煤氣化技術方案比較及選擇

1、煤氣化技術方案比較及選擇何正兆，宮經德，鄭振安，汪壽建（五環(huán)科技股份有限公司，湖北武漢430079 ） 2005-09-161 煤氣化技術概述以煤為原料生產合成氣，國內過去常用常壓固定層氣化爐。該工藝雖然技術成熟可靠，設備全部國產化，投資較省，但能耗高、煤質要求高，需用無煙塊煤或焦炭，資源利用率低，而且是常壓操作，生產強度小，操作時“三廢”排放量大，對環(huán)境污染比較嚴重，顯然 與國外煤氣化技術相比，存在較大差距。多年以前，國內研究部門也曾開發(fā)過以粉煤為原料的K T爐和熔渣爐，并在常壓固定層氣化爐中采用富氧連續(xù)氣化的工藝，以及近年開發(fā)的恩德粉煤氣化爐和灰熔聚氣化爐等，因種種原因這些技術尚未達到大型

2、工業(yè)化裝置推廣的程度。早在20世紀初煤氣化技術在國外已實現工業(yè)化，50年代后因天然氣、石油大量開發(fā)，煤氣化技術發(fā)展一度停止不前。20世紀70年代，國際上岀現能源危機，發(fā)達國家岀于對石油天然氣供應緊張的擔憂，紛紛把煤氣化技術作為替代能源技術重新提到議事日程，并加快了對煤氣化新工藝的研究。近二十年來，國外很多公司為了提高燃煤電廠熱效率，減少對環(huán)境的污染，對煤氣化聯(lián)合 循環(huán)發(fā)電技術進行了大量的開發(fā)研究工作，促進了煤氣化技術的發(fā)展。目前已成功開發(fā)了對煤種適應性廣、氣化壓力高、生產能力大、氣化效率高、對環(huán)境污染少的新一代煤氣化工藝。其中具有代表性的有荷蘭殼牌（SHELL）公司的干煤粉氣化工藝、美國GE公

3、司的水煤漿氣化工藝原稱德士古（TEXACO水煤漿氣化工藝、美國 DYNEGY公司的DESTE（氣化工藝、德國 KRUPPJHDE公司的PRENFUX藝（加壓 K T法）及德國魯奇（LURG）工藝。其中DESTE（氣化工藝與 GE工 藝相近，但其業(yè)績及經驗不如GE PRENFLOC藝的工藝指標較好，但目前僅有一套示范裝置，生產操作經驗較少；魯奇（LURG） 工藝雖然工業(yè)裝置較多，生產操作經驗也比較豐富，但由于煤氣中CH含量高，有效成分（CO+H含量低，且煤氣中焦油及酚含量高，污水處理復雜， 不宜用來生產合成氨和甲醇的原料氣。目前國際上技術比較成熟、工藝指標比較先進、業(yè)績較多的主要是SHELL公司

4、干煤粉氣化工藝和 GE的水煤漿氣化工藝，兩者均為加壓純氧氣流床液態(tài)排渣的氣化工藝。SHELL公司在渣油氣化技術取得工業(yè)化成功經驗的基礎上，于1972年開始從事煤氣化技術的研究。1978年第一套中試裝置在德國漢堡建成并投入運行；1987年在美國休斯敦附近建成的日投煤量250400t的示范裝置投產；日投煤量2000t的大型氣化裝置于1993年在荷蘭的Buggenum建成投產（Demkolec電廠），用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，該氣化裝置為單系列操作，裝置的開工率 在95%以上。生產實踐證明，SHELL煤氣化工藝是先進成熟可靠的。目前該技術在國內推廣比較迅速。GE （TEXACO公司很早就開發(fā)了以天然氣和重油

5、為原料生產合成氣技術，20世紀70年代的石油危機促進其尋找替代能源和潔凈的煤氣化技術，經多年研究以后，推出了水煤漿氣化工藝。該工藝技術自引進中國以來已有山東魯南、上海焦化、陜西渭河、安徽淮化四套 裝置投運，最長的已有 10年生產操作經驗?；具\行良好，顯示了水煤漿氣化的先進性，但使用該項技術所建的生產裝置，要達到長周期 滿負荷運行，尚較困難，特別是對煤種的選擇性限制了其發(fā)展。2 SHELL和GE兩種煤氣化技術的主要特點SHELL煤氣化工藝與GE水煤漿氣化工藝，是當前先進而又成熟的兩種煤氣化技術，已成功地在工業(yè)上應用多年。兩種氣化工藝對比分析如下。2.1 原料的適應性SHELL煤氣化是潔凈的煤氣

6、化工藝，可以使用褐煤、次煙煤、煙煤、無煙煤等煤種以及石油焦為原料，也可使用兩種煤摻合的混煤。并可氣化高灰分（5.7%24.5%，最高35%、高水分（4.5%30.7%）和高硫分的劣質煤。對于原料煤和燃料煤價差較大的地區(qū)有可能使其兩者合一，既簡化貯運系統(tǒng)又可降低生產成本。對SHELL煤粉氣化工藝，煤種選擇已經不是氣化技術的制約因素，而是經濟因素?？梢娫摴に囋诿悍N選擇上有很大靈活性。GE水煤漿氣化工藝也能使用較多煤種：如煙煤、次煙煤、石油焦和煤液化殘渣。但是在煤種選擇上需考慮以下兩點：應選用含水低，尤其是內水低的煤種，否則不利于制取高濃度的水煤漿；選用灰熔點低和灰粘度適宜的煤種?；胰埸cFT （T3

7、）宜低于1300C，否則會影響氣化爐內耐火磚的使用壽命。22煤的準備原料用煤通常是粉、?；祀s不均，需篩選和研磨破碎使其達到一定粒度，以滿足輸送和氣化操作要求。在SHELL煤氣化工藝中，將煤研磨至氣化合適粒度的同時，用惰性氣體的熱風進行干燥。出磨機時90%的煤粒度100卩m煤中含水量控制在2%以下，以利于氣相輸送干粉進料的要求。在GE水煤漿氣化工藝中，通常采用濕磨工藝，小于10mm粉煤與水、添加劑同時加至磨煤機，過篩后制得高濃度水煤漿。制漿要求煤粉的“粗”“細”顆粒要有合理比例：一般通過420卩m煤粉占90%95%通過44卩m占25%-35%較為適宜。研磨操作中加入穩(wěn)定劑后，可使煤漿濃度提高1%

8、-2%達到60%-67%工業(yè)應用的水平。2.3 加煤方式與安全性在SHELL煤氣化工藝中，干燥后煤粉用氮氣（或二氧化碳氣）輸送至貯倉，經煤鎖斗入加壓粉煤倉，再由高壓氮氣（或二氧化碳氣）將煤粉均勻送至氣化爐燒嘴。由于整個過程用氮氣（或二氧化碳氣）密封輸送，并由程序控制自動進行，實踐證實這種加壓下輸送粉煤的進料方式，操作可靠，安全性有保證。但對系統(tǒng)的防爆和防泄漏要求嚴格，鎖斗系統(tǒng)操作相對比較復雜。在GE水煤漿氣化工藝中，制備的煤漿通過中間槽、低壓泵、煤漿篩入煤漿槽，再由高壓煤漿泵送至氣化爐。因而輸送過程操作非常安全。但是對重要設備如高壓煤漿泵的質量要求較高，泵內隔膜襯里需定期更換，才能使該泵能長期

9、穩(wěn)定運行。2.4 氣化系列配置由于SHELL煤氣化工藝在開發(fā)過程中做了大量基礎工作，在不同規(guī)模的試驗裝置中解決了各種技術關鍵。因而在工業(yè)裝置中采用單系統(tǒng)配置，不設備用系列，并已在投煤量為2000t/d生產裝置中得到驗證，氣化裝置運轉率達到95%以上。而GE水煤漿氣化裝置通常是多系列配置，且必須設有備用系列。 根據生產規(guī)模要求， 設24臺氣化爐，可以是1開1備（2X100%能力），2開1備（3X50%能力）方式運行。2.5 氣化爐結構SHELL氣化爐為水冷壁結構，運行時熔融灰渣在壁面形成渣層，不僅提供氣化爐壁隔熱功能，而且使熱能損失減少到最低，因此冷煤氣效率高，合成氣中 CQ含量低；同時渣層“以

10、渣抗渣”，即使高熱負荷的變化亦可保護氣化爐壁免受熔渣的侵蝕，因此牢固可靠，設備 維護量小。相比之下水冷壁結構比較復雜，制造難度高。GE氣化爐結構比較簡單。以耐火磚為襯里，高溫合成氣與熔融灰渣直接侵蝕耐火襯里，因此襯里使用周期受到限制，壽命一般為12年。2.6 燒嘴SHELL煤粉氣化爐通常是使用多個燒嘴，采用成雙對稱布置。遇到負荷變動時，可以增減進燒嘴的粉煤量，也可調整燒嘴運行個數來適應生產要求。平時維護量極少，可連續(xù)使用8000h，目前最長使用壽命已超過 16000h。而GE水煤漿氣化爐，僅有一個裝在氣化爐頂部的燒嘴。用于合成氣生產時，燒嘴通常是三流道型固定式非可調的，只能由燒嘴本身的彈性范圍

11、來適應生產負荷變動的工況。目前運行1500h左右就需要進行檢查和維護，并需作預防性更換。2.7 合成氣冷卻與熱量回收在SHELL煤氣化工藝中，出氣化爐高溫煤氣用粗煤氣冷激至900C，經合成氣冷卻器回收熱量后，煤氣溫度降至350C左右。合成氣冷卻器可根據需要，生產高壓蒸汽、中壓蒸汽或過熱蒸汽。出合成氣冷卻器煤氣經干法除塵后，再經熱水洗滌，作合成氣用時可控制煤 氣中水分含量在10%7 20%之間，使高溫煤氣顯熱得到充分利用。在GE水煤漿氣化工藝中，煤氣顯熱回收采用水激冷， 在洗滌的同時將煤氣的顯熱直接轉化成蒸汽。出激冷室煤氣中水/氣可達1.31.45，雖然熱利用率很高，但是回收激冷室排出黑水的熱量

12、是影響回收效率高低的一個重要因素。2.8 煤氣除塵煤氣中含灰量應達到1X106水平，以防止給后工序帶來不良影響。在SHELL煤氣化工藝中，采用干法（高溫高壓過濾器）+濕法洗滌（水洗塔）的除灰流程。干法（高溫高壓飛灰過濾器）除下的細灰可以出售，亦可返回磨煤系統(tǒng)。在濕法洗滌除灰的同時，也脫除了煤 氣中NH、HCN Cl等有害微量組分。在GE水煤漿氣化工藝中，通過激冷室、文丘里洗滌器、高效洗滌塔組成的濕法洗滌操作來分離煤氣中固體顆粒。2.9 渣水分離煤氣在濕洗過程中排出含灰洗滌水，又稱黑水。通常經過減壓閃蒸、澄清增濃操作進行灰水分離。兩種氣化工藝由于排水溫度及含灰量差異，致使渣水分離流程繁簡程度有所

13、不同。在SHELL煤氣化工藝中，煤氣中攜帶之細灰大部分（99%）在干法除塵中分離，因而濕法洗滌之排水含灰低，溫度也不高，大部分循環(huán)使用。少量排水經一級減壓放出溶解氣后，經過汽提、澄清、沉降后去生化處理，分離出的細煤泥可返回至磨煤系統(tǒng)。在GE水煤漿氣化工藝中，夾帶在煤氣中的所有灰分全部轉入激冷室排出之黑水中，溫度高（220C）、水量大，通常設置 24級減壓閃蒸裝置回收熱量，再經澄清絮凝，灰漿經真空過濾以濾餅形式排出。分離后的洗滌水返回氣化，少量送污水處理。渣水系統(tǒng)流程較 長，而且減壓閥、部分管道磨損較為嚴重。2.10 爐渣與細灰煤中的灰分經氣化后，大部分以粒狀爐渣從渣斗中排出，小部分成細灰從系統(tǒng)

14、中分離?；以羞€含有少量的碳。在SHELL煤氣化工藝中，因爐內氣化溫度高、反應速度快，碳的轉化率99%因而排出的爐渣中含碳V 1%。干法除塵排出之細灰含碳V 5%可直接用作水泥生產原料。在GE水煤漿氣化工藝中，碳轉化率為 96% 98%由于碳轉化率隨氣化溫度上升而增大，出于延長氣化爐磚使用壽命考慮，實際碳轉化率經常在94% 96%因此排出爐渣含碳 2%- 5%而在濾餅中含碳量達 15%- 30%由于氣化爐結構上的差異導致氣化爐運行周期有較大差別。GE氣化爐內砌耐火磚，目前國產耐火磚使用壽命不到一年， 國外耐火磚也只有12年。GE氣化裝置受耐火磚的壽命、氣化燒嘴運行時間等關鍵設備的影響，連續(xù)運行

15、周期受到限制。SHELL煤氣化爐采用水冷壁結構，無耐火磚內襯，對氣化爐操作溫度的要求比GE氣化爐寬松，同時氣化燒嘴運行周期長，故能保證氣化裝置長周期運行。兩種煤氣化技術的主要特點列于表1、表2。表1 SHELL干煤粉氣化工藝與GE水煤漿氣化工藝比較郭1S1IELL粉環(huán)代工龍GE*««nft±z二1XfcrtJtfl用盤床 NLtrtft*2Xfcffl片秋謂處*議a、n証*置站煤、a 槨加択“a. m<Mk nifeft3%化斥力燥凱0704IMO-IWQ1)00-14005KX + fi 汽氣©亂吟水煤累斷*IM*慢胡胞”援柳方処7雜護20002

16、000妙-瑚卻-的9utHftm/*>QR9&-W10S08>TIFM或C屮E*叫金敲尺W80CH.育就/*<0.10.12總皓歧率C98W-9513SO-IM加7厲L4爐革需嬰1L3叫比爐內村耐火科>» (W12J冷airu41靈桝ft太罠郵性那>)W00150017厲吒牌幅同血方成冰冷議枚廢為嗣爐（ttiWX*-對it成）18Kk*ATtfi聲童過橈）+水挖產嗤犧衣累囁憂產唯：fe麵壓累庶朮分然累憶厲朵!?Hfflrttelowt/j)1020干JW （弁旦聲戢 CIK I5H3O%)ffr («<i)不抽妹令舸用2G%北同間

17、敗審朗粗煤住p 1"蟄1«20?21too107注：GE工藝制得的煤氣含大量水蒸氣。表2 兩種煤氣化工藝的典型氣體成分（以大同煤峪口礦煤為基準）SHELL工藝GE工宮31.03mG9.1?U.Wg¥而18.561.720,55&412QZCH00.05HjS* 008o.uD. |J卜g3 SHELL工藝與GE工藝的應用與比較3.1兩種煤氣化技術的工程應用目前兩種煤氣化技術在國內外都有較好的應用業(yè)績，GE( TEXACO工藝推廣較早,應用業(yè)績較多，SHELL工藝總起步較晚，但是發(fā)展迅速，后來居上?，F將兩種煤氣化技術的工程應用列于表3。表3兩種煤氣化技術的工

18、程應用SttlxxtGEXZ,mtA/jKVA*Cfc»B150妙400曲畀UnJcr電廠2000jCNmttrtFA-TwifcrKO (%址護17御6,5)瓷調憶朝棒址更摘陸木工H4101 + 1 務 4.Ti)E14F0VF1380S Jt ft,小話叫XNTMtrAttr20WH I f；,Ml-*)ftrtifter3«護 1 21 MIRflMitrr)桿，&上制 P.»上 AAftr皿峪1 fr 4 0M1FitnutxArLOGOt 仏LOW2* I f?T 4 打 MP"titnfcritoa tpt護前 l fr. .oxaj

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20、煤氣化技術用于生產甲醇的經典工藝流程配置如圖亶回墜圖i生產甲醇的經典配置表4生產甲醇的經典配置（年產 600kt精甲醇）4(1SHELL I 藝GE LiV7比*Ut笨"SHEIX干煤掃噸"GE術釵當北M力 4.0 MP«氣1UE力斗昭住征滬1臺煤征爐5 ft（躺需(4 + 1f U 總 446S0 EmHlf *2800 mm中“.童料X F煥至木分小干代 MlftflfiriE X 于2%,煤粉第矗釆跚育晞怡的水WVL川FA嫁g密勒加爪必衆(zhòng)倜怙水掙it不財珅牧鵡茁X嚴中斥產出他««川矗鍛an戰(zhàn)程旦娜晞自150醫(yī)卜sji upht 飛冀迖 i

21、*n十底柬肚燕.蔭忒IM耳赴理闔單來本ftJVKA空掙就規(guī)小仝*Ht銳大山于粗合成q中OO尿"l-BME扶起舍災1*訊即tti相大水矗量視，iftjcntaAn斛一狡咬換蓮化時*JIIK8 11第二段黑快偌化抖采變矗僵化需采HfQCS川 QCS O1-04flftti世體肢除VVVV （«訐比小VV小VV流程說明如下。原料煤經備煤裝置（制成合格的煤粉或水煤漿）后，與空分裝置來的氧氣一起被分別加壓送至煤氣化裝置的煤氣化爐內，發(fā)生部分氧化反應，產生的粗煤氣經煤氣洗滌、CO變換、酸性氣體脫除等工序，得到合格的精合成氣，再經合成氣壓縮機壓縮送至甲醇合成工序,合成的粗甲醇經甲醇精餾工

22、序后送罐區(qū)裝車，甲醇合成工序弛放氣經氫回收后送燃料氣管網，回收的氫返回合成氣壓縮機入口作為原料氣 使用。兩種煤氣化技術主要消耗及投資的綜合比較見表5、6，操作費用比較見表 7。表5 兩種煤氣化技術的主要消耗比較（以每小時產75t精甲醇計）慶IIStLLXX低工£堆料d/rAU4氯氣血1M1520W勰匐02KS00xnoo0.4 Ml5000)000BJ MP-17.5145340fflTWO昇QJOW»0旳42時4.0.30応川J222V9冷戲我n/h-MM亠 4CXta-1*JiwZM豐丘m業(yè)mn邯曲M0KS7IwwUS (UHWjM畑IfuuItoF訂加*2020萬元表

23、6兩種煤氣化技術投資的比較（以年產600kt精甲醇計）注：甲醇裝置包含變換+酸性氣體脫除+壓縮及甲醇合成+氫回收+甲醇精餾4ilSHELL 工£GE工藝50005ax»at場*燈灶ffnttVfit65000S20U0審井裳Jt275002950033500323O0nooI2WOitB221X)12O2(Ni表7兩種煤氣化工藝操作費用的比較（以年產600kt精甲醇計）笛閻丄HhffTX占心32MUCM.OJI. Ittis：簾丿元死SQ64X1.017.51-150Kx94 T,上4210.5370,0WKMAZx/ift) .00160.019.4%16520.0中用幫

24、打？元A郭XnWJS.Q40.000.0640.0辭爐櫓嵐3,00如協(xié)-甫用-61601W30X23.C%125.004 2喘a.eoQ.0U250.0Q井咿xn.ro330.006啊16S.7S1M.7S343 7S»lM柚命皆#元710S2.57TWO Al孫月舟加f冗5W.J0樸占盤否投氛403.3 比較結論以上為以大同煤礦的煤峪口礦煤為基準（注：以上比較假設該煤種是可以制成60%以上濃度的水煤漿的情況，如不能，則沒有比較的必要），采用SHELL或GE的煤氣化工藝年產600kt精甲醇的投資及運行費用比較?？梢钥闯觯m然 SHELL方案投資比GE方案約高10%但從技術先進性及操作

25、費用上看，采用SHELL干粉煤氣化工藝明顯優(yōu)于 GE水煤漿氣化工藝，其噸甲醇操作費用比GE約低7%靜態(tài)差額投資回收期約 3.6年。此外SHELL干粉煤氣化工藝可以不受煤種的限制，在經濟允許的情況下，可以使用目前大同煤礦提供的任何一種煤制取合成氣。本文比較所選取的煤價為每噸 200元，如果煤價再升高，采用SHELL干粉煤氣化工藝技術的優(yōu)越性將更加顯著。以上比較結論是假設煤種是可以制成 60%以上濃度水煤漿的情況，如果我們所能得到的煤種（中國有很多地方的煤質量很差）中含 水分太高，或不能制成合格水煤漿，將只能選擇 SHELL煤氣化工藝方案，特別是世界能源越來越緊張的今天，煤粉價格不斷上漲，對煤種

26、適應范圍寬的煤氣化技術將越來越受到重視和關注。4 煤氣化技術選擇的推薦意見根據以上比較，我們可以看出 SHELL煤氣化工藝在以下幾方面都有明顯的優(yōu)越性。原料煤種的適應性。SHELL煤氣化工藝可以使用褐煤等煤種，可以不受煤種的限制，使用原料范圍更廣，屬潔凈煤技術，為環(huán)保性新工藝。 工藝特點。SHELL煤氣化工藝碳轉化率高、熱效率高、氧耗低，氣化關鍵設備及控制系統(tǒng)安全可靠。 投資、消耗及運行費用。雖然SHELL方案投資比GE方案約高，但從技術先進性及操作費用上，采用SHELL干粉煤氣化工藝明顯優(yōu)于GE水煤漿氣化工藝。 運轉周期。SHELL煤氣化工藝煤燒嘴可以連續(xù)運行 8000h以上；GE水煤漿氣化

27、工藝煤燒嘴運行1500h就需檢查更換。 環(huán)保。SHELL煤氣化工藝排出的爐渣含碳V 1%飛灰含碳5%可以再利用，同時排出的廢水少；GE水煤漿氣化工藝排出的爐渣 含碳2%r 5%,難以再利用，同時排出的廢水也多。因此，在今后相當長的一段時間內，我們推薦采用SHELL煤氣化工藝方案改造或新建化肥或甲醇裝置，而且這也是大勢所趨煤氣化技術進展李永恒(湖南湘氮實業(yè)有限公司，湖南株洲412005) 2001-09-16當前化肥生產形勢嚴峻，企業(yè)為了生存和發(fā)展，從降低化肥生產成本著手，狠抓造氣技術改造。為此，本文介紹一些技術先進、效益好的煤氣化方法，供大家借鑒。1 德士古水煤漿氣化技術兗礦魯南化肥廠的德士古

28、水煤漿加壓氣化裝置于1993年投入運行，經過幾年的摸索，取得了較好的成果。國家為了推廣德士古技術，專門成立了“水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心”。該中心設計出多種完整的方案，供我國中小型化肥廠技術改造時選用。1.1 水煤漿氣化原理水煤漿氣化屬于氣流床氣化技術，即水煤漿與氣化劑(純氧)經特殊噴嘴混合后，快速進入氣化爐反應室，遇室內灼熱的耐火磚瞬間燃燒，直接發(fā)生火焰反應。微小的煤粒與氣化劑在火焰中并流流動，煤粒在火焰中來不及相互熔結就迅速發(fā)生氣化反應，反應在數秒鐘內完成。此間放熱反應和吸熱反應幾乎是同時進行的。因此，水煤漿中的碳基本上全部參加了反應，高溫下所有干餾產物都迅速分解轉變?yōu)?均相水煤氣

29、的組分，所以產生的煤氣中只含有極少量的CH。1.2 水煤漿氣化特性(1) 該氣流床氣化的特點是每顆煤粒均被氣流隔開，能單獨膨脹、軟化、燃燒盡而形成熔渣，與鄰近的顆?；ゲ幌喔伞Ｈ剂项w粒不易在塑性階段凝聚和熔結。因此，燃料的粘結性、機械強度、熱穩(wěn)定性等不會對氣化過程產生影響。(2) 氣化爐結構簡單。該技術關鍵設備氣化爐屬于加壓氣流床濕法加料液態(tài)排渣，不需要機械傳動裝置。(3) 開停爐方便，加減負荷較快。(4) 煤種適應性較廣，可以利用無煙粉煤、煙煤、次煙煤、石油焦、煤加氫液化殘渣等作原料。(5) 相同條件下，半水煤氣價格低。(6) 碳轉化率高。該工藝的碳轉化率為97%98%。(7) 煤氣質量好。C

30、O+H含量80%，且H2與CC含量之比約為0.77，可以對CC全部或部分進行變換，以調整其比例用來生產合成氨、 甲醇等。另外后系統(tǒng)氣體的凈化處理也很簡單。(8) 德士古水煤漿氣化是在高壓(4.06.7MPa)下進行，單爐產氣量較高，容易形成規(guī)?；a。目前單爐日氣化200t煤的氣化爐已在運行中。(9) 三廢排放物中有害物質較少。1.3 進展情況魯南化肥廠對德士古水煤漿氣化技術進行了改造，為我國煤氣化技術的發(fā)展作岀了貢獻。自1995年以來，該廠的德士古裝置多次創(chuàng)出了新紀錄，合成氨日產量最高達到346.68t，1999年生產合成氨107846 t。德士古水煤漿氣化技術已很成熟，國內外已建成了多套德

31、士古裝置。該技術在魯南化肥廠的成功應用，為大中小化肥廠提供了成功 的經驗。2 常壓間歇式流化床技術該技術是國內開發(fā)的常壓粉煤氣化技術，其特點是不用氧氣，以空氣和蒸汽為氣化劑，對013 mm粉煤進行氣化。生產過程只有吹風和制氣。該技術已在我國煤氣工業(yè)上應用，完全可應用于化肥生產。原化工部化肥工程技術中心曾派專家到現場考察，并在現場對流 化床所產的半水煤氣進行了測定。其成分（ ）如下：C0B Q CO H：M CH12* 1 6 2 28 42.4 15*7 L 6從以上分析數據看，制得的半水煤氣可作為生產合成氨的原料氣。該技術的特點是：以各種粉煤（粉焦）為原料，而且可以做到蒸汽自給。 氣化時沒有

32、干餾過程，焦油和酚等有機物在高溫區(qū)燃燒干凈, 不需要建焦油和污水處理系統(tǒng)。所以工程投資和煤氣成本與固定床煤氣爐相比可節(jié)約30%以上。另外還具有操作簡單和設備維修量小等優(yōu)點。原理與流程：氣化爐開爐前先用油點火升溫，當氣化爐內部溫度達到要求時，粉煤由螺旋機送入爐內底部。經過預熱的空氣和過熱 蒸汽交替從爐底進入，分別進行吹風 （放熱），制氣（吸熱）。流程如下：皎風吒從爐上出廉-一第一熱營廢謂一下排式旋鳳井離器一廠蘿汽過熱為一*第二熬管廢鎬粉煤返回爐內 空吒務熱器一隱塵器一煙囪畝空.制氣時的煤氣也是從爐上出棗第一轉管廈鍋一下捧武挺鳳除塵器彌営過熱器 一粉煤遍回爐內第二鷄管應憐一軟水瞬熱黔一洗陽帚一氣柜

33、.第一廢鍋和第二廢鍋所產蒸汽，經減壓后進入蒸汽緩沖罐，再進入蒸汽過熱器，最后進入氣化爐作氣化劑。若該技術應用于化肥生產， 不但能解決我國化肥行業(yè)的煤炭資源問題（可以利用本地廉價粉煤），而且也可大幅度降低化肥生產成本,保護環(huán)境。3 焦載熱循環(huán)流化床制氣工藝由清華大學煤燃燒工程研究中心與鞍山焦化耐火材料設計研究院及鞍山鍋爐廠合作，共同開發(fā)的焦載熱循環(huán)流化床制氣新技術，小 試成功后，1997年在清華大學試驗廠，完成了每小時處理2 t煤的中間試驗，效果較好。該技術工藝流程為：粉煤由煤倉底部螺旋加煤機送入提升段，與底部進入的提升用空氣發(fā)生燃燒反應，生成的熱半焦被提升至頂部 分離裝置。分離下來的熱半焦大部

34、分通過J型閥進入氣化罐，其余進入流化床鍋爐燃燒。進入氣化罐的熱半焦被從罐底進入的蒸汽流化生成水煤氣。焦載熱制氣工藝是兩個快速循環(huán)流化床的有機結合，利用高溫焦炭為載熱體，為粉煤干餾及部分氣化提供熱量，制取優(yōu)質煤氣。特 別是通過S型閥和L型閥，將提升段和氣化罐可靠地隔斷，而通入少量蒸汽又可實現熱半焦的流通，從而將提升段和氣化罐連在一起，巧 妙地實現了干餾、氣化反應與燃燒反應的有機結合。該技術與循環(huán)流化床鍋爐配合，以粉煤為原料，聯(lián)供廉價的水煤氣及蒸汽作為合成氨的原料氣。不僅技術先進，而且經濟合理。擬 在平安化肥廠建設一套每小時處理5t煤的制氣裝置。4 謝爾干粉煤氣化技術謝爾干粉煤氣化技術是目前世界上

35、較為先進的第二代粉煤氣化技術之一，氣化過程也是在高溫加壓下進行的。其進料方式是將粉煤 磨成0.1mm以下的細粉，高壓氮氣通過特殊的噴嘴將粉煤送進爐膛，與純氧及蒸汽在高溫高壓下進行放熱和吸熱氣化反應，最終生成水煤 氣（CO+HA90% ）或半水煤氣。該技術工藝流程較簡單，原煤經破碎后送至磨煤機，磨成的細粉被熱空氣干燥，由高壓氮氣將干煤粉送人氣化爐，另外高壓氧氣和 中壓過熱蒸汽混合后也由噴嘴噴人爐內。爐口1500C的高溫煤氣被冷煤氣冷卻至900C后進入廢鍋，然后再進入干式除塵器和洗滌系統(tǒng)。該技術有如下優(yōu)點。(1) 煤種適應性強。煙煤、次煙煤、褐煤、無煙煤等均可。(2) 采用水冷壁結構，僅在向火一面

36、有一層薄的耐火涂料層。正常操作時依靠掛在水冷壁的熔渣層保護金屬冷壁，不需要砌筑昂貴 的耐火磚。(3) 由于是干法進料，不需要龐大的制漿系統(tǒng)，降低了生產成本。(4) 氣化爐使用壽命長，不需要備用爐。單爐氣化能力大，一臺氣化爐日產合成氨600t以上。(5) 氣化效率高，碳轉化率可達到99%以上，生成的煤氣中 CH含量低。另外，污染少，有利于三廢治理。5 灰熔聚流化床粉煤氣化技術灰熔聚流化床粉煤氣化技術是中國科學院山西煤炭化學研究所開發(fā)的一項新技術。5.1 特點(1) 氣化爐是一個單段流化床，在爐內同時完成煤的破粘、脫揮發(fā)分、氣化和灰的團聚等4個過程，設備結構簡單。(2) 氣化劑(空氣或氧氣)從氣化

37、爐底部進入，使爐內形成一個局部高溫區(qū)，促使灰團聚成球形，從而保證灰與煤的有效分離，提高 了碳的利用率。(3) 水蒸氣從分布板進入氣化爐，形成一個周邊的相對低溫區(qū)，有效地防止了爐內結渣。另外爐內半焦量較多，使得過程操作穩(wěn)定， 抗負荷波動能力強。(4) 高溫煤氣夾帶的細粉煤大部分經旋風除塵系統(tǒng)捕集下來，并通過料腿返回氣化爐，再進行燃燒氣化，碳的利用率高。煤氣中少 量粉塵經二次除塵后送岀。(5) 氣化爐出口溫度適中，煤氣經廢鍋后進入洗滌系統(tǒng)。(6) 該技術煤種適應性強，凡是小于8mm的各種煤均可氣化，對煤種無特殊要求。(7) 氣化強度高(是固定床煤氣爐的35倍)，氣化溫度適中，可以在爐內預脫硫。三廢

38、污染小，有利于環(huán)保。(8) 投資少，僅是引進的粉煤氣化技術的40%70%，容易推廣應用。5.2 原理與流程根據射流原理，將氣化劑(空氣加蒸汽、氧氣加蒸汽、富氧空氣加蒸汽)從爐體底部吹入，使由螺旋機送入爐內的煤產生沸騰氣化,在灰團聚分離裝置中形成床內局部高溫區(qū)，實現煤的破粘、揮發(fā)物逸岀、氣化和灰的團聚成球，借助重量的差別達到灰球與煤粒的分離， 并連續(xù)排岀含碳量低的灰渣。煤氣夾帶的飛灰經旋風分離后再返回爐內氣化。該技術流程如下：粉 煤氣化爐一廣一最徙岡除塵器一二級疑鳳除塵器一康鍋一換鵝器一撓磔 一咒柜.5.3 試驗情況已完成日處理1 t煤的小型試驗和24 t煤的中間試驗，以及相配套的冷態(tài)試驗。近期在陜西固城氮肥廠，建設02400mm常壓氣化爐工業(yè)化示范裝置，2001年可得到工業(yè)示范成果。另外還在云南解放軍化肥廠建設一套02400mm加壓氣化爐工業(yè)示范裝置。6 恩德粉煤氣化技術恩德粉煤氣化技術是在溫克勒氣化技術基礎上，經過較大的改進和完善后，得到的一種獨特的新型粉煤(