国内外煤气化核心技术比较Word文档下载推荐.docx

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4.灰熔聚煤气化技术

中华人民共和国科学院山西煤炭化学研究所技术。

其特点是煤种适应性宽，属流化床气化炉，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状灰渣排出。

可以气化褐煤、低化学活性烟煤和无烟煤、石油焦，投资比较少，生产成本低。

缺陷是操作压力偏低，对环境污染及飞灰堆存和综合运用问题有待进一步解决。

此技术适合于中小型氮肥厂运用就地或就近煤炭资源变化原料路线。

5.恩德粉煤气化技术

属于改进后温克勒沸腾床煤气化炉，合用于气化褐煤和长焰煤，规定原料煤不粘结或弱粘结性，灰分<

25%～30%，灰熔点高、低温化学活性好。

在国内已建和在建装置共有13套22台气化炉，已投产有16台。

属流化床气化炉，床层中部温度1000～1050℃。

当前最大气化炉产气量为4万m3/h半水煤气。

缺陷是气化压力为常压，单炉气化能力低，产品气中CH4含量高达1.5%～2.0%，飞灰量大、对环境污染及飞灰堆存和综合运用问题有待解决。

此技术适合于就近有褐煤中小型氮肥厂变化原料路线。

6.GE水煤浆加压气化技术

属气流床加压气化技术，原料煤运送、制浆、泵送入炉系统比干粉煤加压气化简朴，安全可靠、投资省。

单炉生产能力大，当前国际上最大气化炉投煤量为t/d，国内已投产气化炉能力最大为1000t/d。

设计中气化炉能力最大为1600t/d。

对原料煤适应性较广，气煤、烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点劣质煤、石油焦等均能用作气化原料。

但规定原料煤含灰量较低、还原性氛围下灰熔点低于1300℃，灰渣粘温特性好。

气化系统不需要外供过热蒸汽及输送气化用原料煤N2或CO2。

气化系统总热效率高达94%～96%，高于Shell干粉煤气化热效率（91%～93%）和GSP干粉煤气化热效率（88%～92%）。

气化炉构造简朴，为耐火砖衬里，制造以便、造价低。

煤气除尘简朴，无需价格昂贵高温高压飞灰过滤器，投资省。

国外已建成投产6套装置15台气化炉；

国内已建成投产7套装置21台气化炉，正在建设、设计尚有4套装置13台气化炉。

已建成投产装置最后产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、CO、燃料气、联合循环发电，各装置建成投产后，始终持续稳定长周期运营。

装备国产化率已达90%以上，由于国产化率高、装置投资较其她加压气化装置都低，有备用气化炉水煤浆加压气化与不设备用气化炉干煤粉加压气化装置建设费用比例大体为Shell法：

GSP法：

多喷嘴水煤浆加压气化法：

GE水煤浆法=（2.0～2.5）:

（1.4～1.6）:

1.2:

1.0。

缺陷是气化用原料煤受气化炉耐火砖衬里限制，适当于气化低灰熔点煤；

碳转化率较低；

比氧耗和比煤耗较高；

气化炉耐火砖使用寿命较短，普通为1～2年；

气化炉烧嘴使用寿命较短。

7.多元料浆加压气化技术

西北化工研究院开发具备自主知识产权煤气化技术，属气流床单烧嘴下行制气。

典型多元料浆构成为含煤60%～65%，油料10%～15%，水20%～30%。

笔者以为在制备多元料浆时掺入油类办法不符合当前国内氮肥工业以煤代油变化原料路线方针，有待改进。

8.多喷嘴（四烧嘴）水煤浆加压气化技术

　　由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中华人民共和国天辰化学工程公司共同开发。

属气流床多烧嘴下行制气，气化炉内用耐火砖衬里。

在山东德州华鲁恒生化工股份有限公司建设1套气化压力为6.5MPa、解决煤750t/d气化炉系统，于6月正式投入运营，至今运转良好。

在山东滕州兖矿国泰化工有限公司建设2套气化压力为4.0MPa、解决煤1150t/d气化炉系统，于7月21日一次投料成功，运营至今。

以北宿洗精煤为原料气化，多喷嘴水煤浆加压气化与单烧嘴加压气化气化技术指标见表1。

　　　　　表1 

多喷嘴气化与单烧嘴气化成果对比 

kg/km3

有效气成分/％ 

碳转化率/％ 

有效气比煤耗/m3·

km-3 

有效气比氧耗

多喷嘴气化 

84.9 

98.8 

535 

314

单烧嘴气化 

82～83 

96～98 

～547 

～336

　　多喷嘴气化炉调节负荷比单烧嘴气化炉灵活，适当于气化低灰熔点煤。

已建成及在建有11套装置30台气化炉。

已顺利投产有3套装置4台气化炉。

在建最大气化炉投煤量为t/d，气化压力6.5MPa。

当前暴露出来问题是气化炉顶部耐火砖磨蚀较快；

同样直径同等生产能力气化炉，其高度比GE单烧嘴气化炉高，多了3套烧嘴和与其相配套高压煤浆泵、煤浆阀、氧气阀、止回阀、切断阀及连锁控制仪表，1套投煤量1000t/d气化炉投资比单烧嘴气化炉系统投资多万～3000万元。

但该技术属国内独有自主知识产权技术，在技术转让费方面比引进GE水煤浆气化技术具备竞争力。

9.Shell干煤粉加压气化技术

属于气流床加压气化技术。

可气化褐煤、烟煤、无烟煤、石油焦及高灰熔点煤。

入炉原料煤为通过干燥、磨细后干煤粉。

干煤粉由气化炉下部进入，属多烧嘴上行制气。

当前国外最大气化炉解决量为t/d煤，气化压力为3.0MPa。

这种气化炉采用水冷壁，无耐火砖衬里。

可以气化高灰熔点煤，但仍需在原料煤中添加石灰石做助熔剂。

国内以来已引进19台，其目的产品有合成氨、甲醇，气化压力3.0～4.0MPa。

国内引进Shell煤气化装置只设1台气化炉单系列生产，没有备用炉，在煤化工生产中能否常年持续稳定运营尚待检查。

1套不设备用炉装置投资相称于设备用炉GE气化装置或多喷嘴水煤浆气化装置投资2～2.5倍，排出气化炉高温煤气用庞大、投资高废热回收锅炉回收显热副产蒸汽后，如用于煤化工，尚需将蒸汽返回后续CO变换系统，如用于制合成氨和氢气，副产蒸汽量还不够用。

同步还需要另设中压过热蒸汽系统用于气化炉过热蒸汽。

笔者以为当前Shell带废热锅炉干煤粉加压气化技术并不合用于煤化工生产，有待改进。

10.GSP干煤粉加压气化技术

属于气流床加压气化技术，入炉原料煤为通过干燥、磨细后干煤粉，干煤粉由气化炉顶部进入，属单烧嘴下行制气。

气化炉内有水冷壁内件，当前国外最大GSP气化炉投煤量为720t/d褐煤。

因采用水激冷流程，投资比Shell炉省，合用于煤化工生产。

正常时要燃烧液化气或其她可燃气体，以便于点火、防止熄火和保证安全生产。

当前世界上采用GSP气化工艺技术有3家，但是当前都没有用来气化煤炭，其中黑水泵煤气化厂只有6年气化褐煤业绩，没有长期气化高灰分、高灰熔点煤业绩。

神华宁夏煤业集团有限责任公司已决定采用GSP干煤粉加压气化技术建设83万t/a二甲醚，一期60万t/a甲醇项目，单炉投煤量约t/d。

11.两段式干煤粉加压气化技术

西安热工研究院开发成功具备自主知识产权煤气化技术。

可气化煤种涉及褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤，以及高灰分、高灰熔点煤，不产生焦油、酚等。

其特点是采用两段气化，其缺陷是合成气中CH4含量较高，对制合成氨、甲醇、氢气不利。

废热锅炉型气化装置合用于联合循环发电，其示范装置投煤量t/d级两段式干煤粉加压气化炉（废热锅炉流程）已决定用于华能集团“绿色煤电”项目，另一套示范装置投煤量1000t/d级两段式干煤粉加压气化炉（激冷流程）已决定用于内蒙古世林化工有限公司30万t/a甲醇项目。

12.四喷嘴对置式干粉煤加压气化技术

由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂（水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心）和中华人民共和国天辰化学工程公司通力合伙开发具备自主知识产权煤气化技术。

中试装置投煤能力为15～45t/d，建于兖矿鲁南化肥厂。

气化炉为热壁炉，内衬耐火砖。

干粉煤由气化炉上部经4个烧嘴加入，产生合成气下行经水激冷后出气化炉。

属气流床煤气化炉。

以兖矿鲁南化肥厂GE水煤浆气化工业装置生产用煤为原料进行实验。

中试装置作了以氮气和CO2为输送载气实验。

气化温度为1300～1400℃，气化压力为2.0～3.0MPa，工艺数据见表2。

表2 

四喷嘴对置式干粉煤加压气化技术中试数据 

有效气 

碳转化冷 

煤气效 

有效气比 

有效气比 

有效气比

成分/％ 

率/％ 

率/％ 

煤耗 

氧耗/m3·

蒸汽耗

89～93 

＞98 

83～84 

530-540 

300-320 

110-130

　　该气化炉属热壁炉，合用于气化低灰熔点煤，在技术指标上与多喷嘴水煤浆加压气化炉相差并不太大，但是增长了过热蒸汽投资及消耗和加压氮气或CO2载气投资及能耗。

有待在冷壁炉上再做些工作，以期获得完善成果。

工艺技术选取和评述

评价煤气化工艺技术必要建立在其与否属于干净煤气化技术基本上。

当前为止，还没有开发出万能煤气化炉型和技术，各种煤气化炉型和气化技术均有其特点、长处和局限性之处，均有其对煤种适应性和对目的产品合用性。

建设煤化工项目必要选取通过大量实验、工业性示范和工业生产实践工艺，要择优选用节能、投资省、成本低、效率高、对环境无污染或轻度污染但能较好解决干净煤气化技术。

在评价时要从全厂总流程观点上作技术经济分析评价，切不可只从某一种煤气化工艺技术角度作局部和不客观评价。

同步，也切不可以只听专利商片面性简介，作局部不全面技术经济评价。

　　既有12种煤气化工艺技术，可以分为如下几种类型。

（1）逐渐裁减型 

如常压固定层间歇式无烟煤（或焦碳）气化技术。

（2）合用于中小型氮肥厂变化原料路线和进行技术改造 

如常压固定层无烟煤（或焦碳）富氧持续气化技术、灰熔聚煤气化技术和恩德粉煤富氧气化技术。

（3）合用于联合循环发电 

如GE水煤浆加压气化技术、Shell干煤粉加压气化技术。

（4）已完毕中间实验，有待经受商业化运营考验 

如两段式干煤粉加压气化技术、四喷嘴对置式干粉煤加压气化技术。

（5）国内外已有成功经验，合用于大型化装置 

如GE水煤浆加压气化技术、多元料浆加压气化技术、多喷嘴（四烧嘴）水煤浆加压气化技术。

（6）国外已有商业化运营经验，国内正在建立示范装置 

如GSP干煤粉加压气化技术。

（7）合用于制造都市煤气和燃料气 

如鲁奇固定层煤加压气化技术。

本土气化工艺经济