国外煤气技术发展
国外煤气化技术的发展最早可追溯到1780年,早期的煤气化技术主要是以生产燃料气为主。移动床气化是最早发展的煤气化技术,块煤为原料,以空气、水蒸汽为气化剂,固态排渣,生产发生炉煤气。1880年德国设计了世界上第一台常压移动床空气间歇气化炉,1913年被美国气体公司改革成UGI炉。UGI炉是以焦炭为原料,用间歇气化制水煤气或半水煤气。第一次世界大战后,随着甲醇、合成氨,F一T合成等为代表的合成化学工业的发展,为了满足合成原料气的需要,1926年第一代流化床Winkler气化炉实现工业化应用。随着工业制氧技术的成功,又发展了新的用氧气气化的技术。1939年移动床加压气化Lurgi炉实现工业化应用。1952年第一代气流床气化K一T炉实现工业化应用。20世纪30-50年代,国外煤气化技术取得了很大的成就。20世纪50年代以后,随着石油和天然气工业的发展,常压固定床气化炉在国外逐渐被淘汰,其它煤气化技术的发展也基本处于停滞状态 。
现代煤气化技术的发展得益于石油危机。第一次石油危机时,发达国家出于对石油、天然气供应前景的预测,把发展煤气化技术作为替代石油天然气的重要手段,加快了现代煤气化的开发。20世纪70年代后实现工业化的炉型有:加压固定床液态排渣气化炉(BGL炉),加压流化床气化炉(HTW炉、U一Gas炉、KBR炉、CFB气化炉和恩德炉),加压粉煤水煤浆气化(GE炉、Destec炉),干煤粉加压气化(Shell炉、Prenflo炉和GSP炉)。这一时期发的气化炉型是现代煤化工发展的主要选择炉型 。
中国煤气化技术发展
中国煤气化技术起步较晚,最早于20世纪30-40年代在大连、南京用UGI炉生产合成氨,20世纪50年代末期改用无烟煤为原料。中国还有许多合成氨和合成甲醇厂以焦炭或无烟煤为原料,采用UGI炉生产合成气。中国早期煤气化技术的开发主要以模仿创新或引进、消化吸收再创新为主 。
20世纪60年代,中国开始进行K-T式粉煤气化试验,并于20世纪70年代初在新疆建成一套K-T式粉煤气化制氨装置,气化炉四开一备,生产能力为每台4800 m;/h,投产后由于耐火材料被腐蚀、碳转化率低、排渣困难等问题而改烧重油,此后没有新的发展 。
中国对于新型气化炉或新型煤气化方法的研究始于1978年第一次全国科学大会。先后开展了固定床加压碎煤气化(相当于Lurgi炉),水煤浆加压气化(相当于GE炉),灰团聚流化床气化(相当于U一gas气化)。“九五”、“十五”期间国家组织开展多喷嘴水煤浆加压气化和二段式干煤粉加压技术攻关,这几项气化技术均已进入工业化应用阶段 。
移动床常压气化UGI气化炉在中国仍是主力炉型,用于生产合成气或燃料气。移动床加压气化Lurgi炉在劣质煤气化方面占有一定市场。随着中国现代煤化工的发展,水煤浆加压气化(GE炉·多喷嘴炉)和干煤粉加压气化(Shell炉、GSP、二段炉、航天炉)已成为主要选择 。