幾種德士古氣化渣水系統(tǒng)的技術(shù)評價

王建軍1,王林1,張亮2（1.貴州開陽化工有限公司,貴州開陽550300；2.兗礦魯南化肥廠氣化分廠，山東滕州277527）2007-07-13

自從德士古第1套水煤漿加壓氣化裝置在魯南化肥廠投料開車以來，國內(nèi)近十幾年又陸續(xù)建設(shè)了十多套水煤漿加壓氣化裝置，均已

取得成功運(yùn)行經(jīng)崎。德士古氣化淹水系統(tǒng)包括黑水處理與灰水循環(huán)。黑水為氣化爐、洗滌塔或水洗塔、熱水塔去閃塞裝罟的水。灰水為黑

水澄清處理后的清水。渣水系統(tǒng)運(yùn)行得正常與否，直接影響到整個系統(tǒng)能否長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。國內(nèi)各廠的渣水系統(tǒng)經(jīng)過不斷革新和改造,

運(yùn)行已趨穩(wěn)定，但仍然存在著不少問題。筆者擬通過對國內(nèi)幾種德士古氣化渣水系統(tǒng)工藝流程和運(yùn)行情況的對比，對渣水處理裝置的改進(jìn)

效果進(jìn)行技術(shù)評價。

1魯南化肥廠渣水處理系統(tǒng)

1.1工藝流程

兗礦魯南化肥廠德1?古水煤漿加壓氣化裝置于1989開始建設(shè)，1993年4月投入試生產(chǎn)，1995年全面投產(chǎn)。2001年12月魯南化肥

廠又新增全部國產(chǎn)化的第3臺氣化爐。氣化爐運(yùn)行方式改為2開1備，同時配套增設(shè)第2套閃蒸系統(tǒng)。2004年新增第3套閃蒸系統(tǒng)，達(dá)到

了3臺氣化爐配置3套閃蒸系統(tǒng)運(yùn)行。

該裝置早期運(yùn)行中存在氣化爐和洗滌塔帶水、黑水系統(tǒng)堵塞和磨損、灰水系統(tǒng)結(jié)垢等問題，嚴(yán)重制約系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定長周期運(yùn)行。

黑水系統(tǒng)的運(yùn)行周期一般為3?6個月，經(jīng)過不斷改造，氣化系統(tǒng)運(yùn)行非常穩(wěn)定，備用的閃蒸系統(tǒng)投入后，極大地緩解了黑水系統(tǒng)對主系統(tǒng)

連續(xù)運(yùn)行的影響。渣水系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖I■南渣水系統(tǒng)工藝流程

1一高壓閃蒸器;2-中壓閃蒸掾;3—雙空閃蒸罐;4一高壓閃蒸堵頂

換熱器（I）;5—高壓閃蒸雄以換熱器（D）；6—高壓閃蒸分離器;

7一中壓閃蒸換熱器；8一中壓閃蒸分肉霞;9一真空閃旅換熱器;

10—在空閃蒸分離雄；II一沉降槽；12-灰水球

1.2裝省特點(diǎn)

該灰水處理采用三級閃蒸，高壓為0.71MPa,中壓為0.20VPa,真空一0.055?-0.065MPa。這套灰水處理系統(tǒng)是國內(nèi)最早?的裝

置，有多年生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，操作比較熟練。該裝置主要缺點(diǎn)如下。

（1）因閃蒸罐氣相（廢氣）直接火炬排放，開停車過程中壓力和液位（閃蒸罐）比較難以控制。

（2）系統(tǒng)結(jié)垢嚴(yán)重。該系統(tǒng)使用的大多為U型管換熱器，運(yùn)行周期短，一般檢修后只能運(yùn)行3個月。換熱器列背堵塞比例高達(dá)2/3,

閃蒸罐清理難度大。由于罐內(nèi)汽液分離器短時可無法清理徹底，被迫拆F清理，導(dǎo)致檢修周期過長。

（3）管道和閥門更換頻繁，檢修費(fèi)用較高。

2消化渣水處理系統(tǒng)

渭河煤化工集團(tuán)有限公司采用6.5MPa水煤漿加壓氣化技術(shù)的大型化肥裝置于1992年3月開工建設(shè)，1996年5月生產(chǎn)出尿素產(chǎn)品,

1997年正式進(jìn)入生產(chǎn)運(yùn)營階段，2000年生產(chǎn)達(dá)標(biāo)，2001年實(shí)現(xiàn)盈利。

2.1工藝流程

渭化渣水系統(tǒng)工藝流程見圖2。從氣化爐和碳洗塔排出的高溫黑水減壓后進(jìn)入高壓閃蒸器，閃蒸出大部分溶解的合成氣，含塵液體

再經(jīng)低壓、真空閃蒸被濃縮后進(jìn)入澄清槽，水中加入絮凝劑使其加速沉淀。澄清槽底部的細(xì)渣漿經(jīng)泵抽出送往過濾機(jī)給料槽，由過濾機(jī)給

料泵加壓后送至真空過濾機(jī)脫水，渣餅由汽車運(yùn)出廠外。高壓閃蒸器閃蒸出的高壓氣體經(jīng)過灰水加熱器回收熱量之后，通過氣液分離器分

離冷凝液，然后進(jìn)入變換工段汽提塔。

I一高壓閃蒸雄;2—低壓閃蒸康；3—灰水加熱器;4-氣液分離器;

A-我空閃蒸螺：6-真空校熱器;7一蒸氣噴射系;8-澄清槽;9一灰

水槽

低樂閃蒸器閃蒸出的低壓氣體溫度約120C,直接送至洗滌塔給料槽作脫乳熱源。真空閃蒸出的氣體，經(jīng)真空閃蒸冷凝器冷凝后由

蒸汽噴射泵及真空泵抽出進(jìn)入分離器，氣體放空，冷凝水可作為系統(tǒng)水。澄清槽二部清水溢流至灰水槽，由灰水泵送至洗滌塔給料槽，少

量灰水排往廢水處理系統(tǒng)。

2.2裝置特點(diǎn)

氣化灰水處理采用四級閃蒸，能更有效地閃蒸出黑水中的酸性氣體，黑水被濃縮，加入絮凝劑更有利于?黑水沉降。但該工藝流程過

于復(fù)雜，憚加廣設(shè)備投資。閃蒸汽進(jìn)入變換工段汽提塔，不再采用火炬排放，有利于環(huán)境保護(hù)。

3淮化渣水處理系統(tǒng)

2000年淮化公司建成投產(chǎn)了1套18萬t/a合成氨，303/a尿素的生產(chǎn)裝置，其中氣化部分采用美國德士古公司的水煤漿加壓氣

化工藝，是國內(nèi)繼魯南化肥廠之后投運(yùn)的第4套水煤漿加壓氣化裝置。裝置包括2套磨煤系統(tǒng)、3臺氣化爐系統(tǒng)和1套灰水處理系統(tǒng)。氣化

爐為2開1備，氣化壓力為4.0VPa,產(chǎn)氣能力(H,+CO)為1264km:1/d.

該裝置運(yùn)行時間已近4年，其間對系統(tǒng)進(jìn)行了大小幾百項技術(shù)改造，并成功地進(jìn)行了義馬煤中配入華亭、北宿、新河煤及石油焦的

試燒工作，并創(chuàng)造性地參燒了淮南、關(guān)橋精煤，下2003年達(dá)到了設(shè)計能力?；椿到y(tǒng)工藝流程見圖3。渣水處理裝置存在的問題及實(shí)

施的改進(jìn)措施如下。

圖3淮化渣水系統(tǒng)工藝流程

I一高壓閃蒸綠;2—低壓閃蒸罐;3—灰水加熱器;4一氣液分離器：

5—我空閃蒸犍;6一口空換熱器;7一蒸氣噴射泵;8—澄清槽;9一灰

水槽；10一開工冷卻器

3.1碳洗塔帶灰、帶水及改進(jìn)

氣化裝置自開車以來一直存在著碳洗塔帶灰、帶水等問題，表現(xiàn)為：①碳洗塔阻力上升較快，運(yùn)行1個月左右阻力就增至0.2MPa

以上，停車檢查發(fā)現(xiàn)除沫器結(jié)灰嚴(yán)重，說明除沫器堵塞是碳洗塔阻力上升的主要原因：②后工序變換爐之前的煤氣分離器分離的冷凝液量

較多，灰的合成氣帶入變換爐，影響變換觸媒的活性，降低/觸媒的使用壽命：③變換系統(tǒng)阻力上升較快，運(yùn)行3個月時間阻力增加到0.3

MPa以上，迫使系統(tǒng)停車處理，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。該廠德士古氣化裝置設(shè)計運(yùn)行灰分為14.78%,而自運(yùn)行以來煤的灰分均在20%

左右。煤灰分條件改變，而系統(tǒng)中影響洗滌因素的參數(shù)卻未做相應(yīng)調(diào)整，使激冷室、碳洗塔洗滌水中的灰含量增加，影響了洗滌效果。合

成氣中的灰含量增高，造成碳洗塔、變換系統(tǒng)阻力上升。

針對以上問題，并根據(jù)實(shí)際工況，進(jìn)行了以下改進(jìn)：①調(diào)整系統(tǒng)與洗滌有關(guān)的工藝運(yùn)行參數(shù)：②對碳洗塔進(jìn)行相應(yīng)的改造。改造后

效果明顯，基本上解決了帶灰、帶水問題。

3.2灰水處理系統(tǒng)存在問題及改進(jìn)

灰水系統(tǒng)采用二級閃蒸，流程簡單，操作方便，且氣化爐排黑水和碳洗塔排黑水分開進(jìn)高壓閃蒸罐，很好地解決r氣化爐和碳洗塔

因共用同一黑水排放總管而使碳洗塔黑水管線堵的現(xiàn)象。

灰水系統(tǒng)存在的問題是：①閃蒸席及管壁出現(xiàn)結(jié)垢：②真空閃蒸除沫器堵塞嚴(yán)重，操作不穩(wěn)定時，壁垢脫落堵塞管道或卡住閥門。

這些問題導(dǎo)致閃蒸罐的液位提高進(jìn)入換熱器，使換熱器效率變差，灰水質(zhì)量下降，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。一般運(yùn)行3個月就須停車對閃蒸

系統(tǒng)清理。改進(jìn)的措施是充分利用開工冷卻器的處理能力，做到系統(tǒng)不停車直接清理閃蒸系統(tǒng)。開工冷卻器只是在開、停車時使用。在氣

化爐溫度、足力未正常之前，黑水冷卻后直接用泵送入沉降槽，溫度、壓力正常后再返回閃蒸。這樣當(dāng)灰水處理系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞時，可把系

統(tǒng)的黑水全部排入開工冷卻器，為灰水處理系統(tǒng)留出檢修清理時間,檢修完畢后黑水重新返回.

4國泰化工渣水處理系統(tǒng)

國泰化工有限公司煤氣化裝置于?2005年7月建成投產(chǎn)，采用新型四噴嘴對置氣化技術(shù)，氣化爐操作壓力為4.0MPa,2臺氣化爐，

2套渣水處理系統(tǒng)。蒸發(fā)熱水塔的操作壓力為。.45MPa,真空閃蒸罐的壓力為-0.07?-0.08MPa,蒸發(fā)熱水塔分為黑水閃蒸室和填料塔。

4.1新型洗滌冷卻室結(jié)構(gòu)

運(yùn)用交叉流式洗滌冷卻水分布器和復(fù)合床高溫合成氣冷卻洗滌設(shè)備，既強(qiáng)化高溫合成氣與洗滌冷卻水間的熱質(zhì)傳遞過程，又很好地

地解決了洗滌冷卻室?guī)Щ?、液位不易控制等問題，并使合成氣充分潤濕，有利于后續(xù)工段進(jìn)一步除塵凈化。

4.2分級凈化式合成氣初步凈化工序

采用“分級凈化”的概念，由混合器、分離器、水洗塔三單元組合，形成合成氣初步凈化工藝流程，即先“粗分”再“精分”，具

有高效、節(jié)能的作用?；旌掀骱笤O(shè)置分離器，除去80%?90%的細(xì)灰，使進(jìn)入水洗塔的合成氣較為潔凈，加入水洗塔的洗滌水比加入混合

器的潤濕洗滌水更清潔，以保證洗滌效果。表現(xiàn)為系統(tǒng)壓力降低(0.08?0.1MPa),分離效果好，合成氣中細(xì)灰含量低(VImg/m')o

分級凈化的方法避免了合成氣初步凈化工序的堵塞問題。德士古水煤漿氣化爐投料初期，附著在工藝氣出口管線內(nèi)壁上的垢污受熱

及高速氣流沖刷后脫落，極易造成水洗塔出口管線堵塞。由于多噴嘴氣化技術(shù)設(shè)置了分離器，灰垢被偵先擋在分離器內(nèi)，這樣，即使分離

器排水管線被堵，碳洗塔排水照樣可以起到排灰作用。

4.3含渣水處理序

采用含渣水蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽與灰水直接接觸，同時完成傳質(zhì)、傳熱過程。該法的優(yōu)越性為：①無影響長周期運(yùn)轉(zhuǎn)的隱患：②回收熱

量充分，高溫灰水與閃蒸汽溫差＜2℃,熱效率高。在工業(yè)裝置運(yùn)行中已證實(shí)具有較長的操作周期和很好的能量回收效果。渣水處理系統(tǒng)關(guān)

鍵設(shè)備一一蒸發(fā)熱水塔的操作靈活性和穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于其他渣水處理技術(shù)。

4.4裝置特點(diǎn)

合成氣經(jīng)旋風(fēng)分離器，水洗塔二級除塵、降溫，有利于氣體的凈化?；宜到y(tǒng)采用?.級閃蒸。結(jié)構(gòu)更加緊湊，流程簡便，操作簡單。

經(jīng)過二級閃蒸，能夠有效地分離出黑水中的酸性氣體，節(jié)省設(shè)備投資，有利于環(huán)保。渣水系統(tǒng)工藝流程見圖4。

火炬放空一

氣化爐一春F-1

圖4國泰化工溢水系統(tǒng)工藝流程

1一蒸發(fā)熱水塔;2一來水換熱器;3-A空閃落罐;4一真空閃蒸換騏

器：5一酸性氣分離器:6-近空閃熱分離城：7—澄清槽：8—灰水帶

5渣水處理裝置綜合評價

(D魯南的裝置與渭河的區(qū)別不大，但渭河裝置的運(yùn)行效果優(yōu)于魯南，主要在于低壓閃蒸汽液相無換熱器，高壓閃蒸汽送入變換冷

凝液汽提塔。

(2)淮化渣水處理裝置與其他3家不同的是增設(shè)了1臺開工冷卻器。當(dāng)渣水系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞時，可把系統(tǒng)排放的黑水全部導(dǎo)入開工冷

卻器，為灰水處理系統(tǒng)留出檢修清理時間，同1寸保證檢修期間的安全。在疏通真空閃蒸系統(tǒng)管道堵塞的工作中，國內(nèi)各廠都曾發(fā)生過燙傷

事故。

(3)國泰化工的蒸發(fā)熱水塔減少了換熱器的配置，閃蒸廢氣去火炬，閃蒸罐壓力不受其他系統(tǒng)的影響。1臺旋風(fēng)分離器與水洗塔配置,

就能有效地保障粗煤氣含塵量指標(biāo)的穩(wěn)定運(yùn)行?；宜到y(tǒng)流程簡單，易于操作，投資費(fèi)用少。

(4)無論采用哪一種運(yùn)行方式，目的都是為了降低合成氣的灰分，以免灰分進(jìn)入變換系統(tǒng)，避免系統(tǒng)堵塞現(xiàn)象，減少疏通管道的勞

動強(qiáng)度，降低檢修費(fèi)用，從而降低單位產(chǎn)品成本，為企業(yè)增加效益。

(5)操作時避免爐溫過低。操作人員應(yīng)根據(jù)煤種變化及灰融點(diǎn)分析及時調(diào)整爐溫，防止因燒嘴塞化效果不好而造成黑水中含碳顆粒

大量增加，黏度增大，導(dǎo)致在設(shè)備、管道中大量沉淀，引起堵塞。

(6)嚴(yán)格控制出真空閃蒸罐的黑水溫度，不能過高。溫度過高，不利于黑水中固體顆粒的沉降，造成沉降效果差，從而使水系統(tǒng)在

循環(huán)時夾帶大量的灰顆粒，引起設(shè)備、管道的結(jié)垢堵塞。

⑺設(shè)備和管道內(nèi)壁輕微結(jié)垢問題仍未得到徹底解決，還需要研究和開發(fā)更為理想的用于黑水沉降的化學(xué)藥劑，進(jìn)一步改善譚水的

沉降效果，以便更加有效地阻止結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。

綜上所述，對于國內(nèi)引進(jìn)的各種煤氣化技術(shù)，要創(chuàng)造性地加以吸收和利用，同時注意利用各種新技術(shù)新設(shè)備來改進(jìn)目前的渣水系統(tǒng)。

因?yàn)樵S多問題還需要繼續(xù)研窕，比如：如何實(shí)現(xiàn)在線調(diào)整灰水的pH值，降低灰水的堿性；換熱器和減位閥的選型是否合理.；如何在排水量

不大的情況卜調(diào)整C「含量；對激冷水系統(tǒng)和黑水系統(tǒng)的酸洗采用哪種方式、哪幾類酸進(jìn)行配比既能起到酸洗效果又可減少對系統(tǒng)的損害。

新建項目應(yīng)結(jié)合國內(nèi)渣水系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，探索出可操作性強(qiáng)、運(yùn)行更為穩(wěn)定、更節(jié)能和更環(huán)保的渣水運(yùn)行方式。

煤氣化方法的選擇

趙紹民，唐?軍（兗礦魯南化肥廠，山東滕州277527）2005-09-16

0引t

面對世界能源的日益匱乏，能源利用問題成為世界各國關(guān)注的焦點(diǎn)。中國是資源和能源相對匱乏的國家，缺油、少氣，煤炭資源相

對豐富，但人口眾多，人均能源消費(fèi)增長較快，既是能源消費(fèi)大國，也是能源進(jìn)口大國，從國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和資源情況看，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)

展必須建立在以煤為主要原料的基礎(chǔ)之上。我國有1萬億I的煤炭儲量，占能源資源探明總儲量的87.4%,使煤化工的發(fā)展有了深厚的基

礎(chǔ)。當(dāng)前，大力發(fā)展煤化工、合理開發(fā)利用煤資源已成為有識之士的共識。

煤化工是以煤為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)。首先以煤制備合成氣（CO+IU）,而后合成其他化工產(chǎn)品，因此，煤的氣化是煤

化工的核心，其投資一般占整個產(chǎn)品投資的60%以上，發(fā)展煤化工，選擇煤的氣化方法尤為重要。

縱觀我國的各種煤氣化方法，無論是20世紀(jì)初的間歇式固定層煤氣爐，還是在70年代引進(jìn)的以塊煤為原料的Lurgi氣化爐，亦或

80年代引進(jìn)的Texaco水煤漿氣化技術(shù)，以及90年代引進(jìn)的Shell煤氣化技術(shù)，都存在著先進(jìn)技術(shù)的掌握、吸收以及創(chuàng)新的問題。本文重

點(diǎn)對Lurgi氣化技術(shù)、Texaco水煤漿氣化技術(shù)、Shell煤氣化技術(shù)、恩德爐煤氣化技術(shù)進(jìn)行分析比較。

1各氣化技術(shù)的工藝流程及裝置特點(diǎn)

1.1Texaco氣化

為改變煤氣化的原料路線，我國20世紀(jì)80年代引進(jìn)美國德士古公司的水謨漿加壓氣化技術(shù)，并在魯南化肥廠建設(shè)T?業(yè)性示范裝置。

該裝置是世界第五套、國內(nèi)第一套水煤漿加壓氣化裝宜，國產(chǎn)化率達(dá)90%以上。1989年4月正式動工，1993年4月建成并順利投入試生產(chǎn)，

同年6月通過國家技術(shù)鑒定，1995年全面達(dá)產(chǎn)。其氣化爐設(shè)計為一開一備，配套設(shè)計生產(chǎn)能力為年產(chǎn)80kt合成氨、130kt尿素。該裝置

設(shè)計單爐E投煤量4503先將原料煤制成水烘漿，水煤漿經(jīng)煤漿泵送入氣化爐內(nèi)，與氧氣混合燃燒，通過激冷、洗滌，制得水煤氣。經(jīng)過

10a的技術(shù)攻關(guān)，水煤漿加壓氣化技術(shù)逐漸成熟，單爐產(chǎn)量已達(dá)到設(shè)計能力的138%,運(yùn)行周期逐步延長，創(chuàng)造了許多運(yùn)行紀(jì)錄：單爐連

續(xù)運(yùn)行紀(jì)錄106d；國產(chǎn)噴嘴使用壽命達(dá)到109d以上，且修復(fù)后可以重復(fù)使用：耐火瓶全部國產(chǎn)化，使用壽命達(dá)到了12000h,大大提

高了裝置的可靠性、經(jīng)濟(jì)性。

繼我廠引進(jìn)德士古技術(shù)之后，渭河化肥廠、上海焦化總廠、淮南化工總廠等采用該技術(shù)以水煤漿為原料生產(chǎn)合成氨、甲伸等化學(xué)品

也取得了成功。目前，德士古公司已在我國技術(shù)轉(zhuǎn)讓了16套氣化裝置，有的以煤炭為原料，有的以渣油為原料。據(jù)德士古公司資料介紹，

己投用的11套裝置累計每年減少20000kt的SO?、NO八CO?及可溶性固體廢物排放。

1.1.1工藝原理及流程

水燥漿加壓氣化工藝屬氣流床氣化，采用水煤漿進(jìn)料?，以純氧為氣化劑。氣化壓力可在2.0?8.5MPa范圍選擇，氣化溫度為1300?

1500°C,濕煤氣主要含有CO、H“、CO?、IM、N,、HS(K等。在氣化爐中進(jìn)行的主要反應(yīng)有：煤的熱裂解與揮發(fā)物的燃燒氣化;固定碳

與氣化劑(氧氣、蒸汽)間的反應(yīng)；反應(yīng)生成氣體彼此間進(jìn)行的反應(yīng)：生成的氣體與氣化劑、固定碳之間的反應(yīng)。

原煤經(jīng)濕磨制漿后成為63%左右的水燥漿，經(jīng)過高壓煤漿泵送至氣化爐頂叮純氧(98%)一起進(jìn)入德士古噴嘴，煤漿經(jīng)噴嘴霧化。

輒氣在氣化爐內(nèi)發(fā)生部分氧化反應(yīng)，生成水煤氣(合成氣)。氣化爐壓力3.0MPa,溫度1300C左右。合成氣出氣化爐后，經(jīng)文氏管、

洗滌塔增濕除塵后送往后工序，用于制合成氨或甲醇?；以?jīng)鎖灰斗收集，定期排出系統(tǒng)。廢水經(jīng)閃蒸回收熱量，再沉降處理返回系統(tǒng)使

用。

1.1.2裝置的技術(shù)特點(diǎn)

(1)原料適應(yīng)性廣。各種煙煤、氣煤、肥煤都可以用來制氣，對煤的水分、灰分、可燃物含量、灰熔點(diǎn)等沒有苛刻的要求，有利于

廠家就近選煤，可大大節(jié)約成本。

(2)氣體有效成分高。有效氣成分(CO+H?)達(dá)80*?82%,而Lurgi氣化工藝的有效氣成分(CO+H?)只有50%?70機(jī)因是高溫氣化,

氣體中甲烷含量很低,無焦油，拌渣無污染，廢渣可以綜合利用，污水量小且易處理。

(3)氣化壓力范圍大。從2.5?6.5皆有工業(yè)化裝置，以4.0MPa較為普遍，氣化壓力高可節(jié)省合成氣壓縮功。

(4)碳轉(zhuǎn)化率高，可達(dá)98%。

(5)氣化爐熱量利用率高。氣化爐有激冷、廢鍋、激冷和廢鍋結(jié)合三種流程?？梢愿鶕?jù)

產(chǎn)品進(jìn)行氣化流程的選擇。激冷工藝制得的合成氣汽氣比達(dá)1J,特別適合作為合成氮:和甲醉生產(chǎn)的氣頭，也可作為制氮、琰基合成氣等用

途。廢鍋流程適合用作燃?xì)馔钙窖h(huán)聯(lián)合發(fā)電裝置，副產(chǎn)的高壓蒸汽用于蒸汽透平發(fā)電機(jī)組，實(shí)現(xiàn)多聯(lián)供。

(6)氣化爐結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)能力大。氣化爐內(nèi)無傳動裝置，結(jié)構(gòu)比較簡單。一臺43200mm的氣化爐(氣化壓力4.0MPa)生產(chǎn)的

合成氣可以日產(chǎn)合成氨760t以上。

1.2Shell氣化

1.2.1工藝流程

目前，從Shell煤氣化的示范裝置到大型工業(yè)化裝置均采用廢鍋流程。其流程為：原料煤經(jīng)破碎由運(yùn)輸設(shè)施送至磨煤機(jī)，在磨煤機(jī)

內(nèi)將原料煤磨成煤粉(按質(zhì)量計，其中90%的粒子粒度V100ym)并干燥，煤粉經(jīng)常壓煤粉倉、加壓煤粉倉、給料倉由高壓氮?dú)馑椭翚饣?/p>

爐噴嘴。氧氣經(jīng)氧壓機(jī)加壓并預(yù)熱后，與中壓過熱蒸汽混合后導(dǎo)入噴嘴。粉煤、氧氣及蒸汽在氣化爐高溫加壓條件下發(fā)生碳的氧化及各種

轉(zhuǎn)化反應(yīng)。氣化爐頂部約1500c的高溫煤氣由除塵、冷卻后的冷煤氣激冷至900°C左右進(jìn)入廢熱鍋爐。經(jīng)廢鍋回收熱量后的煤氣進(jìn)入干

式除塵及濕法除塵洗滌系統(tǒng)，處理后的煤氣含塵量＜1mg/m\送至后工序。

1.2.2裝置的技術(shù)特點(diǎn)

(1)干煤粉進(jìn)料，氣化溫度高，煤種適應(yīng)性廣，從無煙煤、煙燥、褐燥到石油焦均可氣化，對煤的灰熔點(diǎn)范圍要求比其他氣化工

藝更寬，高灰分、高水分、高硫煤種都同樣適用。

(2)氣化溫度1400-1600C,碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%以上，產(chǎn)品相對潔凈，不含重燃，甲烷含量極低，煤氣中有效氣體(C0+H1

高達(dá)90%以上。

(3)氧耗低。與水煤漿氣化相比，氧氣消耗低20%左右。

(4)單爐生產(chǎn)能力大。目前已投入運(yùn)轉(zhuǎn)的單爐氣化壓力3.0MPa,日處理煤2kt。但目前國內(nèi)無投運(yùn)裝置。

(5)氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，無耐火磚襯里，維護(hù)量少，運(yùn)轉(zhuǎn)周期氏，無需備用爐。

(6)熱效率高。煤中約83%的熱能轉(zhuǎn)化為合成氣，約15%的熱能被同收為高壓或中壓蒸汽，總熱效率為98%左右。

1.3Lurgi氣化

Lurgi爐和固定層煤氣爐類似，爐體為立式圓筒，設(shè)行夾套鍋爐。爐內(nèi)煤層高度在4m左右，操作壓力3MPa,最高溫度1500C,

爐上部設(shè)有煤分布踹及攪拌器，下部設(shè)有轉(zhuǎn)動爐算及相應(yīng)的傳動機(jī)構(gòu)。Lurgi碎煤加壓氣化的特點(diǎn)如下。

(1)采用碎煤入爐，入爐煤的處理費(fèi)用較低，可以使用高水分、高灰熔點(diǎn)和高灰分含量的非強(qiáng)粘結(jié)性煤，對劣質(zhì)的貧煤也能穩(wěn)定、

可靠、高效地氣化。

(2)因凈煤氣中含有10%?15%的甲烷，故可以降低煤氣化的耗氧量，特別適宜于聯(lián)產(chǎn)城市煤氣。

(3)凈煤氣中H/C0為1.6?1.7,不用變換即可直接利用F-T或改良F-T工藝合成各種液體燃料，聯(lián)產(chǎn)甲醇，便于對季節(jié)性、時

段性城市煤氣的平衡進(jìn)行調(diào)節(jié)，并可進(jìn)一步發(fā)展甲醇化學(xué)，提高整個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

(4)煤氣成分復(fù)雜，處理費(fèi)用高。煤氣中含有高附加值的焦汕、輕汕、石腦油及酚等，是否是優(yōu)勢，關(guān)鍵取決于產(chǎn)品的規(guī)模。

(5)國產(chǎn)化的實(shí)現(xiàn)和投資費(fèi)用的大幅度下降，將使其多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性大大提高。

1.4恩德粉煤氣化

恩德粉煤氣化技術(shù)是在溫克勒氣化爐基礎(chǔ)上經(jīng)過改進(jìn)逐步形成的，采用常壓循環(huán)硫化床技術(shù)，主要設(shè)備有：氣化爐、分離器、廢熱

鍋爐、省煤器、激冷塔、洗滌塔、文丘里洗滌器。運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備有：鼓風(fēng)機(jī)1臺、螺旋進(jìn)料機(jī)4臺、螺旋排灰機(jī)2臺、引風(fēng)機(jī)1臺。運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備

較簡單，維修工作量較小。但因設(shè)備較龐大，故裝置占地面積較大。恩德爐氣化的特點(diǎn)如下。

(1)煤種適應(yīng)性較寬。適用于褐煤、長焰煤、不粘或弱粘煤，對煤的活性和灰熔點(diǎn)有一定的要求，要求活性＞65%、灰熔點(diǎn)＞1250℃,

與固定層造氣爐相比，燥的適應(yīng)性較寬。

(2)氣化效率較高，達(dá)76%,高于固定層氣化爐，與Lurgi爐相當(dāng),但比Texaco和Shell爐低。

(3)技術(shù)成熟可輕，可用于較大規(guī)模生產(chǎn)。

(4)對環(huán)境的影響小。恩德氣化爐由于是連續(xù)氣化，無焦油、粉塵等，與固定層造氣爐相比，消除了吹風(fēng)氣的污染。

(5)投資省，約為Texaco爐和Shell爐的40%。

2各種氣化技術(shù)的比較與評述

Texaco水煤漿氣化技術(shù)、Shell煤氣化技術(shù)、Lurgi氣化工藝、恩德爐氣化技術(shù)的水煤氣(干氣)成分及工藝比較分別見表1和表

20

*I四種燃?xì)饣に囁綒?干氣)的成分含?%

A分TRMCOShefl

%35.126.7M.737

84?463.3as.330.35

00i17.11424.a19.S6

a<<oa0.18.7SI.7

geos141.30.70.9

附014.11.29.27

Ar0.6!.!0.6

裊2四種煤氣化工藝的比較

9日TexacoSMILurgi恩播快燃?xì)饣?/p>

<1300<1500>1400

(梅爆)

水分T<8

<8<2(fltt)<20

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尺分JUiM.6-Wnm

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可磨性、成茶修好、加可州1好,＜100網(wǎng)＞丐以使用央及分的劣粉制堞、

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性制對富十分占80%不勃燥、弱枯爆fa長熔煤

累作壓力/MPA2.65-6.52.0-3.02.0-3.I常壓氣化

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固石（灰漆和飛灰含灰越＜

善慶方式液占國念

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