В печах для газификации царит процветание, соперничество множества устройств

Thread Content

Оборудование для газификации угля является важной основой для чистого и эффективного преобразования угля в другие формы. Благодаря постоянным инновациям и совершенствованию технологий в последние годы в стране появилось множество различных типов газификационных установок. Понимание тенденций развития технологий газификации угля и выбор оборудования для газификации, соответствующего виду угля, потребностям рынка, характеризующегося низким энергопотреблением, небольшими инвестициями, надежностью и безопасностью с точки зрения охраны окружающей среды, является важным направлением для здорового развития угольной химической промышленности. На конференции по инновациям и развитию технологий нового типа газификации угля в Китае 2016 года, которая состоялась 29 июля в Пекине, участвовавшие эксперты высказали свои мнения и рекомендации. Появляется все больше различных типов печей. Различные газификационные печи являются важным средством для процесса газификации и ключевым оборудованием для этой цели. Они широко используются в нашей стране; уровень их промышленного развития высок, существует множество технологий их использования, а количество таких печей также велико. Количество введенных в эксплуатацию передовых крупногабаритных печей для газификации с использованием потока газа в стране превысило 300 единиц. ”Рассказала заместитель руководителя отдела энергетики и химической промышленности Института планирования нефтегазовой и химической промышленности Хань Хунмэй. Как известно, газификационные установки в зависимости от способа контакта материалов делятся на три основных типа: установки с фиксированным слоем (установки с подвижным слоем), установки с пульсирующим слоем (установки с кипящим слоем) и установки с потоком газа. Основными технологиями газификации в прессованном фиксированном слое с использованием измельченного угля (с твердыми/жидкими отходами) являются печи типа Рути, Сайдинг, BGL, Yunding YM и другие. Технологии газификации порошка с использованием флюидизированного слоя, находящие широкое применение, включают китайскую печь ICC, печь End, печь Koda (Newpower) и другие. Основными технологиями сухой пневматической газификации угля под давлением являются печи марок Shell, GSP, Corin, двухэтапные печи (TPRI), печи типа HT-L, печи марки Dongfang, печи марки Huali, печи с пятью кольцами, печи марки Ningmei, печи марок Liuhua-Qiyao, печи марки Shenggu, печи марки Jinzhong и другие. Основные типы печей для газификации водно-угольной суспензии в псевдоожиженном слое включают GE-TCGP, печь с четырьмя противоположно расположенными форсунками, печь Цинхуа, а также многотопливную печь Северо-Западного института для газификации различных видов суспензий. В настоящее время наша страна добилась значительных успехов в области инноваций в газификационных установках. Помощник генерального директора компании Aerospace Changzheng Chemical Engineering Co., Ltd. Чжу Юйин сказал, что разработанная компанией печь HT-L уже прошла проверку в условиях длительной эксплуатации. Все ключевые компоненты этой печи – газификационная печь, горелки, устройства для удаления шлака, печи с горячим воздухом, предохранительные клапаны, специальные клапаны (клапаны для кислорода, порошка угля, клапаны для регулировки потока шлака, клапаны для регулировки порошка угля, клапаны для изменения направления потока, клапаны для регулировки потока черной воды), высоконагруженные износостойкие насосы и высокоскоростные насосы – уже производятся в Китае, причем компания обладает собственными правами на их производство. Профессор Восточно-Китайского университета науки и технологий Лю Хайфэнг рассказал, что технология газификации угля с использованием одного форсунка и холодной стенки (SE Eastern Furnace), разработанная совместно компанией Sinopec Ningbo Engineering Company, Нинбоским институтом технологий и Восточно-Китайским университетом науки и технологий, уже введена в эксплуатацию на пилотном заводе компании Yangzi Petrochemical в Нанкине, провинция Цзянсу, мощностью 1000 тонн в день. В проекте компании ZhongAn United по производству олефинов из угля мощностью 1,7 миллиона тонн в год используются 7 газификаторов мощностью по 1500 тонн в день; проектирование этого оборудования все еще ведется. Данная печь оснащена трубчатой водяной стена ю, а также интегрированным горелком, объединяющим функции зажигания, нагрева и управления процессом. Устройство для поэтапной очистки состоит из смесителя, циклонного сепаратора и водяной колонны. Колонна для испарения горячей воды выполняет одновременно функции флеш-вспенивания и теплообмена, что позволяет избежать проблем с засорением теплообменников черной водой и снижения эффективности теплообмена. Печь Цзиньхуа (печь для синтез-газового/парового производства газа), разработанная совместно Институтом чистой энергии при Университете Цинхуа в провинции Шаньси, компанией Янмэй Фэнси, а также компанией Янмэй Химическое машиностроение (группа) ограниченной ответственности, была введена в эксплуатацию 1 апреля 2016 года на филиале компании Янмэй Фэнси в городе Линъи. Используя в качестве сырья уголь высокого качества, добываемый в провинции Шаньси, печь уже более 100 дней работает стабильно. Этот печь для газификации позволяет эффективно предотвращать образование засоров и пыли ； Уникальная конструкция снижает долю элементов, подвергающихся нагреву с обеих сторон, что приводит к уменьшению размеров оборудования и затрат на его производство ； Восстановление тепла высокотемпературного синтез-газа и получение побочного высокотемпературного высокодавленного пара позволяют повысить эффективность преобразования энергии в газификационном котле. Данные исследования показывают, что по состоянию на конец 2015 года в Китае было внедрено в промышленное использование 392 устройства для газификации угля под давлением. Из них 120 устройств представляли собой газификаторы с фиксированным слоем угля, что составляет 77,9% от общего числа устройств. 20 устройств — это газификаторы с плавающим слоем угля, что составляет 55,5%. Ещё 75 устройств — это газификаторы с потоковым слоем угля, что составляет 37,1%. Технологические инновации для преодоления недостатков. Хань Хунмэй отметила, что технология газификации прошла через десятилетия исследований и практического применения; она постоянно совершенствуется, и уровень этой технологии уже довольно высок. Однако по мере того, как сферы применения газификации угля в стране становятся все более разнообразными, а регионы его использования — все шире, возрастает потребность в более разнообразных составах газа. Количество видов угля увеличивается, а его качество становится все более изменчивым. При этом, с учетом все строжеющих требований к охране окружающей среды и безопасности, технология газификации угля по-прежнему нуждается в дальнейшем совершенствовании с учетом своих особенностей и проблем, возникающих в процессе ее эксплуатации. Согласно информации, среди проблем, которые срочно необходимо решить для существующих типов газификационных установок, можно выделить следующие: сокращение закупок оборудования с патентами и повышение степени локализации производства ключевого оборудования, оптимизация процессов и конструкции систем управления, снижение затрат на программное обеспечение (платежи за патенты + расходы на PDP + услуги по технической поддержке), повышение давления при газификации водяного угольного суспензии до уровня 6,5–8,7 МПа, дальнейшее увеличение мощности оборудования для увеличения объема используемого угля, повышение давления побочного пара, оптимизация систем охлаждения и удаления пыли, восстановление энергии, оптимизация способов охлаждения синтез-газа, эффективная обработка вредных сточных вод, оптимизация систем обработки золы, улучшение процесса циркуляции золистой воды, совершенствование методов очистки газа, снижение количества пыли, выделяющейся в процессе работы оборудования, снижение содержания углерода в золе, сокращение объемов отходов в виде мелкой золы, а также усиление исследований по использованию мелкой золы. “Инновации в оборудовании для газификации в будущем заключаются в повышении уровня локализации производства, снижении затрат на инвестиции, увеличении давления при газификации, разработке крупномасштабного оборудования для газификации, а также в повышении эффективности использования энергии и ресурсов, сокращении расхода воды и улучшении экологических показателей. ”Сказала Хань Хунмэй. Например, по состоянию на июнь 2016 года в нашей стране было введено в эксплуатацию 28 газификационных установок марки Shell для переработки отработанных котлов. В настоящее время у процесса Shell 10 ключевых устройств, за исключением измерителя скорости потока угольной пыли и денсиметра, имеют производителей с национальной сертификацией или находятся в процессе сертификации. В будущем необходимо ускорить процесс локализации производства ключевого оборудования, что позволит **снизить затраты на инвестиции и эксплуатацию установок для газификации, а также повысить уровень производства оборудования в стране. Как стало известно в ходе интервью с журналистами, в будущем технологические инновации в области газификации угля будут сосредоточены на таких направлениях, как каталитическая газификация и подземная газификация угля. Хань Хунмэй отметила, что каталитическая газификация позволяет снизить температуру газификации на 200–300°C, обеспечивая мягкую газификацию и направленную трансформацию. В настоящее время необходимо уделить особое внимание изучению типов катализаторов, механизмов каталитических реакций и процессов каталитической газификации. В настоящее время основное внимание в технологии подземной газификации угля уделяется совершенствованию технических деталей, включая контроль процесса, вспомогательные устройства/оборудование для подземной газификации, технологию зажигания и проектирование печей для газификации ； Также необходимо усилить ключевые вспомогательные технологии, такие как газификационная рекуперация и контроль загрязнителей. Кроме того, существуют и другие направления научных исследований, такие как гидридный газификационный процесс, каталитическая обработка биомассы, газификация в разделенных потоках газа в печах с газофазным слоем (в сочетании с высокотемпературной трансформацией), газификация угля в шлаке доменных печей, газификация с использованием сверхкритической воды, вторичная газификация летучих зол, а также тепловая интеграция процесса газификации с другими процессами (например, с метанизацией). Острова газификации постепенно становятся обычным явлением. Благодаря быстрому развитию технологий газификации, увеличению размеров промышленных парков (крупных предприятий), а также процессам замены и совершенствования отраслей, использование специализированных установок для газификации в промышленных парках, особенно на крупных предприятиях, для производства качественных и недорогих промышленных газов, таких как синтез-газ, водород и монооксид углерода, становится все более распространенной практикой. 　　　Хань Хунмэй заявила, что острова газификации с профессиональным управлением являются наилучшим решением для преодоления изменчивости качества угля, обеспечения стабильного поставки промышленных газов в больших объемах, а также централизованного решения проблем, связанных с использованием угля и его воздействием на окружающую среду. Острова газификации делятся в зависимости от размера целевой аудитории на корпоративные и промышленные. В зависимости от состава поставляемого газа они бывают синтез-газовыми (CO+H2, H2, CO) и промышленными. А в зависимости от отраслей, которым они обслуживают, их можно разделить на химические (нефтепереработка/угольная химия/другая химическая промышленность и т. д.) и другие промышленные (керамика/строительные материалы/цемент и т. д.). Модель «острова газификации» с широким спектром возможностей по поставке газа предприятиям, потребляющим газ, благодаря своим преимуществам в плане масштабируемости, специализации и гибкости, привлекает все больше внимания и интереса со стороны предприятий и промышленных комплексов. “В промышленных парках с большим количеством предприятий и высоким спросом на промышленные газы строительство и эксплуатация крупных установок для газификации позволяют обеспечить эффективную и интенсивную производственную деятельность, а также централизованное управление производственными процессами. Это помогает избежать недостатков, связанных с разрозненным строительством небольших установок для газификации отдельными предприятиями, и способствует координации действий в рамках парка и его долгосрочному развитию. ”Сказала Хань Хунмэй. Сообщается, что в настоящее время крупные нефтехимические комплексы как внутри страны, так и за рубежом постепенно внедряют модель газификационных островов. В крупном современном производственном комплексе по переработке угля, который в настоящее время планируется к созданию в нашей стране, также будет предусмотрено комплексное планирование крупного газификационного узла. В июле 2014 года в промышленной зоне Пуян началось строительство проекта «Центральный остров газификации» стоимостью 3 миллиарда юаней. Предполагаемая продолжительность строительства — 36 месяцев. В качестве сырья используется угольная пудра; применяется современная технология газификации под давлением с использованием угольно-водного сложения. Также строятся установки для очистки синтез-газа и разделения газов. Этот проект позволит производить важные сырьевые материалы для угольной химии. После завершения строительства ожидается, что годовой объем производства составит 2,8 миллиарда юаней, а налоговые поступления — 220 миллионов юаней. На проекте по производству угольной химикатуры компании Yulin Energy Chemical Co., Ltd., входящей в состав China Coal Shaanxi Company, используется технология газификации модели GE900 с давлением 6,5 МПа. В системе имеется 5 газификационных установок; 2 из них работают в резервном режиме. Ежедневное потребление угля составляет около 8000 тонн. Установка была успешно запущена в эксплуатацию в конце апреля 2014 года. Хань Хунмэй отметила, что для профессиональных установок по газификации угля необходимо в зависимости от особенностей спроса выбирать подходящие технологии: газификация в плавающем слое, газификация в потоковом слое, газификация с использованием фиксированного слоя и обогащенного кислородом газа. Кроме того, необходимо учитывать условия, связанные с источником угля, и провести сравнение экономической эффективности всего процесса, то есть учитывать факторы «источник угля + технология газификации + цена продукта». (Источник: Газета «Китайская химическая промышленность»)