煤气化几种方式

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1、Shell煤气化Shell煤气化技术从20世纪70年代开始研究，在进行了多次小试、中试、示范 化装置建设基础上于1989年在荷兰德姆克勒联合循环发电厂建造了2. 5 X105 kW 工业化装置，该装置于1993年投入运行。该技术属于气流床技术，工艺流程主要包括原料煤的预处理、煤的加压和投 料、煤的气化、除灰、煤气净化、脱硫以及配套的水处理、空分、氮气系统等。 装置的造气压力为2. 04. 0 MPa,操作温度14001 600C,采用液态排渣技术， 渣中含碳量1%,干煤粉进料，碳转化率达99%，煤气中有效气含量约90% ,有 效气比氧耗约340 m3 /1 000 m3（CO+H2 ），比煤耗

2、约590 kg/1000 m3 （CO +H2 ）。对于S hel l的煤气化技术，目前除国外的1套工业化装置以外，国内从2001年 起已有广西柳州化肥厂、中石化湖南洞庭氮肥厂、中国神华煤制油有限公司、中 石化湖北枝江化肥厂、中石化安徽安庆化工总厂、大连大化公司合成氨厂、云南 云天化集团、云南云沾化集团等多家单位引进了12套13台，hell炉工艺，生产能 力从2050万t/ 2不等，基本都应用于合成氨和甲醇装置。涉及到专利技术转让、 设备国产化率低、关键设备需进口等因素，使该技术成为目前国内投资最高的煤 气化装置，20万2合成氨装置配套的煤气化系统，投资约3. 5亿4亿元，其中 空分系统投资约

3、1亿元。Shell煤气化技术的技术优势与不足体现在以下几个方面：（1）煤种适应性较 广，对原料煤几乎没有要求，从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦均可气化，对煤的 灰熔融性适应范围宽，即使是高灰分、高水分、高含硫量的煤种也可适应。这是 其他煤气化技术难以比拟的。然而该技术对于灰熔点较高的煤种需加入助熔剂 （石灰）以降低煤的熔点，因此从经济运行角度考虑，煤种还是要有所选择。 采 用加压气化，氧耗低，单炉生产能力大，适合大型化生产，目前单台设备投煤 量可达到2 000 t/d,相应合成氨生产能力可达到1 5001 600 t/d。（3）由于采用 了水冷壁结构，无需耐火砖衬里，同时气化炉内无运转部件，配套气

4、化炉烧嘴使 用寿命长，一般可达1年以上，使该设备连续运转周期长，无需备炉，这也是与 其他煤气化技术的一个较大不同点。由于国内同类型装置的开车时间较短，这一 优势还需要通过实际运行情况来验证。（4）Shell气化炉使用多个喷嘴，数量一般 为46个，采用成双对称布置，从而使装置的操作弹性较大。（5）高温制气使气 化反应进行得很彻底，因此所得煤气中副产物很少，不含重烃，对环境污染较小。（6）该气化技术的关键设备需要在国外制造，同时喷嘴、煤粉阀等完全依赖进口， 装置国产化率低，使该气化装置的投资在目前国内煤气化技术中投资最高，产品 成本中折旧所占比例较大。Shell煤气化装置建设周期较长，一般需要3年

5、甚至更 长。这是该技术的一个最大不足。（7）由于采用干法进料，具有碳转化率高、热 效率高、热损失小、能耗低、有效气含量高等优点。虽然有效气含量高，但由于 气化炉热利用采用废锅流程，使所产煤气中氢碳比太低，约为0. 5,而甲醇生产 所需的氢碳比超过2,合成氨生产要求全部CO和CO2进行变换，因此该装置所产 煤气需在后续的变换工序消耗大量蒸汽来完成CO的变换。如果仅从气体成分角 度考虑，该技术更适合于发电装置，而不适合生产甲醇和合成氨等化工产品。（8） 该技术目前国外仅有1套工业化装置用于联合循环发电，没有用于合成氨和甲醇 的实际生产装置，因此对于国内引进该技术用于生产合成氨和甲醇，相应缺乏有 针

6、对性的设计和生产经验，从而使装置投资加大，工艺复杂，使该装置的优势难 以充分发挥。Shell煤气化技术主要具有下列显著特点：气化温度较高（14001600C）, 转化率高、残碳含量低、煤的适用范围较宽。另外，该工艺成熟，自动化程度高， 气化炉易维护。Shell煤气化技术是目前世界上较为先进的煤气化工艺之一。Shell煤气化工艺采用干煤粉进料系统。Shell煤气化干粉进料的煤粉磨制中， 块煤经预破碎后进入煤的干燥系统，使煤中的水分小于2%,然后，进入磨煤机 中被制成煤粉。对烟煤，煤粉细度R90 一般为20%30%,磨煤机在常压下运行， 制成粉后用N2气送入煤粉仓中；然后，进入2级加压锁斗系统；再

7、用高压N2 气，以较高的固气比将煤粉送至4个气化炉喷嘴，煤粉在喷嘴里与氧气（95%纯 度）混合并与蒸汽一起进入气化炉反应。Shell煤气化技术对粉煤输送线的稳定 性要求高，在相同时间内要求煤种质量稳定。原煤的干燥和磨煤系统与常规电站 基本相同，但送料系统是高压N2浓相输送。与水煤浆不同，Shell煤气化整个系 统必须采取防爆措施。两段式干煤粉加压气化自1994年开始，西安热工研究院就开始进行干煤粉气流床气化技术的研究。 在国家电力公司和科技部的资助下，西安热工研究院于1997年建成了中国国内 第一套干煤粉加压气化特性试验装置并进行了试验研究。该装置的气化能力为 0.71.0t/d煤粉，压力为3

8、.0MPa。利用该装置完成了 14种中国典型动力煤种的 干煤粉加压气化试验研究。研究的目标是积累中国主要动力煤在干粉气化状态下 的气化数据库，形成一套干煤粉加压气化评价方法，对不同煤种在干煤粉加压气 化条件下的气化反应特性进行了评价，研究了煤粉气化的着火和熔渣特性、煤种 与煤气成分的关系以及操作条件与气化特性的规律等等。小型气化试验研究的成 果为更大型的气化装置的设计和运行提供了依据，小型试验装置见图3-3。在进行干煤粉加压气化小试的基础上，西安热工研究院提出了两段式干煤粉 加压气化工艺，并在中国科技部“十五”863计划的支持下，以西安热工研究院为 牵头单位，联合国内其他六家研究院所和生产单位

9、，于2004年在陕西渭河化肥 厂建成日处理3640t煤的两段式干煤粉加压气化中试装置。2005年完成试验 研究，中试装置如图3-4所示。2006年5月16日通过中国科技部的验收。西安热工研究院在该装置上完成了若干种煤的气化试验研究，取得了充分的 煤气化过程数据。试验煤种的灰分试验范围为5%30%，挥发分试验范围为 8%40%,灰熔点试验范围为1100C1600C,覆盖了从褐煤、烟煤、贫煤到无 烟煤的各种煤种。不同煤种的气化煤气成分见表3-3。表3-3不同煤种的气化煤气成分煤种神木煤华亭煤神华褐煤黄陵煤晋城无烟煤伊南煤CO ( %)62.3862.7961.962.3669.9364.96h2

10、( %)29.3628.4627.8428.9821.7826.61ch4 ( %)0.260.170.050.1400.01CO2 ( % )2.763.413.594.294.527.64H2O+COS ( % )0.370.250.110.240.140.19n2 ( %)4.874.926.513.993.610.59试装置气化试验达到的气化指标如下：碳转化率98.9%,冷煤气效率为83.2%, 比氧耗298.6Nm3/1000Nm3（CO+H2）,比煤耗518kg/1000 Nm3（CO+H2）,有效气成 分（CO+H2 ）为91.7%。与主要进口煤气化工业装置的合成气成分指标的对比

11、显 示：两段式气化炉的煤气成分明显好于水煤浆进料的TEXACO气化炉，与干法 进料的SHELL气化炉相当，在部分成分上甚至高于SHELL气化炉。具体比较指 标及结果见表3-4:表3-4与主要进口煤汽化炉合成气成分指标对比煤气成分TEXACOSHELL两段式气化炉CO%39.3546.3063.3063.562.3862.79H2%30.7833.2026.7026.5029.3628.46CO2%11.4319.521.501.601.261.41H2O%16.4302.001.901.502.0CH%0.040.0500.020.260.17N2+Ar%0.490.585.25.004.87

12、4.92H2S+COS%0.880.351.31.480.370.25目前该技术已经进入工程放大阶段，计划首先建设日气化原煤2000吨级的 “绿色煤电”煤气化发电示范装置，预计2009年投运。另外，在化工行业中，已与 内蒙世林化工有限公司签订技术转让合同，目前已进入施工设计阶段。另外，1000 吨/天级两段式干煤粉加压气化炉（激冷流程）已经应用于山西华鹿煤炭化工有 限公司年产30万吨甲醇项目。两段式干煤粉加压气化技术是一种先进可行的具有广阔应用前景的气化技 术，是具有自主知识产权的加压气流床气化技术。归结起来，两段式干煤粉加压气化技术具有以下特点：（1）加压操作，两 段式气化，气化温度高；（2

13、）干煤粉进料，煤种适应范围广；（3）碳转化率高， 冷煤气效率高，耗氧低，总热效率高达98%左右。气体产品相对洁净，不含重烃， 煤气中有效气体（CO+H2）体积分数高达90%以上。高灰熔点（粉）煤加压气化高灰熔点（粉）煤加压气化是兖矿集团承担的十一五“863”项目，针对我国 煤炭中高灰（平均23%）、高灰熔点（流动温度大于1500C）的煤占总储量的50% 左右的情况，研究和开发适应高灰、高灰熔点煤的新型工业气化技术，以满足未 来大规模气化需求，具有重要的战略意义。高灰熔点（粉）煤加压气化技术开发项目的研究目标是建成一套日处理1000 吨煤，具有自主知识产权的加压气流床气化工业示范装置，对高灰熔点

14、煤排渣关 键技术和设备进行试验研究，完成中国典型高灰熔点煤的工业示范装置气化试验， 通过长周期运行稳定性考核，主要技术指标达到国外同类技术水平。该项目的研究内容是通过千吨级工业示范装置的建立和运行，重点研究工业 规模高灰熔点粉煤输送与供料过程，排渣工艺、加压气流床气化工艺及关键设备 和工程放大技术，过程控制系统及系统模拟，示范装置设计、调试与优化运行， 研究解决影响示范装置长周期、稳定、高效运行的技术问题。主要的技术指标如下：（1）单台气化炉日处理煤量1000吨；（2）采用灰 熔点（FT）1500 。的煤种为气化原料煤；（3）碳转化率98% （干煤粉），95% （水煤浆）；（4）冷煤气效率79

15、% （干煤粉），73% （水煤浆）；（5）合成气有 效气成分（CO+H2）含量89% （干煤粉），80% （水煤浆）；（6）比氧耗350 Nm3O2/1000 Nm3（CO+H2）（干煤粉），380 Nm3O2/1000 Nm3（CO+H2）（水煤浆）； （7）满负荷考核连续稳定运行72小时。兖矿贵州能化公司计划2010年前在贵州建成处理量1200吨/天的工业示范 装置，目前兖矿在山东滕州的水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心建立了一套 中试装置。灰熔聚流化床粉煤气化流化床粉煤气化工艺是众多煤气化方法之一。我国在20世纪50年代就从国外 引进了 Winkler煤气化技术，并经长期不断改进，运行水

16、平不断提高，但始终没 有成为一种国内主流的煤气化技术。目前全国绝大部分中、小化肥和化工企业仍采用固定床气化炉，其原料煤主 要为山西、宁夏等地的无烟块煤，运输费用以及涨价因素导致原料煤成本大幅度 上升，企业经济效益受到较大影响。采用灰熔聚循环流化床粉煤气化技术，企业 可使用当地价格相对较低的粉煤，实现原料煤本地化，节约运输费用，降低产品 成本，让利于农民，达到支援农业、反哺农业的目的。灰熔聚流化床粉煤气化技术由我国自主开发，并已实现了工业化运用。该技 术具有以下特点：（1）煤种适应性广，可实现气化原料本地化；（2）操作温度适 中，无特殊材质要求；（3）操作稳定，连续运转可靠性高；（4）工艺流程简

17、单， 气化炉及配套设备结构简单，造价低，维护费用低；（5）产品气中不含焦油和挥 发份，洗涤水净化容易；（6）设备投资低，气化条件温和，消耗指标低，煤气成 本低。从1994年起，中科院山西煤化所已进行了加压灰熔聚流化床气化技术小型装 置的研究开发，气化炉设计压力1.5MPa（表压），直径200mm（后改用为300mm）, 处理能力3t/d，完成了神木煤、无烟煤和石油焦加压气化试验。已取得的阶段性 成果表明，2400mm工业气化炉加压到1.0MPa时，单炉处理量可达500t煤/d,配 套10万t/a合成氨或甲醇；加压到2.5MPa3.0MPa时，单炉处理量可达1000t煤/d, 配套20万侃合成氨

18、或甲醇。2004年在山西省发改委的支持下中科院山西煤化所与山西晋城无烟煤业集 团合作成立了“山西省粉煤气化工程研究中心”。20052006年设计并建立了可获 得工业放大数据和经验的大型加压灰熔聚流化床粉煤气化半工业装置。2007年初 完成建设，经半年的设备调试和完善，进行了 17次实验，2007年12月完成了 1.0MPa压力的长周期试验，取得了较好的数据并积累了运行经验。图3-6加压灰熔聚流化床粉煤气化技术半工业化装置中科院山西煤化所在3. 0MPa半工业化加压灰熔聚流化床粉煤气化技术平台 上完成l.OMPa的72小时长周期加压试验，设备运行平稳，达到了预期技术指标， 标志着加压灰熔聚流化床

19、粉煤气化技术取得重大突破。这次试验以晋城无烟煤为 原料，煤处理量2.5吨/小时（60吨/天），操作温度为1020C1050C试验结果为： 碳转化率87%,煤气产率1.8Nm3干煤气/kg煤，有效气体（CO+H2）含量65 % 66%。结果表明：1.0MPa工业气化装置2.4m）处理能力将可达到600吨煤/日， 单台炉可配套12万吨甲醇（或氨）/年系统。图3-6为加压灰熔聚流化床粉煤气化技 术半工业化装置照片：陕西秦晋煤气化工程设备有限公司、陕西秦能天脊科技有限公司在部分借鉴 陕西煤化所灰熔聚流化床粉煤气化技术的基础上也独立研究开发具有自主知识 产权的灰熔聚循环流化床粉煤气化技术（CAGGtm

20、）。在常压灰熔聚循环流化床 粉煤气化技术的基础上，陕西秦晋煤气化工程设备有限公司和陕西秦能天脊科技 有限公司的加压技术的开发也一直在进行着。陕西秦能天脊科技有限公司联合相 关单位，正在进行加压（3.0 MPa）工艺开发单（PDU）的开发研究工作。目前PDU 的设计方案已编制完成，正在进行专家评审，？。装置有望2007年下半年开工建 设。届时，我国将拥有自己的加压PDU装置，可开展煤质活性评价以及煤种试烧 试验工作，为加压（3. 0 MPa）粉煤气化技术的中试开发提供详实的基础设计数据。 加压（3. 0 MPa）粉煤气化技术的成功开发，将可以满足国内广阔的煤化工市场以 及煤气化整体联合发电（IG

21、CC）的要求。在现阶段中、小规模煤气化装置原料结构调整中又掀起了利用流化床气化法 进行原料煤本地化改造的热潮。2004年国家发改委、中氮协会、小氮协会等已正 式将此技术向全国中、小化肥企业推荐，其市场前景良好。在常压灰熔聚循环流化床粉煤气化技术工业示范装置成功运行的基础上，目 前工业化装置的市场推广工作进展顺利，已签定技术许可合同的项目有天津碱厂 油改煤项目、天脊潞化甲醇补碳项目、平煤飞行公司合成氨改造项目（一期、二 期）以及太化集团合成氨改造项目等。天津碱厂油改煤项目已于2005年9月成功开 车。天脊潞化项目详细设计工作已结束，预计2007年下半年投料运行。平煤飞行 公司项目（一期）计划20

22、06年下半年投料运行，二期工程预计在2007年上半年投料 运行。太化集团项目目前正在进行详细设计工作，关键设备订货已结束，计划2006 年下半年投料运行。另有若干项目已进入可行性报告编审阶段，山东、河南、湖 南以及山西多家化肥企业经过考察已有合作意向。灰熔聚循环流化床粉煤气化技术在燃料气领域的应用灰熔聚循环流化床粉 煤气化技术除用于合成氨（或甲醇）原料气生产以外，还可以用于工业燃料气的生 产，并且根据对燃料气压力的不同要求，将气化炉操作压力提高至0. 30. 5MPa, 并保证可靠、稳定地运行。另外，根据对燃料气热值的不同要求，可进行纯氧、 富氧或空气造气。灰熔聚循环流化床粉煤气化技术制氢及羰

23、基合成随着国家环保要求的不断 提高，对成品油的质量要求越来越高，成品油需加氢以制得高质量油料。一般炼 油厂用炼油过程中所得干气即可实现加氢能力的平衡，而目前石化企业普遍加氢 能力不足。用炼油企业的副产品 石油焦进行气化制氢是可选方案之一，但国 内尚无石油焦气化制氢的工业化运行业绩。另外，石油焦的市场价格远高于粉煤， 与粉煤相比，石油焦气化制氢经济性不足。因此，煤制氢技术将成为石化行业补充氢源的理想选择。相对于国外煤气化 技术，具有我国自主知识产权的灰熔聚循环流化床粉煤气化技术的投资、消耗、 成本低并且产业化装置已成功运行，单套制氢能力分别为12 500 m3 /h （标态，常 压）、32 00

24、0 m3 /h （标态，加压），可满足不同规模的氢源要求，市场应用前景 广阔。另外，灰熔聚循环流化床粉煤气化技术用二氧化碳代替部分水蒸气进行气 化，以提高煤气中的一氧化碳产量，可作为羰基合成的在使用该项技术时，炉煤粉的筛分干燥十分重要，煤中水份大于8%则进煤 不畅，并且使气化炉进煤量时大时小，操作难以稳定。一般要求入炉煤含水小于 5%,粒度小于1毫米的细粉占比重不要大于20%，最好控制在10%以下。灰熔聚流化床粉煤气化对原料煤的具体要求为：（1）入炉煤的粒度M6 mm, 其中Ml mm的不超过40%, 6 mm 的不超过1%;（2） 灰熔点要高，一般要求ST1250 C为好，若太低，将影响气化

25、炉能力的发挥；（3） 焦渣特性6,以24为最好；（4）水分 5% （指煤的外表水分），以确保入炉 煤的输送畅通；（5）灰分99%),冷煤气效率高(82%),有效气体成分(90%); (4)煤种适应范围广，控制系统自动化程度高，燃烧效率高，环保性能好；(5 )具有 自主知识产权，主要设备可完全实现国产化。航天炉煤气化工艺采用干法进料，运用先进成熟的干煤粉密相输送技术，用 高压氮气或加压CO2输送入气化炉。悬浮速度7-10 m/s,固气比480 Kg/m3，载 气量少。干煤粉粒度为2090微米，煤的灰熔点可选范围宽12501650C,气化 原料可选范围广。该工艺过程对煤的特性，如煤的粒度、粘结性、

26、含水量、含硫 量、含氧量及灰分含量均不敏感。恩德炉煤气化恩德炉粉煤流化床气化技术是朝鲜咸竟北道恩德郡的七七化工厂在原温克 勒粉煤流化床气化炉的基础上，逐步改进和完善的一种煤气化工艺。该煤气化技 术由辽宁恩德工程建设有限公司于20世纪90年代引进中国。恩德炉型以粉煤为原料，采用不同的气化剂，可生产空气煤气、半水煤气和 水煤气，分别用于工业加热炉煤气、民用燃料和化工合成气。目前该装置已经全 部实现国产化。恩德炉的造气系统主要包括原料煤配置、造气、气体的初步净化 以及配套的空分装置。生产工艺为常压气化，操作温度在9001 000 *间，采 用固态排灰方式，灰渣含碳量 10%，所产煤气有效气含量为65

27、%70%。对于 气量40 000 m3 /h的装置，如果采用1台造气炉，整套煤气化系统投资约8000万元， 其中恩德炉投资约3 200万元，空分系统投资3 000万元。如果采用2台20 000 m3/h 的造气炉，整套系统投资约9000万元。该技术采用的原料主要是褐煤、长焰煤、 不黏性和弱黏性烟煤，不仅要求煤的灰分少于25%30%，灰熔点高（ST大于 1250D，而且要求低温化学活性好（在950。时大于85%，在1000C时大于95%）。 目前该设备生产能力主要有10000、20000、40000 m3/h 3种。考虑到设备的检修 对装置运行稳定性的影响，一般1套装置需采用2台或2台以上造气炉

28、，从而避免 在1台设备出现故障时不会造成装置停车。恩德炉目前在国内的应用装置有18套，其中7套以上用于合成氨装置。国内 第1套恩德炉的造气装置于2001年在江西景德镇投产，装置规模为10000 m3/h, 随后黑龙江黑化集团有限公司、吉林长山化肥集团有限公司、安徽淮化集团有限 公司、黑龙江倍丰集团宁安化工公司、吉林北方气体等化工企业的恩德炉煤气化 装置相继建成投产。恩德炉气化的优势和不足体现在：（1）由于恩德炉造气技术可以全部做到国 产化，故投资相对较少，10万t/ a合成氨装置投资约7 000万8 000万元，与其 他连续造气方式相比，投资较低；（2）该炉型采用褐煤和长焰煤为原料，价格比 山

29、西白煤低，从而可以降低造气成本，但对原料煤的黏性等指标要求较严格。目 前该煤种主要分布在吉林、内蒙古、广西、云南、河南义马等地，在国内的分布 并不广泛，因此该造气方式由于原料的限制在较大程度上影响了它的推广。这也 是该炉型一个较为主要的缺陷； 该炉型最大能力发气量为40 000 m3 /h。由于 为常压气化方式，一方面对于取代国内普遍应用的固定床间歇气化造气炉有较大 优势，另一方面也使该炉型在装置的大型化方面受到一定限制；（4）考虑到装置 的运行稳定性，一般1套装置需采用2台以上造气炉，从而导致投资增多、占地增 大，操作复杂程度增加。多元料浆煤气化多元料浆加压气化技术是西北化工研究院提出的，具

30、有自主知识产权的煤气 化技术。对该技术的研究开始于20世纪60年代后期，历时30多年，属于湿法气流 床加压气化技术。多元料浆的基本原理是在水煤浆中加入一定的石油焦或油等其他可燃碳质 原料，替代水煤浆中的一部分水，使气化过程所需的水分更接近于气化反应工 艺条件所需要的水蒸气量，增加入炉料浆中的含碳有效反应物浓度，提高所生 成煤气中CO、H2的含量，减少氧气和原料煤的消耗，从而降低能耗和生产成 本，提高经济效益。多元料浆加压气化通过加入固体或液体含碳物质（煤/石油焦/石油沥青/油/煤 液化残渣等）与流动相（水/废液/废水）通过添加助剂（分散剂/稳定剂/pH值调节剂/ 湿润剂/乳化剂）所制备的料浆，

31、与氧气进行部分氧化反应，生成以CO和h2为有效 组分的原料气，可用于合成氨、合成甲醇、制氢、合成油品、联合循环发电等。 其基本生产装置与水煤浆加压气化技术相仿，属气流床单烧嘴下行制气。典型的 多元料浆组成为煤60%65%,油料10%15%,水20%30%,黏度不大于2500cP。多元料浆气化技术于2001年实现工业应用。截止到2006年6月底，多元料浆 气化技术已在中国大陆十多套工业装置上实现工业应用，涉及3万30万t/ 2合成 氨、20万60万t/ 2甲醇以及50万t/a煤制油装置，目前国内已经有3套工业装置平 稳运行，属于较有前途的煤气化方式，但在原料上仍有一定限制性。多元料浆加压气化技术

32、具有原料适应性广、气化指标先进、技术成熟可靠、 投资费用低等特点。该技术也已实现单线500 t/ d的气化炉加激冷流程的工业化 运行。GE水煤浆煤气化GE德士古（Texaco）水煤浆加压气化技术是在20世纪50年代初期，由美国德 士古公司在重油部分氧化气化基础上开发成功的，随后在日本、瑞典和意大利等 国实现工业应用。1998年该公司和中国水煤浆气化及煤化工中心合资成立德士古 气化服务有限公司，介绍推广该公司水煤浆加压气化技术。该技术属气流床加压气化技术，工艺流程主要包括煤的研磨和煤浆制备、煤 浆储运、煤气化及合成气洗涤、渣水处理系统以及配套的空分等部分。气化炉热 量利用有激冷、废锅、激冷和废锅

33、结合3种流程，可以根据产品选择合适的流程。 生产合成氨和甲醇的生产装置一般采用激冷流程，所得煤气的汽气比和氢碳比均 较高。气化炉采用湿法进料，液体排渣技术，煤浆含水量约30%40%。装置的 造气压力在2.56.5MPa, 4.0MPa装置较为普遍。气化炉操作温度为13001400C 比原料煤的灰熔点高50100C 有效气比氧耗为336410m3/km3，比煤耗为 550620 kg/km3。气体有效成分80%84%，碳转化率超过97%。由于是高温 气化，气体中含甲烷很低（CH4含量0.1% ）,无焦油，对环境影响小，便于气体 净化。我国于1989年在兖矿鲁南化肥厂引进了第1套德士古水煤浆加压气

34、化装置， 目前上海焦化厂、陕西渭河化肥厂、淮南化肥厂、吉化公司化肥厂和金陵石化等 十多家企业采用德士古煤气化技术用于生产合成氨和甲醇等化工产品。由于采用 加压气化，气化炉结构简单，因此单炉生产能力高，目前国内装置最大投煤量为 1000 t/d,国际最大装置投煤量为2 000 t/d, 1台气化炉产甲醇20万30万t/ a。该 装置在国内已有多年使用经验，设备国产化率较高，可达90%以上，因此装置投 资相对较低。1套投煤量为500 t/d、气化压力为4. 0MPa的气化炉系统投资约7000 万元；1套投煤量为1 000 t/d、气化压力为4.0MPa的气化炉系统投资约11000万元。 该技术的特

35、点之一是对煤种的适应性广，气煤、烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤 以及低灰熔点的劣质煤、石油焦等均能用作气化原料，但并不是所有煤种均适合。 为了保证系统长周期稳定运行，灰分低、灰熔点低、黏温特性好的煤比较适应该 技术，一般要求原料煤灰分控制在20%以下，灰熔点在1300C以下。GE德士古水煤浆加压气化技术存在的优势和不足体现在以下方面：（1）德士 古工艺在我国已有十多年的生产应用经验，在该工艺技术涉及到的设计、设备制 作、安装、装置开车、操作等方面均具有丰富经验，技术成熟可靠，设备国产化 率高。（2）目前影响德士古气化装置长周期稳定运行的关键因素是气化炉烧嘴运 行周期短。气化炉烧嘴运行周期一般不超

36、过2个月，烧嘴即因为喷头磨损、裂纹 等问题而需要更换。这是造成德士古气化装置必需有备炉的主要原因，从而导致 装置投资增加，运行费用增加。（3）目前国外向火面耐火砖使用寿命达2年，国 内耐火砖使用寿命约1年，耐火砖更换费用占整个装置维修费用的1/2以上，更换 时间超过1个月。（4）该工艺存在黑水系统结垢、气化炉带水等问题，影响了装置 的连续稳定运行。（5）该技术的煤气化炉仅有1个烧嘴，因此操作弹性相对较低，归结起来，GE水煤浆气化工艺的特点体现在以下方面：将煤加水磨成浓度 为60%65%的水煤浆，用纯氧作气化剂，在高温、高压下进行气化反应，气化 压力在3.08.5 MPa，气化温度约1400C,

37、煤气成分CO+H2为80%左右，碳转化 率96%99%。该技术煤气化强度大，气化炉结构简单。水煤浆气化工艺过程包括水煤浆制备、水煤浆加压气化和灰水处理三部分。 水煤浆制备一般采用湿法棒磨或球磨。磨煤机的选型往往和介质类型、给料颗粒 大小、给料湿度、给料速率等参数有关。多喷嘴对置式水煤浆煤气化多喷嘴对置式水煤浆煤气化由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化 学工程公司等单位联合开发，具有国内自主知识产权,是在德士古水煤浆气化技术 的基础上进行改进的一种气流床加压气化技术，相当于国产德士古技术。该技术 第1套示范化装置于2005年10月在兖矿鲁南化肥厂正式投入运行，装置配套2台气 化炉，日投煤量

38、1000 t,年产甲醇24万七并配套发电项目，目前已正常运行1年多，属较 新的煤气化技术。目前除兖矿鲁南化肥厂采用该技术生产甲醇以外，2004年在华鲁恒生建设了 第2套投煤量650t/d，操作压力6. 5 MPa的煤气化装置，目前运转正常。国内多家企 业也已采用或拟采用多喷嘴对置式水煤浆气化技术建设煤化工装置或IGCC发电 装置，拟建装置有江苏灵谷集团年产40万t/ a合成氨项目、滕州凤凰化肥有限公司 60万t/ a醇氨项目、镇江索普集团60万t/ a醋酸配套造气项目。该技术目前在国内 推广速度较快，使用前景亦较好。该技术属气流床加压气化装置,湿法进料，液态排渣。煤气化系统主要由水煤 浆制备装

39、置、四喷嘴对置煤气化装置、煤气初步净化装置、含渣水处理装置及配 套空分装置等部分组成。气化压力为3.06.5MPa，操作温度12001300C，残渣含 碳量5%，有效气含量83%，碳转化率98%，有效气(CO+H2)比氧耗360380 m3 /km3，有效气比煤耗540570 kg/km3。多喷嘴对置式水煤浆煤气化技术的优势与不足主要体现在以下几个方面：(1) 由于该技术是在原德士古煤气化技术的基础上发展起来的，因此，德士古技术 的一些优点,如原料煤适应性较广，单台设备生产能力大等优势均得到较好继承。(2) 该技术针对德士古技术存在的主要问题，如单喷嘴造成开车率低、操作弹性小, 耐火砖寿命短造

40、成运行费用高，气化炉带水等进行了改进,从目前运行情况来看, 上述问题均有明显改善。(3)该技术拥有自主知识产权,因此相对比引进技术的专 利使用费大幅降低，同时在设备、材料国产化方面也有较大提高。该技术采用的 喷嘴、耐火砖均为国产，降低了运行费用，缩短了供货周期。(4)由于采用四喷嘴技 术,煤气化装置投资较高，超过德士古技术的20%30%。装置运行过程中出现 的气化炉拱顶砖冲刷严重和拱顶超温等问题，影响了装置的运行稳定性。(6)该技 术属新开发的技术,目前工业化装置运行时间相对较短,设计、操作经验较少，有些 数据需经过较长时间的运行后才能较真实的体现出来。多喷嘴对置式水煤浆煤气化是在德士古水煤浆煤气化技术基础上发展而来， 并在原有技术上作了进一步改进，因而该技术具有德士古煤气化技术的特点。原 料煤的选择以及煤粉磨制等方面应具有相似性。