CCG气流床粉煤加压气化技术
国内最全的煤气化技术简介
国内最全的煤气化技术简介（最新整理）本文收集、整理、并汇总了国内当前大多数煤气化工艺（包括水煤浆、干煤粉、碎煤等加压气化工艺；固定床、流化床、气流床气化工艺；激冷流程、废锅流程；水冷壁、耐火砖等冷壁炉和热壁炉型），可作为煤化工、煤气化专业技术人员参考资料，是目前网络上公开交流的较为全面的一篇资料。
1、“神宁炉”粉煤加压气化技术（宁夏神耀科技有限责任公司）以高旋流单喷嘴大通量粉煤加压气化炉为目标载体，以多煤种理化特性数据为基础，构建了气化炉流场、传热分析等模型；基于燃烧器强动量传导机制，揭示了顶置式旋流气化场湍流燃烧的动力学机理；揭示了氧气和煤粉的强化反应规律，独创了高效无相变水冷壁反应室与“沉降-破泡式”激冷室相耦合的气化炉。
“神宁炉”干粉煤气化技术能源转化效率高，有效气成分≥91%，碳转化率≥98.5%。
固体灰渣好处理，灰渣中不含苯、酚、焦油等大分子有机物废物。
气化系统吨煤污水排放量控制在0.4—0.5t，废水处理后可完全回用。
高效、中空、高能点火系统，实现高压、惰性环境下点火成功率98%以上。
采用组合式燃烧器通道结构，控制火焰形成，确保气化炉内壁挂渣均匀。
2、“科林炉”CCG粉煤加压气化技术（德国科林工业技术有限责任公司）技术特点：（1）煤种适应性广：适用于各种烟煤、无烟煤、褐煤及石油焦等，对强度、热稳定性、结渣性、粘结性等没有具体要求。
对高灰分、高灰熔点、高硫含量的“三高”煤等低品质的煤种拥有很好的工业化业绩。
（2）技术指标高：因燃烧器采用多烧嘴顶置下喷的配置方式，原料在气化炉内碰撞混合更加充分，气化炉炉膛及顶部挂渣均匀，可实现较高的气化温度（1400～1700℃），碳转化率高达到99%以上，合成气中不含重烃、焦油等物质，有效合成气成分90～93%，冷煤气效率80～83%。
（3）投资低：根据项目规模不同，可提供日投煤量750吨/天至3000吨/天的不同气化炉炉型设计，主要设备制造已完全实现国产化，整个装置的投资建设成本低，建设周期短。
CCG气化技术介绍及对传统造气工艺的改造方案
▪ 排渣顺畅，不易堵渣
▪ 气化室空间小,可实现大型化
▪ 固：渣灰比高，残碳低 ▪ 水：废水量少，0.4~0.5t/t煤
不含苯酚、焦油，易处理 ▪ 气：少量酸性气和微量工艺废气进入硫
回收装置火炬系统 ▪ 安全：长明灯
CHOREN Coal Gasification (CCG) Technologies
并试烧来自世界各地 投煤量720吨工业化示范 日投煤量1500吨级 乙二醇项目2台日投煤
的近百种煤
装置
气化装置签约 1200吨气化装置签约
康乃尔项目科林CCG气化 炉造完成出厂
1970 1979 1984 1990 2007 2013
2014 2015
ห้องสมุดไป่ตู้
前德国燃料研究所开始 干粉煤气流床气化技术
的研发工作
改造方案二
改造的基本原则是新建装置的接口压力、生产能力等要与原有装 置相配套，充分对接和利用原有装置。
• 新建气化和配套空分装置及CO预变换。 • 仅废除常压部分的造气、气柜、鼓风、半水煤气脱硫、电除尘、半水煤气压缩等
工段。
• 改造压缩、CO变换、变换气脱硫等工段 • 利用脱碳、精脱硫、精制、合成气压缩、氨合成、冷冻、氨库、氨回收等工段。
2014年，单炉最长的连续运行记录为129天，全年因气化原因
导致的合成氨系统停车一次，停车1天
2015年，单炉最长的连续运行记录为105天，全年因气化原因
导致的合成氨系统停车一次，停车2天
名称 气化装置设计负荷
气化装置最高运行负荷 比煤耗（入炉煤） 比氧耗 合成气压力 合成气温度
合成气有效气成分 合成气含尘量 冷煤气效率 灰渣比 碳转化率
气流床粉煤加压气化制备合成气新技术
气流床粉煤加压气化制备合成气新技术
气流床粉煤加压气化制备合成气新技术
随着我国工业化的进程，合成气在替代高污染的燃料及原料方面发挥
着重要作用。
考虑到粉煤的低值利用，研究了一种新的气流床粉煤加
压气化制备合成气技术。
实验结果表明，气流床加压气化制备合成气，粉煤的热值可以达到5.2MJ/kg，热效率可以达到83.2%，气化产率可
以达到78.2%，空气比率可以达到1.15。
综合考虑气化热效率、产气率、空气比率等指标，在此条件下，粉煤可以达到最佳的加压气化效果。
该技术克服了粉煤加压气化过程中的碱金属煤渣结垢、碱金属活性剂
流失等问题，通过改变活性剂的浓度，可以提高粉煤加压气化合成气
的产量及气化效率。
此外，该技术还能够有效抑制煤中硫、氮等有害
物质的排放，减少环境污染。
总之，气流床粉煤加压气化制备合成气技术在提高粉煤利用率，减少
有害物质排放方面具有重要意义，有助于综合利用粉煤资源，有助于
实现低碳、绿色发展。
科技成果——多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术
科技成果——多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术项目简介煤炭气化，即在一定温度、压力下利用气化剂与煤炭反应生成洁净合成气（CO、H2的混合物），是实现煤炭洁净利用的关键，可为煤基化学品（合成氨、甲醇、烯烃等）、整体煤气化联合循环发电（IGCC）、煤基多联产、直接还原炼铁等系统提供龙头技术，为现代能源化工、冶金等行业的技术改造和节能降耗提供技术支撑。
多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术是世界上最先进的气流床气化技术之一。
干煤粉经四个对置的喷嘴弥散后进入气化炉（可以是耐火砖为衬里，也可以以水冷壁做衬里）内，与氧气反应生成含CO、H2和CO2的合成气，从气化炉出来的粗合成气经新型洗涤冷却室、混合器、旋风分离器和水洗塔等设备的洗涤和冷却后进入后序工段；气体洗涤设备内的黑水则经高温热水塔进行热量回收和除渣后成为灰水再返回气体洗涤设备内，全气化系统实现零排放。
该技术煤种适应性广，如果采用水冷壁衬里，则可气化灰熔点超过1500℃的煤种，具有广阔的应用前景。
该技术工艺指标先进，以耐火砖衬里气化炉、北宿精煤进料为例，其合成气中（CO+H2）含量89%-92%，碳转化率>98%，与水煤浆进料相比，比氧耗降低16%-21%、比煤耗2%-4%。
该技术生产强度大，专利实施许可费低。
所属领域化工、能源项目成熟度正在产业化进程之中应用前景多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术，打破了国外技术在干煤粉气化领域的垄断地位，具有完全自主知识产权。
在2007年第4季度完成水冷壁中试，在“十一五”期间建成粉煤气化产业化装置。
知识产权及项目获奖情况与多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术相关的有二十余项发明专利和实用新型专利，拥有自主的知识产权。
项目曾得到国家“十五”科技攻关和“十一五”“863”课题、“973”计划的支持。
所获主要奖励有：2004年度煤炭工业十大科学技术成果，2002年中国电力科学技术奖二等奖。
合作方式主要以专利（实施）许可和技术转让的模式合作。
1.粉煤加压气化技术-德州市科技局
附件2军民科技融合项目（2014年度军用技术专民用推广目录）重点推荐项目1. 粉煤加压气化技术【技术领域】节能环保【技术开发单位】中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程股份有限公司【技术简介】该技术是拥有自主知识产权、实现所有设备国产化的先进煤气化技术，打破了国外在该技术领域的长期技术垄断。
技术以干煤粉为原料，以纯氧和蒸汽为气化剂，加压气化，水激冷粗洗涤合成气，核心技术包括干煤粉水冷壁气化加水激冷工艺技术，粉煤浓相加压输送技术，多路煤粉进料、多层冷却结构的单烧嘴顶烧组合燃烧器技术等。
【主要技术指标】碳转化率99%、气化燃烧温度1400 ～1800 摄氏度、气化压力4MPa、冷煤气效率80% ～83%、比氧耗330 ～360。
【技术特点】与当前市场上的其它技术相比，该技术具有工艺先进、投资少、原料煤适应性强、合成气中有效气（CO+H2）成分含量高、运行维护成本低、环境污染少等优点，符合我国清洁能源发展的需要。
【技术水平】经全国石化联合会组织专家鉴定，总体技术水平处于国际领先。
【适用范围】煤制合成氨、煤制甲醇以及煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇、煤制氢、IGCC 发电等多个领域。
【专利状态】申请专利120 项，其中发明专利62 项，实用新型专利58 项；申请国际专利27 项，已授权5 项。
【技术状态】已批量生产，处于市场化推广阶段。
【合作方式】（1）单项业务模式专利实施许可：按照用户工程项目建设目标要求，以普通实施许可方式许可用户使用航天煤气化装置内从磨煤干燥开始到合成气洗涤完成的一系列相关专利，专利费按照航天煤气化装置日产有效气量计价。
工程设计：为用户项目提供工程设计图纸和技术文件，包括工艺、管道、设备、土建、仪表、总图布置、公用工程等，用户根据提供的工程设计图纸和技术文件，自行组织或采取EPC 等方式进行工程项目的建设工作。
设备成套供应：为用户成套供应以气化炉、气化炉燃烧器为核心的专利专有设备。
气流床煤气化技术特点
气流床煤气化技术1、Texaco水煤浆加压气化技术Texaco气化工艺最早开发于20世纪40年代后期。
由美国德士古(Fexaco)石油公司开发，该技术现属美国GE公司所拥有，又称为GE气化技术，国外已于20世纪80年代成功用于商业运行，1983年美国EASTMAN生产甲醇、醋酸酐，1984年日本UBE生产氨；1984年、1996年美国在Coo l‐water和Tampa建成IGCC装置；我国鲁南化肥厂于1993年建成首套德士古气化装置用于生产氨。
兖矿鲁南化肥厂的德士古气化装置，是我国从国外引进的第一套德士古煤炭气化装置，采用水煤浆进料在加压下来生产合成氨的原料气体。
目前Texaco气化装置在第二代气流床技术中，建设装置最多、商业运行时间最长、用于化工生产技术成熟可靠。
德士古气化是第二代气流床水煤浆气化技术的代表，以水煤浆单烧嘴顶喷进料，耐火砖热壁炉，激冷流程为主。
(1)Texaco水煤浆气化工艺原理Texaco水煤浆气化属气流床气化工艺技术，即水煤浆与气化剂(纯氧)在气化炉内特殊喷嘴中混合，高速进入气化炉反应室，遇灼热的耐火砖瞬间燃烧，直接发生火焰反应。
微小的煤粒与气化剂在火焰中作并流流动，煤粒在火焰中来不及相互熔结而急剧发生部分氧化反应，反应在数秒内完成。
在上述反应时间内，放热反应和吸热反应几乎是同时进行的，因此产生的煤气在离开气化炉之前，碳几乎全部参与了反应。
在高温下所有干馏产物都迅速分解转变为均相水煤气的组分，因而生成的煤气中只含有极少量的CH4。
Texaco水煤浆气化炉所得煤气中含有CO、H2、CO2和H2O四种主要组分，它们存在平衡关系：CO+H2O⇋ CO2+H2。
在气化炉的高温条件下，上述反应很快达到平衡，因此气化炉出口的煤气组成相当于该温度下一氧化碳水蒸气转化反应的平衡组成。
(2)Texaco水煤浆气化主要设备①Texaco气化炉气化炉为一直立圆筒形钢制耐压容器，内壁衬以高质量的耐火材料，可以防止热渣和粗煤气的侵蚀。
气流床粉煤气化技术及其应用研究
气流床粉煤气化技术及其应用研究摘要：研究气流床工艺，对粉煤气化的工艺要点进行说明，介绍了煤粉干燥、原料输送、气化、洗涤与渣水处理工艺。
在研究中，重点明确气化工艺应用思路，通过优化水冷壁气化炉、应用一体化复合喷嘴、改造输送系统、落实节能理念，使得粉煤气化效率得以提升。
经过优化后装置性能更加稳定，且具有较高的耐腐蚀、耐高温能力，能够实现对劣质煤的清洁高效应用。
关键词：气流床；粉煤气化技术；应用现阶段，大规模、多系列气流床项目成为化工领域发展的主要方向，通过对气流床工艺技术的升级，能够满足最新发展要求，确保环保节能理念在化工生产行业中被贯彻落实。
以往单喷嘴、单一供料线路的气化工艺方案缺点明显，当系统装置出现问题后，容易出现长时间停车的问题，使得系统运行稳定性受到影响。
中安联合公司气化装置，采用SE东方炉煤气化工艺方案，通过做好装置升级，使得煤粉气化效率获得显著提升。
1气流床粉煤气化工艺说明中安联合气化装置采用SE东方炉粉煤气化工艺，具体包括磨煤及干燥、粉煤加压及输送、气化及洗涤、除渣、灰水处理及气化公用工程等单元，该装置的总体规模较大、气化系列多，因此，有关人员可在技术条件允许范围内，对气化装置进行优化。
对气化工艺进行优化配置主要遵循以下思路：一是根据功能区进行布置，坚持各区域装置功能集中原则，为管理提供便利；二是采取流程式布置方案，需要相关人员根据工艺流程与物料要求，对粉煤气化装置进行布局，以降低物料反复运输成本，使得系统中各装置的能耗得以降低[1]。
在气流床工艺优化中，中安联合气化装置重点关注制磨煤及干燥、除渣、灰水处理等工艺，通过设置5台磨煤机，对粉煤进行集中供应，同时对渣水处理单元进行优化，整合公用溢流槽设备，使得系统装置占地面积减少，降低成本支出。
该装置中的粉煤制备单元技术较为成熟，核心设备为磨煤机，原料为甲烷烃尾气，干燥处理工艺则选用热风炉高温惰性气体，通过对以上设备与工艺手段的应用，可促使煤粉的外水含量低于2%，粒度则小于200μm。
煤气化技术巡展之：CCG?科林干粉气流床煤气化技术
煤气化技术巡展之：CCG®科林干粉气流床煤气化技术科林未来能源技术(北京)有限公司韩国灿副总经理在2018中国国际煤化工发展论坛上介绍CCG科林干煤气化技术发展历程实验室研究1970年，科林前身-德意志燃料研究所DeutschesBrennstoff Institut (DBI)开始研究干粉煤气化技术。
中试装置1979年，建成3MW中试装置，试烧世界多地约100个煤样，形成数据库资源和丰富的配煤理论。
工业化示范装置1984 年，在弗莱贝格黑水泵气化厂Schwarze Pumpe 建成200MW(日投煤量750吨)工业化示范装置，供应东德工业重镇---德累斯顿的化工园区，以及东德3/4城市燃气。
1990 年，DBI研发部部长 Wolf 博士带领研究所和黑水泵厂技术骨干创立科林公司，股东包括戴姆勒-奔驰公司、荷兰皇家壳牌公司、大众汽车公司，总投资1亿欧元。
1997 年，在黑水泵气化厂工业化装置基础上完成工艺技术优化，形成科林CCG粉煤气化技术。
2012 年，得到国家发改委和北京市商委的批复，中方资本100%控股德国科林公司，拥有全部的数据库、商标和知识产权。
在保留原有技术团队基础上，吸引专家团队加入。
2013年，在中国成立运营公司---科林未来能源技术（北京）有限公司，总部设在北京，技术及研发中心位于德国萨克森州德累斯顿市，致力于煤炭的清洁高效利用。
技术特点1、全球唯一独特的3+1顶置下喷布置水冷壁结构气化技术。
点火烧嘴和煤粉烧嘴结构简单；维修更换容易；单支或两支煤粉烧嘴失效后气化炉仍可继续运行；带压投料，投料快捷简单；煤线在线校正，简洁快速；正常运行后，点火烧嘴作为长明灯一直运行；跳车后，确保不泄压，并根据需要，快速投料。
4小时内实现冷态开车，半小时内实现热态开车；多烧嘴气化炉火焰燃烧区域更宽；从而确保高转化率和高成渣性（渣/灰比>7:3)。
2、气化指标优异操作参数：1200-1700℃，25-40 bar；效率参数：有效气CO+H2 >92%，碳转换率C%: >99%；冷煤气效率: ~83%；消耗参数：煤耗(kg/kNm3(CO+H2))<550；氧耗(Km3/kNm3(CO+H2)) <300。
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CHOREN Coal Gasifier
CCG气流床粉煤加压气化技术
CCG煤气化技术开发历程
科林粉煤加压气化炉简称为CCG（Choren Coal Gasifier）,该技术起源于前东德黑水泵工业联合体（Gaskombinat Schwarze Pumpe,简称GSP）下属的燃料研究所，于上世纪70年代石油危机时期开始开发，目的是利用德国当地褐煤提供城市燃气。
1979年在弗莱贝格市建立了一套3MW中试装置，完成了一系列的基础研究和工艺验证工作。
试验煤种来至于德国、中国、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、澳大利亚、捷克等国家，获得了大量煤种试验数据。
1984年在黑水泵市（SCHWARZ PUMPE）建立了一套130MW（日投干褐煤量为720吨）的干煤粉水冷壁气化炉工业化装置，气化当地褐煤用作城市燃气，有运行8年的工业化生产经验。
之后改用工业废液废油为原料，继续运行。
1990年燃料研究所和黑水泵气化厂的技术骨干发起成立了科林的前身公司UET，继续致力于煤气化技术的研发，经过不断的技术优化及实践，推出了先进的粉煤加压气化技术-CCG。
煤气化工艺描述
（1）工艺描述
CCG气化工艺过程主要是由进料、气化与激冷系统组成。
原料煤被碾磨为100%<200u.90%<65 u的粒度后，经过干燥，通过浓相气流输入系统送至烧嘴，在反应室内与氧气（年老煤种还需添加少量水蒸气）在高温高压的条件下反应，产生以一氧化碳和氢气为主的合成气。
根据煤中灰组分和灰熔融特性，气化温度控制在1400℃—1700℃之间（高于灰熔点200度左右）。
反应温度可通过氧气流量进行调节（控制炉内化学反应剧烈程度）。
反应室内壁为水冷壁，由于形成了固态渣保护层，因此反应所产生的液态灰渣不会直接接触水冷壁，避免了水冷壁高温损坏的风险。
生成的合成气及液态灰渣离开燃烧室向下流动，在激冷室中直接被水冷却，液态灰渣被水浴固化成颗粒状，冷却后的灰渣经过锁斗排出系统，从渣池中分离并通过捞渣机运出。
合成气被蒸汽饱和，以大约210℃温度离开气化炉。
气化炉外壳由水夹套保护，表面温度小于100℃。
原料气化及气体平衡所需热量由碳氧反应生成CO2和CO释放能热量提供。
气化温度主要由煤的灰熔点确定，气化压力主要取决于产品煤气后序工艺，通常为4.0MPa。
（2）气化技术参数
气化炉操作参数：
﹒操作温度1400—1700℃（高于灰熔点200度左右）
﹒操作压力40bar
效率参数：
﹒粗合成气（CO+H2）有效成分高达93%
﹒碳转化率达99%以上
﹒冷煤气效率达80-83%
煤种参数：
﹒可气化煤粉灰分可高达35%
﹒无助溶剂添加情况下，灰熔点最高为1,500℃（2550℉），再高可添加助溶剂。
设备参数：
﹒烧嘴头部寿命为4年以上（每半年预防性检修一次）
﹒水冷壁寿命达25年以上（每半年预防性检修一次），无需更换耐火材料。
国内运行装置
贵州省贵阳市开阳化工有限公司科林炉考察情况：
开阳公司是由山东兖矿集团在贵州省贵阳市与贵州开磷集团合作建设一套年产50万吨合成氨的企业，产品供开磷集团生产二胺、磷肥等化工产品。
该公司已筹建六年了，目前正在进行厂内设备安装，预计年底进入试车工作。
1.主要流程配套情况
锅炉：三台流化床锅炉9.8MPa，130吨
空分：60000Nm3法液空
气化：两台科林粉煤气化炉
净化：大连理工技术低温甲醇洗，压缩机选用GE
合成氨：卡萨利技术
2.气化岛流程配置情况
煤破碎、干燥系统采用宝钢公司现有流程技术。
气化炉上部由科林公司干粉煤气化技术。
气化炉激冷室，采用德士古激冷流程。
黑水处理，采用鲁南德士古技术。
3.科林粉煤气化的一些中试数据
煤质分析（wt%，空干基）采用贵阳本地煤炭资源
水分： 2.2%
灰分： 26.6%
挥发分： 6.42%
固定碳： 64.71%
元素分析（wt%，空干基）
C: 63.69%
H: 2.52%
N: 0.9%
S: 3.14%
O: 0.88%
Cl: 0.012%
热值：（LHV）:25.194KJ／Kg
FT: 1420℃
气化炉相关参数
满负荷投煤量：1500吨／天
有效气流量：95100Nm3／h(CO+H2)
固态渣残量： 2%左右
粗煤气中含尘量：<10mg／m3
4.引进设计改造情况
主要是对激冷室进行了改造。
科林公司设计为喷淋式激冷室，开阳公司、兖矿集团、天津辰创公司在经过多方研究、考虑对粗煤气的洗涤及降温以及含尘量的多方因素对激
冷室进行改造。
选用德士古激冷流程进行嫁接改造，同时对内三层鼓泡板进行一些技术调查，形成一种独特的鼓泡复合床，效果待生产运行后才能考核。