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恩德粉煤气化技术的应用与改进

恩德粉煤气化技术的应用与改进
恩德粉煤气化技术的应用与改进

恩德粉煤气化技术的应用与改进

作者/来源:(1.中冶焦耐工程技术有限公司,辽宁鞍山 114002;日期:2008-8-14

恩德粉煤气化技术从2000年开始在我国应用,至今已有8年时间了。这期间该项技术应用情况如何?应用中存在哪些技术上的问题?在技术上有何改进?这些是人们关心的问题。对此作者进行了调查研究。现把有关情况作一介绍,供参考。

1 应用情况

恩德粉煤气化技术1998年从朝鲜引入中国后,结合中国国情又进行了开发和完善,并获得了专利。2000年景德镇焦化厂燃气工程设计第一次采用1台1×104m3/h恩德炉系统,并于2001年1月投入生产运行。2002年在包头燃气行业会议上恩德粉煤气化技术正式推向燃气市场。2002年9月28日,原国家经贸委正式下文将此技术作为中国工业近期发展导向的推荐技术推广。2003年吉林长山化肥厂2台1×104m3/h恩德炉系统投产,标志着该技术正式推向合成气行业市场。《中国化工报》把恩德粉煤气化技术作为支撑中国合成氨工业的未来技术,在行业内推广。2005年被中国环境保护协会评审,定为国家重点环境保护实用技术(A类),并予公告。到目前为止,已有26套装置在运行或建设中。其中8台是燃气产品;8台氨合成气产品;10台甲醇产品(在建)。

恩德炉采用不同的气化剂,可生产不同性质的煤气,满足不同用户的需要。

1.1 用于生产工业燃气

① 以空气和水蒸气为气化剂生产低热值的空气煤气

其热值为(1000~1100)×4.18 kJ/m3。第一台1×104m3/h气化炉于2001年1月在景德镇焦化厂投入运行。生产的煤气用于焦炉加热,以替换出焦炉煤气,作它用。由于经济效益显著,紧接着又增加了一台1×104m3/h的气化炉。2006年3月又投产了一台4×104m3/h气化炉,生产的煤气也是用于焦炉加热。2006年和2007年通辽市通顺碳素厂又投产2台1×104m3/h气化炉,主要用于烧制碳素制品。

煤气组成一般如下。

组分 CO CO2 H2 CH4 O2 H2S N2

含量/% 19~20 9~10 10~12 2~3 0.2 0.15 56~57

一般的煤质,每1000m3煤气消耗煤270~273 kg。

② 用富氧气化生产热值为1500×4.18 kJ/m3的工业燃气

2005年葫芦岛锌厂投产2台2×104m3/h的气化炉,用于炼锌加热炉。

煤气组成如下。

组分 CO CO2 H2 CH4 O2 H2S N2

含量/% 24~25 14~15 21~22 2~2.5 0.2 0.1 37~38

一般的煤质,每1000m3煤气消耗煤370 kg,含量99%的氧气70~80m3。

③ 以纯氧气化生产热值为2250×4.18 kJ/m3的水煤气作为工业燃气

2007年7月景德镇开门子陶瓷化工公司投产1台4×104m3/h的气化炉,生产的煤气用于陶瓷制品的烧制。

1.2 用于生产氨合成气

2003年12月,吉林长山化肥集团和黑龙江黑化集团分别投产2台4×104m3/h气化炉。这两个项目都是技改项目。原生产采用的是固定床富氧连续气化技术。由于所用原料为无烟块煤或焦炭,生产成本高,企业经济效益下降。为此决定进行技术改造。这两个项目做到了当年设计,当年施工,当年投入运行,情况良好。接着宁安化肥厂、通辽梅花生物科技有限公司、河南郸城财鑫实业有限公司相继投产1台4×104m3/h、2台2×104m3/h、1台1×104m3/h气化炉。

一般氨(醇)合成气的组成如下。

组分 CO CO2 H2 CH4 O2 H2S N2

含量/% 29.5 19.28 38.93 1.61 0.2 0.1 8.97

若用褐煤,吨氨消耗2.0~2.4 t煤,氧660m3;若用长焰煤,吨氨消耗1.8~2.2 t煤,氧660~680m3。

1.3 用于生产甲醇合成气

用纯氧为气化剂生产水煤气制甲醇,目前已有吉林康乃尔化学工业公司、呼伦贝尔东能化工公司、上海金煤化工公司,规模分别为1台2×104m3/h、2台4×104m3/h、2台4×104m3/h和1台2×104m3/h气化炉,目前正在施工建设中。

预计水煤气组成如下。

组分 CO CO2 H2 CH4 O2 H2S N2

含量/% 34~35 22~23 40~41 1.5~2 0.2 0.2 0.5

有效气(CO+H2)的消耗为褐煤806 kg/km3,氧286m3/km3。

2 存在的问题及技术改进

2.1 存在的问题

恩德炉是在原温格勒气化炉基础上,经过长期生产实践进行多次改进后而形成的具有自己技术特点的实用新型粉煤气化技术,在实际应用中已显示了它的优越性。但常压流化床粉煤气化技术所固有的通病仍不同程度地存在。主要表现在以下几方面。① 气化炉设备高大,建筑物高度很高,致使设备组装难度增加,建设投资增多。② 煤气中粉尘含量高,占入炉煤总灰分的60%~70%,给煤气净化除尘带来较大困难。③ 灰中含碳量较高,一般上部出灰中碳约占30%,炉底出灰中约占10%。由于灰中含碳量高,且气化炉外壳面积大,热损失大,致使碳的综合利用率低,气化率低。④ 煤气中CO2和CH4含量高。在生产合成气时,脱碳设备需增大,弛放气量增加。

这些问题要从根本上解决,只能采取高温高压操作。这要重新进行设计和较长期的试验研究,目前是不可能的。现在只能在现有的基础上进行改进、完善。

由于恩德炉已有不同规模、不同的原料煤、不同气化条件下的生产实践,积累了一定经验,为这项技术的进一步改进创造了条件。我们也摸索出一些可行的设计参数,并付诸实践。

2.2 气化炉的改进

气化炉改进的目标,是延长粉煤在炉内氧化还原反应的时间,提高煤气质量,减少耗氧量,减低热损失。(1)改进炉体结构

在不影响煤气炉生产能力的前提下,降低气化炉高度,减少外壳表面积,增大气流空间。在保证气化炉内粉煤均匀沸腾的前提下,为了克服炉内煤气流速快而带出去粉尘多,反应时间短,CO2还原反应不充分的问题,重新确定了气化炉外壳几何参数。包括下部圆锥角,上端直径,炉体中部圆锥台倾斜角,圆锥台高度,炉体上部圆筒直径及其高度。

(2)合理选定上下喷嘴的方位及流速

为使炉内粉煤与气化剂均匀混合和接触,并使粉尘尽量不随煤气飞出去而沉降到炉底,合理选择了下喷嘴的方位及气化剂通过喷嘴的流速,以满足气化炉在最高、最低负荷时粉煤的沸腾条件,保证气化剂与粉煤均匀接触,并根据煤质及气化炉的能力来确定上、下喷嘴的数量及直径。

(3)开发高效回流高温旋风分离器,并使其与气化炉成为一体

过去的旋风分离器与气化炉是分开的,仅为工艺上的联系,而且内部为没有中心管的旋风沉降粉尘捕集筒。现在把回流高温旋风分离器与气化炉连为一体,固定了气化炉与旋风分离器的安装距离和高度,并在旋风分离器内部安装中心管。煤气和粉尘通过气化炉上部的煤气出口进入回流高温旋风分离器,在此煤粉受离心力的作用分离而坠落,顺着回流管返回到气化炉,再参与气化反应。

气化炉结构形式和喷嘴安装位置的改进,不仅改善了粉煤沸腾条件,还能使气化炉内反应时间比过去延长10%,从而使煤气中CO2含量减少1%以上,CO、H2含量增加1%。

在回流高温旋风分离器出口,煤气中粉尘含量由过去总灰分量的60%降至40%,炉底出灰量由过去总灰量的40%增加到60%,明显地弥补了流化床气化炉的致命缺陷。与此同时,粉尘中碳含量由30%降至小于15%,炉底灰中碳含量小于8%。总体来说,炉底灰和粉尘的碳含量减少50%,粉煤利用率提高3%~4%(达到93%~94%)。每台2×104m3/h半水煤气炉每年可节省2400t粉煤,每小时可节省100m3(99.5%)氧气,即每年可

节省800 km3氧气。

由于气化炉外壳表面积缩小30m2,热损失比以往减少6%;气化炉高度降低,使制气系统建筑物高度降低5m左右,这不仅节省设备组装费和建筑施工费,还能节省气化炉和旋风分离器的钢材和耐火材料。

改进后的恩德炉已在新版设计中采用,有6台套用到工程上。

2.3 煤气净化除尘系统的改进

煤气净化系统包括煤气显热的利用,煤气除尘和冷却。其中煤气除尘不太好处理,存在的问题较多。这是因为煤气中含尘量过高,一般废热锅炉出口含尘量都在50g/m3左右,而且灰的粒度小,一般在0.4mm以下,其中小于0.25mm的占80%。过去除尘系统多以湿法除尘为主,这样不仅需要大量的循环水,而且有时因为含尘污水中的灰水不好分离,致使含尘污水溢流外排,造成总排废水悬浮物严重超标;沉淀池采用的抓斗,常出现“稀泥难抓,人工清淤”的脏累场面。

针对湿法除尘出现的问题,新设计的除尘系统做了改进,以干法为主,干湿结合。即在废热锅炉前后增设高温旋风分离器和低温旋风分离器,使煤气中的含尘量降至10g/m3以下。分离器除下的干灰采用气力除灰系统进行处理。煤气中的灰尘由于大部分被除尘器干法分离掉,这样减轻了湿法除尘的固体负荷,最后经洗涤塔和文丘里水膜除尘,使煤气中含尘量降至低于50mg/m3。循环水经沉淀池产生的污泥,采用压滤机处理系统,改变了抓斗稀泥难抓的局面,灰水分离已不再是难题,实现了循环水闭路循环,不外排。

3 结语

恩德粉煤气化技术已在工业燃气、氨合成气、甲醇合成气等领域的多个工程中应用,效果良好。该项技术被越来越多的用户所认识、肯定,它的应用范围将越来越广阔。比如,用于制氢,焦炉煤气制甲醇,用于增碳,为配合煤制油(F—T合成气)开发的CO2参与的循环气化,制出的气体H2/CO比例可调节,可顺利进行油、催化剂的分离,简化流程,在F—T合成中将占有一席之地。

恩德粉煤气化技术的广泛应用以及从国外引进的粉煤气化技术相继投入运行,将为恩德粉煤气化技术的进一步改进提供新的借鉴。作者认为,恩德粉煤气化技术有必要在以下方面再进行改进:① 采用新型隔热材料和耐磨材料,以进一步解决炉体散热及设备和管道内壁冲刷、耐磨问题;② 改变加料方式,加大煤料流出速度,防止粘结性煤料在气化炉加料口高温处粘结堵塞,以扩大弱粘结性或粘结性煤的应用;③ 改进排灰方式(如灰团聚气化炉那样),以提高气化炉的反应温度,扩大原料煤的应用和降低灰渣含碳量;④ 选用耐高温耐磨阀门,以提高干法除尘系统的调节能力。

科林气化技术

科林CCG粉煤加压气化技术 技术拥有单位:德国科林工业技术有限责任公司 2014-5-20来源:《中国煤化工》编辑部作者:德国科林工业技术有限责任公司德国科林工业技术有限责任公司(简称科林公司)是世界著名的洁净煤利用技术的研发者、拥有者及工业解决方案供应商,全部拥有科林粉煤气化(CHOREN Coal Gasification)技术。科林的前身是欧洲洁净煤利用技术领域的先驱和领导者——前德国燃料研究所(DBI)。上世纪90年代,前德国燃料研究所研发部部长Wolf博士创立了科林,科林名称的由来是:“C-Carbon-碳,H-Hydrogen-氢,O-Oxygen-氧,REN-RENewable-可再生”。科林核心技术团队来自于前德国燃料研究所及黑水泵气化厂。公司总部及技术研发工程中心位于德国萨克森州的德累斯顿。科林在干粉煤气流床气化技术领域拥有40多年的研发、设计、制造、建设及运行经验,能够为业主提供全方位、立体化的煤气化解决方案。 科林CCG粉煤气化工艺过程主要是由给料、气化与激冷等系统组成,采用干粉煤加压进料,以纯氧作为氧化剂(部分煤种需添加少量水蒸气),在气化室内在高温高压的条件下反应,产生以一氧化碳和氢气为主的合成气,并实现高温液态排渣。原料气化和达到气体平衡所需的热量由原料碳氧化成一氧化碳和二氧化碳所释放。气化温度的选择主要由煤的熔融特性及粘温特性确定,气化压力的确定主要取决于产品煤气的利用工艺,通常为4.0MPa。通过科林CCG气化工艺可以把原煤、石油焦等转化为清洁的、高附加值的一氧化碳和氢气,可用于生产合成氨、甲醇、合成油、合成天然气等化工产品,还可用于发电或者生产城市煤气。

粉煤灰的综合利用现状及对策分析

粉煤灰的综合利用现状及对策分析 徐凤宇 (贵州大学明德学院,贵州贵阳550004) 摘要:本文主要通过阐述粉煤灰对环境的危害,说明其利用的必要性;从粉煤灰的化学组成及物理结构特点入手,综述国内外对粉煤灰的综合利用现状;具体介绍了粉煤灰在建材制品、化学工业、农业以及环境保护等领域中的应用,针对利用中存在的问题,提出了一定的可行性方案;为粉煤灰的综合利用与全面推广奠定了一定的理论基础;最后对粉煤灰今后的发展方向及应用热点作了展望,旨在促进固体废弃资源的合理化利用与加快推进我国粉煤灰综合利用的产业化进程和资源的可持续发展战略。 关键词:粉煤灰;综合利用;发展方向 0 前言 资源的综合利用化程度是反映人类文明程度和科技发展水平的重要指标;粉煤灰堆存量逐渐增加,对生态环境造成了很大的威胁,因此需要根据其特性不断开展粉煤灰的综合利用,使其“化害为利、变废为宝”,从而实现可持续发展。 1 粉煤灰对环境的危害 电厂的粉煤灰对环境的影响主要表现在: ①贮灰需占据大量的土地或农田,浪费土地资源,污染土壤; ②扬尘污染空气。只要有四级以上的风力,即可将表层灰粒剥离扬弃,扬灰高度可达20~50 m ,悬浮于大气中的粉煤灰不仅影响能见度,而且在潮湿环境中会对建筑物、工程设施等表面造成腐蚀③湿法排灰会浪费水资源并造成地表水体的污染,粉煤灰进入水体,使水浊度大大增加,形成的沉积物会堵塞河床、使湖泊变浅,悬浮物和可溶物会恶化水质。④贮存在灰场的粉煤灰、飘浮于大气中的粉煤灰降落到地面都会污染土壤,造成土质碱化及其他影响,影响农作物、植物生长及养殖业、畜牧业生产;⑤粉煤灰中含有重金属元素、有毒物质、放射性物质等有害物质,污染环境并影响人体健康。 2 粉煤灰利用的必要性 目前,我国燃煤电厂及化工行业每年排放的粉煤灰工业废渣逐年增多,2000 年全国粉煤灰的年排放量累计达到1.16 亿吨,而且仍以每年800 万吨的排放量递增。预计2008年我国粉煤灰年产量将达到1.8亿吨,造成严重的“黑色污染”,所以粉煤灰高效的综合利用迫在眉睫。 3粉煤灰的基本性能 3.1粉煤灰的化学组成 粉煤灰由有机物和无机物组成,有机物的主要成分为碳、氢与氧;无机物的主要成分为高岭石、方解石和黄铁矿。无机物燃烧后经除尘器收集形成灰渣,其化学成分以氧化硅和氧化铝为主,其中Sio2、Al2o3、Fe2o3 3种成分占70%以上。Cao和Mgo的含量较小随原煤的组成和产出时代不同而变化,一般在0.2%~10%之间变动,各成分所占比例如(表1)所示。 表1粉煤灰的主要成分含量 成分Sio2 Al2o3 Fe2o3 K2o Cao Tio2 N So2 P2o5 含量(%)50.33 30.50 7.40 0.95 3.55 1.05 0.128 0.18 0.013 3.2粉煤灰的物理结构

航天炉煤气化技术运行情况

航天炉煤气化技术运行情况 航天, 煤气化, 技术, 运行 HT-L煤气化技术的生产应用 HT-L煤气化工艺是航天十一所借鉴荷兰SHELL、德国GSP、美国TEXACO煤气化工艺中先进技术,配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。现将该工艺在煤化工项目中的应用介绍如下: 一、工艺介绍 1、磨煤与干燥系统 磨煤与干燥系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同,两套系统一开一备,单套能力35吨/小时,目的是制造出粒度小于90微米的大于80%、水含量小于2%的煤粉。没有单独的石灰石加入系统,只是利用皮带秤通过比值调节将粒状石灰石加到输煤皮带上,一块进入磨煤机研磨。 2、加压输送系统 加压输送系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同,目的是将制出的合格煤粉利用压差输送至气化炉进行燃烧气化。不同是V1205下面是三条腿,三条线输送,到烧嘴处汇合从烧嘴环隙呈螺旋状喷入炉膛。 3、气化及净化 烧嘴设计同GSP,采用单烧嘴顶烧式气化,气化炉采用TEXACO激冷工艺,气化炉升压到1MPa时,煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比进入气化炉,稳压1小时挂渣,炉膛内设置有8个温度检测点,可以作为气化温度的参考点,也可以判断挂渣的状态。设计气化温度1400-1600℃,气化压力4.0MPa。热的粗煤气和熔渣一起在气化炉下部被激冷,也由此分离,激冷过程中,激冷水蒸发,煤气被水蒸汽饱和,出气化炉为199℃ ,经文丘里洗涤器、洗涤塔洗涤后,194℃、固体含量小于0.2mg/m3的合成气送去变换。 4、渣及灰水处理系统 渣及灰水处理系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与TEXACO工艺相同。渣经破渣机,高压变低压锁斗,排到捞渣机,进行渣水分离,水回收处理利用;灰水经高压闪蒸、真空闪蒸后到沉降池,清水作为激冷水回收利用,浆水经真空抽滤后制成滤饼。 二、技术特点 1、原料的适应性 据设计方介绍,该工艺煤种适应性广,从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化,对于高灰份、高水分、高硫的煤种同样适用。龙宇生产用过两种煤,神木炭厂和永煤新桥,工况稳定,有效气含量基本能够达到设计要求,但由于神木炭厂的煤灰分含量低(<10%),挂渣情况不是太好,炉膛上部还可以,下部基本挂不上渣。永煤新桥煤运行时间较短,还不能完全反应其结渣性。附神木炭厂和永煤新桥

粉煤加压气化技术的开发现状和应用前景

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粉煤灰综合利用现状分析

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几种常用煤气化技术的优缺点

几种煤气化技术介绍 煤气化技术发展迅猛,种类很多,目前在国内应用的主要有:传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等,下别分别加以介绍。 一Texaco水煤浆加压气化技术 德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后,发展迅速,目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行,在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。 Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序:将煤、石灰石<助熔剂)、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中,与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆;煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉,在1300~1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔,冷却除尘后进入CO变换工序,一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水,经泵进入气化炉,另一部分灰水作废水处理。 其优点如下: <1)适用于加压下<中、高压)气化,成功的工业化气化压力一般在 4.0MPa 和6.5Mpa。在较高气化压力下,可以降低合成气压缩能耗。 <2)气化炉进料稳定,因为气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送,所以煤浆的流量和压力容易得到保证。便于气化炉的负荷调节,使装置具有较大的操作弹性。 <3)工艺技术成熟可靠,设备国产化率高。同等生产规模,装置投资少。 该技术的缺点是: <1)因为气化炉采用的是热壁,为延长耐火衬里的使用寿命,煤的灰熔点尽可能的低,通常要求不大于1300℃。对于灰熔点较高的煤,为了降低煤的灰熔点,必须添加一定量的助熔剂,这样就降低了煤浆的有效浓度,增加了煤耗和氧耗,降低了生产的经济效益。而且,煤种的选择面也受到了限制,不能实现原料采购本地化。 <2)烧嘴的使用寿命短,停车更换烧嘴频繁<一般45~60天更换一次),为稳定后工序生产必须设置备用炉。无形中就增加了建设投资。 <3)一般一年至一年半更换一次炉内耐火砖。 二多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术 该技术由华东理工大学洁净煤技术研究所于遵宏教授带领的科研团队,经过20多年的研究,和兖矿集团有限公司合作,成功开发的具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术,并成功地实现了产业化,拥有近20项发明专利和实用新型专利。目前在山东德州和鲁南均有工业化装置成功运行。

粉煤灰综合利用方案

. 崇信电厂 粉煤灰综合利用报告 一、粉煤灰综合利用方案 为了更有效的拓宽粉煤灰开发和利用渠道,提高粉煤灰利用挡次,以进一步提高企业经济与社会效益。近几年来,各电站普遍对粉煤灰进行精加工。即选用以下 几种方式:分选、磨细、分选+磨细组合方式。 1、选用分选或磨细或两者组合方式的先决条件 a)应确保电除尘器或布袋收尘器及气力输灰系统运行可靠; b)应力求煤源包括掺烧煤源的稳定,掺烧煤种应力求掺均,特别是应重视灰中Cao和f—Cao含量的变化。 2、选用分选方案 分选即将电除尘器或布袋收尘器第一电场分离下来的粗灰下行筛选,将掺混在粗灰内的部分一、二级细灰分离出来进入细灰库,将分离后残留的粗灰进入粗灰库。再按质销售。所以在选用分选分案时应首先将原灰进行检测。若原灰中一、二级 细灰的含量低于20%,则选用分选方案意义不大,即效益太低。若接近40%, 则可选用。 选用分选方案的优点 a)系统简单; b)施工时间短,见效快。一般安装、调试仅需2—3月; c)分选技术日趋完善,分级机的运行可靠性提高; d)分选后粉煤灰外层玻璃体未遭破坏,其化学内能和表面自由能大,活性. . 较高,对混凝土强度的贡献较大。如三峡水电站掺用粉煤灰全部是经分选后的一 级灰.。

3、选用磨细方案 所谓磨细即将电除尘器或布袋收尘器第一电场分离下来的粗灰全部进球磨机进行碾磨,而磨细灰可全部达国家一级或二级灰标准。再进入细灰库。 选用磨细方案的优点 a)粗粉煤灰可100%全部利用。产量高,磨细灰质量也较稳定. b)当碾磨高钙灰时,能降低和改善士f—Cao的功能。 4、选用分选和磨细的组合方案 所谓分选和磨细的组合方式即上述两种方式的叠加。即对选用分选方案经分离后残留的粗灰再进至球磨机进行碾磨。其磨细灰与分选后细灰均进至细灰库内。该组合方式的优缺点更明显,即同时吸取分选和磨细方案的优点,当然,其投资、维护工作量、运行费用等环保问题的处理均明显增加。但其经济效益和社会效益可观。一般情部下,投资回收期也就一年左右。 5、如何正确选择上述粉煤灰精加工方案。 电站锅炉若已投产1—2台,燃用煤种稳定为低钙灰煤种,且在原灰中一、二级细灰的含量达30—40%左右,一般推荐选用分选方案, 电站锅炉若已投产3~4台或更多台数,燃用煤种稳定为低钙灰煤种。上述各锅炉已装置分选系统,考虑到粗灰能100%全部利用及改善周边环境状况,推荐选用磨细方案,可增装1台球磨机为碾磨全部粗灰的补充, 若该锅炉燃用高钙灰的煤种,又未选用分选系统,则为了降低和改善f—Cao含量,可考虑选用 磨. . 细方案。 不管选用分选或磨细或组合方案,投用后应抓紧做好性能和出力试验,完善粉煤灰计量装置,建立和完善粉煤灰质保体系,包括定期监测粉煤灰细度和各项指标等内容。尽快开拓粉煤灰在周边地区应用力度,建立销售网络,健全运作机制,可以说,粉煤灰应用的前景是相当好的。 二、我国粉煤灰的主要应用途径及评价 目前我国粉煤灰的综合利用技术有近200项,其中得到实施应用的近70项,主 要有以下几类: 1、建材制品方面的应用

HT-L粉煤加压气化炉

航天炉又名HT-L粉煤加压气化炉 长期以来,国内煤化工之所以不能大规模地发展,就是因为国内缺乏自主的粉煤加压气化技术。而进口的技术也不能完全满足国内煤化工的需求——如果选用德士古煤气化技术,无法实现原料煤的本地化;选用壳牌煤气化技术的投资又太大。所以,开发具有自主知识产权的高效、洁净、煤种适应性广的国内煤气化技术,一直是业界的梦想。 气化炉的核心部件是气化炉燃烧喷嘴,该喷嘴必须具有超强的耐高温特性,这个特性要实现起来难度较大。而与此类似,火箭上天时喷嘴所经受的温度也很高,而且比气化炉燃烧喷嘴要经受的温度高得多。如果把航天技术“嫁接”到煤化工产业,那就有点像杀鸡用上宰牛刀,技术难度上是没有问题的。 航天炉的主要特点是具有较高的热效率(可达95%)和碳转化率(可达99%);气化炉为水冷壁结构,能承受1500℃至1700℃的高温;对煤种要求低,可实现原料的本地化;拥有完全自主知识产权,专利费用低;关键设备已经全部国产化,投资少,生产成本低。据专家测算,应用航天炉建设年处理原煤25万吨的气化工业装置,一次性投资可比壳牌气化炉少3亿元,比德士古气化炉少5440万元;每年的运行和维修费用比壳牌气化炉少2500 万元,比德士古气化炉少500万元。 它与壳牌、德士古等国际同类装置相比,有三大优势:一是投资少,比同等规模投资节省三分之一;二是工期短,比壳牌炉建设时间缩短三分之一;三是操作程序简便,适应中国煤化工产业的实际,易于大面积推广。 HT-L粉煤气化煤质要求 HT-L粉煤气化工艺对煤种的适应性广泛,从较差的褐煤、次烟煤、烟煤到石油焦均可作为气化的原料。即使是高灰分、高水份、高硫的煤种也能使用。但从经济运行角度考虑,并非所有煤种都能够获得好的经济效益。因此,使用者应该认真细致地选择合适的煤种,在满足设计要求的前提下,保证装置的稳定运行。 HT-L粉煤气化装置对煤种的一般要求 煤种分析项目数据范围 总水(AR;%) 4.5~30.7

煤气化技术的现状及发展趋势分析

煤气化技术是现代煤化工的基础,是通过煤直接液化制取油品或在高温下气化制得合成气,再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。作为煤化工产业链中的“龙头”装置,煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。目前国内外气化技术众多,各种技术都有其特点和特定的适用场合,它们的工业化应用程度及可靠性不同,选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。 工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。根据发展进程分析,煤气化技术可分为三代。第一代气化技术为固定床、移动床气化技术,多以块煤和小颗粒煤为原料制取合成气,装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大;第二代气化技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床和气流床技术,其特征是连续进料及高温液态排渣;第三代气化技术尚处于小试或中试阶段,如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能余热气化等。 本文综述了近年来国内外煤气化技术开发及应用的进展情况,论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。 1.国内外煤气化技术的发展现状 在世界能源储量中,煤炭约占79%,石油与天然气约占12%。煤炭利用技术的研究和开发是能源战略的重要内容之一。世界煤化工的发展经历了起步阶段、发展阶段、停滞阶段和复兴阶段。20世纪初,煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤化工发展的起步。此后世界煤化工迅速发展,直到20世纪中叶,煤一直是世界有机化学工业的主要原料。随着石油化学工业的兴起与发展,煤在化工原料中所占的比例不断下降并逐渐被石油和天然气替代,世界煤化工技术及产业的发展一度停滞。直到20世纪70年代末,由于石油价格大幅攀升,影响了世界石油化学工业的发展,同时煤化工在煤气化、煤液化等方面取得了显著的进展。特别是20世纪90年代后,世界石油价格长期在高位运行,且呈现不断上升趋势,这就更加促进了煤化工技术的发展,煤化工重新受到了人们的重视。 中国的煤气化工艺由老式的UGI炉块煤间歇气化迅速向世界最先进的粉煤加压气化工艺过渡,同时国内自主创新的新型煤气化技术也得到快速发展。据初步统计,采用国内外先进大型洁净煤气化技术已投产和正在建设的装置有80多套,50%以上的煤气化装置已投产运行,其中采用水煤浆气化技术的装置包括GE煤气化27套(已投产16套),四喷嘴33套(已投产13套),分级气化、多元料浆气化等多套;采用干煤粉气化技术的装置包括Shell煤气化18套(已投产11套)、GSP2套,还有正在工业化示范的LurgiBGL技术、航天粉煤加压气化(HT-L)技术、单喷嘴干粉气化技术和两段式干煤粉加压气化(TPRI)技术等。

粉煤灰综合利用项目

粉煤灰综合利用项目(详细内容点击查看如下): 一、粉煤灰分选二、粉煤灰磨细三、分选+磨细四、粉煤灰电选脱碳五、粉煤灰知识参考大全 粉煤灰加工处理方式的选择?(分选方案、磨细方案、分选+磨细组合方案) 为了更有效拓宽粉煤灰开发和利用渠道,提高粉煤灰利用挡次,以进一步提高企业经济与社会效益。近几年来,各电站普遍对粉煤灰进行精加工。即选用1、分选2、磨细3、分选+磨细组合方式。 一、选用分选或磨细或两者组合方式的先决条件. 1、应确保电除尘器或布袋收尘器及气力输灰系统运行可靠. 2、应力求煤源包括掺烧煤源的稳定,掺烧煤种应力求掺均,特别是应重视灰中Cao和f—Cao含量的变化。 二、选用分选方案 分选即将电除尘器或布袋收尘器第一电场分离下来的粗灰下行筛选,将掺混在粗灰内的部分一、二级细灰分离出来进入细灰库,将分离后残留的粗灰进入粗灰库。再按质销售。所以在选用分选分案时应首先将原灰进行检测。若原灰中一、二级细灰的含量低于20%,则选用分选方案意义不大,即效益太低。若接近40%,则可选用。 选用分选方案的优点 (1)系统简单 (2)施工时间短,见效快。一般安装、调试仅需2—3月。 (3)分选技术日趋完善,分级机的运行可靠性提高. (4)分选后粉煤灰外层玻璃体未遭破坏,其化学内能和表面自由能大,活性较高,对混凝土强度的贡献较大。如三峡水电站掺用粉煤灰全部是经分选后的一级灰. 三、选用磨细方案 所谓磨细即将电除尘器或布袋收尘器第一电场分离下来的粗灰全部进球磨机进行碾磨,而磨细灰可全部达国家一级或二级灰标准。再进入细灰库。 1、选用磨细方案的优点 (1)粗粉煤灰可100%全部利用。产量高,磨细灰质量也较稳定. (2) 当碾磨高钙灰时,能降低和改善士f—Cao的功能。 四、选用分选和磨细的组合方案 所谓分选和磨细的组合方式即上述两种方式的叠加。即对选用分选方案经分离后残留的粗灰再进至球磨机进行碾磨。其磨细灰与分选后细灰均进至细灰库内。 该组合方式的优缺点更明显,即同时吸取分选和磨细方案的优点,当然,其投资、维护工作量、运行费用等环保问题的处理均明显增加。但其经济效益和社会效益可观。一般情部下,投资回收期也就一年左右。 五、如何正确选择上述粉煤灰精加工方案。 1、电站锅炉若已投产1—2台,燃用煤种稳定为低钙灰煤种,且在原灰中 一、二级 细灰的含量达30—40%左右,一般推荐选用分选方案. 2、电站锅炉若已投产3~4台或更多台数,燃用煤种稳定为低钙灰煤种。上述各锅炉已装置分选系统,考虑到粗灰能100%全部利用及改善周边环境状况,推荐选用磨细方案,可增装1台球磨机为碾磨全部粗灰的补充。 若该锅炉燃用高钙灰的煤种,又未选用分选系统,则为了降低和改善f—

科林粉煤气化技术

科林粉煤气化技术(CCG)简介 德国科林工业集团 二零一零年七月 1. 公司简介 德国科林工业集团是全球著名的煤气化、煤干燥和生物质气化技术提供商。该集团是前东德燃料研究所 (DBI)和黑水泵工业联合体(Gaskombinat Schwarze Pumpe,简称GSP)气化厂最大的后裔公司。 科林(CHOREN)名称的由来是:“C-Carbon-碳H-Hydrogen-氢O-Oxygen- 氧REN-RENewable-可再生”。 科林集团总部位于德国弗莱贝格市,原东德燃料研究所旧址,著名的黑水泵气化厂就在附近。戴姆勒奔驰汽车公司、德国大众汽车公司为科林的战略投资者。

目前集团拥有近300名研发及工程技术人员,其中主要技术骨干为前徳燃所和黑水泵厂的员工。科林公司的发起人Wolf博士即为前东徳燃料研究所研发部部长,煤气化运行总监贡瓦先生是前黑水泵气化厂厂运行主任。 科林集团拥有40多年气流床气化技术研发、设计、设备制造、建设以及运行的经验,可以为客户提供粉煤气化技术(CCG)和生物质气化技术(Carbo-V®)从工艺包设计到关键设备制造和开车运行等一系列综合性服务。 此外,科林集团也是蒸汽流化床煤干燥技术的创始人和专利持有人,在全世界煤干燥领域,特别是褐煤干燥领域具有多年成功运行经验。 科林能化技术(北京)有限公司是科林集团的全资子公司,负责集团在亚太地区的业务。 2. 技术来源及技术开发背景 科林高压干粉煤气化炉简称为CCG炉(Choren Coal Gasifier),该技术起源于前东德黑水泵工业联合体(Gaskombinat Schwarze Pumpe,简称GSP)下属的燃料研究所,于上世纪70年代石油危机时期开始开发,目的是利用当地褐煤提供城市燃气。1979年在弗莱贝格市建立了一套3MW中试装置,完成了一系列的基础研究和工艺验证工作。试验煤种来至于德国、中国、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、澳大利亚、捷克等国家。1984年在黑水泵市(SCHWARZ PUMPE)建立了一套130MW(日投煤量为720吨)的水冷壁煤气化炉工业化装置,气化当地褐煤用作城市燃气,有运行8年的工业化生产经验。之后改用工业废液废油作为进料,继续运行至今。燃料研究所和黑水泵工厂的技术骨干后来发起成立了科林的前身公司,继续致力于煤气化技术的研发,并把运行中出的问题进行了设计更改和完善,推出了一套完整优化的新气化技术 - CCG。 3. CCG技术介绍 (A)气化工艺 CCG气化工艺过程主要是由给料、气化与激冷系统组成。原料煤被碾磨为100%<200μ,90%<65μ的粒度后, 经过干燥, 通过浓相气流输入系统送至烧嘴,在 反应室内与工业氧气(年老煤种还需添加少量水蒸气)在高温高压的条件下反应,产生以一氧化碳和氢气为主的合成气。

粉煤灰综合利用方案

崇信电厂 粉煤灰综合利用报告 一、粉煤灰综合利用案 为了更有效的拓宽粉煤灰开发和利用渠道,提高粉煤灰利用挡次,以进一步提高企业经济与社会效益。近几年来,各电站普遍对粉煤灰进行精加工。即选用以下几种式:分选、磨细、分选+磨细组合式。 1、选用分选或磨细或两者组合式的先决条件 a)应确保电除尘器或布袋收尘器及气力输灰系统运行可靠; b)应力求煤源包括掺烧煤源的稳定,掺烧煤种应力求掺均,特别是应重视 灰中Cao和f—Cao含量的变化。 2、选用分选案 分选即将电除尘器或布袋收尘器第一电场分离下来的粗灰下行筛选,将掺混在粗灰的部分一、二级细灰分离出来进入细灰库,将分离后残留的粗灰进入粗灰库。再按质销售。所以在选用分选分案时应首先将原灰进行检测。若原灰中一、二级细灰的含量低于20%,则选用分选案意义不大,即效益太低。若接近40%,则可选用。 选用分选案的优点 a)系统简单; b)施工时间短,见效快。一般安装、调试仅需2—3月; c)分选技术日趋完善,分级机的运行可靠性提高; d)分选后粉煤灰外层玻璃体未遭破坏,其化学能和表面自由能大,活性较

高,对混凝土强度的贡献较大。如三峡水电站掺用粉煤灰全部是经分选 后的一级灰.。 3、选用磨细案 所谓磨细即将电除尘器或布袋收尘器第一电场分离下来的粗灰全部进球磨机进行碾磨,而磨细灰可全部达一级或二级灰标准。再进入细灰库。 选用磨细案的优点 a)粗粉煤灰可100%全部利用。产量高,磨细灰质量也较稳定. b)当碾磨高钙灰时,能降低和改善士f—Cao的功能。 4、选用分选和磨细的组合案 所谓分选和磨细的组合式即上述两种式的叠加。即对选用分选案经分离后残留的粗灰再进至球磨机进行碾磨。其磨细灰与分选后细灰均进至细灰库。 该组合式的优缺点更明显,即同时吸取分选和磨细案的优点,当然,其投资、维护工作量、运行费用等环保问题的处理均明显增加。但其经济效益和社会效益可观。一般情部下,投资回收期也就一年左右。 5、如正确选择上述粉煤灰精加工案。 电站锅炉若已投产1—2台,燃用煤种稳定为低钙灰煤种,且在原灰中一、二级细灰的含量达30—40%左右,一般推荐选用分选案, 电站锅炉若已投产3~4台或更多台数,燃用煤种稳定为低钙灰煤种。上述各锅炉已装置分选系统,考虑到粗灰能100%全部利用及改善边环境状况,推荐选用磨细案,可增装1台球磨机为碾磨全部粗灰的补充, 若该锅炉燃用高钙灰的煤种,又未选用分选系统,则为了降低和改善f—Cao含量,可考虑选用磨细案。 不管选用分选或磨细或组合案,投用后应抓紧做好性能和出力试验,完善粉

13种煤气化工艺的优缺点及比较

13种煤气化工艺的优缺点及比较 我国是一个缺油、少气、煤炭资源相对而言比较丰富的国家,如何利用我国煤炭资源相对比较丰富的优势发展煤化工已成为大家关心的问题。近年来,我国掀起了煤制甲醇热、煤制油热、煤制烯烃热、煤制二甲醚热、煤制天然气热。有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目,这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤加压气化技术作评述,供大家参考。 1、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术 这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。 2、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术 这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂,原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。 3、鲁奇固定层煤加压气化技术 主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气,不推荐用以生产合成气。 4、灰熔聚流化床粉煤气化技术 中科院山西煤炭化学研究所的技术,2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行,实现了工业化,其特点是煤种适应性宽,可以用6-8mm以下

的碎煤,属流化床气化炉,床层温度达1100℃左右,中心局部高温区达到1200-1300℃,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。床层温度比恩德气化炉高100-200℃,所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤,以及石油焦,投资比较少,生产成本低。缺点是气化压力为常压,单炉气化能力较低,产品中CH4含量较高(1%-2%),环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。 5、恩德粉煤气化技术 恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%,灰熔点高(ST大于1250℃)、低温化学活性好的煤。至今在国内已建和在建的装置共有9套,14台气化炉。属流化床气化炉,床层温度在1000℃左右。目前最大的气化炉,用富氧气化,最大产气量为40000m3/h半水煤气。缺点是气化压力为常压,单炉气化能力还比较低,产品气中CH4含量高达1.5%-2.5%,飞灰量大、对环境的污染及飞灰综合利用问题有待解决。 6、GE德士古(Texaco)水煤浆加压气化技术 GE德士古(Texaco)水煤浆加压气化技术,属气流床加压气化技术,原料煤经磨制成水煤浆后用泵送进气化炉顶部单烧嘴下行制气,原料煤运输、制浆、泵送入系统比Shell和GSP等干粉煤加压气化要简单得多,安全可靠、投资省。单炉生产能力大,目前国际上最大的气化炉日投煤量为2000t,国内已投产的最大气化炉日投煤量为1000t。国内设计中的气化炉能力最大为1600t/d。该技术对原料煤适应性较广,气煤、烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点的劣质煤、石油焦等均能作气化原料。但要求原料煤含灰量较低,煤中含灰量由20%降至6%,可节省煤耗5%左右,氧耗10%左右。另外,要求煤的灰熔点低。由于耐火砖衬里受高温抗渣的限制,一般要求煤的灰熔点在还原性气氛下的T4<1300 ℃,对于灰熔点稍高的煤,可以添加石灰石作助熔剂,降低灰熔点。还要求灰渣粘温特性好,粘温变化平稳,煤的成浆性能要好。气化压力从2.7、4.0、6.5到8.5 MPa 皆有工业性生产装置在稳定长周期运行,装置建成投产后即可正常稳定生产。气化系统的热利用有两种形式,一种是废热锅炉型,可回收煤气中的显热,副产高

粉煤加压气化技术

粉煤加压气化技术简介 一、背景 “九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂(水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心)、中国天辰化学工程公司共同承担了国家“十五”科技攻关计划课题“粉煤加压气化制合成气新技术研究与开发”,建设具有自主知识产权的粉煤加压气化中试装置。装置处理能力为15~45吨煤/天,操作压力2.0~2.5Mpa,操作温度1300~1400℃。 该课题于2001年年底启动,2002年10月完成研究开发阶段中期评估,中试装置进入设计施工阶段。2004年7月装置正式投运,首次在国内展示了粉煤加压气化技术的运行结果,填补了国内空白,技术指标达到国际先进水平。中试装置于2004年12月6日至9日顺利通过科技部组织的现场72 小时运行专家考核,2004年12月21日于北京通过科技部主持的课题专家验收。同年,该成果入选2004年度煤炭工业十大科学技术成果。 二、装置流程与技术优势 1、整个工艺流程如图1,具体流程为:原煤除杂后送入磨煤机破碎,同时由经过加热的低压氮气将其干燥,制备出合格煤粉存于料仓中。加热用低压氮气大部分可循环使用。料仓中的煤粉先后在低压氮气和高压氮气的输送下,通过气化喷嘴进入气化炉。气化剂氧气、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉,并在高温高压下与煤粉进行气化反应。出气化炉的高温合成气经激冷、洗涤后并入造气车间合成气管线。熔融灰渣在气化炉激冷室中被激冷固化,经锁斗收集,定期排放。洗涤塔出来的黑水经过二级闪蒸,水蒸汽及一部分溶解在黑水中的酸性气CO 2、H2S 等被迅速闪蒸出来,闪蒸气经冷凝、分离后与气化分厂生产系统的酸性气一并处理,闪蒸黑水经换热器冷却后排入地沟,送气化分厂生产装置的污水处理系统。

煤气化技术那种最好

煤气化技术那种最好? 煤气化是煤化工的关键技术和龙头技术,核心是煤气化炉,包括固定床(移动床,记者误写,固定床是鲁奇气化或BGL等加压气化工艺,移动床就是传统的固定层气化工艺,概念不同)、流化床、气流床3 种类型,其中气流床成为当今煤气化技术发展的主流。近10年来,我国煤气化技术开发明显加快,相继开发成功清华气化炉、多喷嘴对置式水煤浆气化炉、航天加压粉煤气化炉、两段式干粉煤气化炉以及灰熔聚流化床粉煤气化炉等煤气化技术,形成了与国外技术竞相发展的局面。 “新型煤气化技术主要指粉煤加压气化技术和新型水煤浆气化技术。与固定床煤气化技术相比,新型煤气化技术在节能环保、煤种适应性等方面具有十分突出的优势。”中国化工信息中心副主任李中说,在此次煤气化技术/经济发展论坛上,国内自主煤气化技术与美国GE、壳牌、西门子GSP、科林CCG 等国外先进技术同台竞技,各展风采。由于是商业性会议、用户业主只来了10家左右、基本上是参会众多技术单位和专家自我欣赏居多! 记者注意到,国产化技术毫不逊色,一些甚至达到国际领先水平。“在第一代清华气化炉应用世界首个氧气分级气流床煤气化技术的基础上,我们又创新将燃烧凝渣保护和自然循环膜式壁技术引进气化领域,成功开发了新一代清华水冷壁气化炉,装置全部采用我国自主技术和国产设备,解决了水煤浆气化技术的煤种限制和高能耗点火问

题,形成了世界第一个水煤浆水冷壁煤气化工艺。” 清华大学盈德气体煤气化联合研究中心主任张建胜教授自豪地说,水冷壁保护结构水煤浆气化技术,具有水煤浆耐火砖和干粉水冷壁气化炉的优点,比如气化炉操作温度不再受耐火砖的限制,可以使用灰熔点更高的煤作为原料,煤种适应性更宽,覆盖了褐煤、烟煤到无烟煤全煤阶。除此以外,清华水冷壁气化炉的水冷壁按照自然循环设计,强制循环运行。即便在停电、停泵等事故状态下无法强制供水,水汽系统仍可自然循环,水冷壁不会损坏,保证气化炉安全停车。采用水冷壁结构,也不必每年停车更换锥底砖和全炉向火面砖,单炉年运转可达8000小时以上。与其他水冷壁炉相比,清华水冷壁气化炉系统压力高50%~100%,粗合成气中H2 含量高50%以上,后续变换、净化、合成等工序能耗降低,设备投资和运行成本大幅下降。去年9 月,清华水冷壁气化炉技术通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定,总体技术处于国际领先水平。 华东理工大学洁净煤技术研究所所长于广锁告诉记者,其多喷嘴对置式水煤浆气化炉由于采用四喷嘴对置设计,不存在短路物流现象,具有高效节能、碳转化率高等优点。今年4月,日处理煤2000吨级多喷嘴对置式水煤浆气化技术通过了中国石油和化学工业联合会成果鉴定,专家给予高度评价,认为该成果创新性强,总体处于同类技术的国际领先水平。 中国华能集团清洁能源技术研究院研发的两段式干煤粉加压气化技术,创新采用两室两段多喷嘴反应、分级气化,有效气含量可

粉煤灰综合利用技术发展现状

粉煤灰综合利用技术发展现状 发表时间:2019-09-12T09:34:25.453Z 来源:《基层建设》2019年第17期作者:吴伟丰 [导读] 摘要:针对粉煤灰的综合利用这一方面,归纳与总结了当前国内对粉煤灰综合利用技术发展的水平,指出了国内技术与发达国家在本技术领域的差距与原因,以及未来发展粉煤灰资源化应用技术的方向。 广州大学土木工程学院广州广州 510006 摘要:针对粉煤灰的综合利用这一方面,归纳与总结了当前国内对粉煤灰综合利用技术发展的水平,指出了国内技术与发达国家在本技术领域的差距与原因,以及未来发展粉煤灰资源化应用技术的方向。 关键词:粉煤灰;资源化;高附加值;综合利用 我国有丰富的煤炭资源,当前电力工业的发展,仍然是以燃煤的火力发电为主。随着火电厂规模的不断扩大,粉煤灰排放量急剧增长。据统计,2014年粉煤灰排放量已高达5.78亿吨,已成为现今国内最大宗工业固废。 如何做好粉煤灰的综合利用,已成为目前电力行业乃至全国面对的一大迫切问题。自从发现粉煤灰具有火山灰效应以来,粉煤灰在建筑材料中已经得到广泛应用,而且在污水治理、农业、金属回收及其它功能材料方面也有了一定的应用。但是与世界发达国家相比,我国目前粉煤灰资源化综合利用水平偏低,利用率较低且主要集中在建筑材料等低附加值方面。 1. 国内技术发展现状 随着技术的发展和进步,我国每年的粉煤灰综合利用率都在稳步提高。我国“八五”期间的粉煤灰综合利用率为35.8%,到2014年已经提高到了70.07%,粉煤灰利用率一直在持续提高。 目前我国粉煤灰的综合利用技术有近200项,其中得到实施应用的近70项,主要有以下几类[1,3,5,6,8]: (1)建材制品方面的应用。此类用灰量约占粉煤灰利用总量的35%左右,主要制品有:粉煤灰水泥(掺量30%以上),代粘土做水泥原料, 普通水泥(掺量30%以下),硅酸盐承重砌块和小型空心砌块,加气混凝土砌块及板,烧结陶粒,烧结砖,蒸压砖,蒸养砖,高强度双免浸泡砖,双免砖,钙硅板等。 (2)建设工程方面。此类用灰量约占总用灰量的10%,主要有:粉煤灰用于大体积混凝土, 泵送混凝土,高低标号混凝土,灌浆材料等。 (3)用于道路工程。这部分用灰量占总用灰量的20%,主要有:粉煤灰、石灰石砂稳定路面基层, 粉煤灰沥青混凝土,粉煤灰用于护坡、护堤工程和刚粉煤灰修筑水库大坝等。 (4)农业应用[4]。这部分用灰量占总用灰量的15%,主要用于:改良土壤,制作磁化肥,微生物复合肥,农药等。 (5)从粉煤灰中提取矿物和高附加值利用[8]。这部分用灰量约占总利用量的5%,如:从粉煤灰中提取微珠、碳、铁、铝、洗煤重介质,冶炼三元合金,制造高强轻质耐火砖,作为塑料、橡胶等的填充料,制作保温材料和涂料等。 2. 国外技术发展水平 国外粉煤灰的综合利用最早可追溯到20世纪20年代,当时一些发达国家开始对粉煤灰进行研究。国外粉煤灰的资源化利用备受重视,综合利用率很高,如荷兰达到100%,意大利达到92%,丹麦90%,比利时73%等,粉煤灰已广泛应用于建材、建工、交通、农业、化工和冶金等行业。粉煤灰利用率最高、技术经济效果最好的利用方式主要体现在建材工业和建筑工程领域。针对粉煤灰的某些特定组分,发达国家最早从精细化工利用方面,提取粉煤灰中的特性组分开展研究,并取得了比较满意的成果[1,2,3,4,6]。 国外粉煤灰利用新途径和新工艺有以下几种: (1)粉煤灰处理矿山酸性废水 粉煤灰处理污水机理复杂,一般认为是吸附、凝聚、助凝和沉淀综合作用的结果。Penney等利用粉煤灰处理矿山酸性废水,使废水中重金属含量减少并提高了废水pH值;GSteenbruggen,GGHollman利用粉煤灰合成沸石,通过沸石化过程,阳离子交换容量从0.02meq?g-1增加到2.4meq?g-1。吸附实验表明,沸石化粉煤灰吸附重金属离子的能力大小为:Cu>Cd-Zn>Ni。在南非,Gitari等对粉煤灰处理矿山酸性废水效果进行了测试,并提出了处理废水中硼、镁、锶、钼和巴等溶解物的新工艺。 (2)烟气脱硫处理[4] 1988年美国EPA和美国Acuetx公司开发出AD-V ACH几工艺,用脱硫灰和Ca(OH)2混合制备高活性吸收剂,喷入尾部烟道。相对于原来50%的脱硫率,再循环率为2时,可获得80%的附加脱硫率。用研磨的粉煤灰制备的吸收剂,在△T为11℃,Ca /S小于或等于1.2时,更可获得90%的脱硫率,钙利用率在70%-80%之间。 (3)粉煤灰综合利用新工艺 ①波兰Groszowice水泥厂用碱溶法可从含30% Al2O3的粉煤灰中提取氧化铝,其工艺流程为:粉煤灰、纯碱和石灰石在高温下熔融冷却,用水浸泡熔块,浸出液经脱硅处理后,用烟气中CO2进行碳酸化,析出Al(OH)3沉淀,煅烧即得到Al2O3,熔块浸渣可作为生产硅酸盐水泥的原料。 ②在一些粉煤灰综合利用的传统途径上,国外学者经过不断探索,也提出一些综合利用新工艺,如现有粉煤灰砖烧结温度在925-1050℃,存在抗冲击强度低等缺点,印度学者Chandra等将叶蜡石、六偏磷酸钠、纯碱等混合制成烧结活化剂,可明显降低粉煤灰砖烧结温度,并提高砖的抗冲击强度40%以上。 ③粉煤灰在制备新型材料方面也具备一定用途。美国学者LuZhe等研究将精细煤粒燃烧后产生的粉煤灰用于制备聚合物复合材料。在韩国,KimChul-Hwan等研究将粉煤灰作为一种新的造纸原料,并通过电子显微镜分析粉煤灰提高纸张抗拉强度和内部粘结强度的原理。 3. 国内市场需求状况 近年来,随着资源需求量的增加,粉煤灰产量呈逐年上升趋势。中国1995年粉煤灰排放量约1.25亿吨,2000年粉煤灰排放量约1.5亿吨,2009年粉煤灰排放量约3.75亿吨,根据灰色预测模型估计到2020年中国粉煤灰排放量将达到9亿吨。如果不对粉煤灰加以处理,一旦排放到环境中,将会对水、空气、土壤造成不同程度的污染和破坏,同时对生物体也产生极大危害。随着人们对环境保护的迫切需要,粉煤灰综合利用成为了一个新兴的产业。 电力行业石粉煤灰的产生大户,从2002年起,我国火电装机容量呈现出爆炸式增长,粉煤灰产生量也急剧增加。从2001年的1.54亿吨增加到了2013年的5.8亿吨,增加了3.1倍。2014年粉煤灰产生量约5.78亿吨,较2013年的5.80亿吨略有降低。这主要是由于燃煤发电量减少导

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