煤化工 水煤漿

水煤漿加壓氣化技術主要內容歷史背景及分類國內外發(fā)展工藝原理及流程圖工藝的優(yōu)缺點歷史背景及分類

煤氣化已有一百多年的發(fā)展歷史，先后開發(fā)了一百多種氣化工藝和氣化爐型，有工業(yè)應用前景的十余種。煤氣化分類無統(tǒng)一規(guī)定，最常用的是按原料在氣化爐內的移動方式分為固定床、流化床和氣流床三種：固定床氣化是塊煤從爐頂加入，自上而下經歷干燥、干餾、還原、氧化和灰渣層，灰渣最終經灰箱排出爐外；氣化劑自下而上經灰渣層預熱灰渣層預熱后進入氧化層和還原層，生成的煤氣顯熱用于煤的干餾和干燥。固定床氣化的局限性是對床層均勻性和透氣性要求很高，要求入爐煤要有一定的粒（塊）度及均勻性，對煤的機械強度、熱穩(wěn)定性、含碳量、灰熔點、粘結性、結渣性等指標都有比較嚴格的限制。國外發(fā)展情況

水煤漿氣化工藝國外稱作德士古煤氣化工藝（TCGP），至今已有50多年的歷史。1948年美國德士古石油公司受重油氣化的啟發(fā)，首先創(chuàng)造了水煤漿氣化工藝，并在加州洛杉磯近郊蒙特貝洛建設第一套中試裝置，規(guī)模約15t/d。這在煤氣化發(fā)展史上是個重大的開端，但由于當時煤無法與天然氣和石油相競爭，沒有得道認可，直至

第一次世界性石油危機（1973年），煤氣化又被提到議事日程上來。其中包括德士古于1975年重建MRL的實驗裝置。1978年、1981年又分別建成兩套中試裝置。鑒于在加壓下連續(xù)輸送煤粉難度大，德士古公司提出水煤漿的概念，即將煤粉和水混配成可用泵輸送的水煤漿。

國內發(fā)展情況

德士古氣化爐屬于濕法進料氣流床的一種，由上海化工研究院負責仿制早期的德士古氣化工藝設計的我國第一套水煤漿氣化裝置(0.7t/hr),于1969年在浙江省巨州化工廠投運。因碰到煤漿蒸發(fā)等技術問題(蒸發(fā)器易結垢、堵塞、管道磨損大)，氣化爐不能連續(xù)運行，于1971年中止。

1971年化工部化肥研究所即現(xiàn)在的西北化工研究院建成一套模試裝置，規(guī)模為10kg/hr，氣化壓力為1.0Mpa。1984年底建成另一套模試

爐20kg/hr，氣化壓力為2.0Mpa。為了進行中試，化工部一院和化肥所共同協(xié)作設計了一套雙廢鍋流程的中試裝置，規(guī)模為1.0～1.5t/d,壓力為2.0Mpa，并于85年建成，先后共試燒了十幾種煤，其中為魯南化肥廠試燒了山東七五煤，為上海焦化廠試燒了陜西神府煤，為渭河化肥廠試燒了陜西黃陵煤，為淮南化肥廠試燒了河南義馬煤。神化20萬噸/年甲醇項目采用三臺激冷式氣化爐（二開一備），以神府煤為原料，濕法棒磨制漿，二級閃蒸灰水處理的氣化工藝流程。

水煤漿加壓氣化工藝德士古水煤漿加壓氣化屬氣流床，氧氣和水煤漿通過德士古燒嘴混合后噴射時立即霧化進入氣化爐，在0.1秒內煤漿中水被氣化，煤粒子被氣體隔開，各煤粒獨立的進行反應，氣化爐在煤灰熔點以上溫度發(fā)生反應，固體在氣化爐內停留3～5秒鐘，反應生成的粗合成氣甲烷含量減少，一般僅為0.1%以下，碳轉化率高達98%，由于反應溫度高，不生成渣油、酚及高級烴等可凝聚的副產物。水煤漿加壓氣化工藝流程圖

水煤漿加壓氣化工藝,該技術有以下特點：

1、煤種適應范圍廣

可以利用次煙煤、煙煤、焦、石油焦、煤加氫液化殘渣等，不受灰熔點限制（灰熔點高可加助熔劑）；不受煤的塊度大小限制，因最終要經濕磨制成水煤漿使用；不受煤的灰分高低限制，僅經濟性有差異。

2、連續(xù)生產強

加工后的原料——煤漿，氧氣可以連續(xù)不斷地入爐，排渣也不需要停車，氣化開、停車少，系統(tǒng)操作穩(wěn)定。

3、氣化壓力高

氣化壓力高，單爐產量高。目前在美國已建成日處理煤量為2000噸／臺，壓力為6.7Mpa的生產裝置。4、合成氣質量好

一般情況下，產品煤氣中有效成分CO+H2≥80%5、氣化溫度高

氣化爐在1400℃左右操作，煤在熔融后呈液態(tài)排出燃燒室，碳轉化率高達96%以上。生產的高溫煤氣采用直接冷激回收熱能，產生的蒸汽用于加熱灰水。

6、有利于環(huán)境保護

由于氣化溫度高，煤中的揮發(fā)份直接燃燒，所以不生成焦油、酚等污染環(huán)境的副產物，廢水主要成分是含氰化合物，遠比煉焦產生的廢水易于處理；同時氣化系統(tǒng)的水在本系統(tǒng)內循環(huán)使用，外排廢水很少，遠比其它氣化方法產生的廢水量少對于固體排放物，在氣化中沒有飛灰等帶出，生成的熔渣不污染環(huán)境，而且是良好的建筑材料。

缺點

一、水煤漿氣化氧耗高

二、需熱備用爐

三、氣化爐耐火材料壽命短

四、氣化爐爐膛熱電偶壽命短

五、工藝燒嘴壽命短

六、氣化裝置投資大

七、激冷環(huán)壽命短德士古對水煤漿性質的要求

一、較高的濃度

水煤漿的濃度就是指物質中的含固量。若水煤漿的濃度低，它的粘度也相對的低，雖然有利于泵送，但它的氣化效率就會降低，進入氣化爐水份大，大量水蒸發(fā)，使爐溫下降，為維持爐溫，就須增加氧氣用量，從而使比氧耗增高。而且每期質量也有所下降。一般氣化用水煤漿濃度在60～70wt%之間。二、較好的流動性

水煤漿的流動性我們用其表觀粘度來表示。如粘度大，流動性就差，不易泵送，霧化效果也差。

三、較好的穩(wěn)定性水煤漿的穩(wěn)定性是指煤粒在水中的懸浮能力。水煤漿的穩(wěn)定性與煤粒粒度分布和煤的親水