水煤浆加压气化工艺评价

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水煤浆气化工艺几个技术短板问题的探讨

水煤浆气化工艺几个技术短板问题的探讨

水煤浆气化工艺几个技术短板问题的探讨摘要:在近年的煤炭能源发展过程中其技术趋于加压化煤气化方向发展。

水煤浆气化技术具备工艺简单、对环境无污染、适应多类煤种、生产率高、气化压力高、高质量合成质量好优势。

对水煤浆气化技术的应用和优势进行了分析研究,阐明了我国大力发展水煤浆气化技术的必要性。

关键词:水煤浆气化;短板问题;分析研究1、简述水煤浆加压气化技术的工艺优势加压水煤浆气化工艺具有煤质要求低、原煤种类多等优势,容易获取水煤浆工艺化工生产的原料,更好地实现水煤浆的气化,满足煤炭化工的生产需要。

水煤浆气化工艺设备为氨合成和甲醇合成提供了技术条件,并且可以确保设备持续平稳的运行。

可以通过废热锅炉及激冷实现系统的热能利用,实现转换热能,需要配置额外的设备。

加压水煤浆气化工艺是一种环保技术措施,可减少有害尾气排放,避免对环境造成废气污染。

明显缺点是实现气化率必须使用低灰煤,否则必须添加助熔剂。

另外,还存在较低碳转化率,较低有效组分,对有效气体的消耗量较大。

气化炉使用的耐火砖寿命周期短,工艺喷嘴必须及时修理或更替的不足,严重影响水煤浆气化技术工艺措施的实施。

在实施加压水煤浆气化技术时,气化炉使用的耐火砖优先选择适宜的耐火材料,确保化炉使用周期的延长,水煤浆的原料优先考虑低灰煤,以保证气化炉的稳定运行,确保实现预期气化效率。

2、简述加压水煤浆气化工艺优化技术的措施基于提升加压水煤浆技术气化工艺的气化效率,对影响气化过程中工作效率的因素的分析很有必要。

通过相应的技术方案,加强管控加压气化工艺流程,实现低耗损,高产率的目标。

2.1优化原煤质量煤的压力处理要求优质原煤,并必须使用高效环保的煤处理技术方案,促进原煤适应性的提高。

衡量气化效果的技术之一是灰分含量,含量越低,获得的气化效率越高。

只有当灰的粘度达到设计标准,且内水含量较低时,才能生产出合格的水煤浆,确保后期生产工艺原料的高效性。

压力气化技术要求较高的碳转化率,才能保证形成水煤气的性能稳定,以满足化工企业的生产需要,从而提高生产有效气体的效率,降低耗氧量和耗煤量。

研究水煤浆加压气化工艺技术优化路径

研究水煤浆加压气化工艺技术优化路径

水煤浆加压气化工艺具有很多优点,但是影响水煤浆气化工艺的因素也有很多。

因此,我们在进行水煤浆气化生产时需要不断的对其工业技术进行优化,使得产出的有机气体和可用化工原料不断增多。

水煤浆气化反应的主要场所是在气化炉内,因此我们需要对气化炉的使用状态进行优化,提升反应效率。

一、水煤浆加压气化工艺的优劣势水煤浆加压气化工艺对原煤的质量没有太多的要求,水煤浆气化工艺对原煤的有较强的适应性,能够进行水煤浆气化的原煤品种较多,这对于化工生产来说在寻找水煤浆气化原煤方面有很大的优势,可以很大程度上满足化工生产所需。

水煤浆气化的产物多以合成氨和甲醇气体为主,技术工艺较为成熟能够持续稳定的进行反应。

而水煤浆气化工艺的热能利用,可以通过与蒸汽锅炉相连接进行热能置换。

水煤浆气化工艺所产生的尾气排放量较低,给环境造成的污染较小,属于清洁型加工技术。

水煤浆加压气化技术工艺的劣势主要体现在气化所用的燃煤最好是可燃的低灰煤,否则在气化过程中气化炉中添加助燃剂。

另外一个问题就是原煤中碳的转化率比较低,所产生的有效气体损耗量较大。

水煤浆加压气化炉由于产时间在高温环境下工作,其使用寿命短。

二、影响水煤浆加压气化工艺的因素水煤浆加压气化工艺从本质上看是一个燃烧放热的过程,在这个环节中水煤浆的制备是基础环节,所制备的水煤浆质量好坏直接会影响到气化效率。

如果制备的水煤浆浓度达不到气化要求,则会增加氧气的用量;如果水煤浆制备的浓度较高,将会导致无法充分雾化,碳的转化率较低。

水煤浆颗粒度达不到标准会加速气化炉的损耗,使得气化炉使用寿命大大降低。

影响水煤浆制备质量的因素也很多,原煤的特性,其中原煤中可溶解成分及其颗粒直径大小对水煤浆的浓度有着很大的影响。

在制备水煤浆时一般要求含水量和含灰量较低,原则上讲品质好的原煤才会制备出高质量的水煤浆。

但是,对于品质不好的原煤,在制备水煤浆时向其中添加适当的添加剂,也会在一定程度上提升水煤浆的制备质量。

这要根据原煤的特性,来确定添加不同的添加剂,从而保证水煤浆的浓度更加符合气化反应要求。

几种常用煤气化技术的优缺点

几种常用煤气化技术的优缺点

几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛,种类很多,目前在国内应用的主要有:传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等,下别分别加以介绍。

一 Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后,发展迅速,目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行,在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。

Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序:将煤、石灰石(助熔剂)、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中,与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆;煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉,在1300~1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔,冷却除尘后进入CO变换工序,一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水,经泵进入气化炉,另一部分灰水作废水处理。

其优点如下:(1)适用于加压下(中、高压)气化,成功的工业化气化压力一般在4.0MPa 和6.5Mpa。

在较高气化压力下,可以降低合成气压缩能耗。

(2)气化炉进料稳定,由于气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送,所以煤浆的流量和压力容易得到保证。

便于气化炉的负荷调节,使装置具有较大的操作弹性。

(3)工艺技术成熟可靠,设备国产化率高。

同等生产规模,装置投资少。

该技术的缺点是:(1)由于气化炉采用的是热壁,为延长耐火衬里的使用寿命,煤的灰熔点尽可能的低,通常要求不大于1300℃。

对于灰熔点较高的煤,为了降低煤的灰熔点,必须添加一定量的助熔剂,这样就降低了煤浆的有效浓度,增加了煤耗和氧耗,降低了生产的经济效益。

而且,煤种的选择面也受到了限制,不能实现原料采购本地化。

(2)烧嘴的使用寿命短,停车更换烧嘴频繁(一般45~60天更换一次),为稳定后工序生产必须设置备用炉。

无形中就增加了建设投资。

水煤浆气化工艺影响制浆因素的分析

水煤浆气化工艺影响制浆因素的分析

水煤浆气化工艺影响制浆因素的分析【摘要】文章介绍了水煤浆气化工艺的工艺技术现状;制备高浓度水煤浆影响因素等。

【关键词】水煤浆气化工艺;因素;分析煤炭是我国的基础能源和重要原料,在国民经济和社会发展中具有重要的战略地位。

煤气化技术是煤炭清洁转化的核心技术之一,是发展煤基化学品、煤基液体燃料、IGCC发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础。

在众多煤气化技术中,水煤浆加压气化技术作为一种先进的新型气化技术,因煤种适应范围较广、气化温度高、压力高、易于大型化,成为煤气化技术发展的主流方向在我国得到了较快的发展,自20世纪80年代至今,我国相继建设了数十套水煤浆加压气化装置,其合成气用于生产合成氨、甲醇、丁醇、二甲醚、烯烃等化工产品。

1.国内气化水煤浆制备工艺技术现状在水煤浆气化行业中,工程技术人员和用户非常重视气化工艺和合成工艺等技术,往往忽视了水煤浆气化的基础环节—水煤浆制备。

因此,气化水煤浆的质量(浓度、粒度和稳定性等)相对较差,给后续生产环节带来了诸多问题,如气化效率低、能耗(煤耗、氧耗)偏高、生产成本增加等。

目前,气化水煤浆质量及其影响具体如下:(1)水煤浆的浓度偏低(60%左右),致使单位合成气所需氧耗偏高。

(2)水煤浆的粒度偏粗,雾化性能较差,气化后灰中含炭量较高,致使单位合成气所需煤耗偏高。

(3)水煤浆粒度分布不合理,浆体的流动性较差,致使煤浆管道、泵、阀门等磨损严重。

(4)水煤浆的稳定性较差,储存期相对较短.仅为24h,给生产管理带来一定难度。

2.制备高浓度水煤浆影响因素2.1煤质特性煤质特性是影响水煤浆制备的首要因素。

一般来说,煤种制浆浓度随其内在水分含量的增大而降低,较低的内水含量有利于制备较高浓度的煤浆。

变质程度浅的煤种,其内水含量较高、含氧官能团多,制浆浓度较低;变质程度深的煤种,其内水含量较低、含氧官能团少,制浆浓度较高。

煤的内在水分含量可反映煤的内孔表面和亲水性能,其量较低时说明该煤的比表面积小或吸附水的能力差_2J。

德士古水煤浆气化的运行及改造

德士古水煤浆气化的运行及改造

德士古水煤浆气化的运行及改造摘要:德士古水煤浆气化是一种先进的化学工艺,可以将水煤浆转化为合成气,从而生产出各种化学品和燃料。

然而,在其运行过程中存在一些问题,如低效率、高能耗、安全隐患等,需要进行改造和优化。

通过本文的介绍,读者可以更好地了解德士古水煤浆气化技术的特点和存在的问题,为其改造和优化提供参考。

关键词:德士古水煤浆;气化;运行引言水煤浆气化技术是一种将煤制成水煤浆并进行气化的技术,其具有高效、环保、经济等优点。

德士古水煤浆气化厂是中国首个采用水煤浆气化技术的大型煤化工企业,其运行和改造对于推动我国煤化工产业的发展具有重要意义。

本文旨在介绍德士古水煤浆气化厂的运行及改造情况,并分析其对我国煤化工产业的影响和启示。

1德士古水煤浆加压气化技术的优点德士古水煤浆加压气化技术是一种先进的化学工艺,具有以下优点:1)适用性广:德士古水煤浆加压气化技术适用于各种类型的水煤浆,包括高灰分、高硫分和低质量的水煤浆。

2)生产效率高:德士古水煤浆加压气化技术能够在较短的时间内将水煤浆转化为合成气,从而提高生产效率。

3)燃料利用率高:德士古水煤浆加压气化技术可以将废气和尾气再利用,从而提高燃料利用率和能源效率。

4)粉尘排放少:德士古水煤浆加压气化技术采用密闭式运行方式,可以避免粉尘的大量排放,减少对环境的污染。

5)燃气质量高:德士古水煤浆加压气化技术生产的合成气质量高,可以满足不同领域的需求,包括工业、交通和民用等方面。

6)投资成本低:德士古水煤浆加压气化技术的设备投资成本相对较低,可以降低生产成本和运营成本,提高经济效益。

7)可持续发展性强:德士古水煤浆加压气化技术可以利用废弃物和生物质等资源进行生产,具有可持续发展的潜力。

2我国水煤浆气化技术发展现状氢燃料气化技术起源于20世纪70年代,水燃料作为液体燃料具有燃烧稳定、污染少等特点,可作为燃料或合成气原料广泛应用于工业生产。

煤粉是由煤、水和其他化学品以固定的比例形成的混合物,因为它有水的成分,所以煤是粉化的,所以它也是生产生活的流动燃料液体,因为它是一种液体,所以它可以被气溶胶,在它的气溶胶状态下,它的燃烧效率高,可以完全转化为二氧化碳。

水煤浆加压气化炉原料煤掺配试用总结

水煤浆加压气化炉原料煤掺配试用总结

水煤浆加压气化炉原料煤掺配试用总结水煤浆加压气化炉原料煤掺配试用总结一、引言水煤浆加压气化技术是一种能够高效利用煤炭资源的先进技术。

该炉以原煤为主要原料,通过破碎、干燥、煤浆制备等工艺将煤转化成水煤浆,再加压进入气化炉进行气化反应,最终获得合成气。

水煤浆加压气化炉原料煤的掺配试用是确保燃料供应和提高气化效率的重要环节。

二、试用目的和方法本次试用的目的是对不同种类、不同配比的原料煤进行掺配试验,探索出最佳的煤种组合,以提高水煤浆加压气化炉的气化效率和燃料供应稳定性。

试验步骤如下:1. 选取不同种类的煤样进行化验,获取其含量、灰分、挥发分和固定碳等指标。

2. 根据化验结果,确定各种原料煤的适宜配比范围。

3. 将各种原料煤按照设定的配比比例进行混合。

4. 将混合后的原料煤制备成水煤浆,并进行必要的干燥处理。

5. 将干燥后的水煤浆供给水煤浆加压气化炉进行试用。

6. 对试验数据进行统计和分析,并最终确定最佳的原料煤掺配比例。

三、试验结果及分析在试用的过程中,我们选取了5种不同种类的煤样,分别是烟煤、烟煤混合煤、无烟煤、褐煤和选择性煤炭。

通过对这些煤的化验结果分析发现,适宜的配比范围为:烟煤35%-50%、烟煤混合煤20%-40%、无烟煤10%-20%、褐煤5%-15%、选择性煤炭5%-10%。

根据配比范围,我们进行了不同配比比例的煤样混合,并制备成水煤浆。

通过试验数据统计和分析,我们发现,烟煤在适当的掺配下,能够提高气化效率,但高比例的掺配会导致水煤浆粘稠度增加,降低供给的稳定性。

因此,最佳的煤种组合为:烟煤40%、烟煤混合煤30%、无烟煤15%、褐煤10%、选择性煤炭5%。

四、结论与建议本次试用结果表明,水煤浆加压气化炉的原料煤掺配对气化效率和燃料供给稳定性有重要影响。

通过对不同种类原料煤的掺配试验,确定了最佳的煤种组合为:烟煤40%、烟煤混合煤30%、无烟煤15%、褐煤10%、选择性煤炭5%。

在气化炉运行过程中,应严格按照最佳的原料煤掺配比例进行投入,以提高气化效率并确保燃料供给的稳定性。

13种煤气化工艺的优缺点及比较解析

13种煤气化工艺的优缺点及比较解析

13种煤气化工艺的优缺点及比较有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目,这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。

现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤气化技术作评述,供大家参考。

1、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。

从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。

2、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂,原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。

3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气,不推荐用以生产合成气。

4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术,2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行,实现了工业化,其特点是煤种适应性宽,可以用6-8mm以下的碎煤,属流化床气化炉,床层温度达1100℃左右,中心局部高温区达到1200-1300℃,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。

床层温度比恩德气化炉高100-200℃,所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤,以及石油焦,投资比较少,生产成本低。

缺点是气化压力为常压,单炉气化能力较低,产品中CH4含量较高(1%-2%),环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。

此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。

5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%,灰熔点高(ST大于1250℃)、低温化学活性好的煤。

对水煤浆加压气化工艺技术的评述

对水煤浆加压气化工艺技术的评述

对水煤浆加压气化工艺技术的评述章荣林(中国天辰化学工程公司,天津 300400) 2006-11-171 水煤浆加压气化工艺技术的现状水煤浆加压气化是美国德士古公司开发并应用于工业化生产的。

国外已建成投产的装置有6套,15台气化炉。

国内已建成投产的装置有7套,21台气化炉;正在建设、设计的装置还有4套,13台气化炉。

这些已建成投产的装置最终产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、一氧化碳、燃料气、联合循环发电,各装置自建成投产后,一直连续稳定、长周期运行。

该工艺技术的专利许可证费已有大幅度降低,装备国产化率已达90%以上,由于国产化率高,装置投资相应降低。

一套投煤量500 t/d,气化压力为4.0MPa的气化炉系统投资约7000万元。

一套投煤量1000t/d,气化压力为4.0MPa的气化炉系统投资约11000万元。

一套投煤量750t/d,气化压力为6.5MPa的气化炉系统投资约9000万元。

近年来国内有关大专院校和科研单位还开发了具有自主知识产权的水煤浆气化工艺技术。

华东理工大学开发的多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术,西北化工研究院开发的多元料浆加压气化技术,都各有其特点。

2 特点及优点(1)水煤浆气化对煤质的适应性较广。

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。

气化温度一般比在还原性气氛下的灰熔点T4高50~100℃,由于耐火砖衬里承受高温抗渣的限制,一般要求煤的灰熔点在还原性气氛下T4<1300℃。

气化温度下的煤灰粘度要求在25~40Pa.s之间,且变化平稳。

对较高灰熔点的煤,也可以采用高灰熔点煤与低灰熔点煤混配煤或加石灰石作助熔剂以降低灰熔点的办法来解决。

原料煤中含氯、氟等卤素低一些比较好,否则在气化及后续系统的设备、管道选材上需要特别注意。

原料煤的成浆性必须作实验室试验,成浆性好的煤,其煤浆流动性能好,气化用的氧气消耗少。

要求制成水煤浆的煤浆浓度在60%以上。

影响制成高浓度水煤浆的一个重要因素是原料煤的内在水分,要求内在水分低于10%,否则制不成高浓度的水煤浆。

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水煤浆加压气化工艺评价范立明1,2,郭金鹏1(1.渭河煤化工集团公司,陕西渭南 714000;2.西安交通大学,陕西西安 710049) 2004-07-16近年来,围绕大型合成氨装置原料由油或气改煤,以及新上煤化工装置选用何种煤气化工艺,在煤化工界引起了广泛的关注和讨论,其讨论的焦点主要集中在气流床气化工艺,即干法进料的Shell气化工艺及湿法进料的Texaco水煤浆气化工艺上。

渭河煤化工集团作为我国第一套采用6.5MPa水煤浆加压气化技术的大型化肥装置,1996年投产后,经过多年的消化吸收与技术改造,才掌握了这套技术,因而对水煤浆加压气化了解较深。

我们也曾有幸参加过有关煤气化工艺的技术讨论会,感到大家需要对可选用的煤气化工艺有一个客观的评价和认识,因此本文谨对我们所采用的水煤浆气化工艺进行总结,希望能对煤化工企业有所启迪。

1 渭化的经历和总体评论通过实践,我们深深体会到德士古技术是一个比较好的洁净煤生产技术。

水煤浆的制备、输送、计量及控制简单、安全、可靠;设备国产化率高,易于实现大型化,投资相对低一些。

但掌握起来难度比较大。

因为无论是专利商还是承包商都缺乏足够的工程经验与生产运行经验,设计中难免存在一些问题和不足。

因而需要通过生产实践才能真正掌握这门技术。

投产之初,我们就遇到了气化系统工艺气带灰、带水问题,生产稳定不下来,无论是专利商还是承包商都拿不出有效的解决办法。

面对困境,渭化的技术人员反复研究,先后共提出了14条改造措施,对系统进行了多次“手术”。

中间几经反复曲折,带灰带水的难题终于得到了解决。

灰水系统与除渣系统设计缺陷比较多,系统堵塞与设备磨损非常严重,其中激冷水泵与锁斗循环泵两台泵的磨损及碳洗塔出口管线堵塞问题尤为突出。

主要进口设备之一——高压灰水泵每台价值400多万元,可就是开不稳,运行不了几天就得停车维修。

在生产实践中,我们对灰水系统和除渣系统进行了多项改造,其间我们还用每台80多万元的国产泵取代了进口的高压灰水泵。

经过改造,灰水系统和除渣系统终于稳定下来。

投产初期,由于气化炉拱顶经常超温和炉膛耐火砖磨损严重,设计寿命为8000h的进口炉砖,仅使用3000h就报废。

对此,我们反复研究,对炉砖结构及筑炉方案提出了多项改进意见,并采用廉价的国产炉砖取代了昂贵的进口炉砖。

经反复摸索改进,我们创出了一套独有的筑炉技术,从而使炉砖使用寿命从原设计的8000h延长至16000~20000h。

随着气化炉压力等级的提高,变换催化剂出现了砷中毒问题,使用寿命大大缩短。

对此,我们与西北化工研究院的科技人员共同攻关,完成了“煤制合成气脱砷技术及净化剂的研究开发”,解决了砷中毒问题,且该项目获得陕西省石化科技进步一等奖。

问题一个又一个解决了,可是气化装置还是稳定不下来,平均运行不到10天就得停车一次。

于是我们开始对专利商的原始设计提出质疑,并对国内外采用德士古技术生产厂家实际使用的煤种进行广泛调查,最终作出了改换煤种的决策,并两次提出和修改改换煤种的主要技术指标。

对此,我们对工厂周边5 个省区20 多个矿点进行深入调查和比较选择,最后下决心改换原料煤种,生产也由此稳定下来,从而从技术和工程实际上证明水煤浆加压气化原料用煤的选择性。

2 对水煤浆加压气化工艺的评价总的来说以煤为原料,需要采用高效的洁净煤技术,这是毫无疑问的。

而目前争论最为激烈的是德士古水煤浆气化与壳牌粉煤气化技术。

此两者孰优孰劣、孰长孰短?产品制造成本低,特别是直接材料费用低是它们共同的优势,而建设投资大则是它们共同的缺憾。

至于它们之间的具体比较,由于缺少对Shell干煤粉气化的技术认识及生产实践,在此只能对Texacao水煤浆加压气化谈一些粗浅看法,仅供参考。

2.1 原料的适应性水煤浆加压气化工艺对煤种的要求并不象专利商所说的那样广,专利商过多地从煤的成浆性能考虑煤的适应性,而从装置的运行性能考虑,实际上水煤浆加压气化工艺对煤种的要求还是比较严格的,国内几个厂家的运行实践证明:灰分含量越低越好;灰熔点要求低于1300℃;操作温度下的灰粘度要求在25~40Pa·s之间且变化平稳;内水含量低有利于制出高浓度的水煤浆。

2.2 一些主要的技术指标(1)碳转化率根据渭化的经验,可达98%,实际运行一般为96%。

(2)冷煤气效率水煤浆加压气化可达73%。

(3)有效气成分水煤浆加压气化81.4%,根据煤种及工况的不同有所变化,渭化采用华亭煤有效气成分在79%左右。

(4)氧耗水煤浆气化吨氨耗氧为870m3。

根据煤种及操作工况有所不同,渭化使用华亭煤有效气(CO+H2)比氧耗400m3/km3。

(5)煤耗水煤浆气化的有效气(CO+H2)比煤耗可达600kg/km3,渭化使用华亭煤有效气(CO+H2)比煤耗在615kg/km3左右。

3 水煤浆气化工艺运行性能(1)水煤浆制备工艺简单,易于掌握,棒磨机或球磨机的运行稳定可靠,煤浆的储、运方便,但为保证其流动性和防止沉淀,需加入化学添加剂;为降低灰熔点改善灰渣的流动性能,要加入助熔剂,这些都增加了合成气的生产成本。

(2)水煤浆的泵送及加压简易,功率消耗较低,单台高压煤浆泵就可保证气化炉的正常运行,但目前高压煤浆泵仍需进口。

(3)气化炉的开车投料、正常运行完全实现程控和自动化。

气化炉从常温到投料温度正常需要升温20h,更换烧嘴仅需45min即可完成。

但受烧嘴材质、使用环境、介质性质的限制,烧嘴运行寿命有限,一般40天左右就需停炉更换烧嘴,进行必要的监测和维修,烧嘴使用半年头部就报废,需更换,增加了维修和运行费用。

(4)气化炉的运行控制易于掌握,升降负荷简单易行,且加压操作单炉能力大大提高;但受烧嘴寿命影响,运行周期较短,倒炉频繁,因而从稳定运行考虑,必须设备用气化炉,并使其处于热备或冷备状态,这样不但增加了设备的原始投资,也使运行费用提高。

目前气化炉年平均台次运行时间在20~25d之间。

(5)气化炉设计采用耐火砖结构,其使用寿命有限,按目前最好的运行水平,平均可达15000h,虽然耐火砖可以国产化,但此不菲的费用仍使得整个气化装置维修及运行费用居高不下。

(6)水煤浆加压气化工艺配备有庞大的灰水处理和灰水循环系统,可有效提高水的利用率,减少废水排放。

但灰水中的颗粒含量和总硬较高,管道的磨损及结垢在所难免。

灰水处理中存在絮凝沉淀和分散阻垢的矛盾,絮凝剂和分散剂的使用也增加了运行费用。

管道磨损和结垢带来的检修不仅使长周期运行受损,还使维修费用增加。

因而有必要配备冗余的灰水处理设备,这样也会使投资费用增加。

(7)水煤浆加压气化炉渣分粗渣和细灰,粗渣目前只能干沟堆放,尚无大的应用场合。

细灰含炭量较高,可作为制砖填料回收使用。

粗渣的处理要配备专用车辆,寻找合适的干沟作堆场。

4 水煤浆加压气化技术在国内的优势(1)水煤浆加压气化业绩比较多,国内先后投产的四家工厂均积累了丰富的操作经验。

不同压力等级、不同生产规模、不同原料组成的气化炉在国内均有成熟的使用经验。

(2)国内众多的大专院校、科研院所对水煤浆加压气化进行了多年的开发与研究,形成了煤浆添加剂、磨机基配、煤种选择与评价、新型喷嘴开发、耐火材料研制、灰水分散阻垢与絮凝、高水气比耐硫变换等一系列成熟技术,可为用户提供全方位的技术支撑。

(3)水煤浆加压气化技术生产的合成气CO含量适中,不需要庞大的变换系统,耐硫变换的使用使能量的利用更为合理,虽气化炉的热效率较干煤粉气化稍低,总能耗与干煤粉气化相比相差无几。

(4)水煤浆加压气化压力可达8.5MPa。

单炉气化能力可达每天2000t煤,其投资比干煤粉气化过程工艺要低。

(5)随着国产化程度的提高,水煤浆加压气化装置的设备投资大幅度降低,6.5MPa气化压力,日气化750t煤的成套水煤浆气化装置总投资可控制在7500~8000万人民币。

(6)水煤浆气化工艺专利技术费用也有所降低,有效降低了该技术的软件投资。

由于有国内自有技术和生产经验、以及国内工程公司设计经历的支持,也不需要专用工艺包和原料煤的试烧,使得其初期费用大幅降低。

我们认为采用高效、先进的气化工艺是煤化工生产实现洁净生产和可持续发展的必由之路,但选择何种工艺路线则应从资源条件(即煤质)、人力储备、投资规模、技术支撑等方面综合分析。

从技术层面讲,只有较好,没有最好。

而且任何技术都需要在使用中认识、掌握、完善和发展。

水煤浆加压气化技术的应用说明了这一点,其他的气化技术也决不会例外。

水煤浆加压气化技术的国产化与问题探讨周夏,黄敏,丁汉虎 (华鲁恒升化工股份有限公司,山东德州 253024) 2007-03-08自20世纪70年代以来,我国从国外引进了30多套大型氮肥生产装置,但缺少自主知识产权。

2002年9月12日,我国第1套国产化水煤浆加压气化装置技术改造项目在山东华鲁恒升化工股份有限公司开工奠基,并于2004年12月28日正式建成投产。

该装置为水煤浆气化配套30万t/a合成氨、20万t/a甲醇(项目在建),采用华东理工大学具有自主知识产权的四喷嘴对置式气化技术,设置3台气化炉,处理煤量1500 t/d。

该项目总投资较进口设备节省一半以上,以投资计算的国产化率为 94.5%。

当今,石油价格不断上涨,缺油少气富煤的中国急需这样的国产化成果,相关政府部门和相关企业对此给予了极大的关注,而作为国产化核心技术之一的四喷嘴对置式加压气化技术更是成为人们关注的焦点。

笔者在此仅就水煤浆加压气化技术国产化的关键环节进行分析和比较,并对试车、投产后出现的问题作一简单介绍,以期能对业界提供一些参考。

1 工艺方案的确定由于我国是一个富煤少油缺气的国家,煤气化技术对国内化肥、甲醇等企业来说至关重要。

目前,工业化的煤气化技术有Shell煤气化技术、Texco煤气化技术、鲁奇固定床加压气化技术以及国产化技术。

这些先进的煤气化技术,在国内都已有工业化的装置。

对比各种工艺以后,考虑到国产化技术转化率高、投资省、适合我国国情,遂决定采用华东理工大学开发的四喷嘴对置式的国产化水煤浆气化技术。

相比国外技术,该项技术在气化炉、灰水处理等方面具有独特的工艺,气化反应温度比较均匀,返混少,碳转化率高,且灰水处理采用直接逐级换热回收热能,可节约投资。

2 气化压力的选择气化压力的选择应根据投资者的需要进行综合的分析和比较,不宜简单地说4.0 MPa和6.5 MPa哪一个更好。

山东华鲁恒升化工股份有限公司确定采用6.5 MPa的气化压力,主要是从以下几方面考虑的。

(1)粗煤气用途粗煤气用作化工原料时,气化压力应考虑与最终产品或中间产品的合成压力相适应:①今后若生产甲醇,气化压力选用6.5 MPa可以达到等压合成的目的;②生产合成氨时,较高的气化压力可以节省动力消耗。

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