1、13種煤氣化工藝的優(yōu)缺點(diǎn)及比較亟待解決原料選擇問題和煤氣化制合成氣工藝技術(shù)方案的選擇問大家參考。1、常壓固定層間歇式無煙煤或焦炭氣化技術(shù)這是目前我國生產(chǎn)氮肥的主力軍之一，其特點(diǎn)是承受常壓固定層空氣、蒸汽間歇制氣，要求原料為25-75mm廠原料利用率低，單耗高、操作繁雜、單爐發(fā)氣量低、吹風(fēng)氣放空對大氣污染嚴(yán)峻。從進(jìn)展看，屬于將逐步淘汰的工藝。2、常壓固定層間歇式無煙煤或焦炭富氧連續(xù)氣化技術(shù) 這是從間歇式氣化技術(shù)進(jìn)展過來的，其特點(diǎn)是承受富氧為氣化8-10mm率，對大氣無污染、設(shè)備修理工作量小、修理費(fèi)用低，適合于有無煙煤的地方，對已有常壓固定層間歇式氣化技術(shù)的改進(jìn)。3、魯奇固定層煤加壓氣化技術(shù)主要用

2、于氣化褐煤、不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性的煤，要求原料煤熱穩(wěn)適用于生產(chǎn)城市煤氣和燃料氣，不推舉用以生產(chǎn)合成氣。4、灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)中科院山西煤炭化學(xué)爭辯所的技術(shù)，202220kt/a6-8mm11001200-1300，煤灰不發(fā)生熔融，而只是使灰渣熔聚成球狀或塊狀排出100-200，所以可以氣化褐煤、低化學(xué)活性的煙煤和無煙煤，以及石油焦，投資比較少，生產(chǎn)本錢低。缺點(diǎn)是氣化壓力為常壓，單爐氣化力量較低，產(chǎn)品中CH41%-2%，環(huán)境污染及飛灰綜合利用問題有待原料路線。5、恩德粉煤氣化技術(shù)恩德爐實(shí)際上屬于改進(jìn)后的溫克勒沸騰層煤氣化爐，適用于氣化褐煤和長焰煤，要求原料為不粘結(jié)或弱粘結(jié)性、灰分小于25%-

3、30%，灰熔點(diǎn)高ST1250、低溫化學(xué)活性好的煤。至今在國內(nèi)已9141000左右。目前最大的氣化爐，用富氧氣化，最大產(chǎn)氣量為40000m3/h低，產(chǎn)品氣中CH41.5%-2.5%，飛灰量大、對環(huán)境的污染及飛灰綜合利用問題有待解決。6、GETexaco)水煤漿加壓氣化技術(shù)GETexaco)水煤漿加壓氣化技術(shù)，屬氣流床加壓氣化技術(shù)，原料煤經(jīng)磨制成水煤漿后用泵送進(jìn)氣化爐頂部單燒嘴下行制氣，Shell 和GSP簡潔得多，安全牢靠、投資省。單爐生產(chǎn)力量大，目前國際上最大的2022t，國內(nèi)已投產(chǎn)的最大氣化爐日投煤量為1000t1600t/d。該技術(shù)對原料煤適應(yīng)性較廣，氣煤、煙煤、次煙煤、無煙煤、高硫煤及低

4、灰熔點(diǎn)的劣質(zhì)煤、石油焦等均能作氣化原料。但要求原料煤含灰量較低，煤中含206%，可節(jié)約煤耗5%左右，氧耗10%左右。另外，要求熔點(diǎn)在復(fù)原性氣氛下的T41300 ，對于灰熔點(diǎn)稍高的煤，可以添加石灰石作助熔劑，降低灰熔點(diǎn)。還要求灰渣粘溫特性好，粘溫變化平穩(wěn)，煤的成漿性能要好。氣化壓力從2.7、4.0、6.58.5MPa生產(chǎn)。氣化系統(tǒng)的熱利用有兩種形式，一種是廢熱鍋爐型，可回收煤氣中的顯熱，副產(chǎn)高壓蒸汽，適用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電；另一種是水冷激型，制得的合成氣水氣比高達(dá)1.31.4，能滿足后續(xù)CO需要，變換工序不需要外供蒸汽同，適用于制氫、制合成氨、制甲醇煤的N2CO294%-96Shell氣化91%-9

5、3%和GSP88%-92%。氣化爐構(gòu)造簡潔，為耐火磚襯里。氣化爐無轉(zhuǎn)動裝置或簡單的膜式水冷壁內(nèi)件，所以制造便利、造價(jià)低，同時(shí)由于承受熱壁爐，爐內(nèi)熱容量比較大，1000以上后，即可直接噴水煤漿投料，生產(chǎn)安全牢靠合成氣。煤氣除塵也比較簡潔，可以了只需要一個(gè)文丘里洗滌器和一臺洗滌塔就可以了，無需價(jià)格昂貴的高溫高壓飛灰過濾器，投資省。27030096%-98%，有效氣成分CO+H280%-83%；有效氣CO+H2比氧耗為 336-410m3/km3，有效氣CO+H2550-620kg/km3。國外已建成投產(chǎn)的裝置413最終產(chǎn)品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氫氣、一氧化碳、燃料氣、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。各裝置建成

6、投產(chǎn)后，始終連續(xù)穩(wěn)定、長周期運(yùn)行。裝90%以上，由于國產(chǎn)化率高，裝置投資較其它加壓氣ShellGSP=(2-2.5)： (1.4-1.6)：(1.2-1.3)：1。對于水煤漿加壓氣化技術(shù)國內(nèi)已把握了建筑安裝、煤種評價(jià)、試燒和工程總承包的單位及工程技術(shù)人員，所以從建設(shè)、投產(chǎn)到正常連續(xù)運(yùn)行的周期比較短，這是業(yè)主所期望的。的煤。碳轉(zhuǎn)化率較低，比氧耗和比煤耗較高。氣化爐耐火磚使用壽命1-21000t/d5002和提高。2臺氣化爐1993年建成投產(chǎn)以來，相繼建成了上海焦化廠氣扮裝置4.0 MPa41995，渭河化肥廠氣扮裝置6.5 MPaMPa32022，金陵石化公司化肥廠氣扮裝置4.0MPa3,202

7、2，浩良河化肥廠氣扮裝置3.04.0 MPa32022 6.5MPa2022等裝置。由于我國有關(guān)生產(chǎn)廠的細(xì)心消化吸取，已把握了豐富的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng) 驗(yàn)，裝置一般都能順當(dāng)投產(chǎn)，短期內(nèi)便能連續(xù)穩(wěn)定、高產(chǎn)、長周期運(yùn)行。并且把握了以石油焦為原料的氣化工藝技術(shù)。還有一點(diǎn)需要提一下的是煤耗和氧耗問題，它與原料煤質(zhì)的關(guān)系比較大。無論是Shell 法或GSP過熱蒸汽與粉煤的比例為0.220.251，相當(dāng)于水煤漿中含水20%。干粉煤氣化宣傳資料上介紹的煤耗和氧耗，實(shí)際上是無視了生產(chǎn)過熱蒸汽所用的煤耗。在正常生產(chǎn)時(shí)，如需燃燒一局部然料氣，必將增加氧耗及燃料氣耗折煤耗，備煤時(shí)煤枯燥需要增加煤耗。宣傳資料介紹，這兩種

8、方法的煤耗和氧耗比較低，有效氣COH2煤550600kg/km3330360m3/km3，加上以上這些煤耗590670 kg/km3，總 激冷用返回氣循環(huán)壓縮機(jī)增加的電耗。鑒于以上幾點(diǎn)，水煤漿加壓氣化工藝技術(shù)是一項(xiàng)成熟、國產(chǎn)化率高、投資省、建成后就能順當(dāng)投產(chǎn)，長周期穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的工藝技術(shù)。存在的缺點(diǎn)有待在生產(chǎn)實(shí)踐中改進(jìn)提高。7、多元料漿加壓氣化技術(shù)多元料漿加壓氣化技術(shù)是西北化工爭辯院提出的，具有自主學(xué)問60%-6510%-15%，水20%-302500cP。但在制備多元化料漿時(shí)摻入油類的方法取的，有待改進(jìn)。8、多噴嘴四燒嘴水煤漿加壓氣化技術(shù) “九五”期間，華東理工大學(xué)、兗礦魯南化肥廠、中國天辰化學(xué)

9、工程公司擔(dān)當(dāng)了國家重點(diǎn)科技攻關(guān)課題“型多噴嘴對置水煤漿6.5MPa750t2022 年 64.0MPa1300、日處理煤1150t240kt/aIGCC71.8MW80MW202272112。1：多噴嘴氣化與單燒嘴氣化結(jié)果比照表工程多噴嘴氣化單燒嘴氣化(Texaco)有效氣COH2含量/%84.98283碳轉(zhuǎn)化率/%989698有效氣比煤耗/kg/km3535547有效氣比氧耗/m3/km33143362工業(yè)分析數(shù)值元素分析數(shù)值灰熔點(diǎn)/數(shù)值水分Mad/%2.18全硫(Stad)/%2.84DT1090灰分(Ad)/%7.32碳(Cad)/%74.73ST1100揮發(fā)分(Vdaf)/%45.44

10、氫(Had)/%5.13HT1120固定碳(FC)/%49.46氧(Oad)/%8.77FT1130氮(Nad)/%1.2023分點(diǎn)，CO223232.2%，100150kg，比氧耗可降低6.68%，這是很有吸引力的。同時(shí)調(diào)整負(fù)荷比單燒嘴氣化爐機(jī)敏。適宜于氣化低灰熔點(diǎn)的煤。52022t/d，6.5MPa。值得一提的是該技術(shù)現(xiàn)已跨出國門，美國Valero設(shè)計(jì)合同。該技術(shù)暴露出來的問題是燒嘴使用壽命與GEGP爐，其高度比GEGP的高壓煤漿泵、煤漿閥、氧氣閥、止回閥、切斷閥及連鎖把握儀表，1000 t/d2022 300031000t/d2022t60009000獨(dú)有的自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)技術(shù)，在技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)

11、方面比引進(jìn)GEGP中進(jìn)一步改進(jìn)提高。9、殼牌Shell干粉煤加壓氣化技術(shù)殼牌Shell干粉煤加壓氣化技術(shù)，屬于氣流床加壓氣化技術(shù)。可氣化褐煤、煙煤、無煙煤、石油焦及高灰熔點(diǎn)的煤。入爐原料煤為經(jīng)過枯燥、磨細(xì)后的干煤粉。如需添加助熔劑，原料煤可以與助熔劑2022t3.0MPa，國績。這種氣化爐承受水冷壁，無耐火磚襯里。熔融灰渣沿水冷壁南而下，排入爐底水槽。水冷壁內(nèi)壁涂有一層SiC壁上結(jié)成固體熔渣層，到達(dá)以渣抗渣的目的。為便于檢修，水冷壁與800mm250-300的有壓合成氣。收煤氣的顯熱，副產(chǎn)蒸汽，氣化溫度可以到達(dá)1400-1600，氣化壓3.0-4.0MPa，可以氣化高熔點(diǎn)的煤，但為了操作穩(wěn)定，

12、仍需1316203.0-4.0MPa。其特點(diǎn)是干煤粉進(jìn)料，用高壓氮?dú)鈿鈩虞斔腿霠t，對輸煤粉系統(tǒng)的防爆要求嚴(yán)格；氣化爐燒嘴為多噴嘴，有4也可用 6個(gè)330-3502mg/m3160-1651mg/m3 200，用返回氣循環(huán)壓縮機(jī)加壓送到氣化爐頂部，將氣化爐排出的高溫合成氣激冷至900后，再進(jìn)入廢熱鍋爐熱量回收系統(tǒng)，返回氣的量很大，相當(dāng)于氣扮裝置產(chǎn)氣量的80%85%，200CO65%左右、又含有H2S，高，多耗動力，而且出故障的環(huán)節(jié)也多；出廢熱鍋爐后的合成氣，承受投資高，而且修理工作量大，每年需要更換一次過熱元件，以投煤量1000 t/d500鍋爐修理工作量也大，故障也多，修理費(fèi)用也高。據(jù)介紹碳轉(zhuǎn)

13、化率可98-99%；可氣化褐煤、煙煤、無煙煤、石油焦；冷煤氣效率高達(dá)含量高達(dá)550-600kg/km3330-360m3/km3用河南密煤709 kg/km3367.2 m3/km3。所以在這里要一個(gè)煤種數(shù)據(jù)作為評價(jià)的依據(jù)。；比蒸汽過熱蒸汽耗為120-150kg/km3880-900kg/km3。其存在的問題是氣扮裝置的氮?dú)饣駽O2消耗量相當(dāng)大，還需配套超高壓氮壓機(jī)、高壓氮壓機(jī)、低壓氮壓機(jī)，以及激冷氣壓縮機(jī)，不但投資高，而且能耗也水蒸汽與煤比為0.220.25120%等所增。荷蘭怒恩電力公司布根努姆電廠的Demkolec煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電2022 t/d284 MW，253 MW2216.28

14、GWh/a31 MW，全部總投資1989850106350106元3.5其中：2794.5106931.5106IGCC31108.5106517.51061035106828106103510643%44%，折單位發(fā)電投資額為 1400 2022 1202220225268 d6432 h，占全年運(yùn)行時(shí)間的73.4906 GWh，為設(shè)計(jì)年外供電量GWh1105.4GWh44.43%。按年平均2681826.7 GWh，設(shè)計(jì)日投煤量2022 t，1210 t60.5%。268 d6432h每臺2730060.5%，長期是低負(fù)荷，低運(yùn)行率。專利是有其難言的苦衷的。由于該煤氣化系統(tǒng)設(shè)備浩大、構(gòu)造簡

15、單、修理困難、系統(tǒng)把握要求高、投資高、建設(shè)周期長，建備用氣化爐系統(tǒng)，系統(tǒng)外，還另有燃油或自然氣發(fā)電系統(tǒng)可作為備用。而我國引進(jìn)的Shell因此而經(jīng)常開開停停，工廠年運(yùn)行率低、生產(chǎn)負(fù)荷低，工廠的經(jīng)濟(jì)損失將是很大的。一套不設(shè)備用爐的裝置投資相當(dāng)于設(shè)備用爐的GEGP 22.5后，如用于煤化工，尚需將蒸汽返回后續(xù)一氧化碳變換系統(tǒng)，如用于Shell熱鍋爐的干粉煤加壓氣化技術(shù)并不適用于煤化工生產(chǎn)的，有待改進(jìn)。能耗差異等都考慮進(jìn)去，才能得出正確的結(jié)論。我國承受Shell2022負(fù)荷正常生產(chǎn)。主要的緣由是系統(tǒng)流程長，設(shè)備構(gòu)造簡單。無論是承受高灰分、高灰熔點(diǎn)的煤還是低灰分、低灰熔點(diǎn)的煤進(jìn)展氣化，都會的黑水系統(tǒng)故障

16、問題。該工藝第一次用于煤化工尤其是制合成氨、制甲醇、制氫，煤化工對除塵凈化、長周期穩(wěn)定正常生產(chǎn)的要求程一個(gè)磨合期，但是不能太長，否則企業(yè)很難承受。本人認(rèn)為可以首先在原料煤上作改進(jìn)，改進(jìn)多出故障的源頭，先承受低灰分、低灰熔點(diǎn)ShellShell視。依據(jù)荷蘭示范電廠的操作數(shù)據(jù)，飛灰和粗渣排出量見表3。年3年份飛灰/t粗渣/t199713524573682022111205317820228586385322022102054713520221146741227202218.7881.220.5%質(zhì)量分率，40%質(zhì)量分率，13%質(zhì)量分率，按實(shí)際發(fā)電量折算，實(shí)際1210 t。5134054902t41

17、 t2022 t/d68t20%，每 t。飛灰如何綜合利用，或回氣化爐、或找固定用環(huán)境產(chǎn)生污染?，F(xiàn)在問題已充分暴露出來，Shell是為聯(lián)合循環(huán)發(fā)電而設(shè)計(jì)的，不適應(yīng)于煤化工生產(chǎn)。同時(shí)，裝置本身選用Shell盲目推廣是錯(cuò)誤的，我認(rèn)為應(yīng)當(dāng)引起用戶、有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、規(guī)劃部門和工程公司的重視和深思。所以我國引進(jìn)的Shell沒有備用爐，在煤化工生產(chǎn)中能否常年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)應(yīng)予高度重視。一套不設(shè)備用爐的ShellTexaco 2-2.5Shell的干煤粉加壓氣化技術(shù)并不適用于煤化工生產(chǎn)，有待改進(jìn)。10、西門子GSPGSP1979年進(jìn)展起來的。1979 19965 MW曾試燒過各種不同原料和煤種。1984130MW7

18、20t50000 m3/h，是一套商業(yè)性示范裝置，用以生產(chǎn)燃2.8 MPa1400 。1984199062022產(chǎn)甲醇和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電IGCC2022 年在英國巴斯夫工廠建成了一套GSP30 MW2.9 MPa，氣化溫度14002022VresovaGSP175MW，氣化操作壓力2.8 MPa1400 ，用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。GSP屬單燒嘴下行制氣，底部排渣。氣化爐內(nèi)有水冷壁內(nèi)件，目前最大的GSP720t2.8MPa，操作溫度1400-1500，為調(diào)整爐溫需向氣化爐內(nèi)輸入過熱蒸汽，因此需另設(shè)4.55 MPa6的閱歷。氣化高灰熔點(diǎn)的煤時(shí)，可以在原料中添加石灰石作助熔劑，ShellShell用于煤化工生

19、產(chǎn)，據(jù)專利商介紹，噴嘴壽命長，可用1198%-99%，可氣化褐煤、煙煤、次煙煤、無煙煤、石油焦及焦油，冷80%-83%，合成氣有效氣CO+H290%以上，比蒸汽過熱蒸汽120-150kg/km3。根本上與Shell安全生產(chǎn)。有文獻(xiàn)介紹，如燒液化氣，以一套日處理720t777.7kg19t氣，以每噸液化氣50009.52850元。如只在開工時(shí)用液化氣，正常生產(chǎn)時(shí)燒自產(chǎn)煤氣，按熱值折算，3500m3，450/t1260MPa應(yīng)高于氣化爐壓力、溫度達(dá)250的水冷卻，在盤管內(nèi)不0.5MPa化爐外殼還設(shè)計(jì)有水夾套，用冷卻水進(jìn)展冷卻，外殼溫度低于60，GSP36氣化褐煤的業(yè)績，沒有長期氣化高灰分、高灰熔點(diǎn)

20、煤的業(yè)績，有待建IGCC2022 t/d，及美國安全能源公司合成自然氣工程，投煤量22022t/dGSP 1670 kt/a52022t/d。此外還有山西蘭花煤化工300kt/a100kt/a22022t/d，以無煙煤為原料。作為商業(yè)性示范裝置，期望此兩工程早日建成，順當(dāng)投產(chǎn)。11、兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)TPRI36-40t/h4168h2200h碳轉(zhuǎn)化率98.3%,有效氣CO+H2520kg/km3，比氧耗為300310m3/km3，有效氣CO+H2899381849095%，可氣化煤種為褐煤、煙煤、貧煤、無煙煤、4%-35%，可氣化3.0-4.0MPa，氣化溫度范圍1300-1700，不

21、產(chǎn)生焦油、酚等，其典型合成氣成分為CO N24.87%，H2S0.37%。其特點(diǎn)是承受兩段氣化，以四個(gè)對稱的燒嘴向氣化爐底部噴入干煤粉80%-85%、過熱蒸汽和氧氣，進(jìn)展一段氣化，熔15-20%的煤粉和過熱蒸汽，利用下部上14001500高溫900-1000，替代了Shell冷壁構(gòu)造，其缺點(diǎn)是合成氣中CH4氣不利。廢熱鍋爐型氣扮裝置適用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。2022 t/d全廢熱鍋爐流程已打算用于華能集團(tuán)“綠色煤電”工程，設(shè)計(jì)氣化壓力3.03.5MPa14001500165000m3/h，H291250MW。另一套示范裝置為兩段式干煤粉加激冷流程300 kt/a甲醇工程，設(shè)計(jì)氣化壓力為4.0MPa1

22、4001500 ，輸送干煤粉的氣體為CO2，單臺氣化爐設(shè)計(jì)投煤量為1000t/d激冷流程71500比氧耗 310 m3/1000m383%，有效氣COH291%。第三套示范裝置200 kt/a4.0 MPa，承受高灰熔點(diǎn)FT15001500，輸送干煤粉的氣體為CO21000t/d激冷流程，煤氣產(chǎn)79700 m3/h71500m3/h，有效氣COH2比氧耗 m381%，有效氣COH2含量89%。期望這三套示范裝置能預(yù)期順當(dāng)投產(chǎn)。兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)與Shelhell900 ，雖然900 的目的，但兩段式氣化存在以下幾個(gè)問題。由于從氣化爐中部噴入干煤粉和過熱蒸汽后，利用下部上14001500 高溫煤氣使中部噴入的干煤粉干餾熱解和氣化，存在氣化爐出口煤氣含CH4氫。中部噴入的干煤粉產(chǎn)生的灰由于環(huán)境溫度低于灰熔點(diǎn)，不行二段氣化過程產(chǎn)生的灰渣和飛灰必將大量被煤氣從氣化爐頂部帶出。15%20%，帶出的灰渣和飛灰量也就會相應(yīng)增加，這局部飛灰的量包括帶出的灰渣必將大于ShellShell80%85%，總氣量達(dá)氣扮裝置實(shí)際煤氣