)用范圍。通過(guò)對(duì)其應(yīng)用發(fā)展的現(xiàn)狀分析水煤漿氣化裝置在現(xiàn)代生活中的運(yùn)行狀態(tài)，并且在運(yùn)行裝置上以及設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)予以分析和探討。

【關(guān)鍵詞】水煤漿；氣化技術(shù)；運(yùn)行設(shè)備；運(yùn)行水平；國(guó)產(chǎn)化

這幾年來(lái)加壓化的煤氣化技術(shù)發(fā)展越來(lái)越成熟，比如：魯奇（Lurgi）爐，德士古（TEXACO）爐，道化學(xué)（DOW）爐，謝爾（Shell）爐。TEXACO水煤漿氣化技術(shù)是第二代煤氣化技術(shù)在當(dāng)前世界上發(fā)展較快的和普遍應(yīng)用的。合成氨，甲醇，含氧化物，潔凈煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等領(lǐng)域已成功應(yīng)用該技術(shù)。安全與綠色是TEXACO水煤漿氣化工藝最具有時(shí)代特色的優(yōu)點(diǎn)，此外，它還有許多優(yōu)點(diǎn)，如操作流程簡(jiǎn)單易操作，啟動(dòng)和停止比較方便，氣化爐的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，加載和卸載的速度較快，煤種適用的范圍廣泛，合成氣質(zhì)量?jī)?yōu)，價(jià)格低廉，轉(zhuǎn)化率可觀。

一、我國(guó)水煤漿氣化技術(shù)概述

八九十年代初，當(dāng)時(shí)在我國(guó)有九家企業(yè)想改造老式的氣頭部分，從而引用了德士古水煤漿氣化工藝技術(shù)，并與之簽訂了合作意向書(shū)，帶動(dòng)了許多企業(yè)準(zhǔn)備采用德士古氣化工藝，由此形成了一股“德士古水煤漿氣化熱”。但是，由于德士古氣化工藝技術(shù)需要資金投資較大，氧氣的消耗也比較高，再加上我國(guó)企業(yè)購(gòu)買(mǎi)的設(shè)備調(diào)試后生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)開(kāi)停車(chē)次數(shù)很多的現(xiàn)象等諸多因素，“德士古水煤漿氣化熱”并未得到廣泛應(yīng)用，以至于有些企業(yè)將注意力轉(zhuǎn)向了謝爾干法氣流床工藝，謝爾工藝對(duì)煤種的適應(yīng)要求比前者更低，合成氣中有效成分也相對(duì)前者較高，冷煤氣更加高效率，氧氣消耗也比較低。但通過(guò)調(diào)研，謝爾氣化工藝的成本需求要相對(duì)高出兩成到三成，而且干煤粉進(jìn)料方式不是很成熟尚有些問(wèn)題需解決，目前就煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電主要在使用，還沒(méi)有生產(chǎn)合成氣的案例分析。

二、我國(guó)水煤漿氣化設(shè)備的運(yùn)行水平

魯南化肥廠，這個(gè)全國(guó)水煤漿氣化裝置的第一示范點(diǎn)，給我國(guó)的水煤漿氣化事業(yè)提供優(yōu)秀的一手資料。當(dāng)?shù)谝惶姿簼{氣化裝置投入生產(chǎn)之后，發(fā)現(xiàn)了一系列需要解決的問(wèn)題，如開(kāi)車(chē)和停車(chē)的頻率高等問(wèn)題。因此，經(jīng)過(guò)一步步的改善，裝置的運(yùn)行也不斷趨于穩(wěn)定，大量地應(yīng)用于各大生產(chǎn)廠家。上海焦化就是繼魯南之后投產(chǎn)的廠家，緊接著，陜西渭河等都開(kāi)始了水煤漿氣化裝置的使用，對(duì)其操作方法積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，不斷地開(kāi)發(fā)出新的設(shè)備，為我國(guó)水煤漿氣化事業(yè)貢獻(xiàn)力量。

（一）氣化爐負(fù)載

山東魯南的合成氨的能了在20世紀(jì)90年代末就已經(jīng)高達(dá)十幾萬(wàn)噸，經(jīng)過(guò)計(jì)算，德士古氣化爐的負(fù)載可以高于裝備設(shè)計(jì)能力的1.33倍。這樣的驕人成績(jī)就是由于各種創(chuàng)新和改革的作用。從不斷地提高運(yùn)行時(shí)間開(kāi)始，到提高氣化爐的合理操作壓力，再到提高水煤漿的濃度，都凝聚了工作人員的心血，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)化效率。上海焦化德士古氣化爐負(fù)荷以入爐氧流量計(jì)，生產(chǎn)時(shí)實(shí)際氧流量與設(shè)計(jì)氧流量之比已經(jīng)超過(guò)了1：1。

（二）燒嘴使用額度

燒嘴的使用額度問(wèn)題也是需要改革創(chuàng)新的因素之一。在上海焦化氣化爐中，幾乎沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)燒嘴使用問(wèn)題，通常情況下，一個(gè)新的燒嘴可以連續(xù)使用超過(guò)三個(gè)月，即使在生產(chǎn)中出現(xiàn)問(wèn)題，如果即使修復(fù)，也可以再繼續(xù)使用至少兩個(gè)月以上。在使用中還可以進(jìn)行二次修復(fù)、三次修復(fù)或者是更多次修復(fù)后繼續(xù)使用，最終更換燒嘴。

（三）高溫?zé)犭娕?/p>

德士古公司出品的高溫?zé)犭娕?，其壽命時(shí)間長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)上海焦化公司的進(jìn)一步改進(jìn)，使得它所生產(chǎn)的高溫?zé)犭娕急鹊率抗派a(chǎn)的壽命還要長(zhǎng)。

（四）向火面耐火磚

德士古的水煤漿氣化工藝對(duì)于煤的灰熔點(diǎn)要求不高，如果沒(méi)有達(dá)到要求，可以選擇加入石灰石作為助溶劑。正是由于灰熔點(diǎn)不高，造成了灰分中的氧化鈣和三氧化二鐵的含量高，對(duì)耐火材料具有很強(qiáng)的腐蝕能力，因此，對(duì)于向火面的要求就很高，相對(duì)來(lái)說(shuō)，這種磚的價(jià)格就比一般磚的價(jià)格要高，磚的耐火性能也影響了整個(gè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)車(chē)時(shí)的耐火磚的使用壽命相比以前大大提高。例如，山東魯南耐火磚的使用時(shí)間已經(jīng)達(dá)到了一萬(wàn)四千小時(shí)，陜西渭河的筒體磚的使用時(shí)間達(dá)到平均1萬(wàn)小時(shí)，其錐底磚的使用時(shí)間也達(dá)到了平均七千小時(shí)。

三、我國(guó)水煤漿氣化工程中的問(wèn)題討論

（一）空分裝置

空分裝置的選型對(duì)于德士古水煤漿氣化工藝來(lái)說(shuō)，占有很重要的地位。內(nèi)壓式這種選型使得德士古的空分裝置不再進(jìn)行氧氣透平，還省去了使用氧氣壓縮機(jī)的步驟。在實(shí)際生產(chǎn)管理中，運(yùn)行裝置的減少可以減少管理的麻煩，更重要的是，減少了故障發(fā)生的概率。

（二）氣化爐問(wèn)題

在氣化爐的問(wèn)題上，德士古采用的是激冷環(huán)，一種新型的措施應(yīng)用于水煤漿氣化爐的實(shí)際工作中。從現(xiàn)場(chǎng)操作觀察到，激冷環(huán)中激冷水的進(jìn)入方向是以切線的方向來(lái)進(jìn)入的，而不是傳統(tǒng)認(rèn)為的垂直進(jìn)入，這種方法可以有效減少激冷環(huán)的結(jié)垢現(xiàn)象發(fā)生率。另一方面，從國(guó)內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行水平看，激冷室的“帶水”現(xiàn)象比較嚴(yán)重，這是由于壓力負(fù)載的不斷加大而產(chǎn)生的把激冷室的水帶到洗滌塔所造成的，如此便直接影響到了系統(tǒng)運(yùn)行的周期性。因此，對(duì)于激冷室的結(jié)構(gòu)要進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，讓激冷室中的氣體和液體分開(kāi)。

四、我國(guó)水煤漿氣化設(shè)備國(guó)產(chǎn)化討論

新時(shí)代背景下賦予我國(guó)能源市場(chǎng)上新的結(jié)構(gòu)變化，以水煤漿為例的燃?xì)馊剂现饾u代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固態(tài)煤，其優(yōu)勢(shì)更加顯著。在我國(guó)，水煤漿的氣化工藝勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生巨大的發(fā)展浪潮，因此，水煤漿技術(shù)和設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化就發(fā)揮起了重要作用。從水煤漿氣化工藝的靜止設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備以及控制儀表這三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行研究討論。

在靜止設(shè)備方面，上海焦化就試用了航天部為其制造的燒嘴，試用效果良好；洛陽(yáng)耐火磚的國(guó)產(chǎn)化為氣化爐的工藝夯實(shí)了基礎(chǔ)；國(guó)內(nèi)各大生產(chǎn)公司都已經(jīng)掌握了大部分的靜止設(shè)備的使用經(jīng)驗(yàn)。

在運(yùn)輸設(shè)備方面，棒磨機(jī)已經(jīng)成為這方面的代表，運(yùn)行平穩(wěn)，技術(shù)成熟。在洗滌塔、冷凝液泵、破渣機(jī)、隔膜泵等設(shè)備也實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。

在控制儀表方面，最顯著的成就是高溫?zé)犭娕紘?guó)產(chǎn)化的實(shí)現(xiàn)以及氣化爐激冷室中減壓閥的國(guó)產(chǎn)化，確保系統(tǒng)運(yùn)行安全。

五、結(jié)語(yǔ)

從最早的德士古水煤漿氣化工藝開(kāi)始，是我國(guó)水煤漿氣化事業(yè)從失敗走向成功的旅程，也是在不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新中蓬勃發(fā)展的。國(guó)產(chǎn)化的實(shí)現(xiàn)，為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供動(dòng)力，并且展現(xiàn)了一幅遼闊的發(fā)展前景圖。