Текущее состояние использования различных технологий газификации угля в стране

Thread Content

Современное состояние применения различных технологий газификации в стране Автор/источник: Дата: 2016-08-03 Количество кликов: 25 I. Современное состояние применения технологии газификации с фиксированным слоем Газификация с фиксированным слоем начала применяться в нашей стране в 1950-х годах; она используется в основном для получения газа, необходимого для производства синтетического аммиака из бурого угля. Бывший завод удобрений Народно-освободительной армии Юньнаня стал первым предприятием в Китае, которое начало использовать печи для газификации угля под давлением; это были печи первого поколения марки Lurgi. В настоящее время у группы Yunnan Jiehua имеется 14 печей типа Лао-Лучи; одна из них была переоборудована в печь для прессованной газификации золы при использовании угля в качестве топлива (печь типа BGL). Ее эксплуатация началась в 2006 году. После середины 1980-х годов в нашей стране произошел значительный развитие установок для прессованной газификации угля. Компании такие как Tianji Group, Ланьчжоуский газовый завод, Харбинская газификационная фабрика, Йима в провинции Хэнань имели такие установки. Они использовались в основном для производства городского газа, синтетического аммиака, метанола, диметилэтера, природного газа, а также для косвенной ликвидации угля. Пять установок модели Mark-Ⅱ от компании Lurgi, приобретенных Ланьчжоуским газовым заводом, использовались в основном для производства городского газа. Однако из-за ограничений со стороны потребителей их производство было прекращено ； В конце 1980-х годов Харбинский завод газификации импортировал из Германии 5 газификационных установок модели PKM (это соответствует 3-му поколению установок типа Lurgi) ； У остальных предприятий тип печей — это газификационные печи с давлением для измельчения угля модели Mark-Ⅳ. В последние годы предприятия, использующие установки для газификации угля под давлением (установки типа Ручи), в основном включают Shanxi Lu’an, Xinjiang Guanghui, Inner Mongolia Datang International Keqi, Xinjiang Yili Qinghua, Guodian Chifeng Fertilizer, Jinmei Jinshi, Datang International Fuxin, Yili Xintian, Henan Jinmei Tianqing и другие. Среди них установка для газификации в компании Datang Keqi является первой в мире установкой такого типа с рабочим давлением 4,0 МПа; она была успешно запущена в эксплуатацию в мае 2012 года ； Сырьем для устройства газификации при давлении с использованием измельченного угля компании Jinmei Jinshi является уголь марки 15 из Цзиньчэна. В настоящее время процесс подачи сырья уже успешно запущен, что подтверждает возможность применения технологии газификации при давлении для обработки битуминозного угля из Цзиньчэна в отдельном режиме. Распространенной проблемой в процессе газификации в фиксированном слое является большой объем сточных вод, образующихся в процессе газификации. В этих сточных водах содержится большое количество камфоры, аммиака, фенолов и других веществ. На данный момент не существует эффективных способов обработки этих веществ. Хотя можно использовать методы рекуперации фенолов и аммиака, а также разделения воды и газа для отделения этих веществ, их последующая обработка представляет сложность, и трудно добиться соответствия стандартам качества сточных вод. Кроме того, инвестиции и затраты на обработку сточных вод также довольно высоки. При эксплуатации установок газификации с фиксированным слоем топлива на проектах Datang International в Кици и Guanghui в Синьцзяне возникали проблемы с коррозией котла. В Внутренней Монголии и Синьцзяне из-за низкой термостабильности угля не удавалось достичь заданных показателей производства. II. Современное состояние технологии газификации в плавающем слое. Печи для газификации в плавающем слое пользуются интересом со стороны некоторых предприятий и находят применение благодаря таким преимуществам, как простая конструкция, умеренная температура работы, удобство эксплуатации, высокая производительность, отсутствие в получаемом газе таких веществ, как деготь, широкий спектр подходящих видов угля, а также возможность использования мелкого угля длиной до 10 см, производимого на угольных шахтах. В 1993 году Шанхайский коксохимический завод ввел в эксплуатацию технологию и оборудование для газификации с использованием газа U-gas. Было установлено 8 газификационных установок: 6 в рабочем режиме и 2 в резерве. Производительность каждой газификационной установки составляла 20 000 м³ газа в час. Завод был введен в эксплуатацию в апреле 1995 года. Это была первая в мире промышленная установка, использующая технологию U-gas. С апреля 1995 года по октябрь 1996 года установки работали в общей сложности 15 000 часов. В качестве сырья для газификации использовался уголь из Китая, в общем количестве 50 000 тонн. Фактические показатели работы этого оборудования не соответствовали заложенным в проект требованиям. Кроме того, из-за замены городского газа природным газом в Шанхае, газификационные установки типа U-gas были выведены из эксплуатации в начале 2002 года. В 2005 году компания SES начала сотрудничество с компанией Zhongneng GCL (Внутренняя Монголия) по производству углеродистого водорода. Планировалось использовать технологию газификации U-gas для производства 225 тыс. тонн метанола в год и 150 тыс. тонн диметилэтера в год. В 2008 году в компании Shandong Zaozhuang Aixins New Gas Co., Ltd. была построена одна установка мощностью 400 т/сутки и ещё одна в резерве, всего две установки такого типа. Они предназначены для производства синтез-газа, необходимого для производства 100 тыс. т метанола в год. На проекте по производству метанола мощностью 300 тыс. т/год в Йима, провинция Хэнань, было использовано 3 газификационных установки модели U-gas мощностью по 1200 т/д; две из них работали постоянно, а третья — в резерве. Строительство завершилось в июне 2012 года, а в декабре первая газификационная установка была успешно запущена в эксплуатацию. В стране технология газификации с использованием циркуляционных пылевых камер типа TRIG была внедрена в 2009 году. В настоящее время эта технология используется в двух проектах: в компании Dongguan Zhongke (Zhengyu) Gasification Co., Ltd. в рамках проекта по модернизации технологии IGCC была установлена газификационная установка типа TRIG с мощностью 1700 тонн угля в сутки; а в проекте группы Boyuan Group по сокращению энергопотребления также была установлена газификационная установка типа TRIG с мощностью 1200 тонн угля в сутки. В настоящее время эти два проекта ещё не введены в эксплуатацию. Технология газификации в плавающем слое в нашей стране относится к новым методам газификации; она находится на начальном этапе развития, и до её широкого применения ещё далеко. У технологии газификации в плавающем слое из-за наличия разреженной фазы интенсивность газификации невысока. К тому же, коэффициент преобразования углерода ниже, чем в газификаторах с фиксированным слоем и с потоком газа. III. Современное состояние технологии газификации в потоковой камере
1. Современное состояние технологии газификации угольной суспензии
Технология газификации угольной суспензии известна в отрасли своей стабильностью и надежностью. Для этой технологии требуется, чтобы температура плавления золы угля была ниже 1350°C (для печей типа «Цинхуа» с водяными радиаторами это требование может быть несколько снижено). Кроме того, уголь должен обладать хорошими свойствами для формирования суспензии; обычно требуется уровень этого показателя не менее 58%. Слишком низкий уровень влияет на экономическую эффективность работы газификационной печи. Американская технология газификации Texaco (в настоящее время GE Gasification) обладает почти 30 годами опыта промышленного применения в Китае; здесь успешно эксплуатируется около 180 газификационных установок. Уровень индустриализации высок, а технология совершенна. Такие проекты, как производство городского газа/метанола из коксующегося угля в Шанхае, производство синтетического аммиака/мочевины из угля на реке Вэйхэ, а также проекты по использованию чистой энергии в Пучэне, функционируют нормально; максимальная продолжительность их непрерывной работы составляет 180 дней. У Университета науки и технологий Восточного Китая есть 10 лет опыта промышленного применения технологии газификации водно-угольной смеси с использованием нескольких форсунок. Эта технология считается зрелой, имеет передовую структуру, обеспечивает стабильную работу установок; максимальный срок непрерывной работы составляет 90 дней. Такая технология используется в таких проектах, как Шэньхуа Нинмэй, Шанхайская коксохимическая компания, Аньян Йинде и других. Основным недостатком таких технологий газификации является высокая требовательность к качеству угля. В камерах горения газификационных установок, а также в огнеупорных кирпичах часто возникают проблемы, из-за чего их необходимо регулярно заменять. В среднем установку приходится останавливать на техническое обслуживание каждые 1–2 месяца. У газификации многосоставных паст также есть более десяти лет опыта промышленного применения; технология совершенна, а работа происходит стабильно. По сравнению с другими методами газификации угольного шлама, установки типа «Цинхуа» имеют более короткий срок промышленной эксплуатации, а их технология требует совершенствования. 2. Современное состояние технологии газификации сухого угольного порошка. Технология газификации сухого угольного порошка под давлением является основной технологией в современной угольной промышленности; она обладает довольно широкой способностью к адаптации к различным видам угля. Температура плавления золы угля, предназначенного для использования в печи, должна быть менее 1400°C; соотношение кремния к алюминию должно превышать 1,6 (при использовании процесса охлаждения под действием воды это требование можно незначительно снизить); диапазон рабочих температур должен быть выше 120°C. У технологии GSP в Китае есть несколько лет опыта промышленного применения. В настоящее время все проекты работают нормально; максимальный срок непрерывной работы составляет 130 дней. Примерами могут служить проект по производству диметилового эфира мощностью 830 тыс. тонн в год у компании Ningxia Coal Industry Group, а также проект «Jincheng 3052» у компании Shanxi Lanhua Coal Chemical Co., Ltd. У технологии газификации угля компании Shell есть 15 лет опыта применения в Китае. Это одна из самых совершенных технологий газификации в мире. В период с 2000 по 2009 год китайские предприятия приобрели 23 установки для газификации угля от компании Shell. Однако из-за необходимости импорта некоторого оборудования и высоких требований к его эксплуатации, только половина этих установок была запущена в работу. Их рабочие характеристики не соответствовали ожидаемым показателям – возникли проблемы с их функционированием. Для урегулирования давних споров в стране относительно нестабильной работы оборудования компании Shell после его ввода в эксплуатацию, Shell совместно с заказчиками прилагает неустанные усилия для ускорения процесса локализации комплектующих, укрепления технического обмена и защиты интеллектуальной собственности, что позволило обеспечить стабильную работу оборудования. Такие проекты, как проект по производству олефинов из угля компании Датан Дуолун, проект по производству аммиака в Юньнане компании Тяньань, проект по производству метанола в Хэнане в городе Хэби, а также проект по производству нефти из угля компании Шэньхуа, уже доказали способность к непрерывной работе при высокой нагрузке в течение более 120 дней подряд, что позволяет считать такую работу нормальной практикой ； Несколько установок для газификации угля от компаний Shuanghuan, Liuhua и Yongcheng проработали в общей сложности более 320 дней; максимальный срок работы составил 341 день. С момента внедрения космических печей прошло восемь лет. Благодаря постоянной практике и усовершенствованиям накопился значительный опыт в области проектирования и эксплуатации; технология стала более совершенной, а работа печей — более эффективной. Другие технологии газификации пылевого угля, такие как двухэтапные печи и восточные печи, применяются лишь на 1–2 проектах; срок их промышленной эксплуатации невелик, а технологии требуют доработки и совершенствования. У угольной печи Нин ещё не началась работа, нужно подождать и посмотреть.