煤氣化技術(shù)介紹

1、煤炭將是我國的主要能源、高效潔凈利用是發(fā)展的關(guān)鍵煤炭將是我國的主要能源、高效潔凈利用是發(fā)展的關(guān)鍵 n 合成氨合成氨 甲醛甲醛 n 甲醇甲醇 MTP/ MTO n n 氣化氣化 n 聯(lián)合發(fā)電聯(lián)合發(fā)電 醋酸醋酸 n n n 間接液化間接液化/SNG n煤煤 直接液化直接液化 n 煉焦煉焦 n 焦炭焦炭 焦油焦油 n 焦?fàn)t氣焦?fàn)t氣 n 其他利用（燃燒發(fā)電、燃料電池、腐殖酸、活性炭等）其他利用（燃燒發(fā)電、燃料電池、腐殖酸、活性炭等） 煤氣化技術(shù)：煤氣化技術(shù)：21世紀(jì)高效潔凈能源的途徑世紀(jì)高效潔凈能源的途徑 固定床（又稱為移動床）氣化爐因氣固逆流運動形成了特定的溫度分 布，煤順序經(jīng)歷了預(yù)熱、干燥、熱解氣

2、化和殘?zhí)既紵簹鈩t在離開 煤氣爐之前得到冷卻，燃燒區(qū)是最高溫度區(qū)，最高溫度區(qū)溫度由蒸汽 量來控制以防結(jié)渣。固定床氣化爐實際操作壓力達(dá)4MPa（Lurgi），由 于氣固逆流操作，煤氣溫度下降，干餾產(chǎn)生的焦油、酚和烴類不能裂 解而存在于煤氣中。固定床氣化中為保證氣流的均布，煤粒度?？刂?在580mm之間，以防床堵塞或細(xì)粉帶出，床內(nèi)固體停留時間對Lurgi 爐約0.51小時?？傊鋬?yōu)點是熱效率高（或冷煤氣效率），氧耗 量低，有利于生產(chǎn)城市煤氣或合成天然氣；缺點是必須使用弱粘或不 粘塊煤，高的蒸汽用量(分解率低)和必須處理焦油、酚等物質(zhì)，煤氣 水處理成本高，當(dāng)用于生產(chǎn)合成氣時還必須進(jìn)一步分離和轉(zhuǎn)化

3、甲烷， 流程長。 氣流床氣化爐以細(xì)粉煤為原料(0.1mm)，氣固并流，煤粉可以干態(tài)（Shell） 或濕態(tài)（水煤漿，Texaco）進(jìn)料，氣流床氣化由于細(xì)粉和短停留時間， 操作溫度必須足夠高（高于灰熔點100以上）以保證碳轉(zhuǎn)化率和熔融灰的流 動。為保證此高溫，在三種氣化爐中，氣流床氧耗最高，但也因此煤氣中實際 不含焦油、酚和烴類，甲烷含量也很低，氣化強度很高。氣流床需要用低灰熔 點低灰含量的煤作原料，否則需加助熔劑而進(jìn)一步增加氧耗，這對我國近50% 的高灰熔點和高灰煤是非常不利的。 流化床氣化以碎煤為原料(6mm)，在氣化劑的高速流動下，床中物料 強烈返混到處均一，使床內(nèi)溫度均一，通常介于9501

4、100之間，熱 解、氣化在同一溫度下進(jìn)行，產(chǎn)物幾乎不含焦油、酚類，甲烷含量也不 高。但強烈混合也導(dǎo)致排灰碳含量高（30%）和飛灰?guī)С隽看?，這是 傳統(tǒng)流化床氣化爐的最大缺點，同時為防止床內(nèi)物料因灰含量高而燒結(jié)， 就必須控制在較低的操作溫度 (950)，這又決定了傳統(tǒng)流化床氣化 爐只適用于高活性的褐煤或次煙煤。 BGL氣化技術(shù)自1974年開發(fā)，氣化強度高出 原魯奇加壓氣化爐近3倍。BGL熔渣氣化爐可 直接氣化含水量到20%的各類煤種；在 14001600 高溫氣化條件下，蒸汽用 量大幅度降低，9095%的蒸汽在氣化過程 中分解，不僅提高了氣化效率，而且使氣化 廢水量減少80%以上，易于小規(guī)模和經(jīng)濟(jì)

5、的 凈化處理。90年代中后期，在德國東部的黑 水泵（Schwarze Pumpe）煤氣化廠建設(shè)了一 臺內(nèi)徑3.6米的BGL熔渣氣化爐，該氣化爐自 2001年投產(chǎn)后，至今仍做為主力爐成功地運 行。 2005年，云南煤化工集團(tuán)與Advantica公司合 作，改造了一臺固定床加壓氣化爐，直接試 燒當(dāng)?shù)馗吆?約35%水份)褐煤的途徑。 2006年7月完成爐體改造，10月初步完成開 車試驗，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，取得階段性成果。 在云南瑞氣利用熔渣氣化技術(shù)建設(shè)20萬噸甲 醇/二甲醚生產(chǎn)裝置已經(jīng)投產(chǎn)。 在建裝置有：云天化呼倫貝爾、云南先鋒、在建裝置有：云天化呼倫貝爾、云南先鋒、 內(nèi)蒙圖克等。內(nèi)蒙圖克等。 Te

6、xaco 氣化爐氣化爐Shell 氣化爐氣化爐 K-T 氣化爐氣化爐Destec氣化爐氣化爐 GSP氣化爐氣化爐Prenflo氣化爐氣化爐 HTW 氣化爐（溫克勒）氣化爐（溫克勒） 我國能源結(jié)構(gòu)決定了合成化學(xué)品原料以煤為主我國能源結(jié)構(gòu)決定了合成化學(xué)品原料以煤為主 氣流床氣流床煤氣化技術(shù)不適合我國煤氣化技術(shù)不適合我國50%50%以上高灰高灰熔點煤以上高灰高灰熔點煤 引進(jìn)國外粉煤氣化技術(shù)投資高引進(jìn)國外粉煤氣化技術(shù)投資高, ,成本高成本高 流化床技術(shù)操作溫度低，僅適用于褐煤、高活性煙煤流化床技術(shù)操作溫度低，僅適用于褐煤、高活性煙煤 加壓固定床制合成氣流程復(fù)雜，污染物處理工藝復(fù)雜加壓固定床制合成氣流程

7、復(fù)雜，污染物處理工藝復(fù)雜 二、五環(huán)爐二、五環(huán)爐 由五環(huán)科技設(shè)計的水由五環(huán)科技設(shè)計的水/ /汽激冷新型干煤粉氣化爐，簡稱汽激冷新型干煤粉氣化爐，簡稱 五環(huán)爐（）。由渣池、氣化反應(yīng)室、高溫水五環(huán)爐（）。由渣池、氣化反應(yīng)室、高溫水/ /汽汽 激冷段、氣體返回室、輸氣管和激冷罐組成。激冷段、氣體返回室、輸氣管和激冷罐組成。 特點：高溫合成氣體采用由多個水特點：高溫合成氣體采用由多個水/ /汽組合式噴頭噴水汽組合式噴頭噴水 霧化進(jìn)行粗煤氣冷卻和固灰，取代殼牌用返回合成氣進(jìn)行霧化進(jìn)行粗煤氣冷卻和固灰，取代殼牌用返回合成氣進(jìn)行 激冷的工藝；取消了殼牌合成氣冷卻器、循環(huán)壓縮機和高激冷的工藝；取消了殼牌合成氣冷

8、卻器、循環(huán)壓縮機和高 溫高壓飛灰過濾器；內(nèi)件采用膜式壁結(jié)構(gòu)并采用副產(chǎn)蒸汽溫高壓飛灰過濾器；內(nèi)件采用膜式壁結(jié)構(gòu)并采用副產(chǎn)蒸汽 的方式進(jìn)行爐壁保護(hù)，操作時，膜式壁內(nèi)形成一層渣，用的方式進(jìn)行爐壁保護(hù)，操作時，膜式壁內(nèi)形成一層渣，用 所謂所謂“以渣抗渣以渣抗渣”的方式保護(hù)襯里不受侵蝕，爐體有可能的方式保護(hù)襯里不受侵蝕，爐體有可能 長周期穩(wěn)定運行，不設(shè)置備用爐。長周期穩(wěn)定運行，不設(shè)置備用爐。 工藝流程圖工藝流程圖 氣化爐總裝圖 氣化爐總裝圖 氣化爐燒嘴 三、航天爐三、航天爐 航天粉煤氣化技術(shù)是在德國航天粉煤氣化技術(shù)是在德國GSPGSP爐理念的基礎(chǔ)上，利爐理念的基礎(chǔ)上，利 用航天技術(shù)開發(fā)的國產(chǎn)先進(jìn)氣化技術(shù)

9、。其特點是爐內(nèi)單噴用航天技術(shù)開發(fā)的國產(chǎn)先進(jìn)氣化技術(shù)。其特點是爐內(nèi)單噴 嘴下噴粉煤氣化，爐內(nèi)帶激冷環(huán)水激冷洗滌。具有煤種適嘴下噴粉煤氣化，爐內(nèi)帶激冷環(huán)水激冷洗滌。具有煤種適 應(yīng)性廣，煤氣中有效氣成分含量高，工藝流程短，操作簡應(yīng)性廣，煤氣中有效氣成分含量高，工藝流程短，操作簡 單，自動化程度高、廢水少，污水處理容易的特點。相比單，自動化程度高、廢水少，污水處理容易的特點。相比 水煤漿，煤種適應(yīng)性廣，耗氧少；相比殼牌爐，投資省，水煤漿，煤種適應(yīng)性廣，耗氧少；相比殼牌爐，投資省， 簡單穩(wěn)定。入爐煤使用粉煤簡單穩(wěn)定。入爐煤使用粉煤9090微米，水含量小于微米，水含量小于2%2%。從粗。從粗 煤氣組成上看

10、，比較適合煤制油技術(shù)。煤氣組成上看，比較適合煤制油技術(shù)。 缺點：目前僅有安徽臨泉和河南濮陽的日投煤量缺點：目前僅有安徽臨泉和河南濮陽的日投煤量750750 噸的應(yīng)用實例，運行的規(guī)模偏小。噸的應(yīng)用實例，運行的規(guī)模偏小。 氣體組成如下：氣體組成如下： 工藝流程圖 工藝流程圖 氣化爐總裝圖 航天技術(shù)在臨泉與河南濮陽都有應(yīng)用實例，都是航天技術(shù)在臨泉與河南濮陽都有應(yīng)用實例，都是750750噸噸 / /天的爐子，年產(chǎn)天的爐子，年產(chǎn)1515萬噸甲醇的裝置。臨泉經(jīng)過萬噸甲醇的裝置。臨泉經(jīng)過 短暫的試短暫的試 車，很快轉(zhuǎn)入正常運行，負(fù)荷一直穩(wěn)定在車，很快轉(zhuǎn)入正常運行，負(fù)荷一直穩(wěn)定在93%93%左右，左右， 年至

11、今已運行年至今已運行400400天。河南濮陽則一直開開停停，主天。河南濮陽則一直開開停停，主 要是由于空分的原因。要是由于空分的原因。 航天爐試車成功后，得到了中小化肥廠的熱捧，目前航天爐試車成功后，得到了中小化肥廠的熱捧，目前 設(shè)計籌建的共有設(shè)計籌建的共有1111個項目，個項目，2121臺氣化爐。設(shè)計的大規(guī)模的臺氣化爐。設(shè)計的大規(guī)模的 15001500噸的爐子有噸的爐子有7 7臺。具體有山東瑞星化工臺。具體有山東瑞星化工1 1臺，河南晉開臺，河南晉開 4 4臺，氣化爐已制造完畢，計劃今年投產(chǎn)。河南駿化臺，氣化爐已制造完畢，計劃今年投產(chǎn)。河南駿化2 2臺，臺， 設(shè)計中。設(shè)計中。 使用使用150

12、01500噸的爐子與使用噸的爐子與使用750750噸的爐子在經(jīng)濟(jì)上具有明噸的爐子在經(jīng)濟(jì)上具有明 顯優(yōu)勢，規(guī)模大的裝置優(yōu)先選用大爐型。價格及運行費用顯優(yōu)勢，規(guī)模大的裝置優(yōu)先選用大爐型。價格及運行費用 比較如下：從磨煤到洗滌結(jié)束，比較如下：從磨煤到洗滌結(jié)束，750750噸投資為噸投資為2.22.2億，億，15001500 噸為噸為3.23.2億，維修費用億，維修費用750750噸為噸為500500萬萬/ /年，年，15001500噸為噸為800800萬萬/ / 年。單臺年。單臺750750噸的運行成本、管理費用、人員等比噸的運行成本、管理費用、人員等比15001500噸噸 略有減少。也就是說，除了

13、運行費用和管理成本低以外，略有減少。也就是說，除了運行費用和管理成本低以外， 15001500噸一臺爐比噸一臺爐比750750噸兩臺爐投資節(jié)省噸兩臺爐投資節(jié)省1.21.2個億，維修費節(jié)個億，維修費節(jié) 省省200200萬萬/ /年。年。 關(guān)鍵點：關(guān)鍵點：750750噸爐子率先成功使用，且效果很好。缺點噸爐子率先成功使用，且效果很好。缺點 是是15001500噸爐子（可投煤噸爐子（可投煤16001600噸）今年噸）今年9 9月才能投運，目前月才能投運，目前 還沒有經(jīng)過實證還沒有經(jīng)過實證 四、四、GSPGSP爐爐 GSPGSP氣化爐與航天爐完全類似，也是由燒嘴、冷壁氣化氣化爐與航天爐完全類似，也是由

14、燒嘴、冷壁氣化 室和激冷室組成的加壓氣流床，整個反應(yīng)器呈圓筒型結(jié)構(gòu)，室和激冷室組成的加壓氣流床，整個反應(yīng)器呈圓筒型結(jié)構(gòu)， 外壁為水夾套。但其與航天不同的是，它沒有仿照水煤漿外壁為水夾套。但其與航天不同的是，它沒有仿照水煤漿 水浴式激冷的樣式，而搞的是噴頭噴水激冷。粗煤氣未能水浴式激冷的樣式，而搞的是噴頭噴水激冷。粗煤氣未能 經(jīng)水直接洗滌，后續(xù)的洗滌為兩級文丘里經(jīng)水直接洗滌，后續(xù)的洗滌為兩級文丘里+ +部分冷凝器部分冷凝器 （實質(zhì)是廢鍋）（實質(zhì)是廢鍋）+ +旋風(fēng)分離過濾器。廢鍋和過濾器容易堵旋風(fēng)分離過濾器。廢鍋和過濾器容易堵 塞。塞。 其次，在密相輸送的加煤系統(tǒng)，航天與其次，在密相輸送的加煤系統(tǒng)

15、，航天與GSPGSP不同。航不同。航 天和科林一樣，采用的是下部充氣錐下出的方式。天和科林一樣，采用的是下部充氣錐下出的方式。GSPGSP采采 用的是有攪拌器上出的形式。目前存在問題。用的是有攪拌器上出的形式。目前存在問題。 特點：煤種適應(yīng)性強，碳轉(zhuǎn)化率高，合成氣中有效成特點：煤種適應(yīng)性強，碳轉(zhuǎn)化率高，合成氣中有效成 分分CO+H2CO+H2高，冷煤氣效率高，氧耗低，燒嘴壽命長（航天高，冷煤氣效率高，氧耗低，燒嘴壽命長（航天 爐驗證半年維修一次），水冷壁的壽命可達(dá)爐驗證半年維修一次），水冷壁的壽命可達(dá)2525年以上。廢年以上。廢 水少，污水處理容易、工藝流程短，操作相對簡單、氣化水少，污水處理

16、容易、工藝流程短，操作相對簡單、氣化 溫度高，氣化過程中不會產(chǎn)生酚、脂肪酸及溫度高，氣化過程中不會產(chǎn)生酚、脂肪酸及HCNHCN，廢水處，廢水處 理簡單、環(huán)保理簡單、環(huán)保 。 工藝流程圖 氣化爐總裝圖 業(yè)績：業(yè)績： 在原東德運行的是在原東德運行的是720720噸氣化爐噸氣化爐1 1臺（多噴嘴），共運行過臺（多噴嘴），共運行過 褐煤和綜合物料褐煤和綜合物料 ( ( 天然氣，焦油，工業(yè)垃圾天然氣，焦油，工業(yè)垃圾) )，19841984年運行，年運行， 19901990年停運。捷克有年停運。捷克有650650噸帶耐火磚的噸帶耐火磚的1 1臺，臺，20082008年試車。年試車。 合同：合同： 1 1、

17、美國安全能源公司、美國安全能源公司20002000噸噸/ /天氣化爐天氣化爐2 2臺，煤制氣，伊臺，煤制氣，伊 利諾斯州，原計劃利諾斯州，原計劃20102010年投產(chǎn)，現(xiàn)由于經(jīng)濟(jì)危機延期。美國年投產(chǎn)，現(xiàn)由于經(jīng)濟(jì)危機延期。美國 Tenaska SNGTenaska SNGIGCCIGCC項目，氣化爐約項目，氣化爐約20002000噸噸/ /天，天，4 4臺，計劃臺，計劃 20142014年試車。年試車。 2 2、中國神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)，、中國神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)，167167萬噸甲醇制烯烴項目，氣萬噸甲醇制烯烴項目，氣 化爐能力化爐能力20002000噸噸/ /天，天，5 5臺。臺。20102010年

18、年1010月月3030號開始試車，到目號開始試車，到目 前為止，有前為止，有3 3臺試運行；臺試運行；3 3號爐、號爐、4 4號爐連續(xù)運行過號爐連續(xù)運行過3-43-4小時，小時，5 5 號爐連續(xù)運行過號爐連續(xù)運行過1414小時，產(chǎn)出基本合格的粗煤氣，產(chǎn)生的煤小時，產(chǎn)出基本合格的粗煤氣，產(chǎn)生的煤 氣量相當(dāng)于氣量相當(dāng)于16001600噸投煤量。噸投煤量。 3 3、山西蘭花煤化工集團(tuán)，預(yù)計試車時間：、山西蘭花煤化工集團(tuán)，預(yù)計試車時間：20122012年，年， 氣化爐能力約氣化爐能力約20002000噸噸/ /天，氣化爐數(shù)目，天，氣化爐數(shù)目，2 2臺，產(chǎn)品臺，產(chǎn)品3030萬噸萬噸 合成氨合成氨1010

19、萬噸甲醇。萬噸甲醇。 關(guān)鍵點：原東德的爐子偏小且停運已經(jīng)很久，寧夏的關(guān)鍵點：原東德的爐子偏小且停運已經(jīng)很久，寧夏的 爐子剛點火，要經(jīng)過一段試車、改進(jìn)才能成熟穩(wěn)定。爐子剛點火，要經(jīng)過一段試車、改進(jìn)才能成熟穩(wěn)定。 五、科林粉煤爐（五、科林粉煤爐（CCG)CCG) 科林粉煤爐科林粉煤爐(CCG)(CCG)與與GSPGSP類似，采用的是干粉進(jìn)料、水類似，采用的是干粉進(jìn)料、水 冷壁保護(hù)。水激冷流程方式與航天相似。激冷流程是文丘冷壁保護(hù)。水激冷流程方式與航天相似。激冷流程是文丘 里里+ +旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器+ +洗滌塔。噴嘴不同點是多噴嘴頂置下噴，洗滌塔。噴嘴不同點是多噴嘴頂置下噴， 在德國黑水泵廠的氣

20、化爐有過實際運轉(zhuǎn)經(jīng)驗。多噴嘴布置在德國黑水泵廠的氣化爐有過實際運轉(zhuǎn)經(jīng)驗。多噴嘴布置 保證了粉煤在反應(yīng)空間分布均勻，流場形成比單噴嘴方案保證了粉煤在反應(yīng)空間分布均勻，流場形成比單噴嘴方案 要好。將引燃燒嘴頂置和煤粉燒嘴周向布置（要好。將引燃燒嘴頂置和煤粉燒嘴周向布置（3 3個）分開個）分開 使得燒嘴結(jié)構(gòu)較簡單，降低燒嘴故障率。多噴嘴方案的負(fù)使得燒嘴結(jié)構(gòu)較簡單，降低燒嘴故障率。多噴嘴方案的負(fù) 荷調(diào)節(jié)余地比單噴嘴方案要大，而且放大更為容易。荷調(diào)節(jié)余地比單噴嘴方案要大，而且放大更為容易。20002000 噸可以使用單噴嘴，但噸可以使用單噴嘴，但20002000噸以上投煤量的氣化爐建議不噸以上投煤量的氣

21、化爐建議不 再使用單噴嘴方案。再使用單噴嘴方案。 科林煤氣化技術(shù)（CCG）流程圖 粉煤輸送 氣化 激冷 氣體洗滌 CO+H2 廢水處理 引燃嘴燃?xì)庖甲烊細(xì)?蒸汽蒸汽 排出廢水排出廢水 泥泥 氣化爐總裝圖 燒嘴分布圖 黑水泵廠的科林氣化爐 業(yè)績：黑水泵廠多噴嘴粉煤氣流床氣化爐，日投煤量業(yè)績：黑水泵廠多噴嘴粉煤氣流床氣化爐，日投煤量 720720噸，煤種為褐煤。用作城市燃?xì)?。從噸，煤種為褐煤。用作城市燃?xì)?。?9841984年運行到年運行到 19901990年。粉煤氣化裝置后改為漿體進(jìn)料，用于處理液態(tài)有年。粉煤氣化裝置后改為漿體進(jìn)料，用于處理液態(tài)有 機廢料，產(chǎn)生的合成氣用于機廢料，產(chǎn)生的合成氣用

22、于75MW IGCC75MW IGCC發(fā)電并聯(lián)產(chǎn)發(fā)電并聯(lián)產(chǎn)1212萬噸萬噸 甲醇。甲醇。 兗礦貴州開陽化工兗礦貴州開陽化工5050萬噸合成氨項目，該項目采用兩萬噸合成氨項目，該項目采用兩 臺日投煤量為臺日投煤量為15001500噸的科林氣化爐。目前詳細(xì)設(shè)計已經(jīng)完噸的科林氣化爐。目前詳細(xì)設(shè)計已經(jīng)完 成，專利設(shè)備已經(jīng)遞交，氣化爐成，專利設(shè)備已經(jīng)遞交，氣化爐20102010年年8 8月由大連金州重月由大連金州重 型機械廠制造完成。該項目將于型機械廠制造完成。該項目將于20112011年年6 6月試車。月試車。 關(guān)鍵點：目前沒有爐子在運行。關(guān)鍵點：目前沒有爐子在運行。 六、六、GEGE水煤漿爐水煤漿爐

23、 GEGE氣化爐由噴嘴、氣化室、激冷室氣化爐由噴嘴、氣化室、激冷室( (或廢熱鍋爐或廢熱鍋爐) )組成。組成。 氣化爐主體是一內(nèi)壁襯有多層耐火磚，外壁為圓筒形的高氣化爐主體是一內(nèi)壁襯有多層耐火磚，外壁為圓筒形的高 壓容器，氣化爐爐頂和爐內(nèi)均無機械裝置。壓容器，氣化爐爐頂和爐內(nèi)均無機械裝置。GEGE的水煤漿爐的水煤漿爐 是將煤經(jīng)濕磨后，與水制成煤漿，典型的煤漿濃度為是將煤經(jīng)濕磨后，與水制成煤漿，典型的煤漿濃度為6060 7070，煤漿與氧或空氣在燃燒器內(nèi)混合，通過調(diào)節(jié)氧，煤漿與氧或空氣在燃燒器內(nèi)混合，通過調(diào)節(jié)氧 / /煤漿比，使?fàn)t內(nèi)溫度高于灰流動溫度煤漿比，使?fàn)t內(nèi)溫度高于灰流動溫度FTFT。離開

24、氣化爐的。離開氣化爐的 非均相熱氣流，通過激冷流程或廢鍋流程冷卻后，再經(jīng)煤非均相熱氣流，通過激冷流程或廢鍋流程冷卻后，再經(jīng)煤 氣洗滌器，去后系統(tǒng)。氣洗滌器，去后系統(tǒng)。 其特點是單臺氣化爐生產(chǎn)能力較大，氣化操作溫度高，其特點是單臺氣化爐生產(chǎn)能力較大，氣化操作溫度高， 液態(tài)排渣，碳轉(zhuǎn)化率高，煤氣質(zhì)量好，甲烷含量低，不產(chǎn)液態(tài)排渣，碳轉(zhuǎn)化率高，煤氣質(zhì)量好，甲烷含量低，不產(chǎn) 生焦油、萘、酚等污染物。三廢處理簡單，易于達(dá)到環(huán)境生焦油、萘、酚等污染物。三廢處理簡單，易于達(dá)到環(huán)境 保護(hù)的要求。保護(hù)的要求。 工藝流程圖 氣化室 激冷室 氣化室 熱回收部分 激冷室 輻射鍋爐+ 激冷型 激冷型 激冷室 激冷環(huán) 耐火

25、襯里 氣化爐總裝圖 GEGE公司的水煤漿爐是粉煤利用技術(shù)最早的成熟的技術(shù)，公司的水煤漿爐是粉煤利用技術(shù)最早的成熟的技術(shù)， 在國內(nèi)外有著廣泛的應(yīng)用。有很成功的使用實例，從在國內(nèi)外有著廣泛的應(yīng)用。有很成功的使用實例，從600600 噸到噸到25002500噸都有成功業(yè)績。但其缺點也非常明顯。一個是噸都有成功業(yè)績。但其缺點也非常明顯。一個是 使用煤種有嚴(yán)格限制，表現(xiàn)在灰熔點和成漿性上。其次，使用煤種有嚴(yán)格限制，表現(xiàn)在灰熔點和成漿性上。其次， 耗氧量比粉煤氣化爐大耗氧量比粉煤氣化爐大25%25%以上，造成空分投資增大。入以上，造成空分投資增大。入 爐煤粒度：絕大部分爐煤粒度：絕大部分420420微米，

26、部分微米，部分7474微米。微米。 關(guān)鍵點：要求煤種非常苛刻，煤種適應(yīng)性差。關(guān)鍵點：要求煤種非?？量蹋悍N適應(yīng)性差。 七、華東理工的多噴嘴對置水煤漿七、華東理工的多噴嘴對置水煤漿/ /粉煤氣化爐粉煤氣化爐 從多噴嘴的對噴來講，效率比單噴嘴效率高。有效氣成從多噴嘴的對噴來講，效率比單噴嘴效率高。有效氣成 分高，氣化效率比單噴嘴高。更重要的是，大負(fù)荷狀態(tài)下，分高，氣化效率比單噴嘴高。更重要的是，大負(fù)荷狀態(tài)下， 多噴嘴更易于調(diào)節(jié)，總體優(yōu)于單噴嘴。主要缺點與多噴嘴更易于調(diào)節(jié)，總體優(yōu)于單噴嘴。主要缺點與GEGE的水的水 煤漿一樣。煤漿一樣。 氣體組成如下：氣體組成如下： 工藝流程圖 應(yīng)用業(yè)績：山東華魯恒

27、升應(yīng)用業(yè)績：山東華魯恒升750750噸一臺，噸一臺，20052005年投產(chǎn)。兗年投產(chǎn)。兗 礦國泰礦國泰3 3臺臺11501150噸，噸，20072007年投產(chǎn)。兗礦魯南化工年投產(chǎn)。兗礦魯南化工1 1臺臺11501150噸，噸， 20082008年投產(chǎn)。江蘇靈谷化工年投產(chǎn)。江蘇靈谷化工2 2套套20002000噸，噸，20092009年投產(chǎn)。江年投產(chǎn)。江 蘇索普蘇索普3 3套套15001500噸，噸，20092009年投產(chǎn)。新能鳳凰年投產(chǎn)。新能鳳凰2 2套套15001500噸，噸， 20092009年投產(chǎn)。神華寧煤年投產(chǎn)。神華寧煤3 3套套20002000噸，噸，20102010年年3 3月投產(chǎn)

28、。寧波月投產(chǎn)。寧波 萬華萬華3 3套套12001200噸，噸，20102010年年1010月試車成功。月試車成功。 關(guān)鍵點：要求煤種非?？量?，煤種適應(yīng)性差。關(guān)鍵點：要求煤種非?？量?，煤種適應(yīng)性差。 華東理工大學(xué)又開發(fā)了粉煤加壓工藝， 在兗礦貴州開陽簽署了1000噸的示范裝置 八八 、清華大學(xué)的二段爐（熔渣非熔渣水煤漿氣化爐）、清華大學(xué)的二段爐（熔渣非熔渣水煤漿氣化爐） 清華大學(xué)的二段爐技術(shù)實質(zhì)上是在清華大學(xué)的二段爐技術(shù)實質(zhì)上是在GEGE水煤漿爐子的基礎(chǔ)水煤漿爐子的基礎(chǔ) 上，把一次氧氣進(jìn)料分成了兩次進(jìn)料，上部混合物料單噴上，把一次氧氣進(jìn)料分成了兩次進(jìn)料，上部混合物料單噴 嘴下噴，側(cè)向兩個噴嘴噴氧

29、，頂部可噴入嘴下噴，側(cè)向兩個噴嘴噴氧，頂部可噴入CO2CO2、蒸汽等，、蒸汽等， 大大減少了單噴嘴的負(fù)荷，改善了氣化爐頂部的運行環(huán)境，大大減少了單噴嘴的負(fù)荷，改善了氣化爐頂部的運行環(huán)境， 大大延長了頂部耐火磚的壽命（從大大延長了頂部耐火磚的壽命（從4 4個月到一年），主燒個月到一年），主燒 嘴壽命也可運行到嘴壽命也可運行到100100天。天。 頂部噴入頂部噴入CO2CO2，再次轉(zhuǎn)化為，再次轉(zhuǎn)化為COCO，也改善了，也改善了C C的轉(zhuǎn)化率。的轉(zhuǎn)化率。 耗氧、耗煤都有所下降。但實質(zhì)上還是水煤漿氣化，缺點耗氧、耗煤都有所下降。但實質(zhì)上還是水煤漿氣化，缺點 與與GEGE的一致。的一致。 清華爐工藝流程

30、圖 目前在山西豐喜肥業(yè)有目前在山西豐喜肥業(yè)有500500噸的噸的3 3臺爐子在運行，臺爐子在運行，2 2開一備。開一備。 20062006年投運。第年投運。第4 4臺改成了水冷壁結(jié)構(gòu)，正在建設(shè)中。臺改成了水冷壁結(jié)構(gòu)，正在建設(shè)中。 在手的合同有山西焦化在手的合同有山西焦化2020萬噸醋酸，萬噸醋酸，3 3臺，內(nèi)蒙鄂爾多斯臺，內(nèi)蒙鄂爾多斯 金城泰化工金城泰化工3030萬噸甲醇，萬噸甲醇，3 3臺，大唐呼倫貝爾臺，大唐呼倫貝爾3030萬噸尿素，萬噸尿素，3 3 臺，內(nèi)蒙鄂爾多斯國泰化工臺，內(nèi)蒙鄂爾多斯國泰化工4040萬噸甲醇項目，萬噸甲醇項目，2 2臺。其中，臺。其中， 國泰化工是國泰化工是1100

31、1100噸噸/6.5MPa/6.5MPa的氣化爐，其它的都是的氣化爐，其它的都是500500噸爐子。噸爐子。 目前可以設(shè)計到日投煤量目前可以設(shè)計到日投煤量18001800噸。噸。 關(guān)鍵點：改善了關(guān)鍵點：改善了GEGE的水煤漿爐的運行環(huán)境，延長了耐火的水煤漿爐的運行環(huán)境，延長了耐火 磚及燒嘴的壽命，但并無根本區(qū)別。業(yè)績少，大爐子的業(yè)績磚及燒嘴的壽命，但并無根本區(qū)別。業(yè)績少，大爐子的業(yè)績 沒有。沒有。 九、九、TRIGTRIG循環(huán)流化床氣化爐（入爐粉煤循環(huán)流化床氣化爐（入爐粉煤400400微米，水微米，水18%18%） TRIGTRIG的煤氣化技術(shù)基于的煤氣化技術(shù)基于KBRKBR公司的煉油行業(yè)的流

32、化催化公司的煉油行業(yè)的流化催化 裂化（裂化（FCCFCC）技術(shù)，已有）技術(shù)，已有7070多年的成功商業(yè)運行經(jīng)驗；主多年的成功商業(yè)運行經(jīng)驗；主 要特點是循環(huán)比（循環(huán)煤灰量與加入的新鮮煤粉的比值）要特點是循環(huán)比（循環(huán)煤灰量與加入的新鮮煤粉的比值） 高達(dá)高達(dá)5050100100：1 1的固體灰渣在循環(huán)氣的輸送下在床內(nèi)不斷的固體灰渣在循環(huán)氣的輸送下在床內(nèi)不斷 進(jìn)行循環(huán)，在較長時間內(nèi)與加入的氣化劑（空氣或氧氣以進(jìn)行循環(huán)，在較長時間內(nèi)與加入的氣化劑（空氣或氧氣以 及蒸汽）進(jìn)行反應(yīng)，生成粗合成氣，粗合成氣在旋風(fēng)分離及蒸汽）進(jìn)行反應(yīng)，生成粗合成氣，粗合成氣在旋風(fēng)分離 器的作用下實現(xiàn)氣固分離，氣體送出氣化爐，固

33、體循環(huán)回器的作用下實現(xiàn)氣固分離，氣體送出氣化爐，固體循環(huán)回 氣化爐。氣化爐。 氣化原理氣化原理 氣體組成如下： 適合于高灰份和高水份的低階煤，如褐煤、次煙煤等；適合于高灰份和高水份的低階煤，如褐煤、次煙煤等； 碳轉(zhuǎn)化率高。加壓（碳轉(zhuǎn)化率高。加壓（5.5MPa5.5MPa）氣化技術(shù)，操作溫度）氣化技術(shù)，操作溫度1700-1700- 20002000度，帶有使用金屬材料的濾芯。爐內(nèi)溫度均勻，操作度，帶有使用金屬材料的濾芯。爐內(nèi)溫度均勻，操作 無熱點，運行率高，氣化爐采用碳鋼外殼加耐火材料設(shè)計，無熱點，運行率高，氣化爐采用碳鋼外殼加耐火材料設(shè)計， 無內(nèi)部件、膨脹節(jié)和煤燒嘴，無任何易損件。結(jié)構(gòu)簡單，無

34、內(nèi)部件、膨脹節(jié)和煤燒嘴，無任何易損件。結(jié)構(gòu)簡單， 制造費用低廉，低成本、高壽命的耐火材料，設(shè)計壽命可制造費用低廉，低成本、高壽命的耐火材料，設(shè)計壽命可 達(dá)達(dá)1010年以上，清潔的合成氣產(chǎn)品，不含焦油和酚類，不產(chǎn)年以上，清潔的合成氣產(chǎn)品，不含焦油和酚類，不產(chǎn) 生任何黑水，廢熱鍋爐副產(chǎn)大量高品位的過熱中生任何黑水，廢熱鍋爐副產(chǎn)大量高品位的過熱中/ /高壓蒸高壓蒸 汽。汽。 業(yè)績：業(yè)績： 19941994年年KBRKBR公司在休斯頓建成了處理煤量公司在休斯頓建成了處理煤量2 2噸噸/ /天的小試天的小試 裝置。裝置。 19961996年在阿拉巴馬州的威爾遜維爾的年在阿拉巴馬州的威爾遜維爾的PSDFP

35、SDF實驗裝置上建實驗裝置上建 成了處理煤量成了處理煤量5050噸噸/ /天的中試裝置。天的中試裝置。 目前正在設(shè)計美國密西西比州的一個目前正在設(shè)計美國密西西比州的一個600 MW600 MW的的IGCCIGCC電廠，電廠， 用于向該州發(fā)電，該項目基于褐煤氣化，單爐煤處理量將用于向該州發(fā)電，該項目基于褐煤氣化，單爐煤處理量將 達(dá)到達(dá)到37503750噸噸/ /天。天。 正在設(shè)計中國東莞正在設(shè)計中國東莞IGCCIGCC項目，采用褐煤在空氣模式下工項目，采用褐煤在空氣模式下工 作，單爐煤處理量將達(dá)到作，單爐煤處理量將達(dá)到17001700噸噸/ /天（收到基）。天（收到基）。 山西天脊朔州公司擬利用

36、該技術(shù)建設(shè)山西天脊朔州公司擬利用該技術(shù)建設(shè)100100萬噸復(fù)合肥工萬噸復(fù)合肥工 廠。煤樣已經(jīng)送美國試燒。廠。煤樣已經(jīng)送美國試燒。 關(guān)鍵點：沒有業(yè)績。風(fēng)帽的磨損和金屬濾芯的堵塞是個關(guān)鍵點：沒有業(yè)績。風(fēng)帽的磨損和金屬濾芯的堵塞是個 問題，這些是循環(huán)流化床的通病，而且循環(huán)倍率越高，問問題，這些是循環(huán)流化床的通病，而且循環(huán)倍率越高，問 題越大。題越大。 結(jié)論：結(jié)論： 1 1、水煤漿爐是目前最為成熟的使用煤粉的爐子，從、水煤漿爐是目前最為成熟的使用煤粉的爐子，從 大到小都有應(yīng)用實例大到小都有應(yīng)用實例, ,專利技術(shù)也多，如：專利技術(shù)也多，如：GEGE爐、多噴嘴爐、多噴嘴 爐、多元料漿爐、清華爐等。水煤漿氣

37、化的主要制約因爐、多元料漿爐、清華爐等。水煤漿氣化的主要制約因 素是素是煤的灰熔點、可磨指數(shù)、成漿性與灰的粘溫特性等。煤的灰熔點、可磨指數(shù)、成漿性與灰的粘溫特性等。 2 2、粉煤氣化爐是當(dāng)前的發(fā)展方向，缺點是穩(wěn)定運行業(yè)績很少。粉煤氣化爐是當(dāng)前的發(fā)展方向，缺點是穩(wěn)定運行業(yè)績很少。 ShellShell爐在中國廣泛推廣但正常運行的不多，還需要總結(jié)和改造；航天爐在中國廣泛推廣但正常運行的不多，還需要總結(jié)和改造；航天 和和GSPGSP、科林都有、科林都有750750噸級的應(yīng)用業(yè)績，但都沒有噸級的應(yīng)用業(yè)績，但都沒有15001500或或20002000噸的應(yīng)用噸的應(yīng)用 業(yè)績。目前航天的業(yè)績。目前航天的75

38、0750噸爐子業(yè)績較好，噸爐子業(yè)績較好，GSPGSP的的20002000噸爐子（目前達(dá)噸爐子（目前達(dá) 16001600噸噸/ /天）正在試車。粉煤氣化的制約因素主要是煤的灰熔點、可磨天）正在試車。粉煤氣化的制約因素主要是煤的灰熔點、可磨 指數(shù)與灰的粘溫特性等。指數(shù)與灰的粘溫特性等。 3 3、近年來，以碎煤加壓氣化方式建設(shè)的煤化工裝置增、近年來，以碎煤加壓氣化方式建設(shè)的煤化工裝置增 長勢頭較好，主要原因是基于完全國產(chǎn)化、氧耗低、投資長勢頭較好，主要原因是基于完全國產(chǎn)化、氧耗低、投資 省，并且隨著規(guī)?；a(chǎn)，過去認(rèn)為是污染物的副產(chǎn)品價省，并且隨著規(guī)?；a(chǎn)，過去認(rèn)為是污染物的副產(chǎn)品價 值大大提升，

39、煤氣水治理也得到極好的解決。其制約因素值大大提升，煤氣水治理也得到極好的解決。其制約因素 主要是不能使用強粘結(jié)性煤，且要使用塊煤（主要是不能使用強粘結(jié)性煤，且要使用塊煤（550mm550mm）。）。 4 4、流化床氣化的優(yōu)點是可使用、流化床氣化的優(yōu)點是可使用06mm06mm的碎煤和三高煤的碎煤和三高煤 （高水分、高灰分、高灰熔點），缺點是氣化強度低、能（高水分、高灰分、高灰熔點），缺點是氣化強度低、能 耗高、運行業(yè)績差。耗高、運行業(yè)績差。 煤炭將是我國的主要能源、高效潔凈利用是發(fā)展的關(guān)鍵煤炭將是我國的主要能源、高效潔凈利用是發(fā)展的關(guān)鍵 固定床（又稱為移動床）氣化爐因氣固逆流運動形成了特定的溫度

40、分 布，煤順序經(jīng)歷了預(yù)熱、干燥、熱解氣化和殘?zhí)既紵?，煤氣則在離開 煤氣爐之前得到冷卻，燃燒區(qū)是最高溫度區(qū)，最高溫度區(qū)溫度由蒸汽 量來控制以防結(jié)渣。固定床氣化爐實際操作壓力達(dá)4MPa（Lurgi），由 于氣固逆流操作，煤氣溫度下降，干餾產(chǎn)生的焦油、酚和烴類不能裂 解而存在于煤氣中。固定床氣化中為保證氣流的均布，煤粒度?？刂?在580mm之間，以防床堵塞或細(xì)粉帶出，床內(nèi)固體停留時間對Lurgi 爐約0.51小時。總之，其優(yōu)點是熱效率高（或冷煤氣效率），氧耗 量低，有利于生產(chǎn)城市煤氣或合成天然氣；缺點是必須使用弱粘或不 粘塊煤，高的蒸汽用量(分解率低)和必須處理焦油、酚等物質(zhì)，煤氣 水處理成本高，當(dāng)

41、用于生產(chǎn)合成氣時還必須進(jìn)一步分離和轉(zhuǎn)化甲烷， 流程長。 氣流床氣化爐以細(xì)粉煤為原料(0.1mm)，氣固并流，煤粉可以干態(tài)（Shell） 或濕態(tài)（水煤漿，Texaco）進(jìn)料，氣流床氣化由于細(xì)粉和短停留時間， 操作溫度必須足夠高（高于灰熔點100以上）以保證碳轉(zhuǎn)化率和熔融灰的流 動。為保證此高溫，在三種氣化爐中，氣流床氧耗最高，但也因此煤氣中實際 不含焦油、酚和烴類，甲烷含量也很低，氣化強度很高。氣流床需要用低灰熔 點低灰含量的煤作原料，否則需加助熔劑而進(jìn)一步增加氧耗，這對我國近50% 的高灰熔點和高灰煤是非常不利的。 流化床氣化以碎煤為原料(6mm)，在氣化劑的高速流動下，床中物料 強烈返混到處

42、均一，使床內(nèi)溫度均一，通常介于9501100之間，熱 解、氣化在同一溫度下進(jìn)行，產(chǎn)物幾乎不含焦油、酚類，甲烷含量也不 高。但強烈混合也導(dǎo)致排灰碳含量高（30%）和飛灰?guī)С隽看?，這是 傳統(tǒng)流化床氣化爐的最大缺點，同時為防止床內(nèi)物料因灰含量高而燒結(jié)， 就必須控制在較低的操作溫度 (950)，這又決定了傳統(tǒng)流化床氣化 爐只適用于高活性的褐煤或次煙煤。 航天技術(shù)在臨泉與河南濮陽都有應(yīng)用實例，都是航天技術(shù)在臨泉與河南濮陽都有應(yīng)用實例，都是750750噸噸 / /天的爐子，年產(chǎn)天的爐子，年產(chǎn)1515萬噸甲醇的裝置。臨泉經(jīng)過萬噸甲醇的裝置。臨泉經(jīng)過 短暫的試短暫的試 車，很快轉(zhuǎn)入正常運行，負(fù)荷一直穩(wěn)定在車，很快轉(zhuǎn)入正常運行，負(fù)荷一直穩(wěn)定在93%93%左右，左右， 年至今已運行年至今已運行400400天。河南濮陽則一直開開停停，主天。河南濮陽則一直開開停停，主 要是由于空分的原因。要是由于空分的原因。 航天爐試車成功后