淮南煤非熔渣气化[1]

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1、项目编码：安徽淮化股份有限公司技术开发项目立项建议书（项目类别：新技术）项目名称：淮南煤非熔渣气化工艺技术开发申报单位：安徽淮化股份有限公司起止年限：2010年1月至2011年12月项目负责人：陈林项目管理员：陈政研发中心制定2010年3月10日15一、立项理由、目的意义及必要性淮南煤非熔渣气化工艺技术开发项目符合国家发展改革委、科技部、商务部联合发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007年度）》中的第五项能源中第77条——煤炭的高效安全生产、开发与加工利用中的要求。淮南是华东能源基地，淮南煤田是全国十大煤田之一，煤炭远景贮量444亿吨，探明贮量153亿吨，占华

2、东地区的32%，占全国的19%。淮南煤田是中国黄河以南、特别是中国东南地区资源条件最好的煤田，也是规模最大、最后一块整装煤田。2008年原煤产量6817万吨，煤炭、电力、化工是淮南市国民经济的三大支柱产业。由于淮南地区的煤种具有高灰份、高灰熔点等特点，特别是高灰熔点使淮南煤无法适应目前煤气化技术，这将严重制约淮化煤化工的发展，及安徽煤化工基地的建设。淮化掌握UGI固定床气化、恩德粉煤气化、德士古水煤浆加压气化、多元料浆气化等多种煤气化技术，但这些技术均不能以淮南煤为原料，用的是河南义马煤、甘肃华亭、陕西榆林及内蒙煤等，原料的运输距离及成本成了制约淮化发展的瓶颈。针对以上情况，

3、我们于2006年展开了“双高煤”相关课题研究，试图找寻出一条高效先进的适合淮南煤气化的新型煤气化技术。2008年做了大量的工作：1、2008年5月淮化将2000吨原煤运往浙江的试验厂，2008年7月完成了投煤量为100t/d的小型气流床气化炉试验，试验运行151小时，产出的合成气供下游的合成氨及制氢装置使用。2、2008年8月在淮化水煤浆加压气化炉上进行了100%淮南煤大型15工业运行试验，取得了阶段性成功。装置连续稳定运行68小时，运行负荷达到原设计能力的80%，合成气经过计量后送火炬燃烧。煤气组成、比氧耗、比煤耗达到预定指标：干煤气有效成分CO+H2达83-87％；比氧耗

4、达380NM3/1000Nm3（CO+H2）；比煤耗（标）达640kg/1000Nm3（CO+H2）。3、2008年10月进行了第二次大型工业试验，打通了合成氨生产流程，最大负荷达到原设计能力。但也出现了炉内结块问题，导致气化炉未能长周期运行。4、2008年12月组织申报此技术的发明专利“一种适于高灰分高灰熔点煤的采用固态排渣的气流床煤气化方法”，目前已经进入公开阶段。通过小试试验，完成了投煤量为100t/d的小型气流床气化炉试验，取得了大型试验的基础数据。通过大型工业试验，主要技术指标干煤气有效成分、比氧耗、比煤耗等基本达到国际先进水平，并申请发明专利1项。但是存在炉内灰渣

5、结块、排渣系统能力不足等问题导致气化炉未能长周期稳定运行。困扰淮化发展的瓶颈问题——淮南煤气化问题未能最终解决，因此公司决定：通过对制浆系统及炉体结构的进一步改造及优化，今后继续进行长周期大型试验。15二、主要开发、试验内容及技术创新点煤灰熔点测定中还原性气氛下的熔渣流动点FT（T4），对熔渣式气化是一项很重要的指标，经验是气化温度应高出FT（T4）50～150℃。根据这个经验，也就是煤灰熔渣的流动点FT(T4)决定煤气化操作温度。如过高地提高煤气化温度，将增加氧耗和煤耗。根据经验，气化温度每提高100℃，氧耗要增加6.5%～7.5%。淮化现有的气化工艺德士古及多元料浆均采用

6、熔渣式气化，为了使煤灰熔渣有一个合适的流动点FT，气化炉温度一般在1360℃左右。两种工艺特点是对煤种的适应性较宽，对煤的活性没有严格的限制，但对煤的灰熔点有一定的要求较为苛刻，一般要低于1200℃。如采用高灰熔点煤为原料，需添加石灰石作助熔剂，使煤灰熔渣有一个合适的流动点FT(T4，一般应不大于1300℃），煤气化操作温度低于1400℃，过量地添加石灰石也将增加氧耗和煤耗，同时带来排渣系统的负担，打破灰水系统酸碱平衡，再者大量的钙的沉积导致灰水系统管道堵塞。淮南煤以气煤和1/3焦煤为主，煤质属中等挥发份，特低硫，特低磷，高热值，粘结性好，可磨性好，碳含量高，是一种优质的动力

7、煤和化工原料煤。由于煤的灰熔点高（1500℃），灰分高（29%），在煤化工的应用上受到限制。如采用熔渣式气化，高灰熔点为了满足液态排渣要求，气化炉炉壁必须耐高温1700℃左右，目前淮化的德士古气化炉耐高温1360℃，现有的耐火材料无法满足1700℃的高温。再者较高的气化温度将带来非常高的氧耗及煤耗，导致经济效益差，失去市场竞争力。现有的煤气化技术方案不能满足淮南煤的要求，因此公司决定另辟蹊径，开展淮南煤非熔渣式气化工艺技术开发研究。即用控制氧气量来控制炉温，使炉内反应温度低于灰熔点（T1），使灰渣以固态