第3期(總第148期).煤化工No.3(Total No. 148)2010年6月Coal Chemical IndustryJun. 2010煤氣化方法的比較及分析蘇萬(wàn)銀(北京和利時(shí)系統(tǒng)工程有限公司,北京100096)摘要分析比較了固定床流化床、 氣流床3種氣化方式中各典型工藝的工藝流程、優(yōu)缺點(diǎn)及工業(yè)化應(yīng)用。關(guān)鍵詞煤氣化固定床流化床氣流床文章編號(hào): 1005-9598 (2010) -03-0010-05中圖分類(lèi)號(hào) :TQ546文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A我國(guó)是一個(gè)缺油少氣、煤炭資源相對(duì)比較豐富的國(guó)BGL高溫熔渣煤氣化技術(shù)。國(guó)家，特別是近年來(lái)由于世界性的油氣價(jià)格上揚(yáng),使1.1常壓固定層 間歇式無(wú)煙煤(或焦炭)氣化技術(shù)得煤制甲醇、煤制油煤制天然氣、煤制烯烴、煤制二固定層間歇?dú)饣夹g(shù)要求原料為25mm~75mm的甲醚等以生產(chǎn)潔凈能源產(chǎn)品和替代石油產(chǎn)品為主的塊狀無(wú)煙煤或焦炭，采用空氣和蒸汽作為氣化劑,常新型煤化工產(chǎn)業(yè)，在中國(guó)能源的可持續(xù)利用中扮演了壓間歇?dú)饣Ｆ涮攸c(diǎn)是投資低,技術(shù)成熟,目前我國(guó)小重要角色。發(fā)展煤化工離不開(kāi)合成氣的制備煤氣化氮肥、小甲醇廠大約仍有4 00臺(tái)設(shè)備在役。但該技就是制備合成氣的必要手段。如何選擇-一個(gè)合 適的煤術(shù)氣化效率低,操作繁雜,單爐產(chǎn)氣量少,吹風(fēng)過(guò)程中氣化技術(shù)已是當(dāng)前煤化工產(chǎn)業(yè)面對(duì)的一-個(gè)重要課題,放空氣對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，屬于將逐步淘汰的工藝。各種氣化工藝技術(shù)都有其特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn),有其適應(yīng)范1.2常壓固定層 無(wú)煙煤(或焦炭)富氧連續(xù)氣化技術(shù)圍。從早期的技術(shù)引進(jìn),到現(xiàn)在國(guó)內(nèi)煤氣化技術(shù)的不該技術(shù)采用富氧為氣化劑、連續(xù)氣化、原料采用斷研發(fā),事實(shí)證明，只有通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行8mm~ 10mm粒度的無(wú)煙煤或焦炭，提高了進(jìn)廠原料利考驗(yàn)過(guò)的,經(jīng)濟(jì)上合理、環(huán)境上符合國(guó)家環(huán)保要求的，用率，對(duì)大氣無(wú)污染、設(shè)備維修工作量小、維修費(fèi)用才是最可靠的氣化技術(shù)。低、適合于有無(wú)煙煤的地方,是對(duì)已有常壓固定層間歇式氣化技術(shù)的改進(jìn)。但該技術(shù)只能采用焦炭或無(wú)煙1固定床氣化煤作原料,價(jià)格高;且生成氣中氮?dú)夂扛?不適合作在氣化過(guò)程中，塊煤或碎煤由氣化爐頂部加入，合成甲醇的原料氣。氣化劑由底部通人,煤料與氣化劑逆流接觸,相對(duì)于1.3 魯奇固定層煤加壓氣化技術(shù)氣體的上升速度而言,煤料下降速度很慢,甚至可視魯奇固定層煤加壓氣化技術(shù)采用固態(tài)排渣,主要為固定不動(dòng),因此稱(chēng)之為固定床氣化;而實(shí)際上,煤料用于氣化褐煤.不黏結(jié)性或弱黏結(jié)性的煤,要求原料在氣化過(guò)程中是以很慢的速度向下移動(dòng)的,比較準(zhǔn)確煤熱穩(wěn)定性高、化學(xué)活性好、灰熔融性溫度高、機(jī)械強(qiáng)的稱(chēng)其為移動(dòng)床氣化。該技術(shù)成熟,但單爐氣化能力度高。其主要優(yōu)點(diǎn)包括:可以使用劣質(zhì)煤氣化;加壓氣小，副產(chǎn)物多,煤種適應(yīng)性差,環(huán)境友好性差。化生產(chǎn)能力高;氧耗量低;魯奇爐是逆向氣化，煤在爐固定床氣化的代表工藝有常壓固定層間歇式無(wú)內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1h;反應(yīng)爐的操作溫度低、碳效率煙煤(或焦炭)氣化技術(shù)、常壓固定層無(wú)煙煤(或焦炭)高、氣化效率高。魯奇固定層煤加壓氣化技術(shù)在合成富氧連續(xù)氣化技術(shù)、魯奇固定層煤加壓氣化技術(shù)、英氨、甲醇、城市煤氣和合成油中都有應(yīng)用,山西天脊集團(tuán)采用該氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氨,運(yùn)行狀況較好。目前收稿日期:2010-01-21國(guó)內(nèi)正常運(yùn)行的主要是20世紀(jì)80年代初從國(guó)外引作者簡(jiǎn)介:蘇萬(wàn)銀(1971- ),男,1999年畢業(yè)于合肥工業(yè)進(jìn)的爐子,該爐種經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展,已經(jīng)比較成熟。大學(xué)化工學(xué)院,工程師.多年從事煤氣化、合成氨生產(chǎn)管理雖然魯奇氣化工藝優(yōu)點(diǎn)很多,但由于固定床氣化工作,現(xiàn)從事化工領(lǐng)域DCS控制系統(tǒng)方面的工作。只能以不黏塊煤為原料,不僅原料昂貴,氣化強(qiáng)度低,2010年6月蘇萬(wàn)銀:煤氣化方法的比較及分析而且氣-固逆流換熱，粗煤氣中含有焦油、高碳?xì)浠癄t裝置已處于停產(chǎn)或半停產(chǎn)狀態(tài)。合物(體積分?jǐn)?shù)約1%)、甲烷(體積分?jǐn)?shù)約10%),同2.2 U-Gas氣化技術(shù)時(shí),焦油分離、含酚污水處理都比較復(fù)雜。該氣化產(chǎn)生U-gas氣化工藝由美國(guó)煤氣工藝研究所(GTI)于的煤氣熱值高，較適合作為城市煤氣和燃料氣,不推20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)，屬于單段流化床粉煤氣化工薦用以生產(chǎn)合成氣。藝,采用灰團(tuán)聚方式操作,煤種適用性極廣。氣化裝置1.4 英國(guó)BGL高溫熔渣煤氣化技術(shù)包括破碎、干燥、篩分、煤倉(cāng)、進(jìn)料鎖斗系統(tǒng)、耐火材料英國(guó)BGL高溫熔渣煤氣化技術(shù)是20世紀(jì)90年襯里的氣化爐、爐底部灰團(tuán)聚排渣裝置、旋風(fēng)除塵、煤代初從魯奇固定床加壓氣化技術(shù)發(fā)展而來(lái),通過(guò)固定氣冷卻洗滌和排灰鎖斗系統(tǒng)等。2008年,U-Gas在國(guó)床液態(tài)排渣，技術(shù)較為成熟。該技術(shù)在原魯奇固定床內(nèi)與河南義馬煤業(yè)集團(tuán)正式簽訂1 000萬(wàn)m/d煤制加壓氣化爐基礎(chǔ)上，結(jié)合了熔渣氣化技術(shù)氣化率高、氣合資經(jīng)營(yíng)合同,義馬長(zhǎng)焰煤在U-Gas氣化裝置上成氣化強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)和魯奇氣化技術(shù)氧耗低及爐體廉功試燒;連同早期的埃新斯(棗莊)新氣體有限公司價(jià)的特點(diǎn)，克服了熔渣氣化技術(shù)高能耗和魯奇固定床10萬(wàn)t/a甲醇項(xiàng)目和綜能協(xié)鑫(內(nèi)蒙古)煤化工有限加壓氣化技術(shù)低效率及廢水處理成本高的弱點(diǎn),具有公司22.5萬(wàn)t/a甲醇.15萬(wàn)t/a二甲醚項(xiàng)目,通過(guò)建設(shè)投資少、建設(shè)周期短、產(chǎn)氣率高、氣體熱值高、能投資合作形式,U-Gas技術(shù)已經(jīng)在中國(guó)推廣應(yīng)用于3耗低、資源利用率高、運(yùn)行和維護(hù)成本低的綜合優(yōu)勢(shì)。個(gè)煤化工項(xiàng)目 上。2.3灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)2流化床氣化灰熔聚流化床粉煤氣化以碎煤為原料(<6mm~流化床技術(shù)是以粒度為0mm~ 10mm的小顆粒煤為8mm) ,以空氣或氧氣或富氧為氧化劑，水蒸氣或二氧化氣化原料,以空氣、氧氣或富氧和蒸汽為氣化劑,氣體碳為氣化劑，在部分燃燒產(chǎn)生的高溫(950"C~1100C )從爐下部進(jìn)入，在適當(dāng)?shù)拿毫６群蜌馑傧?與碎煤形下進(jìn)行煤的氣化。氣化爐是一一個(gè)單段流化床,可在流成流化狀態(tài),在氣化爐內(nèi)使碎煤懸浮分散在垂直上升化床內(nèi)- 次實(shí)現(xiàn)煤的破黏脫揮發(fā)分氣化、灰團(tuán)聚及的氣流中,煤粒在部分燃燒產(chǎn)生的高溫沸騰狀態(tài)下進(jìn)分離、焦油及酚類(lèi)的裂解。帶出細(xì)粉經(jīng)除塵系統(tǒng)捕集行氣化反應(yīng),從而使得煤料層內(nèi)溫度均一,故被稱(chēng)為后返回氣化爐,再次參加反應(yīng)，有利于碳利用率的進(jìn)流化床造氣(又稱(chēng)沸騰床)。流化床氣化爐的代表有德一步提高1?；胰劬哿骰卜勖簹饣夹g(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)國(guó)的溫克勒氣化爐、恩德?tīng)t,美國(guó)的U-Gas氣化爐,國(guó)有:(1)操作溫度適中,無(wú)特殊材質(zhì)要求，耐火材料使內(nèi)主要有中科院山西煤炭化學(xué)研究所開(kāi)發(fā)的灰熔聚用壽命可達(dá)10a以上,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高。(2)灰團(tuán)流化床粉煤氣化爐。聚成球,與半焦有效分離，排灰碳含量低( <10%)。(3)爐2.1恩德?tīng)t粉煤氣化技術(shù)內(nèi)形成-局部高溫區(qū)(1 200"C~1 300C),氣化強(qiáng)度高。恩德?tīng)t屬于改進(jìn)后的溫克勒沸騰層煤氣化爐,要(4)飛灰經(jīng)旋風(fēng)除塵器捕集后,返回氣化爐,循環(huán)轉(zhuǎn)求原料煤不黏結(jié)或弱黏結(jié)性、灰分25% -30%,灰熔融性化,碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%。(5)煤氣中幾乎不含焦油和揮溫度高(ST>1 250C)、低溫化學(xué)活性好(在950C時(shí)，發(fā)酚 ,洗滌水易凈化循環(huán)利用,煤中硫90%以HS形式應(yīng)>85%,1 000'C時(shí)，應(yīng)>95%)。 氣化劑采用蒸汽和富轉(zhuǎn)化到煤氣中,容易脫除回收;無(wú)廢氣排放,有利于環(huán)氧,富氧分兩段加入氣化爐,在常壓下進(jìn)行氣化反應(yīng)，境保護(hù)。主要的缺點(diǎn)是合成氣中(C0+H2)為68%-72%，使粉煤沸騰流化，反應(yīng)溫度為1 000C~1 100C .固態(tài)有效氣體成分較低、產(chǎn)品氣中CH體積分?jǐn)?shù)較高排渣,無(wú)廢氣排放。氣化爐無(wú)爐箅，空簡(jiǎn)氣化,操作可(1. 5%~2. 0%)，雖然采取了飛灰循環(huán)人爐氣化措施,靠氣化爐運(yùn)轉(zhuǎn)率可達(dá)92%。合成氣適于作合成氨原料但第二旋風(fēng)分離器排出細(xì)灰量還是比較大,環(huán)境污染氣。主要缺點(diǎn)是氣化壓力為常壓,單爐氣化能力還比較及飛灰堆存和綜合利用問(wèn)題有待進(jìn)--步解決;其次是低,有效氣體含量較低且含氮高,產(chǎn)品氣中CH,體積分氣化壓力低、單爐產(chǎn)氣量小。此技術(shù)適合于中小型氮數(shù)高達(dá)1. 5%~2. 0%,飛灰量大、環(huán)境污染及飛灰堆存和肥廠利用就地或就近的煤炭資源改變?cè)下肪€?；胰劬C合利用問(wèn)題有待解決。不適合作甲醇合成氣。聚流化床粉煤氣化技術(shù)目前在天津堿廠項(xiàng)目中運(yùn)行恩德?tīng)t在國(guó)內(nèi)共有13套22臺(tái)氣化爐,已投產(chǎn)的狀況較好。有16臺(tái),在建的如呼倫貝爾東能化工氣化裝置。目前3氣流床氣化最大的氣化爐采用富氧氣化,產(chǎn)氣量為40 000m2/h 半水煤氣。但因飛灰含碳高、污染環(huán)境，部分廠家的恩德氣流床氣化中,用氣化劑將粒度為100μm 以下的- 12-煤化工2010年第3期煤粉帶人氣化爐內(nèi),也可將煤粉先制成水煤漿,然后劑技術(shù); (3)新型結(jié)構(gòu)的氣化爐;(4)灰水處理系統(tǒng)及用泵打人氣化爐內(nèi).煤料在高于其灰熔融性溫度下與排渣技術(shù); (5)系統(tǒng)放大技術(shù); (6)多元料漿氣化軟件氣化劑發(fā)生燃燒反應(yīng)和氣化反應(yīng),灰渣以液態(tài)形式排評(píng)價(jià)體系。出氣化爐。成熟的粉煤氣流床工藝主要以GE德士古西北化工研究院目前已與國(guó)內(nèi)多家化工設(shè)計(jì)院(Texaco)水煤漿加壓氣化技術(shù)、殼牌(Shel1)干煤粉合作,在國(guó)內(nèi)推廣多元料漿氣化技術(shù),已投產(chǎn)及在建加壓氣化技術(shù)、GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)為代表,但項(xiàng)目共計(jì)有12個(gè)。進(jìn)口技術(shù)及設(shè)備給國(guó)內(nèi)企業(yè)帶來(lái)了很大的資金壓力。3.3多噴嘴( 四噴嘴)水煤漿加壓氣化技術(shù)可喜的是,目前國(guó)內(nèi)粉煤氣化技術(shù)已完全可以和國(guó)外多噴嘴(四噴嘴)水煤漿加壓氣化技術(shù)是“九五”技術(shù)在同等水平上競(jìng)爭(zhēng)。在濕粉氣化技術(shù)即水煤漿氣期間由華東理工大學(xué)、兗礦魯南化肥廠、中國(guó)天辰化化技術(shù)方面,國(guó)外有GE水煤漿氣化技術(shù),國(guó)內(nèi)有西北學(xué)工程公司合作開(kāi)發(fā)的。該裝置改德士古爐單噴嘴為化工研究院的多元料漿加壓氣化技術(shù)、華東理工大學(xué)對(duì)置式多噴嘴,強(qiáng)化了熱質(zhì)傳遞,碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到98%與兗礦集團(tuán)有限公司共同完成的多噴嘴對(duì)置式水煤以上，與單噴嘴氣化爐相比,多噴嘴氣化爐比煤耗可漿氣化技術(shù),以及清華大學(xué)、北京達(dá)立科科技有限公降低約2.2%,比氧耗可降低6.6%,同時(shí)調(diào)節(jié)負(fù)荷比單司和山西豐喜肥業(yè)集團(tuán)共同完成的非熔渣-熔渣分噴嘴 氣化爐靈活。適宜于氣化低灰熔融性溫度的煤(2，級(jí)氣化技術(shù);在干粉氣化技術(shù)方面,國(guó)外有Shell的氣化效果優(yōu)于德士古爐。多噴嘴氣化與單噴嘴氣化技干粉氣化技術(shù)和GSP技術(shù),國(guó)內(nèi)有華東理工大學(xué)與兗術(shù)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表1。礦集團(tuán)有限公司的四噴嘴干粉氣化技術(shù)、西安熱工研表1多噴嘴氣化與單噴嘴氣化結(jié)果對(duì)比究院的兩段式干粉氣化技術(shù)及北京航天十一所的航有效氣成分碳轉(zhuǎn)化有效氣比煤 有效氣比氧天爐技術(shù)等。(CO+H2)/%率/%耗/kg.km?耗/m'.km°3.1 GE 德士古( Texaco )水煤漿加壓氣化技術(shù)多噴嘴氣化84.998.8535314Texaco水煤漿加壓氣化工藝是由美國(guó)德士古開(kāi)| 單噴嘴氣化82.0~83.0 96.0-98.0 ~547~336發(fā)公司研發(fā)的。該氣化爐國(guó)內(nèi)大約有30臺(tái),主要用于生產(chǎn)合成氨、甲醇和制氫,大部分是采用水激冷工藝但這種技術(shù)比德士古技術(shù)多了3套噴嘴和其相流程,但在IGCC發(fā)電項(xiàng)目中,也采用廢鍋流程。其優(yōu)應(yīng)的高壓煤漿泵、煤漿閥、氧氣閥、止回閥、切斷閥及點(diǎn)是對(duì)原料煤適應(yīng)性較廣,氣煤、煙煤、次煙煤、無(wú)煙連鎖控制儀表,1套投煤量1 000t/d的氣化爐投資比煤、高硫煤及低灰熔融性溫度的劣質(zhì)煤、石油焦等均單噴嘴氣化爐系統(tǒng)的投資多2 000萬(wàn)元~3 000萬(wàn)元，能作為氣化原料;氣化壓力從2. 5MPa、4.0MPa、設(shè) 備投資和維修工作量加大。6.5MPa到8. 5MPa皆有工業(yè)性生產(chǎn)裝置在穩(wěn)定、長(zhǎng)周3.4 非熔渣熔渣分級(jí)氣化技術(shù)期運(yùn)行;氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,為耐火磚襯里;裝備國(guó)產(chǎn)化由北京達(dá)立科公司與清華大學(xué)、豐喜肥業(yè)共同開(kāi)率高(已達(dá)90%以上),投資較低。缺點(diǎn)是氣化用原料發(fā)的清華爐(非熔渣-熔渣分級(jí)氣化技術(shù))現(xiàn)已取得煤受氣化爐耐火磚襯里的限制，適宜于氣化低灰分、實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。 原料(水煤漿、干煤粉或其他含碳物質(zhì))低灰熔融性溫度的煤;碳轉(zhuǎn)化率較低;比氧耗和比煤通過(guò)給料機(jī)和燃料噴嘴進(jìn)入氣化爐的第- - 段,采用純耗較高;氣化爐耐火磚使用壽命較短，一般為la左氧作氣化劑，采用其他如02或與02以任意比例相混右;氣化爐燒嘴使用壽命較短,一般使用40d 左右,需合的CO2N2、水蒸氣等作為預(yù)混氣體,調(diào)節(jié)控制第- -停車(chē)進(jìn)行檢查、維修或更換噴嘴頭部。段氧氣的加人比例，使第一-段的溫度保持在灰熔融性3.2多元料漿加壓氣化技術(shù)溫度以下;在第二段再補(bǔ)充部分氧氣,使第二段的溫多元料漿加壓氣化技術(shù)是由西北化工研究院開(kāi)度達(dá)到煤的灰熔融性溫度以上并完成全部的氣化過(guò)發(fā)的,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。其基本生產(chǎn)裝置與水煤漿程，從而實(shí)現(xiàn)煤的非熔渣-熔渣分級(jí)氣化。加壓氣化技術(shù)相仿,屬氣流床單燒嘴下行制氣。典型由于清華爐自身的特點(diǎn)，降低了主噴嘴氧化強(qiáng)的多元料漿組成為含煤60%-65%， 油料10%~15%,水度,延長(zhǎng)了其使用壽命;采用分級(jí)氣流床氣化技術(shù),運(yùn)20%- 30%，已成功應(yīng)用于油氣化裝置的改造。該技術(shù)行周期長(zhǎng),系統(tǒng)安全、平穩(wěn)。豐喜肥業(yè)集團(tuán)氣化裝置部分設(shè)備已獲得國(guó)家專(zhuān)利,技術(shù)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有:(1)多(20萬(wàn)t/a甲醇?xì)忸^)采用該技術(shù),自2006年1月23元料漿組成的優(yōu)化設(shè)計(jì),提高料漿的有效組成,降低日首次投料至今,年運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)到94%，年負(fù)荷率達(dá)到消耗的系統(tǒng)技術(shù);(2)多元料漿制備工藝技術(shù)和添加120%,創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)水煤漿氣化裝置運(yùn)行的好成績(jī)。目2010年6月蘇萬(wàn)銀:煤氣化方法的比較及分析- 13-前又有5套裝置進(jìn)入建設(shè)階段:山西洪洞山西焦化、氣化爐采用水冷壁爐膛、液態(tài)排渣。運(yùn)行時(shí),向下內(nèi)蒙古鄂爾多斯金誠(chéng)泰、內(nèi)蒙古呼倫貝爾大唐電力、爐膛內(nèi)噴入粉煤、水蒸氣和氧氣,向上爐膛噴人少量?jī)?nèi)蒙古鄂爾多斯上海惠生、山西臨猗豐喜肥業(yè)三期工粉煤和水蒸氣。利用下?tīng)t膛的煤氣顯熱進(jìn)行上爐膛煤程等,氣化爐單爐投煤量從600t/d到1 800t/d。的熱解和氣化反應(yīng),以提高總的冷煤氣效率;同時(shí)顯3.5 Shell 干煤粉加壓氣化技術(shù)著降低熱煤氣溫度,使得爐膛出口的煤氣降溫至灰熔煤粉、氧氣及蒸汽在加壓條件下并流進(jìn)入氣化爐融性溫度以下,從而省去冷煤氣激冷流程間。下?tīng)t膛內(nèi),在極短的時(shí)間內(nèi)，完成升溫?fù)]發(fā)分脫除、裂解、為第一反應(yīng)區(qū),輸人煤粉(粉量占總量的80%-85%),燃燒及轉(zhuǎn)化等一- 系列物理和化學(xué)過(guò)程問(wèn)。Shell 粉煤與同時(shí)噴入的水蒸氣和氧氣發(fā)生氣化與不完全氧化氣化爐的主要優(yōu)點(diǎn)有:(1)干粉煤進(jìn)料，煤種適應(yīng)性反應(yīng),使?fàn)t膛內(nèi)溫度維持在1 300"C~1 600"C ,生成高廣; (2)氣化溫度高(1400C~1 500C ),碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)溫煤氣。高溫煤氣進(jìn)入上爐膛，熔融渣沿水冷壁面流98%左右,產(chǎn)品氣中甲烷含量低,有效氣體積分?jǐn)?shù)高達(dá)至氣化爐底部水浴凝結(jié)成固狀顆粒。上爐膛為第二反90%;(3)與Texaco水煤漿氣化爐相比，氧耗可降低應(yīng)區(qū),高度較長(zhǎng),噴人二次煤粉(粉量占總量的15%~15%- -25%;(4)單爐生產(chǎn)能力大,達(dá)2000t煤/d; (5)20%),同時(shí)也噴入過(guò)熱蒸汽,利用- -段爐 膛生成的高采用水冷壁,無(wú)耐火村里,維護(hù)工作量小; (6)氣化熱溫煤氣的顯熱進(jìn)行熱裂解和部分氣化(未氣化的煤粉效率高,冷煤氣效率可達(dá)80%; (7)氣化廢水處理較簡(jiǎn)經(jīng)過(guò)除塵收集后返回到磨煤機(jī))。由于沒(méi)有注人氧氣，單，可以做到零排放。其主要缺點(diǎn)有:(1)國(guó)產(chǎn)化率本段發(fā)生的是吸熱反應(yīng)，降低了爐內(nèi)的高溫煤氣溫低，裝置投資高,動(dòng)力消耗大，廢熱鍋爐維修工作量度。在水冷壁的作用下，氣化爐出口的高溫煤氣溫度大; (2)氣化爐單爐運(yùn)行,沒(méi)有備用爐,不利于生產(chǎn)的進(jìn)一步降低到約900"C(灰熔融性溫度以下)，這樣就連續(xù)穩(wěn)定; (3)排出氣化爐的高溫煤氣如用于制合成避免了高溫煤氣中攜帶的灰渣在廢熱鍋爐中凝結(jié)堵氨和氫氣,副產(chǎn)的蒸汽量還不夠用,需要另設(shè)中壓過(guò)塞管道。生成的煤氣由頂部排出,生成的熔融態(tài)的爐熱蒸汽系統(tǒng)。因此,Shell帶廢熱鍋爐的干煤粉加壓渣向下流人爐底部的水域,被激冷后定期排出。氣化技術(shù)在用于煤化工產(chǎn)品的生產(chǎn)中,尚有待改進(jìn)。兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)特色主要有:(1)氣3.6 GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)5化溫度范圍1300C-1 700C，氣化反應(yīng)壓力0. 5 MPa~GSP氣化技術(shù)由德國(guó)未來(lái)能源公司開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)千4. 0MPa,碳轉(zhuǎn)化率達(dá)99%以上,有效氣體成分(C0+H2)燥、磨細(xì)后的干煤粉由氣化爐頂部進(jìn)入,屬單燒嘴下達(dá)90%以上。不產(chǎn)生焦油、酚等凝聚物,不污染環(huán)境，行制氣,氣化爐內(nèi)有水冷壁內(nèi)件。目前國(guó)外最大的合成氣質(zhì)量好;(2)煤種適應(yīng)性好，可氣化褐煤、煙GSP氣化爐投煤量720t褐煤/d,操作壓力2. 8MPa,操煤、貧煤、無(wú)煙煤以及高灰分、高灰熔融性溫度的煤，作溫度1 400"C~1 500"C ,為調(diào)節(jié)爐溫,需向氣化爐內(nèi)運(yùn)行穩(wěn)定可靠;(3)氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，以渣抗輸人過(guò)熱蒸汽，已有6年采用褐煤為原料進(jìn)行氣化的渣,無(wú)耐火磚襯里,維護(hù)量少,無(wú)需備爐。水冷壁壽命經(jīng)驗(yàn)。氣化高灰熔融性溫度的煤時(shí),可以在原料煤中長(zhǎng)達(dá)20a,燒嘴壽命長(zhǎng)達(dá)10a; (4)與國(guó)外先進(jìn)干法氣添加石灰石作助熔劑。該公司在Freiberg建有中試化技術(shù)相比,冷煤氣效率提高2% -3%,比氧耗低10%~氣化裝置,至今設(shè)備完好;目前已對(duì)中國(guó)淮南煤作了15%;與水煤漿氣化技術(shù)相比，冷煤氣效率提高7%~氣化試驗(yàn)，情況較好。GSP煤氣化技術(shù)特點(diǎn)有:(1)原10%,比氧耗降低20%~30%; (5)可省略冷煤氣循環(huán)激料適應(yīng)范圍寬,GSP氣化對(duì)煤質(zhì)要求不苛刻，粒度冷流程使得系統(tǒng)自耗功大幅度降低,同時(shí)煤氣冷卻250μum-500μm,灰分1% -20%，灰熔融性溫度1 100C~器及凈化系統(tǒng)的設(shè)備尺寸減小1/2;(6)氣化系統(tǒng)全1500C;(2)水冷壁結(jié)構(gòu),即所謂的“以渣抗渣”的結(jié)部國(guó)產(chǎn)化，比國(guó)外先進(jìn)的干法氣化爐造價(jià)低40%左構(gòu),避免了因高溫、溶渣腐蝕及開(kāi)停車(chē)產(chǎn)生應(yīng)力對(duì)耐右。其缺點(diǎn)是合成氣中CH,含量較高,對(duì)制合成氨、甲火材料的破壞，可單爐運(yùn)行; (3)供料系統(tǒng)采用400kg/m醇、氫氣不利。惰性氣體密相氣流輸送,點(diǎn)火升溫迅速,負(fù)荷彈性可兩段式干煤粉加壓氣化有廢熱鍋爐和激冷兩種在50%-110%運(yùn)行。神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司流程。其中廢熱鍋爐型氣化裝置適用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)采用GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)建設(shè)830kt/a二甲醚,電,其示范裝置投煤量2 00/d氣化爐(廢鍋流程),-期600kt/a甲醇項(xiàng)目，單爐投煤量約2 000t/d,是已應(yīng)用于華能集團(tuán)“綠色煤電”項(xiàng)目;另- -套示范裝置第一套商業(yè)性示范裝置。投煤量1000t/d氣化爐(激冷流程),已應(yīng)用于內(nèi)蒙3.7兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)古世林化工有限公司300kt甲醇/a項(xiàng)目。- 14-煤化工2010年第3期.3.8四噴嘴對(duì)置式干粉煤加壓氣化技術(shù)的合成氣送去變換。渣經(jīng)破渣機(jī)高壓變低壓鎖斗,排四噴嘴對(duì)置式干粉煤加壓氣化技術(shù)是在華東理到撈渣機(jī)進(jìn)行渣水分離,水回收處理利用;灰水經(jīng)高工大學(xué).兗礦魯南化肥廠(水煤漿氣化及煤化工國(guó)家壓閃蒸、真空閃蒸后到沉降池,清水作為激冷水回收工程研究中心)、中國(guó)天辰化學(xué)工程公司3家通力合利用,漿水經(jīng)真空抽濾后制成濾餅。作下開(kāi)發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù),中試裝HT-L氣化爐的燒嘴是航天十- -所自行研制,采置投煤能力為15 t/d~45t/d,建于兗礦魯南化肥廠。用點(diǎn)火燒嘴、開(kāi)工燒嘴、煤燒嘴一體,點(diǎn)火燒嘴在中氣化爐為熱壁爐,內(nèi)襯耐火磚。干粉煤由氣化爐上部心,使用0. 2MPa的天然氣,開(kāi)工燒嘴采用天然氣壓縮經(jīng)4個(gè)燒嘴加入,產(chǎn)生的合成氣下行經(jīng)水激冷后出氣機(jī)出口的1.7MPa的天然氣,爐膛升壓到1.0MPa后,3化爐。中試裝置作了以氮?dú)鉃檩斔洼d氣和二氧化碳為條煤粉管線同時(shí)投煤(由于氧管線只有1條,氧煤比輸送載氣的試驗(yàn)。氣化溫度為1 300"C~1 400C,氣化按總量控制),投煤后,開(kāi)工點(diǎn)火燒嘴退出。氣化爐采壓力為2. 0MPa~3. 0MPa，取得了較好的工藝數(shù)據(jù):有用頂燒式,只要保證燒嘴壓差, -般不會(huì)燒壞燒嘴。水效氣成分(C0+H2)89% -93%.碳轉(zhuǎn)化率> 98% ,冷煤氣效冷壁采用盤(pán)管式，循環(huán)水分配環(huán)管相對(duì)均勻引出率83%~84%，有效氣比煤耗530kg/km~540kg/kmP ,有DN40mm的4根水管,4根水管平行環(huán)繞而成水冷壁，效氣比氧耗300m/km2 ~320m/kmr，有效氣比蒸汽耗管與管之間有掛釘和翅片,掛砌耐火材料。目前,航天110kg/km~ 130kg/km’。目前正以?xún)嫉V集團(tuán)貴州開(kāi)陽(yáng)化爐已在安徽臨泉、河南龍宇等項(xiàng)目投入工業(yè)應(yīng)用,運(yùn)工有限公司50萬(wàn)t/a合成氨項(xiàng)目為依托進(jìn)行工程示行良好,國(guó)內(nèi)還有4家企業(yè)擬采用此技術(shù)。范，示范裝置單爐投煤量1 200t/d， 操作壓力參考文獻(xiàn):4.0MPa ,溫度1 400C~1 500C。3.9 HT-L 煤氣化技術(shù)[1]王洋. 灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)原理及工程化研航天爐技術(shù)(HT-L煤氣化工藝)是航天十一所借發(fā)[A]. 2004中國(guó)氮肥高層論壇會(huì)論文集[M].北京:鑒荷蘭Shell.德國(guó)GSP、美國(guó)Texaco 煤氣化工藝中中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì).2004: 207-212.的先進(jìn)技術(shù),配置自己研發(fā)的盤(pán)管式水冷壁氣化爐而[2]于遵宏多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)[A].2004中國(guó)形成的一套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、有效實(shí)用的煤氣化工藝”。該氮肥高層論壇會(huì)論文集[M].北京:中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)，2004:213-217.工藝的磨煤與輸送系統(tǒng)與Shell工藝相似，原料煤通[3]唐宏青. Shell煤氣化工藝的評(píng)述和改進(jìn)意見(jiàn)[A].過(guò)磨機(jī)制出合格煤粉后,利用壓差輸送至氣化爐進(jìn)行燃燒氣化;采用單燒嘴頂燒式氣化;氣化爐配套激冷2005年全國(guó)大中型氮肥生產(chǎn)技術(shù)交流會(huì)論文集[M].北京:中國(guó)氨肥工業(yè)協(xié)會(huì),2005: 139-145.工藝，氣化爐升壓到1MPa時(shí),煤粉及氧、蒸汽混合以[4]何正兆.煤氣化技術(shù)方案比較及選擇[J].化工設(shè)計(jì)，一定的氧煤比進(jìn)入氣化爐穩(wěn)壓1h掛渣,爐膛內(nèi)設(shè)置2006, 16(3):3-6.有8個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn),可以作為氣化溫度的參考點(diǎn),也可[5]章榮林.對(duì)GSP干法粉煤加壓氣化工藝技術(shù)的評(píng)述以判斷掛渣的狀態(tài)。設(shè)計(jì)氣化溫度1 400C-1 600C,氣[J].氮肥與甲醇，2006,1(3):9-12.化壓力4. 0MPa。熱的粗煤氣和熔渣-一起 在氣化爐下[6]許世森.兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)[J].部被激冷,也由此分離，激冷過(guò)程中，激冷水蒸發(fā),煤氮肥與甲醇,2006,1(3):1-5.氣被水蒸氣飽和,出氣化爐為199"C ,經(jīng)文丘里洗滌[7]唐宏青碳一化工新技術(shù)概論[M].成都:《氮肥與甲器、洗滌塔洗滌后,194C、固體質(zhì)量濃度<0.2mg/m'醇》編輯部，2006.Comparison and Analysis of Coal Gasification MethodsSu Wanyin(Beijing Helishi Systems Engineering Co, Beijing 100096)AbstractThe paper introduced various representative coal gasification processes in China and their respective ap-plications, besides, their advantages and disadvantages were analyzed. The paper also proposed that for the development ofcoal gasification technology, the comprehensive utilization of coal and the safety and stability of plant operation should beensured, and the coal varieties for gasification should be expanded so as to achieve sustainable development of the coalgasification technology.Key words coal gasification technology. fixed-bed gasification, fluidized-bed gasification, entrained flow gasification