新型煤气化工艺选择探讨

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1、新型煤气化工艺选择探讨郭文龙（山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司，山西运城044000）阳煤丰喜是一个集化肥、化工、化机制造于一体的国家大型煤化工企业集团，化肥、化工产品实物总量360万吨以上，化工机械设备制造能力5万吨。主导产品尿素荣获“国家免检产品”等称号，“丰喜”商标2006年被评为“中国驰名商标”。公司拥有124项专利，其中水煤浆水冷壁气化炉技术达到国际先进水平，获得国家科技进步一等奖。1前言当前我国经济增长正在步入高速增长转向适度缓慢增长的下行阶段，各地为了保证年初经济目标的实现，大多选择了通过加快招商引资拉动经济。煤化工项目方面，由于受国

2、家《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知》和《关于规范煤化工产业有序发展的通知》等文件的制约，在煤气化工艺的选择上，完全摒弃了动辄几十台间歇式固定床造气炉（UGI）的做法，一边倒的选择新型加压气化技术。但国内自上世纪七十年代引进先进煤气化技术至今，经过不断的引进、消化、创新和再引进过程，目前的中国是拥有新型加压气化技术最全的国家，已成为世界煤气化技术的示范应用基地，为煤气化技术发展和产业化做出了重大贡献，我国具有自主知识产权的大型煤气化装置还出口发达国家。由于现代煤化工属于资金密集型产业，气化炉又是投资比例最大的单元，怎样依

3、托自身的原料结构、运输、人员素质、水资源、资金、知识产权和环境容量等因素，准确选定适合自身的煤气化工艺就显得尤为重要。笔者根据经历的几个项目选型的经历，总结出来一些数据和建议，希望对大家选择煤气化工艺提供些许帮助。2煤气化技术概述中国是拥有煤气化炉最多的国家，但多数为常压固定床煤气发生炉（全国有约4500台），单炉发气量小，对环境污染较严重，且不能适应大型化的要求，因此这种气化技术已在2006年7月7日的《国家发展改革委关于加强煤化工项目建设管理促进产业健康发展的通知》（发改工业[2006]1350号）中明确要求禁止。取而代之的大型加压煤气化技术，中国

4、已实现工业运行的有10多种，引进国外技术的有6种。通常把气化炉分为三种类型：固定床、流化床和气流床。具体分类如下：固定床：UGI、富氧连续气化、Lurgi、BGL等流化床：恩德、KBR、灰融聚、温克勒气化炉、U-GAS、HRL等气流床：GE、OMB、GSP、Shell、HT-L、TPRI等当前被广泛接受的是气流床气化炉，下面着重介绍GE、OMB、GSP、SHELL、HT-L和TPRI等国内应用较广泛的几种气流床煤气化工艺。3常用煤气化技术简介3.1GE（Texaco）德士古水煤浆气化德士古气化法是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺，水煤浆通过喷嘴在

5、高速氧气流的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火衬里的高温辐衬作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成以一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气、熔渣和未反应的碳，一起同流向下离开反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截留在水中，落入渣罐，经排渣系统定时排放。煤气和饱和蒸气进入煤气冷却净化系统。3.2OMB（多喷嘴对置式水煤浆气化）OMB由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂和中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

6、里或水冷壁，以纯氧和水煤浆为原料，在加压非催化条件下进行部分氧化反应，生成一氧化碳和氢气为有效成分的粗煤气，作为甲醇和氨合成的合成气，或制氢（煤液化、燃料）的原料气、IGCC发电的燃料气。3.2.1工艺流程主要包括煤浆制备、输送单元，气化单元，煤气初步净化单元和含渣水处理单元。首先是煤、水和煤浆添加剂进入煤磨机磨制出60%～65%（wt%）的合格煤浆，通过煤浆泵加压后输送至气化单元。来自高压煤浆泵的水煤浆和来自空分的高压氧气，通过工艺喷嘴同轴射流进入气化炉，在气化炉内形成撞击反应区，进行部分氧化反应，生成的粗合成气、熔渣一起向下进入气化炉激冷室，大部分

7、熔渣在水浴中激冷固化，落入激冷室底部，通过静态破渣器后进入锁斗收集，定期排放，粗合成气在气化炉激冷室液位下鼓泡后出激冷室。煤气初步净化采用“分级”的概念，即先“粗分”再“精分”。出气化炉的合成气先经过混合器润湿除去夹带的固体颗粒，再经过旋风分离器除去合成气中夹带的大部分细灰，然后进入洗涤塔进一步洗涤，出洗涤塔的合成气送后工序(含尘量小于1mg/Nm3)。洗涤效果良好，克服带水、带灰现象。含渣水处理单元采用直接换热方式：来自气化和净化单元的含渣水首先进入蒸发热水塔蒸发室，蒸发室内含渣水大量汽化，溶解在水中的酸性气体解吸出来，蒸发室产生的蒸汽进入热水室，与

8、循环灰水直接接触，使灰水得到最大程度的升温，蒸发室底部含固量增浓的液相送入真空闪蒸器，经闪蒸后