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先进煤气化节能技术推广实施方案

  来源:万博亚洲网 
评论:  更新日期:2019年07月07日

 一、技术发展及应用现状

(一)煤气化技术概况

煤气化技术是指煤在高温条件下与气化剂反应,使固体燃料转化成气体燃料的技术。气化剂通常为水蒸气、氧气(或空气)和CO2。气化后的主要产物是粗煤气,其主要组成有CO、H2、CH4、CO2、H2O等。此外,还有硫化物、烃类化合物和其他微量成分等副产物。

煤气化技术的发展有着较长的历史,特别是自20世纪70年代石油危机以来,世界各国广泛开展了煤气化技术的研究。在不同路线的煤气化技术中,按照煤的进料形态可分为块煤气化、碎煤气化和粉煤(或水煤浆)气化三大类。一是块煤气化技术。煤从炉顶加入,气化气体从炉底加入,气流升力不会致使固体煤块相对位置发生变化,因此也被称为固定床造气。这项技术历史悠久,技术成熟,但单炉能力小,副产物多,煤种适应性差。二是碎煤气化技术。气化气体从炉下部进入炉内,与碎煤形成流化状态,被称为流化床造气。该技术的优点是煤种适应性强,虽然其发展历史很长,但进展并不大,主要原因在于高温流化床一些基本问题尚待解决,且副产物多。三是粉煤加压气化技术和新型水煤浆气化技术。原料(粉煤、水煤浆或其他含碳物质等)通过给料装置进入炉内,发生并流式燃烧和气化反应,被称为气流床造气。该技术单炉能力大,副产物少,且煤种适应性强,是当前国内外有关机构都在集中力量研究和发展的煤气化技术。

先进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,亦称新型煤气化技术。先进煤气化技术既是新型煤化工产业的龙头技术,也是大幅提升合成氨等传统煤化工产业水平的基础技术之一。与固定床煤气化技术相比,先进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。以合成氨为例,与传统的常压固定床气化工艺相比,在相同煤原料下,先进煤气化技术可以使合成氨的吨产品能耗平均降低0.22吨标准煤;在高温达到1400摄氏度的气化温度下,有机污染物将完全被分解,减少污染物排放;煤种适应范围大大拓宽,可以提升煤炭资源的综合利用水平和经济价值。该技术的发展使得煤炭利用领域大大拓宽,不仅可以形成联合循环工艺,以洁净方式替代煤直燃锅炉发电,而且可以向下游发展,生产醇、醚、烃类产品及内燃机燃料,有效替代石油产品,为我国的能源安全提供一种切实可行的选择。

(二)应用现状

目前,我国采用常压固定床气化技术的氨醇生产能力共有3000万吨/年左右,约占以煤为原料的氨醇生产能力的70%。这类技术相对比较落后,其单位产品能耗相对较高,污染比较严重,对煤种的要求也比较苛刻。相对于常压固定床气化炉,在我国合成氨、甲醇等煤化工行业中,先进煤气化技术应用的数量还比较少。目前,我国引进了如壳牌(Shell)煤气化技术、德士古(GE Texaco)煤气化技术、GSP煤气化技术等,同时国内具有自主知识产权的先进煤气化技术,如航天炉技术、多喷嘴水煤浆气化技术、清华炉技术等,都已建成了一定数量的工业化装置,并有数十台气化炉投入实际运行,具备全面推广的条件。例如多喷嘴水煤浆气化技术已在神华宁煤、江苏索普、宁波万华和安徽华谊等7家企业的15台气化炉投运;航天炉技术已经相继在河南濮阳和安徽临泉一次投料试车成功,并通过了中国石油和化工联合会组织的技术鉴定,目前国内已有10 多家企业22台气化炉投运或在建;清华炉技术在山西丰喜肥业(集团)股份公司的10万吨/年甲醇项目上成功应用,通过了国家发改委的技术鉴定,目前已有6家企业14台气化炉在建。

(三)存在问题

先进煤气化技术在大规模推广方面还存在一些问题和困难。一是现有常压固定床煤气化炉进行先进煤气化技术改造需要较大的资金投入。目前我国有几百家合成氨企业,其煤气化技术大多比较落后,还存在大量的常压固定床气化炉。这些企业迫切需要一种投资不大、技术先进的煤气化技术来进行改造,从而实现原料煤的本地化,促进我国煤炭的清洁、节约和高效利用。相对于常压固定床煤气化炉,先进煤气化炉投资还比较大。二是煤气化技术的应用企业对于先进煤气化技术的认识还需要一个过程。尤其国内具有自主知识产权的先进煤气化技术是最近5-6年内陆续研制成功并工业化应用的,与国外先进煤气化技术的推广程度和认知程度相比还有一定的差距。

二、指导思想、原则和目标

(一)指导思想

坚持以科学发展观为指导,认真贯彻落实资源节约和环境保护基本国策,按照《“十二五”节能减排综合性工作方案》(国发[2011]26号)和《工业转型升级规划(2011-2015年)》(国发[2011]47号)、《工业节能“十二五”规划》(工信部规[2012]3号)、《石化和化学工业“十二五”发展规划》(工信部规[2011]583号)有关要求,以提高能源资源利用效率为核心,以企业为实施主体,充分发挥财政资金的引导作用,促进节能降耗关键技术在重点行业的全面推广应用,不断增强企业市场竞争力,促进合成氨等煤化工行业的节能减排工作。

(二)基本原则

1.坚持企业主体原则。企业是节能降耗的责任主体、实施主体和受益主体,要通过加强政策导向和信息引导,发挥市场配置资源的基础性作用,调动企业自主实施节能技术示范和技术改造的积极性,推动先进煤气化节能技术在合成氨等煤化工行业中的应用。

2.坚持整体推进与分年度实施相结合。方案的实施坚持统筹安排、整体推进,并结合资金安排、市场环境及企业生产经营情况,分年度、分步骤组织实施,确保先进煤气化技术在合成氨等煤化工行业稳妥有序的推广。

3.等量置换原则。方案的实施要坚持新增产能与淘汰落后产能等量置换的原则,鼓励合成氨等煤化工企业采用先进煤气化技术进行改造,及时淘汰落后技术,对实现国家今后一段时期内所承诺的节能减排约束性指标给予支撑。

4.因地制宜原则。我国煤质南北不同,适应性和经济性差异较大,不同种类的先进煤气化技术所适合的煤种有一定的差异,具体项目的实施主体应当因地制宜,根据所能得到的煤种的特点,从企业生产全流程的角度做综合性经济评价,选择合适的先进煤气化技术。

(三)建设目标

在5年(2011-2015年)内,选择19家左右的以煤为原料的大中型合成氨等煤化工企业进行技术改造,形成一定规模的以先进煤气化技术为龙头的煤气化能力,争取替代780万吨常压固定床煤气化能力,实现年节约标准煤171万吨。

三、主要内容

(一)范围和条件

先进煤气化节能技术项目选择条件主要如下:

1.以煤炭为原料的大、中型合成氨等煤化工企业(折合氨醇产能≥30万吨/年);

2.企业技术力量强,经营状况好,具有一定的技术和资金实力;

3.项目实施后形成的节能能力≥6.6万吨标准煤/年。

(二)建设内容

建设煤炭气化装置,包括备煤、气化、灰渣水处理等装置,装置规模和数量由项目生产规模决定。

1.备煤装置

符合要求粒度的原料煤由原料贮运系统通过输送机经破碎筛分系统进入磨煤系统原煤仓,煤仓中的原料煤通过称重给煤机送入磨煤机,将制备合格后的粉煤或水煤浆送贮仓中贮存,以备后续气化使用。整套设备主要包括原料煤贮运系统、破碎筛分系统、称重计量系统、磨煤系统、煤浆搅拌系统、粉煤或水煤浆输送系统等。

2.气化装置

将干粉煤或水煤浆、氧气输送至气化烧嘴。在气化炉燃烧室内,粉煤或水煤浆与氧气在一定的温度和压力下发生气化反应,生成粗合成气、液态炉渣和细固体颗粒,然后进入激冷室,经除渣降温后,从气化炉进入洗涤塔。整套设备主要包括煤和氧气供应系统、气化炉、合成气洗涤系统、气化蒸汽/水系统、仪控系统、电控系统等。

3.灰渣水处理装置

湿的合成气进入合成气洗涤塔,将大部分夹带的固体从气体中除去,干净的合成气送往后续工序。整套设备主要包括闪蒸系统、沉降系统、过滤系统、余热回收及除氧系统、仪控系统、电控系统等。

(三)实施进度

实施期为5年,即2011至2015年。

(四)项目投资估算

计划在约19家以煤为原料的大、中型合成氨等煤化工企业中开展先进煤气化技术改造,预计总投资为100亿元。

四、组织实施

(一)组织单位

工业和信息化部,各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团工业和信息化主管部门。

(二)实施主体

符合条件的企业。

(三)参与单位

中国石油和化学工业联合会、中国氮肥工业协会、有关先进煤气化技术持有单位、设计单位等。

五、配套措施

(一)加大对企业节能技术改造的支持力度

积极落实国家已出台的促进企业节能减排的各项财政、税收优惠政策,加大对企业现有常压固定床煤气化装置及其相关部分技术改造的支持力度,对合成氨等煤化工行业采用先进煤气化技术替代常压固定床气化技术的企业给予优先支持。

(二)完善多元化的企业节能技术改造投融资机制

发挥财政资金的引导和示范作用,对实施本方案的项目优先给予中央预算内资金和财政奖励资金的支持。同时,鼓励各级财政资金加大对实施本方案中项目的支持力度,引导各类金融机构加大对企业节能技术改造项目的信贷支持,鼓励企业通过市场渠道筹集节能减排资金。

(三)加强对先进煤气化技术技改项目的监督管理

工业和信息化部将会同相关部门,按照国家固定资产投资项目管理的有关规定,加强对项目建设的跟踪和管理,定期组织项目实施情况监督检查,及时组织项目竣工验收,对项目节能效果和实施水平等进行后续评估,确保项目进度、工程质量和资金使用符合国家有关要求并实现预期节能效果。

(四)完善技术评价标准和应用规范

工业和信息化部将会同标准主管部门、有关行业协会制订先进煤气化技术节能减排评价标准和应用规范,为相关技术改造项目的能效评估、监督管理、竣工验收等工作提供支撑。

附件:先进煤气化节能技术推广实施项目表


 附:

先进煤气化节能技术推广实施项目表

 

序号

企业名称

氨醇总产能(万吨/年)

节能量  (万吨标煤)

1

阳煤集团太化公司

54

11.9

2

四川煤气化有限责任公司

60

13.2

3

河南煤业新乡中新化工有限责任公司

36

7.9

4

河南晋开投资控股集团有限责任公司

60

13.2

5

阳煤恒通化工股份有限公司

60

13.2

6

江苏华昌化工股份有限公司

36

7.9

7

河南晋开绿宇化工有限公司

36

7.9

8

江苏德邦化学工业集团有限公司

36

7.9

9

云南玉溪新银河化工有限公司迁建工程

36

7.9

10

河南晋开延化化工公司

36

7.9

11

中国昊华集团宣化有限公司

36

7.9

12

冀州市银海化肥有限责任公司

36

7.9

13

河北东光化工有限责任公司

30

6.6

14

黑龙江黑化集团有限公司

36

7.9

15

郑州煤炭工业集团颍青化工有限公司

30

6.6

16

河南省中原大化集团有限责任公司

30

6.6

17

智胜化工股份有限公司

36

7.9

18

江苏恒盛化肥有限公司

60

13.2

19

山东明水大化集团

36

7.9

 

 

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