航天煤气化技术工业示范装置研制汇报.doc

航天煤气化项目汇报航天煤气化技术工业示范装置研制汇报 中国航天科技集团公司北京航天动力研究所2006年11月14日目 录一、 航天煤气化技术的特点二、 与国、内外先进煤气化技术的比较三、 建设航天煤气化技术工业示范装置一、 航天煤气化技术的特点我国富煤、缺油、少气的能源结构特点，决定了煤炭资源的高效综合利用是解决我国能源战略问题的现实途径。大规模高效煤气化技术作为煤炭资源利用的基础和瓶颈，其核心技术至今仍被国外所垄断。发展我国具有自主知识产权的先进煤气化技术，建设具有产业规模的煤气化技术示范工程，是提高我国洁净煤技术创新能力，促进具有自主知识产权创新成果转化和装备集成创新的有效途径，对于推动我国洁净煤气化技术及其产业化的发展具有重大的带动作用。航天煤气化技术吸收了国外先进煤气化技术的优点，充分利用航天特种技术优势与航天石化装备的研发成果，自主研发HT-L气化炉、气化燃烧器等煤气化关键设备，采用成熟的化工工艺，形成了具有自主知识产权的航天煤气化成套技术。其特点为：l 采用粉煤作原料-适应我国煤炭资源分布广、种类多的特点l 采用气流床加压气化和水冷壁结构-气化压力4MPa，气化温度1700以上，满足高效利用煤炭的技术要求l 采用激冷流程及灰渣水循环利用等技术，能够实现合成气灰分、硫等有害元素的有效处理和灰渣的综合利用-达到洁净环保要求l 全部设备国产，成套工艺技术拥有自主知识产权-建设投资少，运行维护费用低，便于在发电、化工等领域推广。该项技术，达到了煤气化技术的国际先进水平，满足我国对大规模高效煤气化技术的需求，能够替代国外煤气化技术，对于促进我国煤炭资源的洁净高效利用核心技术的自主创新具有重大的战略意义主要技术、经济指标：l 日处理煤： 2000吨l 小时产气量： 170000Nm3/h(co+H2)l 比氧耗： 310Nm3O2/1000Nm3(co+H2)l 比煤耗： 490kg/1000Nm3(co+H2)l 有效气成分co+H： 92%;l 碳转化率： 99%；l 冷煤气效率： 84%l 气化炉操作温度： 1400-1900l 气化炉操作压力； 4MPa；l 原料煤适应性： 涵盖几乎所有煤种，实现原料煤本地化；l 项目一次性投资及运行维护费用：低二、 与国、内外先进煤气化技术的比较（一）国外先进煤气化技术目前已实现工业化应用的国外先进煤气化技术有两种，即美国GE公司的Texco水煤浆加压气化技术和荷兰壳牌公司的Shell粉煤加压气化技术，两种技术在国内大氮肥和甲醇行业都已经成功引进。两种技术的共同特点是能够实现煤炭的洁净高效利用，其中，碳的转化率均在95%以上，污染物排放接近于零，但两者均为国外专利技术，专利费用昂贵，运行费用高。 Texaco气化炉 Shell气化炉美国GE公司的Texaco水煤浆加压气化技术，由于对煤的成浆性和灰熔点有特殊的要求，国内只有神府、华亭、鹤岗等少数地区的煤炭可以用作其原料，难以实现原料煤的本地化，很难在全国的发电和氮肥企业推广。Texco水煤浆加压气化技术应用的企业序号企业气化压力（MPa）用途及规模原料煤产地投产时间备注1鲁南化肥厂2.710万吨/年合成氨神府19932上海焦化厂4.020万吨/年甲醇神府19953渭河化肥厂6.530万吨/年合成氨华亭19964淮南化肥厂4.030万吨/年合成氨神府20005浩良河化肥厂4.030万吨/年合成氨鹤岗20046德州化肥厂6.530万吨/年合成氨神府20047金陵化肥厂6.530万吨/年合成氨神府20058神木甲醇厂4.010万吨/年甲醇神府20059南化公司化肥厂8.530万吨/年合成氨神府在建10惠生南京甲醇厂4.020万吨/年甲醇神府在建11临猗化肥厂4.010万吨/年甲醇华亭在建壳牌公司的Shell粉煤加压气化技术，对于煤种的适应性广，但设备投资大，关键设备基本依赖进口，尤其是特殊阀门、气化炉内件和燃烧器，由于必须依赖进口，每年的备品备件费用对于一个18万吨/年合成氨厂来讲超过3000万元。壳牌公司的Shell粉煤加压气化技术应用企业序号企业气化压力（MPa）用途及规模原料煤产地投产时间备注1湖北双环4.020万吨/年合成氨本地已投产2柳州化肥厂4.026万吨/年合成氨本地开车3洞庭氮肥厂4.052万吨/年合成氨本地开车4安庆化肥厂4.052万吨/年合成氨本地开车5枝江化肥厂4.052万吨/年合成氨本地开车6云南天安公司4.050万吨/年合成氨本地在建7云南沾益化肥厂4.050万吨/年合成氨本地在建8河南永城化肥厂4.050万吨/年甲醇本地在建9河南义马化肥厂4.020万吨/年甲醇本地在建10中原大化肥4.050万吨/年甲醇本地在建11大连大化肥4.030万吨/年甲醇本地在建（二）国内研发的煤气化技术1、华东理工大学的四喷嘴水煤浆气化技术华东理工大学四喷嘴水煤浆气化技术是为了避开德士古专利而开发的技术，其核心内容是将德士古气化炉的顶部单喷嘴燃烧改为侧壁四个喷嘴对烧形式，类似于气流床电站锅炉的燃烧器布置。其优点在于节省了购买德士古专利的费用，缺点是没有克服德士古技术的不足，所以，同德士古技术一样，难以进行规模推广。2、西北化工院的灰融聚气化技术西北化工研究院的灰融聚气化技术属于流化床技术，由于其必须热态排渣、没有水冷壁，导致其气化温度低于1200度，气化压力低于2MPa,运行可靠性低，碳的转化率、热效率等都比较低，难以同先进的水煤浆或粉煤加压气化技术相比。(三)航天煤气化技术与国外两种先进煤气化技术的比较（以30万吨/年甲醇装置为例） 技术指标比较名 称HT-LShellTexaco比氧耗（Nm3/KNm3)330-360330-360410-430有效气成份CO+H2(%)899189917881碳转化率(%)999998冷煤气效率(%)808380837176煤气化热效率(%)969686原料煤输送形式干粉,气体输送干粉,气体输送水煤浆,泵输送烧嘴寿命10年,每6个月维修头部10年,每1.5年维修头部每1.5个月维修头部水冷壁或耐火砖寿命水冷壁结构简单，属圆筒盘管型，水路简单，易制造，寿命10年，副产中压饱和蒸汽。水冷壁呈多段竖管排列，水路复杂，合金钢材质，制造难度大，寿命10年，副产中压饱和蒸汽和过热蒸汽。昂贵的耐火砖只能用一年，不产蒸汽。原料煤的适应性气化原料煤几乎函盖从褐煤到无烟煤的所有煤种，可以实现原料煤本地化气化原料煤几乎函盖从褐煤到无烟煤的所有煤种，可以实现原料煤本地化对煤种要求高（灰熔点低于1250度，成浆性好）,无法实现原料煤本地化电耗低因有激冷气压缩机和反吹气压缩机,所以电耗较高低 投资比较： 单位：万元名称HTLShellTexaco专有技术费150060006800气化装置380006600040000空分装置180001800026000其他装置450006000045000合 计102500150000117800吨甲醇主要消耗比较： 单位：元名称HTLShellTexaco原料（煤）603.7603.7676.1电耗44.259.937.8空分装置动力消耗237.1237.1260.8副产蒸汽-184.2-200.2-144.7合 计700.8700.5830.0维修费用比较： 名 称HT-LShellTexaco维修费用全部设备国产化维修费用每年约1000万元大量的特种阀、陶瓷过滤器芯、气化烧嘴等备件都要求进口，维修费用每年约6000万元每年更换一次气化炉耐火砖，每45天更换一次烧嘴，维修费用每年约3000万元综合比较： 一次性投资l 比Shell煤气化技术少4.75亿元l 比Texaco煤气化技术少1.53亿元消耗、维修费用l 比Shell煤气化技术每年少5000万元l 比Texaco煤气化技术每年少2000万元 因此，航天煤气化技术无论从技术指标、经济指标均已达到国际先进水平，具有较强的市场竞争优势。三、 建设航天煤气化技术工业示范装置针对我国能源结构的特点以及在煤炭利用方面的技术现状，利用航天自身的在化工行业装备的研制优势，聘请国内相关技术专家，研发可以替代常压固定层煤气化技术，打破国外技术的垄断形势，实现化工企业的原料煤本地化改造的先进“航天煤气化技术”项目。在化肥企业，受国外技术本身缺陷的制约和项目巨额投资的影响，国内只有少数大型企业才有能力进行煤气化工业装置的建设。而占有国内半壁江山的400多家中小氮肥企业，如不进行煤头改造，企业本身将面临生存的危机，航天煤气化技术的研发是解决中小氮肥企业迫切改造切实可行的途径。为解决工程项目设计资质及工程设计人员不足的问题在集团公司、院的大力支持下，与甘肃省石油化工设计院达成了合作协议，以51%控股的方式组建“兰州航天石化工程公司”，承担项目的设计任务。具有自主知识产权的