第46卷第2期化肥設(shè)計(jì)Apr. 20082008年4月Chemical Fertilizer Design.3.專題綜論基于煤氣化工藝技術(shù)的選擇與評(píng)述章榮林(中國(guó)天辰化學(xué)工程公司,天津300400)摘要:針對(duì)煤化工、煤制油煤制烯烴等工程項(xiàng)目如何選擇煤氣化技術(shù)方案和原料煤種的問題,闡述了當(dāng)今世界范圍內(nèi)各種煤氣化工藝的技術(shù)特性和優(yōu)缺點(diǎn);根據(jù)各類煤氣化技術(shù)的應(yīng)用效果對(duì)氣化爐適用范圍進(jìn)行了分類;提出了原料煤種選擇時(shí)應(yīng)考慮的問題。關(guān)鍵詞:煤氣化工藝技術(shù);煤化工;煤制油;煤制烯烴;選擇中圍分類號(hào): TQ541文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編 號(hào):104 - 8901(2008)02 -0003 -06Selection and Comment Based on Coal Gasification Process TechnologyZHANC Rong-lin( China Tian Chen Chemical Engineering Corporation, Tianjin 300400 China)Abstract: In alusion to the poblems how to select the technical scheme for coal gaifcaion and raw coal kinds used for the projects of coal chemicalengineering, oil making by coal and olefin hydroearbon making by coal and s0 on, author has described the technical characleristics and their ndvantagesand shortages for the various coal gasfication proceses within the whole world at presenl; cassification was made for the suitable scope of the gasifiersbased on the application ffeet of various coul gasification teehnologies; author has also presented the problems to be considered during selecting the kindsof aw coals.Key words; coal gaification proces tcnology; coal chermical enginering; oil making by coal; olein hydroearbon making by coal; selection我國(guó)缺油、少氣,煤炭資源相對(duì)比較豐富。在中試裝置考驗(yàn)的、從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)的、屬于國(guó)內(nèi)具油價(jià)上漲、天然氣供不應(yīng)求的形勢(shì)下,如何利用我有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤氣化裝置和煤氣化工藝技術(shù)國(guó)煤炭資源相對(duì)豐富的優(yōu)勢(shì)發(fā)展煤化工、煤制油和可謂是種類繁多,各種氣化工藝技術(shù)都有其特點(diǎn)、煤炭綜合利用,已成為大家關(guān)心的問題。優(yōu)缺點(diǎn)和相應(yīng)的適應(yīng)范圍,以下分別介紹。氮肥行業(yè)是我園煤炭資源消費(fèi)大戶,以煤焦為1.1 常壓固定層間歇式無煙煤(或焦炭)氣化技術(shù)原料的氮肥產(chǎn)量占氮肥總產(chǎn)量的65% ~66%。在這是目前我國(guó)生產(chǎn)氮肥的主力軍之一,其特點(diǎn)大型氮肥廠中,以天然氣為原料的占大型氮肥廠~總是采用常壓固定層空氣、蒸汽間歇制氣,要求原料生產(chǎn)能力的52%,渣油為原料的占24%,石腦油為為25 ~75 mm的塊狀無煙煤或焦炭。該氣化技術(shù)原料的占17% ,煤炭為原料的占7%。在中型氮肥存在原料利用率低、單耗高、操作繁雜、單爐發(fā)氣量廠中,以天然氣為原料的占總生產(chǎn)能力的18% ,渣低吹風(fēng)放空氣對(duì)大氣污染嚴(yán)重等缺點(diǎn),從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)油為原料的占20% ,煤炭為原料的占62%。在小型展看,屬于將逐步被淘汰的工藝。氮肥廠中,以天然氣為原料的占總生產(chǎn)能力的12 常壓固定層無煙煤(或焦炭)富氧連續(xù)氣化技術(shù)10% ,煤炭為原料的占90%。我國(guó)中小型氮肥廠大該技術(shù)由間歇式氣化技術(shù)發(fā)展而來,以富氧作都采用山西晉城無煙煤為原料,由于用戶分散,運(yùn)為氣化劑,原料可采用粒度為8~ 10 mm的無煙煤輸閑難,無煙煤運(yùn)輸途耗大,故煤炭利用率較低?；蚪固?從而提高了進(jìn)廠原料利用率。其特點(diǎn)是對(duì)目前這些中小型氨肥廠和以油為原料的氮肥廠均大氣無污染、設(shè)備維修工作量小、維修費(fèi)用低,適合不可避免地面臨著原料煤種選擇和煤炭氣化工藝于有無煙煤的地方,是對(duì)已有的常壓固定層間歇式技術(shù)方案選擇的問題。筆者針對(duì)這些亟待解決的氣中國(guó)煤化工問題進(jìn)行評(píng)述。作者簡(jiǎn)YHC N M H G人,1951年畢業(yè)于上海1各種煤氣化工藝的優(yōu)缺點(diǎn)大同大學(xué)化學(xué)工程系,教授級(jí)高級(jí)工程師.中國(guó)工程設(shè)計(jì)大師.中國(guó)天辰化學(xué)工程公司原副總工程師,從事化肥、煤化工的工程設(shè)計(jì)和我國(guó)已經(jīng)工業(yè)化的、已建立示范裝置或已通過研究工作?；试O(shè)計(jì)2008年第46卷13 魯奇固定層煤加壓氣化技術(shù)氣化要簡(jiǎn)單得多,安全可靠且投資省。單爐生產(chǎn)能該技術(shù)主要用于氣化褐煤和不黏結(jié)或弱黏結(jié)力大，目前國(guó)際上最大的氣化爐投煤量為2 000性的煤,要求原料煤熱穩(wěn)定性高、化學(xué)活性好、灰熔Vd,國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)的氣化爐能力最大為1000 Vd。該點(diǎn)高、機(jī)械強(qiáng)度高,適用于生產(chǎn)城市煤氣和燃料氣。氣化技 術(shù)對(duì)原料煤適應(yīng)性較廣,可氣化褐煤、煙煤、由于產(chǎn)生的煤氣中含有焦油、1%的高碳?xì)浠衔?、次煙煤無煙煤高硫煤以及低灰熔點(diǎn)的劣質(zhì)煤、石10%的甲烷,且焦油的分離以及含酚污水處理程序油焦等均能用作氣化原料;但對(duì)原料煤的要求是含較為復(fù)雜,故不推薦用以生產(chǎn)合成氣?；伊康?在還原性氣氛下的灰熔點(diǎn)低于1300 C,且1.4灰熔聚流 化床粉煤氣化技術(shù).灰渣黏溫特性要好。氣化壓力從2.5、4.0、6.5 MPa中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所在20世紀(jì)80到8.5MPa皆有工業(yè)性生產(chǎn)裝置穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行年代就開始研究流化床氣化爐。2001年單爐配套的業(yè)績(jī),裝置建成后即可正常穩(wěn)定生產(chǎn)。氣化系統(tǒng)20 kU/a合成氨工業(yè)性示范裝置成功運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了工的熱利用有2種形式:①?gòu)U熱鍋爐型,可回收煤氣業(yè)化。該氣化技術(shù)的特點(diǎn)是煤種適應(yīng)性寬,可以使中的顯熱副產(chǎn)高壓蒸汽,適用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電;②用<6~8mm的碎煤,床層溫度1100C,中心射流水激冷型,制得的合成氣的水氣比高達(dá)1.4,適用于形成床內(nèi)局部高溫區(qū)溫度達(dá)到1 200~1 300 C,煤制氬、制合成氨、制甲醇等化工產(chǎn)品。德士古水煤灰不發(fā)生熔融,灰渣熔聚成球狀或塊狀排出。床層漿加壓氣化技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)。溫度比恩德氣化爐高100~200 C,可氣化褐煤、低(1)氣化系統(tǒng)不需要外供蒸汽、高壓氮?dú)庖约盎瘜W(xué)活性的煙煤、無煙煤和石油焦。優(yōu)點(diǎn)是投資較輸送氣化用原料煤的N2或CO2。氣化系統(tǒng)總熱效少,生產(chǎn)成本較低。缺點(diǎn)是氣化壓力為常壓(正在率高達(dá)94% ~96% ,高于Shell干粉煤氣化(91% ~做加壓氣化試驗(yàn))、單爐氣化能力較低、產(chǎn)品氣中93% )和GSP干粉煤氣化(88% ~92%)。CH,含量較高(1% ~2%)。雖然采取了飛灰循環(huán)(2)氣化爐為耐火磚襯里,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。氣化爐人爐氣化措施,但第2旋風(fēng)分離器排出的細(xì)灰量仍內(nèi)無轉(zhuǎn)動(dòng)裝置或復(fù)雜的膜式水冷壁內(nèi)件,故制造方較多,環(huán)境污染和飛灰綜合利用問題有待進(jìn)-步解便、造價(jià)較低，在開停車和正常生產(chǎn)時(shí)無須連續(xù)燃決。此技術(shù)適宜于中小型氮肥廠利用就地或就近燒液化氣或燃料氣(合成氣)。的煤炭資源改變?cè)下肪€。(3)煤氣除塵比較簡(jiǎn)單,無需價(jià)格昂貴的高溫1.5 恩德粉煤氣化技術(shù)高壓飛灰過濾器,故投資較省。恩德爐實(shí)際上屬于改進(jìn)后的溫克勒沸騰層煤(4)碳轉(zhuǎn)化率96% ~98%。有效氣成分(CO +氣化爐,屬流化床氣化技術(shù),適用于氣化褐煤和長(zhǎng)H2)體積分?jǐn)?shù)80% ~83%。有效氣(CO+H2)比氧焰煤,要求原料煤具有不黏結(jié)或弱黏結(jié)性,灰分小耗為336 ~410 m'/ km' ,有效氣(CO +H2)比煤耗于25% ~ 30% ,灰熔點(diǎn)高(ST大于1250 C),低溫為550 ~ 620 kg/km'。國(guó)外已建成投產(chǎn)的裝置有6化學(xué)活性好(950 C時(shí)>85%,1 000 C時(shí)>95%)。套,15 臺(tái)氣化爐。至今國(guó)內(nèi)已建和在建的裝置共有9套14臺(tái)氣化爐。(5)國(guó)內(nèi)已建成投產(chǎn)的裝置有7套,21臺(tái)氣化床層溫度在1 000 C左右。目前最大的氣化爐采用爐。正在建設(shè)和設(shè)計(jì)的裝置有4套,13臺(tái)氣化爐。富氧氣化,最大半水煤氣產(chǎn)量為40 000 m2/h。該爐已建成投產(chǎn)的裝置最終產(chǎn)品為合成氨、甲醇、醋酸、缺點(diǎn)是氣化壓力為常壓，單爐氣化能力較低,產(chǎn)品醋酐、氫氣、一氧化碳、燃料氣、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等。各氣中CH4含量高達(dá)1.5% ~2.5%,且飛灰量大,對(duì)裝置建成投產(chǎn)后,均可保持連續(xù)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。環(huán)境污染及飛灰綜合利用問題有待解決。該技術(shù)(6)由于裝備國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)90%以上,裝置投適宜于就近有褐煤的中小型氮肥廠改變?cè)下肪€，資比其他加壓氣化裝置低。1套投煤量500 Vd,氣以擺脫對(duì)山西晉城無煙煤的依靠?；瘔毫?.0 MPa的氣化爐系統(tǒng)投資約7000萬1.6 GE 德士古(Texaco)水煤漿加壓氣化技術(shù)元。1套投煤是1 0001/ d氣化壓力為4.0 MPa的GE德士古(Texaco)水煤漿加壓氣化技術(shù)屬氣氣TYH中國(guó)煤化工。1套投煤鼂750 .流床加壓氣化技術(shù)。原料煤經(jīng)磨制成水煤漿后用CNMHG化爐系統(tǒng)投資約泵送入氣化爐頂部單燒嘴下行制氣,原料煤運(yùn)輸、9000 萬元。水煤漿加壓氣化與其他加壓氣化裝制漿、泵送人爐系統(tǒng)比Shell和GSP等干粉煤加壓置建設(shè)費(fèi)用的比例為Shell 法: GSP法:多噴嘴水煤第2期章榮林基于煤氣化工藝技 術(shù)的選擇與評(píng)述●5.漿加壓氣化法:水煤漿法=(2-2.5):(1.4-1.6)表2氣化所用煤質(zhì)分析數(shù)據(jù):(1.2-1.3):1。序號(hào)分析項(xiàng)日分析組分分析結(jié)果(7)國(guó)內(nèi)已具備了豐富的工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn),已培1工業(yè)分析水分( Mad)2.18 %灰分(Ad)7.32 %養(yǎng)出大批掌握該技術(shù)的設(shè)計(jì)設(shè)備制造、建筑安裝、揮發(fā)分( Vdaf)45.44%煤種評(píng)價(jià)、試燒和工程總承包的企業(yè)及工程技術(shù)人固定碳(FC)49.46 %員,故從建設(shè)、投產(chǎn)到正常運(yùn)行的周期比較短。元素分析全硫( Stad)2.84%德士古煤氣化技術(shù)的缺點(diǎn)如下。碳(Cad)74.73 %氫( Had)5.13%(1)氣化所用原料煤受氣化爐耐火磚襯里的限氧(Oad)8.77 %制,適宜于氣化低灰熔點(diǎn)的煤。氮( Nud)1.20 %(2)碳轉(zhuǎn)化率較低。比氧耗和比煤耗較高?；胰埸c(diǎn)DT1090 C1 100C(3)氣化爐耐火磚使用壽命較短,- -般為1 ~2H1120C年，國(guó)產(chǎn)磚壽命約為1年,有待改進(jìn)。FI1130C.(4)氣化爐燒嘴使用壽命較短,一般使用2個(gè)多噴嘴氣化爐與單燒嘴氣化爐相比,比煤耗可月就須停車檢查、維修或更換噴嘴。降低約2.2%,比氧耗可降低8%,調(diào)節(jié)負(fù)荷比單燒.1.7 多元料漿加壓氣化技術(shù)嘴氣化爐更為靈活,適宜于氣化低灰熔點(diǎn)的煤。目多元料漿加壓氣化技術(shù)由西北化工研究院提前這2個(gè)廠的氣化爐暴露出來的問題是:①氣化爐出的，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),該裝置與水煤漿加壓氣頂部耐火磚磨蝕較快且爐頂超溫;②由于同直徑同化技術(shù)相仿,屬氣流床單燒嘴下行制氣。典型的多生產(chǎn)能力的氣化爐高度高于德士古單燒嘴氣化爐,元料漿組成為含煤60% ~65%、油料10% ~ 15%、且又增加了3套燒嘴及其相應(yīng)的高壓煤漿泵、煤漿水20% ~30% ,黏度≤2500 CP。筆者認(rèn)為在制備閥、氧氣閥、止回閥.切斷閥及連鎖控制儀表,故1套多元料漿時(shí)摻人油類的辦法不符合當(dāng)前我國(guó)氮肥投煤量為1000Vd氣化爐的投資比單燒嘴氣化爐工業(yè)以煤代油的原料路線,是不可取的,有待改進(jìn)。系統(tǒng)的投資增加了2000~3000萬元。以1個(gè)處理1.8 多噴嘴(四燒嘴)水煤漿加壓氣化技術(shù)原料煤2 000 V/d的煤氣化裝置為例,約增加投資在“九五”期間,華東理工大學(xué)、兗礦魯南化肥6 000~9 000萬元,且每年還要增加維護(hù)檢修費(fèi)用，廠、中國(guó)天辰化學(xué)工程公司承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)科技攻故單位產(chǎn)品的固定成本提高。該技術(shù)有待進(jìn)-一步關(guān)課題一新型( 多噴嘴對(duì)置)水煤漿氣化爐的開在生產(chǎn)實(shí)踐中改進(jìn)提高。發(fā)。多噴嘴水煤漿加壓氣化爐屬氣流床多燒嘴下1.9殼牌( Shel)干煤粉加壓氣化技術(shù)行制氣,氣化爐采用耐火磚襯里。該氣化爐開發(fā)成殼牌(Shell)干煤粉加壓氣化技術(shù)屬于氣流床功后,相繼在山東德州華魯恒生化工股份有限公司加壓氣化技術(shù),可氣化褐煤.煙煤、無煙煤、石油焦建設(shè)了1套氣化壓力為6.5 MPa,處理煤量750 V/d以及高灰熔點(diǎn)的煤。人爐原料煤為經(jīng)過干燥、磨細(xì)的氣化爐系統(tǒng),于2005年6月初正式投入運(yùn)行,至后的干煤粉。干煤粉由氣化爐下部進(jìn)入,屬于多燒今運(yùn)轉(zhuǎn)良好。在山東滕州兗礦國(guó)泰化工有限公司嘴上行制氣。目前最大的氣化爐日處理煤量為建設(shè)了2套氣化壓力為4.0 MPa,日處理煤量1 1502 000 Vd,氣化壓力為3.0 MPa,國(guó)外只有1套用于Vd的氣化爐系統(tǒng),于2005年7月21日1次投料成商業(yè)化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的業(yè)績(jī),尚無更高氣化壓力的業(yè)績(jī)。這種氣化爐是采用水冷壁，無耐火磚襯里，功,運(yùn)行至今。同樣以北宿洗精煤為原料氣化,多采用廢熱鍋爐冷卻回收煤氣的顯熱,副產(chǎn)蒸汽,氣噴嘴水煤漿加壓氣化與單燒嘴加壓氣化相比,氣化化溫度可達(dá)1 400~1 600 C ,氣化壓力達(dá)到3.0~技術(shù)指標(biāo)見表1。氣化所用煤種分析見表2。4.0 MPa,可以氣化高灰熔點(diǎn)的煤。為了操作穩(wěn)定，表1多噴嘴氣化與單燒嘴氣化結(jié) 果對(duì)比需在原料煤中添加石灰石作為助熔劑。該爐型原有效氣成分設(shè)計(jì)是用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的,國(guó)內(nèi)在本世紀(jì)初開始碳轉(zhuǎn)化有效氣比煤耗有效氣比氧耗項(xiàng)目(CO +H2),率/% /kg.k-1 .m-3 /m2 .k-1 .m~3.有13中國(guó)煤化工其最終產(chǎn)品有合q/%多噴嘴氣化84.9 98. 853309成氨、MH.CNMHG -4.0 MPao殼牌干煤材加壓化牧個(gè)時(shí)特品如r。單燒嘴氣化82-83 96 ~98-547~336(1)干煤粉進(jìn)料,用高壓氮?dú)鈿鈩?dòng)輸送人爐,對(duì)●6.化肥設(shè)計(jì)2008年第46卷.煤粉輸送系統(tǒng)的防爆要求嚴(yán)格。煙煤、石油焦及焦油。冷煤氣效率高達(dá)80% ~(2)氣化爐燒嘴為多噴嘴,由4個(gè)(或6個(gè))噴83%,合成氣有效氣(CO+H2)成分高達(dá)90%以上，嘴對(duì)稱式布置,調(diào)節(jié)負(fù)荷比較靈活。有效氣(CO + H)比煤耗550 ~ 600 kg/km' ,比氧耗(3)為防止高溫氣體排出時(shí)夾帶的熔融態(tài)飛灰330 ~ 360 m'/km' ,比蒸汽(過熱蒸汽)耗120 ~ 150黏附在氣化爐后的輸氣導(dǎo)管換熱器、廢熱鍋爐管kg/km'。水冷壁的盤管內(nèi)用壓力為4.0 MPa、溫度壁,將高溫除灰后的部分300~350C氣體與部分達(dá)250C的水冷卻,在盤管內(nèi)不產(chǎn)生蒸汽,只在器水洗后的160~ 165 C氣體混合,混合后的氣體溫外冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中副產(chǎn)0.5MPa的低壓蒸汽。度約200 C ,用返回氣循環(huán)壓縮機(jī)加壓送至氣化爐氣化爐外殼設(shè)置了水夾套,用冷卻水進(jìn)行冷卻,外頂部,將氣化爐排出的合成氣激冷至900 C后,再殼溫度低于60C,故熱損失比較大。世界上目前進(jìn)人廢熱鍋爐熱量回收系統(tǒng),故裝置投資和動(dòng)力消采用GSP氣化工藝技術(shù)的有3家,目前還沒有用于耗較高,且故障環(huán)節(jié)也多。.氣化煤炭,其中黑水泵煤氣化廠的裝置只有6年氣(4)離開廢熱鍋爐的合成氣,采用高溫中壓陶化褐煤的業(yè)績(jī),沒有長(zhǎng)期氣化高灰分、高灰熔點(diǎn)煤瓷過濾器,在高溫下去除夾帶的飛灰,陶瓷過濾器的業(yè)績(jī),有待建立示范裝置進(jìn)行長(zhǎng)期運(yùn)行考驗(yàn)。國(guó)不但投資高,而且維修工作量較大。內(nèi)神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司已決定采用GSP(5)據(jù)介紹,碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)98% ~99% ,可氣化干煤粉加壓氣化技術(shù)建設(shè)83萬Va二甲醚,一期60褐煤、煙煤無煙煤、石油焦;冷煤氣效率高達(dá)80% ~萬Va甲醇項(xiàng)目,單爐投煤量約2000 Vd,作為第183% ,有效氣(CO + H2)比煤耗550 ~ 600 kg/km' ,比套商業(yè)性示范裝置。氧耗330 ~ 360 m'/km' ;比蒸汽(過熱蒸汽)耗120 ~1.11兩 段式干煤粉加壓氣化技術(shù)150 kg/km' ,可副產(chǎn)蒸汽880 ~ 900 kg/km'。兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)是由西安熱工研由于該技術(shù)的專利商只有1套用于發(fā)電的裝究院有限公司開發(fā)成功的,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。.置,故缺乏用于煤化工生產(chǎn)的業(yè)績(jī)。在荷蘭怒恩電1997年建成1套0.7 Vd的試驗(yàn)裝置,完成了14種.力公司布根努姆電廠(Demkolec)煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)典型動(dòng)力煤種的加壓氣化試驗(yàn)研究。2004年建成電系統(tǒng)中,除1套煤制氣發(fā)電系統(tǒng)外,另有燃油(天了處理煤量為36 ~40 Vh的中試裝置,完成了4種然氣)發(fā)電系統(tǒng)作為備用。我國(guó)引進(jìn)的Shell 煤氣煤粉的氣化試驗(yàn),通過了168 h連續(xù)運(yùn)行考核試驗(yàn)，化裝置只設(shè)置了1臺(tái)氣化爐單系列生產(chǎn),沒有備用累計(jì)運(yùn)行時(shí)間達(dá)2 200 h以上。中試裝置達(dá)到了下爐,在煤化工生產(chǎn)中能否常年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)尚待生列技術(shù)指標(biāo):①碳轉(zhuǎn)化率≥98.3% ,有效氣(CO+產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)。1 套不設(shè)置備用爐的裝置投資相當(dāng)于H2)比煤耗520 kg/km' ,比氧耗300 m'/km' ,有效氣設(shè)置了備用爐的Texaco氣化裝置投資的2倍~2.5(CO + H2)含量≥91% ,冷煤氣效率82. 5% ;②可氣倍。排出氣化爐的高溫煤氣用龐大的、投資高的廢化煤種為褐煤、煙煤、貧煤、無煙煤以及高灰分、高熱回收鍋爐回收顯熱副產(chǎn)蒸汽后,如果用于煤化灰熔點(diǎn)的煤,氣化煤種的水分范圍為4% ~35% ,灰工，須將蒸汽返回后續(xù)--氧化碳變換系統(tǒng);如果用分范圍為5% ~31% ,灰熔點(diǎn)范圍1 200~1 500 C;于制合成氨或氫氣,副產(chǎn)的蒸汽量尚缺,還需要另③氣化壓力3.0 ~4.0 MPa, 氣化溫度1 300 ~設(shè)中壓過熱蒸汽系統(tǒng)用于氣化。1700C,不產(chǎn)生焦油、酚等;④典型合成氣成分的1.10 GSP 干煤粉加壓氣化技術(shù)體積分?jǐn)?shù)為φ(C0) = 62. 38%,p(H2) = 29. 36%,GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)屬于氣流床加壓氣φ(CO2) =2. 76%,φ(CH4) =0. 26% ~0. 5%，化技術(shù)。人爐原料煤為經(jīng)過干燥、磨細(xì)后的干煤q(N2) =4.87% ,p(H2S) =0.37%。粉,干煤粉由氣化爐頂部進(jìn)人,屬單燒嘴下行制氣。該技術(shù)的特點(diǎn)是采用兩段氣化，以4個(gè)對(duì)稱的氣化爐內(nèi)有水冷壁內(nèi)件,目前最大的GSP氣化爐投燒嘴向氣化爐底部噴入干煤粉(占總煤量的80% ~煤量為720Vd褐煤,操作壓力為2.8MPa,操作溫85% )、過熱蒸汽和氧氣,進(jìn)行一段氣化,熔融排渣。度1400C,有6年采用褐煤為原料進(jìn)行氣化的經(jīng)生成的煤氣上行至氣化爐中部,再噴入占總煤量驗(yàn)。在氣化高灰熔點(diǎn)的煤種時(shí),可在原料煤中添加15%~20%的煤粉和過熱蒸汽利用下部上行的煤石灰石作助熔劑。因采用水激冷流程,故投資比氣顯中國(guó)煤化工上行的1400 CShell爐省,兩者投資比為Shell爐: CSP爐= (1.34高溫{YHCNMH G替代了Shell煤氣-1.67):1,適用于煤化工生產(chǎn)。據(jù)介紹,碳轉(zhuǎn)化率化技,可以節(jié)省投資,可達(dá)到98% ~99% ,可氣化褐煤、煙煤、次煙煤、無提高冷煤氣效率和熱效率。氣化爐采用水冷壁結(jié)第2期章榮林基于煤氣化工藝技術(shù)的選擇與評(píng)述●7.構(gòu),其缺點(diǎn)是合成氣中CH,含量較高,對(duì)制合成氨、2煤氣化工藝技術(shù)的選擇甲醇和氫氣不利。廢熱鍋爐型氣化裝置適用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。示范裝置投煤量2 000 Vd級(jí)兩段式評(píng)價(jià)煤氣化工藝技術(shù)必須建立在是否屬于潔干煤粉加壓氣化爐(廢熱鍋爐流程)用于華能集團(tuán)凈煤氣化技術(shù)的基礎(chǔ)上。到現(xiàn)在為止,可以說還沒“綠色煤電"項(xiàng)目,計(jì)劃于2009年建成投運(yùn)。另1有萬能的煤氣化爐型和氣化技術(shù),各種煤氣化爐型套示范裝置投煤量1000Vd級(jí)兩段式干煤粉加壓和氣化技術(shù)都有其特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和不足之處,且都有氣化爐(激冷流程) ,用于內(nèi)蒙古世林化工有限公司其對(duì)煤種的適應(yīng)性和對(duì)煤氣化后的最終產(chǎn)品的適年產(chǎn)30萬t甲醇項(xiàng)目,計(jì)劃于2008年建成投運(yùn)。用性。在工藝技術(shù)方案選擇上必須選擇經(jīng)過大量1.12 四噴嘴對(duì)置式干粉煤加壓氣化技術(shù)試驗(yàn).工業(yè)性示范和工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的工藝。要擇優(yōu)四噴嘴對(duì)置式干粉煤加壓氣化技術(shù)是在華東選用節(jié)能投資省、成本低、效率高、對(duì)環(huán)境無污染理工大學(xué)兗礦魯南化肥廠(水煤漿氣化及煤化工或輕度污染且易于處理的潔凈煤氣化技術(shù)。在評(píng)國(guó)家工程研究中心)、中國(guó)天辰化學(xué)工程公司3家價(jià)煤氣化工藝時(shí)要從全廠總流程的觀點(diǎn)上作技術(shù)通力合作下開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤氣化技經(jīng)濟(jì)分析評(píng)價(jià),切不可只從某-種煤氣化工藝技術(shù)術(shù),中試裝置投煤能力為15 ~45 Vd,建設(shè)在兗礦魯?shù)慕嵌茸骶植亢筒豢陀^的評(píng)價(jià),也不可只聽專利商南化肥廠,已于2004年12月21日通過科技部主持的片面介紹而作出局部的不全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。的課題專家委員會(huì)72 h運(yùn)行考核驗(yàn)收。氣化爐為根據(jù)以上各種煤氣化工藝技術(shù)的特點(diǎn),可將其熱壁爐，內(nèi)襯耐火磚。干粉煤由氣化爐上部經(jīng)4個(gè)分為以下幾種類型。燒嘴加人,產(chǎn)生的合成氣下行經(jīng)水激冷后出氣化(1)將逐步被淘汰的煤氣化工藝技術(shù)有常壓爐,屬氣流床煤氣化爐。以兗礦魯南化肥廠Texaco固定層間歇式無煙煤(或焦炭)氣化技術(shù)。水煤漿氣化工業(yè)裝置生產(chǎn)用煤為原料進(jìn)行試驗(yàn),其(2)適用于中小型氮肥廠改變?cè)下肪€和進(jìn)煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)見表3。行技術(shù)改造的煤氣化工藝技術(shù)有常壓固定層無煙表3煤氣化所用煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)煤(或焦炭)富氧連續(xù)氣化技術(shù)、灰熔聚煤氣化技術(shù)分析項(xiàng)目分析組分分析結(jié)果和恩德粉煤富氧氣化技術(shù)。工業(yè)分析水分( Mad)0.76 %(3)適用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電或制取燃料氣的煤灰分(Aad)9.14%氣化工藝技術(shù)有魯奇固定層煤加壓氣化技術(shù)、CE揮發(fā)分( Vad)37.38 %德士古(Texaco)廢熱鍋爐型水煤漿加壓氣化技術(shù)、固定碳(FCad)52.73 %殼牌( Shell)廢熱鍋爐型千煤粉加壓氣化技術(shù)。元素分析全硫( Stad)3.51 %碳(Cad)73.5 %(4)已完成中間試驗(yàn),有待建立示范裝置,經(jīng)氫(Had)4.98%受商業(yè)化運(yùn)行考驗(yàn)的煤氣化工藝有兩段式干煤粉氧( Oad)6.86 %加壓氣化和四噴嘴對(duì)置式干粉煤加壓氣化技術(shù)。氮( Nad)1.28 %(5)國(guó)內(nèi)外已有多套商業(yè)化裝置正在長(zhǎng)周期中試裝置進(jìn)行了以氮?dú)鉃檩斔洼d氣和二氧化正常運(yùn)轉(zhuǎn),煤氣化能力達(dá)到投煤量1 000 ~2000碳為輸送載氣的試驗(yàn)。氣化溫度為1300~1 400Vd,適用于大型化的煤氣化工藝技術(shù)有GE德士古C,氣化壓力為2.0~3.0 MPa,獲得工藝數(shù)據(jù):有效(Texaco)水煤漿加壓氣化(達(dá)4.0,6.5,8.5 MPa)技?xì)獬煞?CO +H2)體積分?jǐn)?shù)為89% ~93% ,碳轉(zhuǎn)化術(shù)、多原料漿加壓氣化技術(shù)、多噴嘴(四燒嘴)水煤率為>98% ,冷煤氣效率為83% ~ 84%,有效氣比漿加壓(達(dá)4.0和6.5 MPa)氣化技術(shù)。煤耗為530 ~ 540 kg/km2 ,有效氣比氧耗為300 ~(6)國(guó)外已有6年商業(yè)化運(yùn)行和氣化褐煤經(jīng)驗(yàn)，320 m2/km' ,有效氣比蒸汽耗為110 ~ 130 kg/km'。但應(yīng)在國(guó)內(nèi)建立示范裝置,經(jīng)受長(zhǎng)期商業(yè)化運(yùn)行考采用氮?dú)廨斔透擅悍蹠r(shí),合成氣中含氮量為4% ~驗(yàn),氣化其他煤種(尤其是高灰分、高灰熔點(diǎn)煤)的煤7%。采用二氧化碳?xì)廨斔蜁r(shí),合成氣中含氮量為氣化工藝技術(shù)有CSP干煤粉加壓氣化技術(shù)。0.7% ~0.9%。這種形式的氣化爐屬熱壁爐,適用中國(guó)煤化工f煤粉加壓氣化于氣化低灰熔點(diǎn)的煤,在技術(shù)指標(biāo)上,與多噴嘴水技術(shù)有SYHCNM H G產(chǎn)的業(yè)績(jī)。在國(guó)煤漿加壓氣化爐相差并不大,但增加了過熱蒸汽的內(nèi)引進(jìn)的15套殼牌煤氣化裝置中,第1批已有5套消耗和加壓氮?dú)饣蚨趸驾d氣的能耗。裝置建成并投入運(yùn)行,正在接受生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)。.8.化肥設(shè)計(jì)2008年第46卷選取,要從煤礦的煤炭?jī)?chǔ)量、可開采儲(chǔ)量、年生產(chǎn)3原料煤種的選擇量、交通運(yùn)輸條件、供應(yīng)的可靠性以及煤價(jià)作技術(shù)發(fā)展煤化工、煤制油、煤制烯烴的技術(shù)都離不經(jīng)濟(jì)比較。如果有可適用于多種煤氣化技術(shù)的煤開煤氣化,都要面對(duì)煤種選擇問題。在這個(gè)問題種,就應(yīng)以同一煤種的品質(zhì)為基礎(chǔ),進(jìn)行工廠全流上,國(guó)內(nèi)決不能再走氮肥工業(yè)用煤主要依賴山西晉程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,切忌采用專利商或--般文獻(xiàn)的城無煙煤的老路,要因地制宜,就地、就近取材,在技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)或只進(jìn)行煤氣化部分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比有煤炭資源的地方或就近有煤炭資源的地方發(fā)展較。只有科學(xué)地、全面地、客觀地進(jìn)行工廠“全流程煤化工。在煤種選擇上有一個(gè)擇優(yōu)選取的問題。評(píng)價(jià),才能作出正確的原料煤種選擇。在煤氣化工藝技術(shù)方面,我國(guó)聚集了世界上所有煤參考文獻(xiàn):氣化工藝技術(shù),世界上沒有一個(gè)國(guó)家擁有這么多煤[1]章榮林我國(guó)氨肥工業(yè)面臨的問題和可以采取的措施.中國(guó)氮?dú)饣に嚰夹g(shù)。近幾年來,我國(guó)科研、設(shè)計(jì)單位開肥高層論壇會(huì)論文集[C]. 2004,35 -36.發(fā)了多種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù),都有其[2]王洋.灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)原理及工程化研發(fā).中國(guó)氮肥高層論壇會(huì)論文集[C]. 2004 .207 -212.適用的煤種。在煤種選擇.上要考慮如下問題。[3]于遵宏,等.多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù).中國(guó)氮肥高層論壇(1)就地取材、就近取材是煤化工項(xiàng)目選擇煤會(huì)論文集[C].2004,213 -217.種首先要考慮的問題。在選擇順序上,不應(yīng)先決定[4]殼牌(中國(guó))有限公司殼牌煤氣化技術(shù)的應(yīng)用.全國(guó)大中型氮采用什么形式的氣化爐,再選擇合適的煤種。要吸肥生產(chǎn)技術(shù)交流會(huì)論文集[C].2005 ,123 -132.取我國(guó)氮肥生產(chǎn)長(zhǎng)期依賴于山西晉城無煙煤的經(jīng)[5]汪海建.殼牌煤氣化技術(shù)在氮肥行業(yè)的應(yīng)用中國(guó)氮肥商層論壇會(huì)論文集[C]. 20231 -234.驗(yàn)教訓(xùn)。[6]郭軍.恩德粉煤富氧氣化裝置運(yùn)行小結(jié).中國(guó)氨肥高層論壇會(huì)(2)要了解當(dāng)?shù)孛旱V生產(chǎn)的煤炭品質(zhì)、儲(chǔ)量、產(chǎn)論文集[C]. 20,252 -256.量、出廠價(jià)格、煤礦至工廠廠址的煤炭運(yùn)距、運(yùn)輸方[7]鄭官祥,等渭化水媒漿加壓氣化裝置的運(yùn)行及改進(jìn)中國(guó)氮肥式運(yùn)輸能力,估算煤炭到廠價(jià),對(duì)煤質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)高層論壇會(huì)論文集[C]. 2004 ,273 -275.價(jià)。對(duì)煤質(zhì)的評(píng)價(jià),必須對(duì)煤質(zhì)有全面的分析,對(duì)[8]范立明，等水煤漿加壓氣化工藝評(píng)價(jià).中國(guó)氨肥高層論壇會(huì)論文集[C]2004,265 -266.煤炭作工業(yè)分析、元素分析、灰熔點(diǎn)測(cè)定(在氧化性[9]劉鏡遠(yuǎn),等合威氣工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊(cè)北京:化學(xué)工業(yè)出版社20022氣氛和還原性氣氛下的灰熔點(diǎn)。因?yàn)槊簹饣磻?yīng)[10]章榮林.對(duì)我國(guó)氮肥(甲醇)工業(yè)原料路線的看法全國(guó)大中型的環(huán)境氣氛是還原性氣氛,故測(cè)定還原性氣氛下的氨肥生產(chǎn)技術(shù)交流會(huì)論文集[C].2005 ,21 -25.灰熔點(diǎn)很重要)。測(cè)試煤灰渣黏溫特性、煤的可磨[11]何正兆,等煤氣化技術(shù)方案比較及選擇[J].化工設(shè)計(jì),2006.性指數(shù)、熱穩(wěn)定性和黏結(jié)性,進(jìn)行煤的化學(xué)活性測(cè)[12]唐宏青. Shell煤氣化I藝的評(píng)述和改進(jìn)意見.全國(guó)大中型氨肥16(3):3-6.定和煤的成漿性試驗(yàn),并對(duì)多處煤炭作煤質(zhì)、儲(chǔ)量、生產(chǎn)技術(shù)交流會(huì)論文集[C].2005 ,139 -145.產(chǎn)量、出礦價(jià)和運(yùn)價(jià)等多方面的比較,全面分析其[13]周孟仁.固定層富氧連續(xù)氣化的現(xiàn)狀與發(fā)展.全國(guó)中氮情報(bào)協(xié)利弊。如果鄰省有適合于氣化的煤,即使煤價(jià)稍高作組第20次技術(shù)交流會(huì)論文集[C].2002,1-18.一些,也是可以考慮作為氣化原料。[14]唐宏青.灰熔聚煤氣化技術(shù)的發(fā)展和辨析[J].氮肥與甲醇,(3)-般來說，氣流床氣化爐適合于大型化。2006,1(1);14 -24.由于氣流床氣化爐都是熔融排渣,故選擇煤種時(shí),[15]于廣鎖,等.多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和對(duì)引進(jìn)煤氣化技術(shù)的剖析[J].氮肥與甲醇,006,1(1) :46 -51.首先要考慮含灰量低的、灰熔點(diǎn)低的煤。煤種含灰[16]章榮林.對(duì)殼牌f法粉煤加壓氣化工藝技術(shù)的評(píng)述[J].氨肥量對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響很大。例如,30%含灰量的煤與甲醇,006,1(2):4-7.與10%含灰量的煤相比,不僅在運(yùn)輸上就要多付出[17]周水順,等.恩德粉煤氣化技術(shù)及其應(yīng)用[J].氮肥與甲酶,20%的運(yùn)費(fèi),在生產(chǎn)操作上要多耗原料煤和氧氣把2006,1(2):8 -13.灰分熔融排出氣化爐,而且煤渣堆場(chǎng)的面積也要相[18]許世森，等.兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)的研究開發(fā)[J].氮肥與甲醇,006,1(3);1 -5.應(yīng)增加。在煤炭?jī)r(jià)格上,現(xiàn)實(shí)情況是煤炭沒有按質(zhì)[19]章榮林.對(duì)GSP干法粉煤加壓氣化工藝技術(shù)的評(píng)述[J].氮肥論價(jià),高灰分與低灰分的煤炭之間價(jià)格相差不大,與甲醇206,1(3):9-12.故采用含灰分低的煤為原料則是較為明智之舉。[20]周水順.恩德粉煤氣化工藝及生產(chǎn)操作與控制[J].氮肥與甲(4)在原料煤的選擇上,專利商介紹其煤氣化技術(shù)可以氣化高灰分、高灰熔點(diǎn)的煤,我們可以選[21中國(guó)煤化工(化技術(shù)的研究與開發(fā)CNMH G用高灰分高灰熔點(diǎn)的煤,但如果就近有低灰分、低CH[22]草榮杯.對(duì)水煤泵加達(dá)氣化⊥己技術(shù)的評(píng)述。氮肥與甲醇，灰熔點(diǎn)的煤,當(dāng)然可以優(yōu)先采用。2006,1(6):1 -3.(5)各個(gè)煤種有各自相適用的煤氣化技術(shù)可以收稿日期: 2007-10-26