1、幾種德士古氣化渣水系統(tǒng)的技術(shù)評價(jià)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)驗(yàn)。德士古氣化渣水系統(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、熱水塔去閃蒸裝置的水。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(gè)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

2、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(jià)。1  魯南化肥廠渣水處理系統(tǒng)1.1  工藝流程    兗礦魯南化肥廠德士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(shí)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

3、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36個(gè)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。1.2  裝置特點(diǎn)    該灰水處理采用三級閃蒸，高壓為0.71 MPa，中壓為0.20 MPa，真空0.0550.065 MPa。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

4、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(gè)月。換熱器列管堵塞比例高達(dá)23，閃蒸罐清理難度大。由于罐內(nèi)汽液分離器短時(shí)間無法清理徹底，被迫拆下清理，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  渭化渣水處理系統(tǒng)    渭河煤化工集團(tuán)有限公司采用6.5 MPa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.

5、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。    低壓閃蒸器閃蒸出的低壓氣體溫度約120，直接送至洗滌塔給料槽作脫氧熱源。真空閃蒸出的氣體，經(jīng)真空閃蒸冷凝器冷凝后

6、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。澄清槽上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，增加了設(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ta合成氨，30t,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

7、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4.0MPa，產(chǎn)氣能力(H2+CO)為1 264km3d。    該裝置運(yùn)行時(shí)間已近4年，其間對系統(tǒng)進(jìn)行了大小幾百項(xiàng)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，于2003年達(dá)到了設(shè)計(jì)能力。淮化渣水系統(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。3.1  碳洗塔帶灰、帶水及改進(jìn)    氣化裝置自開車以來一直

8、存在著碳洗塔帶灰、帶水等問題，表現(xiàn)為：碳洗塔阻力上升較快，運(yùn)行1個(gè)月左右阻力就增至0.2 MPa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；后工序變換爐之前的煤氣分離器分離的冷凝液量較多，灰隨合成氣帶入變換爐，影響變換觸媒的活性，降低了觸媒的使用壽命；變換系統(tǒng)阻力上升較快，運(yùn)行3個(gè)月時(shí)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(jì)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

9、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)：調(diào)整系統(tǒng)與洗滌有關(guān)的工藝運(yùn)行參數(shù)；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，很好地解決了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：閃蒸罐及管壁出現(xiàn)結(jié)垢；真空閃蒸除沫器堵塞嚴(yán)重，操作不穩(wěn)定時(shí)，壁垢脫落堵

10、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(gè)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(shí)使用。在氣化爐溫度、壓力未正常之前，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(shí)，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(shí)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

11、嘴對置氣化技術(shù)，氣化爐操作壓力為4.0 MPa，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0.45 MPa，真空閃蒸罐的壓力為0.070.08 MPa，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摇⒁何徊灰卓刂频葐栴}，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

12、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。混合器后設(shè)置分離器，除去8090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(0.080.1 MPa)，分離效果好，合成氣中細(xì)灰含量低(1 mgm3)。    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，灰垢被預(yù)先擋在分離器內(nèi)，這樣，

13、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(shí)完成傳質(zhì)、傳熱過程。該法的優(yōu)越性為：無影響長周期運(yùn)轉(zhuǎn)的隱患；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。灰水系統(tǒng)采用二級閃蒸。結(jié)構(gòu)更加緊湊，流程簡便，操作簡單。經(jīng)過

14、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。5  渣水處理裝置綜合評價(jià)    (1)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(shí)，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(shí)間，同時(shí)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。  

15、  (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。灰水系統(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(shí)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(shí)調(diào)整爐溫，防止因燒嘴霧化效果不好而造成黑水中含碳顆粒大量增加，黏度增

16、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(shí)夾帶大量的灰顆粒，引起設(shè)備、管道的結(jié)垢堵塞。    (7)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)一步改善黑水的沉降效果，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(shí)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

17、為許多問題還需要繼續(xù)研究，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；換熱器和減壓閥的選型是否合理；如何在排水量不大的情況下調(diào)整Cl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(xiàng)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，唐廣軍（兗礦魯南化肥廠，山東 滕州 277527） 2005-09-160  引  言    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

18、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t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+H2），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(gè)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。 

19、   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)1.1  Texaco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煤漿加壓氣化技術(shù)，并在魯南化肥廠

20、建設(shè)工業(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置，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(jì)為一開一備，配套設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為年產(chǎn)80 kt合成氨、130 kt尿素。該裝置設(shè)計(jì)單爐日投煤量450 t，先將原料煤制成水煤漿，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10 a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(jì)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106 d；國產(chǎn)噴嘴使用壽命達(dá)到100 d以上，且修復(fù)后

21、可以重復(fù)使用；耐火磚全部國產(chǎn)化，使用壽命達(dá)到了12 000 h，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、甲醇等化學(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，已投用的11套裝置累計(jì)每年減少20 000 kt的SO2、NO2、CO2及可溶性固體廢物排放。  工藝原理及流程    水煤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

22、力可在2.08.5 MPa范圍選擇，氣化溫度為1 3001 500 ，濕煤氣主要含有CO、H2、CO2、H2O、N2 、H2S、CH4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左右的水煤漿，經(jīng)過高壓煤漿泵送至氣化爐頂與純氧（98）一起進(jìn)入德士古噴嘴，煤漿經(jīng)噴嘴霧化與氧氣在氣化爐內(nèi)發(fā)生部分氧化反應(yīng)，生成水煤氣（合成氣）。氣化爐壓力3.0 MPa，溫度1 300 左右。合成氣出氣化爐后，經(jīng)文氏管、洗滌塔增濕除塵后

23、送往后工序，用于制合成氨或甲醇。灰渣經(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。  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+H2）達(dá)80%82%，而Lurgi氣化工藝的有效氣成分（CO+H2）只有50%70%。因是高溫氣化，氣體中甲烷含量很低（0.1），無焦油，排渣無污染，廢渣可以綜合利用，污水量小且易處理。 &#

24、160;  (3)氣化壓力范圍大。從2.56.5 MPa皆有工業(yè)化裝置，以4.0 MPa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。可以根據(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)1.4，特別適合作為合成氨和甲醇生產(chǎn)的氣頭，也可作為制氫、羰基合成氣等用途。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，

25、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3 200 mm的氣化爐（氣化壓力4.0 MPa）生產(chǎn)的合成氣可以日產(chǎn)合成氨760 t以上。1.2  Shell氣化  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(jì)，其中90的粒子粒度100 m）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)馑椭翚饣癄t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

26、反應(yīng)。氣化爐頂部約1 500的高溫煤氣由除塵、冷卻后的冷煤氣激冷至900 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1 mg/m3，送至后工序。  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、煙煤、褐煤到石油焦均可氣化，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1 4001 600 ，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)99以上，產(chǎn)品相對潔凈，不含重?zé)N，甲烷含量極低，煤氣中有效氣體（CO+H2）高達(dá)9

27、0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3.0 MPa，日處理煤2 kt。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)周期長，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的熱能被回收為高壓或中壓蒸汽，總熱效率為98左右。1.3  Lurgi氣化    Lurgi爐和固定

28、層煤氣爐類似，爐體為立式圓筒，設(shè)有夾套鍋爐。爐內(nèi)煤層高度在4 m左右，操作壓力3 MPa，最高溫度1 500 ，爐上部設(shè)有煤分布器及攪拌器，下部設(shè)有轉(zhuǎn)動爐箅及相應(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H2/CO為1.61.7，不用變換即可直接

29、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(shí)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(gè)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油、輕油、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

30、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)1 250 ，與固定層造氣爐相比，煤的適應(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)成熟可靠，可用于較大規(guī)模

31、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2。     Lurgi碎煤加壓氣化和Texaco水煤漿加壓氣化同屬第二代煤氣化技術(shù)，而Shell干粉煤氣化則屬于第三代煤氣化技術(shù)。    以上比較可以看出，Shell工藝在運(yùn)行周期、單爐產(chǎn)能、變負(fù)荷能力、碳的轉(zhuǎn)化率和有效氣(CO+H2)含量等方面優(yōu)勢明顯，而且在環(huán)保和資源綜合利用方面也具有優(yōu)勢，有較好的技術(shù)發(fā)展前景，但該技術(shù)設(shè)備投資較大。中國石化集團(tuán)公司和殼牌公司合作，已投資136億美元在岳陽洞庭化肥廠建設(shè)日耗煤2 000 t的煤氣化廠，以煤代油生產(chǎn)合成氨300 kt/a。目前還有多家采用Shell粉煤氣化工藝造氣用于生產(chǎn)合成氨的裝置正在建設(shè)中。&