煤炭分子气化燃烧技术项目简介
中国发明专利 技术国际领先 经济效益极高

    按:煤炭如何高效洁净利用?这个关于发展的方向性问题,需要我们科学的思考。我们认为并提出,煤炭的高效洁净利用的量化指标应该按:

Q实用能量/(Q燃料总能量+Q燃料利用过程总能耗 )=最大 
(B污染排放量+B治污排放量)/B燃料污染物总量 =最小

全面科学考核。不能按现行的技术标准和传统的技术思想,只考虑效率,不考虑效益(不考虑煤炭在利用过程要消耗能量和治污过程消耗资源所产生的污染量),不然就会出现消耗大、运行成本高、治污又生污、用户用不起的现状。

    高效洁净利用煤炭资源,是全世界都十分关注的大事,各国都投入了大量人力、财力和物力来解决这一难题。但由于沿用了传统的直接燃烧方法,违背了气固两相燃烧的各自规律,结果造成热效率低和污染环境等难题;传统的流化床和气流床方法,由于采用小颗粒来提高比表面,在高温高压条件下直接或气化燃烧,造成工艺复杂、投资大、运行成本增高等问题,使推广和应用受到了限制。

    在总结分析上述现状后,我们提出了低成本煤炭分子气化燃烧新技术,它可从源头解决上述难题.

一、本发明的主要综合技术特点及指标

①、煤气化工艺简单,操作安全,产气量高(气化强度为1000-2000kg/m2·h);
②、煤气炉的运行成本低(电耗是国内外流化床和气流床的1/200),节省材料(比同类技术节省钢耗20%以上),设备投资少;
③、同煤种、同工艺,炉内气化反应快,气体成分好(比同类技术煤气热值增高10%以上),节约能源(炉渣含碳量减少10%以上);
④、高温煤气低过量空气系数(α接近1)燃烧,燃烧效率高(99.9%),化学不完全燃烧为零,排放更清洁(与氧有关的SOx、NOx等多种有害气体大幅度减少);
⑤、燃料适应性广,能气化燃烧烟煤、无烟煤、焦炭、煤矸石和其它各种可燃物(废弃物)。

二、应用范围极其广泛且效益巨大:

1、代替油、电、气、焦炭,燃料费用可降低60%以上;
2、代替流化床、煤粉、水煤浆,燃料加工和燃烧系统节电60%以上;
3、代替层燃炉,系统节电20%以上;封火节煤80%以上;相应削减最严重的封火煤污染80%以上;
4、制造化工原料气,可用在现有化肥厂煤气炉的改扩建。其效益是:节无烟煤110公斤/ 吨氨;节电85度/ 吨氨;节约蒸汽300公斤/ 吨氨。另外,  还可实现低成本煤变油。
5、制造优质还原性气体,可低成本直接还原海绵铁;可低成本代替高炉喷吹煤粉(煤制气比煤制粉和吹粉的电耗降低60%以上,而且还可省去每年更换磨辊的高昂费用),实现清洁(煤气无渣)冶炼钢铁。
6、可低成本实现煤+垃圾气化燃烧,使垃圾高温(1000℃以上)气化, 再低过量空气(α接近1)燃烧,气化燃烧过程极少(或不 )产生与氧有关的有毒有害气体(NOx、SOx、二恶英等)。

三、技术经济比较:

与各种煤气化工艺的技术经济指标比较

 

新型固定床

固定床

气流床

流化床

常压

加压

加压

加压

常压

备煤电耗(Kw/T)

(50%成球)5

 

钢球磨

中速磨

3~6

20.5

10

气化剂

空气+水蒸汽

空气+蒸汽

氧气+蒸汽

氧气+水蒸汽

氧气+水蒸汽

空气+水蒸汽

气化强度(kg/m2h)

1100~2000

180~350

900~1500

 

1000~1200

500~700

气化剂压力(Mpa)

0.005

0.005

2.5~5.0

2.5~3.5

1.0

0.02

气化剂电耗变化(倍)

1

1

500以上

500以上

200

4

煤气热值(KJ/Nm3)

5400~6700

4100~5400

12000~14000

12000~14000

12000~13000

3200~4200

煤气炉钢耗 (T钢/T煤)

6~8

30

 

 

 

80

灰渣含碳量(%)

5~7

14~17

9~13

5~6

9~15

20~30

投资

更小

较大

工艺评价

简单

简单

较复杂

复杂

复杂

较复杂

与国内外现有先进直接燃煤炉的技术经济指标比

 

气化燃烧锅炉

直 接 燃 煤

机械化链条燃烧炉

流化床燃烧炉

煤粉燃烧锅炉

备煤电耗 kw

5(50%成球)

0

3~6

16~26

燃烧空气压力 Mpa

0.005+0.001
(35%+65%)

0.003

0.02

0.02

压力变化造成的耗电量(倍)

1.1

1

6.6

6.6

炉膛 a%

1.03

1.5

1.2

1.2

脱硫工艺及成本

燃烧前气化炉内脱硫成本极低

烟气脱硫
成本高

炉内+烟气脱硫成本极高

烟气脱硫
成本极高

脱NOx工艺

低a燃烧NOx很少(可减20%以上)

很高a燃烧
NOx很大

高a燃烧NOx大

高a燃烧NOx大

引风电耗

0.66

1

0.8

0.8

锅炉钢耗(T钢/T汽)

0.6

1

1.2

1.2

除尘器

灰渣含碳量 %

5~7(还可低)

14

6~10

5~6

工艺评价

很简单

简单

很复杂

很复杂

 

已经商业化的产品