单喷嘴气流床粉煤加压气化技术
粉煤气化
热壁炉粉煤加压气化中试装置的运行
（1）成功制备出达到有关工艺指标的合格煤粉； （2）煤粉输送与循环系统成功实现了粉煤低压下高位输 送、高料位高压下卸料输送、高压下粉煤循环输送等系 统的运转及其联动试车； （3）确定了本装置开车时化工投料顺序、给料罐与气化 炉压差以及装置开车投料所需的气化炉温度；
表4 鲍店煤分析
水分 (%) Mar Mad 鲍店煤 5.84 1.67 灰份 挥发份 固定碳 发热量 (%) (%) (%) Kj/g Aad 9.3 Vad 33.58 FCad 55.46 Qnet.ar 28.05 1350 1380 1420
煤种
DT ℃
ST ℃
FT ℃
为了使水冷壁粉煤加压气化炉的高灰熔点煤试烧 顺利进行，对试烧煤种的灰熔点采取逐步提高的方 式，由混煤过渡到单一鲍店煤。初期将鲍店煤与北 宿煤混合(鲍店煤:北宿煤=2:1)，降低煤灰熔点至 1300℃，以此混煤为原料进行了试烧。煤质分析结 果如表5。
65 28.195.2160.31 6.28
0.042 145 30.054.3459.97 5.64
表3 水冷壁粉煤加压气化技术 与国内外技术指标比较
有效气 含量 v% Shell气化炉 GE气化炉 粉煤水冷壁 中试炉 90.3 82 85~91 比煤耗 比氧耗 碳砖化率 % 99 95 95~99.8
加料装置操作压力0.5~3.0MPa，输送能力 0.5~6吨/小时，输送固气比为150~500kg/m3， 可单管输送或向四根管线同时输送，且在多管 输送时具有良好的均匀分配性能。粉煤流量调 节控制方便，高固气比输送确保了合成气质 量，合成气中氮气含量4~6%，有效气成分 ~90%，达到了先进的气流床气化技术指标。
国内气化炉市场“百家争鸣”,煤化工“心脏”的国产化成功之作
国内气化炉市场“百家争鸣”, 煤化工“心脏”的国产化成功之作展开全文■ 信息来源| 最国产10年前国内煤化工核心装置——气化炉, 基本靠引进国外先进技术。
10年后的今天, 国内自主煤气化技术发展迅速, 尤其以水煤浆气化技术的国产化, 使我们国内大型项目摆脱了对进口技术的依赖。
气化炉作为化工项目的心脏投资巨大, 年处理原煤25万吨的气化炉进口品牌单台造价接近1亿人民币, 而国产化后的价格仅为进口的三分之一。
目前国内煤化工应用的气化炉大约有40种, 截止2020年我国对煤气化炉的需求量将达到2250套, 中国已经成为世界上最大的煤气化炉市场。
煤化工气化炉根据煤的性质和对煤气的不同要求有多种气化方法, 按照煤颗粒的运动状态相应的气化设备有固定床（移动床）气化炉、流化床(沸腾床)气化炉、气流床煤气化炉。
从煤的相态上来分辨, 两种主流气化炉分别为, 水煤浆和干煤粉。
随着国产气化技术的逐步提升, 一系列国产新炉型的陆续投产实现长周期运行, 加之进口炉型昂贵的专利费和过高的前期投资, 新项目逐渐采用了价格便宜, 操作简单的国产炉型, 一些国外炉型逐渐没落。
•固定床气化炉：进入国内市场最早, 投资高, 对蒸汽需求量大, 产气量略小。
•主要供应商有:美国UGI: 我国以煤炭为原料的合成氨厂的造气炉绝大多数是基于UGI 炉型发展起来的。
它的优点是设备简单, 易于操作。
缺点是: 因常压操作生产强度低, 生产需要高压的合成气时能耗高, 对煤种要求比较严格, 通常须采用有一定粒度要求的无烟煤或焦炭。
炉子为直立圆筒形结构, 下部有水夹套, 上部内衬耐火材料, 炉底设转动炉篦以利排灰渣。
国内主要应用项目：晋煤集团, 湖北三宁, 丰喜集团合成氨项目德国鲁奇（Lurgi): 生产能力大, 以块煤为原料, 尤其适应褐煤, 碳转化率高, 调节负荷方便, 缺点是投资大, 结构复杂, 加工难度高。
主要国内应用项目：大唐煤制气, 新疆广汇能源, 河南义马等项目德国BGL（液态排渣鲁奇炉）:BGL炉是英国BG公司和德国鲁奇联合开发的炉型, 与其他以氧气为主的气化系统相比, BGL气化炉耗氧量较低, 从而使总效率明显提高。
华东理工煤气化技术简介
国际煤气化领域的关注和认可
多喷嘴对置式水煤浆气化技术的成功运行 引起了国际煤气化领域的高度关注， 2006~2010年煤气化年会(GTC)连续4年 邀请华东理工大学介绍该技术的进展 左上：气化技术协会主席James Childress
右：华东理工大学介绍煤气化技术
左下：著名气化专家、《Gasification》 作者Chris Higman博士
运行情况
现阶段气化炉负荷~100%左右。 据灵谷公司技术人员反映，该气化装置运行平稳，系统开 车后，操作人员比较轻松。 与国泰相比炉型尺寸有较大变化（国泰直径3.4m，灵谷 3.88m），但气化装置工艺性能优良。以神府煤为原 料，合成气有效气成分82.5%，渣中残碳大部分低于1%。 2009年10月21日~2009年12月17日连续运行69天。
与同期 运行的 单喷嘴 水煤浆 气化炉 相比
在此规模下，比单喷嘴水煤浆气化炉增加 5万元/天经济效益
工业装置运行情况(1)——750TPD
设 备 情 况
拱顶耐火砖寿命7450小时 直筒段及锥底部分耐火砖寿命预计超过 20000小时
气化炉110%负荷运行，工艺指标优良！
工业装置运行情况(1)——750TPD
自2008年7月1日至2009年6月30日，累计运行310天
工业装置运行情况(4)——2000TPD
地点：江苏灵谷化工有限公司 数量：一期2台 规模：日处理2000吨煤 产品：合成氨 压力：4.0MPa 投入工业运行时间： 2009年6月15日 设计单位：中国天辰工程公司
工业装置运行情况(4)——2000TPD
单喷嘴水煤浆加压气化炉工艺烧嘴压差波动的探讨
２ ０ １ ７ 年 ４月
李 晓鹏等 ： 单 喷 嘴 水 煤 浆 加 压 气 化 炉 工 艺 烧 嘴 压 差 波 动 的探 讨
一６ ３
２ 烧 嘴压 差 波动 的原 因
２ ． １ 气 化 用 煤 质
部分材料 的熔 点接近 。 随着 工艺烧嘴在气化 炉 内的连 续使用 ，烧 嘴头 部长 期受 到炉 内高温 气流 的辐 射 冲
摘
要
分 析 了单喷 嘴水煤 浆加 压气化 炉烧 嘴压差 波动 的主要 原 因 ： 气化用 煤 的质量 、 水 煤浆 和氧气 的性质
指标 、 烧嘴 尺寸设计 、 高压煤 浆泵 的稳定性 等 ； 总结 了主要 的解决 措施 ： 煤 质选 择 、 物料 工艺指 标控 制 、 烧嘴 技术改 造、 采 用耐磨 合金镶 套和 陶瓷保护 盖 、 管道设 备技 改等 。生产实践 表 明 ： 采取 这些措 施后 ， 可使 烧嘴长周 期使用 ， 保 证气 化炉 稳定运 行 。 关键词 水煤 浆加压气 化炉 ， 烧 嘴压差 ， 波动 ， 高速 氧气
第４ ５卷
第 ２期
煤 化 工
Ｃｏ ａ ｌ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｖｏ １ ． ４ ５ Ｎｏ ． ２
Ａｐ ｒ ．２ ０１ ７
２工艺烧嘴压 差波动 的探讨
李晓鹏， 王晓伟
（ 陕西 鑫 立 喷 嘴研 制 开 发 有 限 公 司 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ０ ０ ）
文章 编号 ： １ ０ ０ ５ — ９ ５ ９ ８ （ ２ ０ １ ７ ）０ ２ ０ ０ ６ ２ — ０ ４ 中 图分 类号 ： Ｔ Ｑ ５ ４ ６ 文献标 识码 ： Ｂ
煤炭 气 化是煤 炭 洁净 转化 的关键 技 术 ，水 煤 浆 加 压气化 是 国内 目前应用规模最 大 、 技术最 为成熟 稳 定的工艺 。工艺烧嘴作 为气化核 心设 备之 一 ， 其能 否 安全 、 稳定 、 长 周期使 用 ， 对生产 稳定 运行 十分 重要 ，
主流煤气化技术及市场情况系列展示-4--航天粉煤加压气化技术
主流煤气化技术及市场情况系列展示（之四）航天粉煤加压气化技术技术拥有单位：航天长征化学工程股份有限公司航天粉煤加压气化技术（HT-L）是中国运载火箭技术研究院开发出的具有自主知识产权的煤气化技术。
2005年2月，针对我国煤化工领域的技术现状，中国运载火箭技术研究院经过深入探讨，决定利用自身技术优势和军转民多年的技术储备，研发我国自主知识产权的煤气化技术。
2005年3月，完成了HT-L的专利申请。
截至目前，HT-L拥有发明及实用新型专利共计30多项，并通过了多家跨国公司的专利独立性审查。
为了项目的迅速开展，中国运载火箭技术研究院选择了安徽临泉化工股份有限公司和河南永煤集团濮阳龙宇公司作为HT-L工业化示范工程依托单位，并决定垫资研发示范工程气化装置，采用炉型均为日投煤量750吨航天炉。
2008年10月13日，濮阳示范工程投煤成功，产出合格的合成气。
2008年10月31日，临泉示范工程投煤成功，11月2日打通全部工艺流程，成功产出甲醇。
2009年10月，HT-L通过中国石油和化学工业协会组织的科技成果鉴定。
鉴定委员会认为：该装置操作简便、维护方便，煤种适应性广、投资费用和运行成本低、开工率高、气化炉的故障率低。
该技术拥有自主知识产权，总体技术水平处于国际领先。
2012年10月，日投煤量1500～2000吨航天炉于晋开集团一次投产成功，当年3台相同型号航天炉投入运行，各项指标良好。
2012年3月，新建成的航天煤化工产业基地投用，占地面积540000平方米。
目前正在进行上海主板IPO 上市工作。
一、技术特点HT-L包括磨煤及干燥（1500）、煤加压及进煤（1600）、气化及合成气洗涤（1700）、渣及灰水处理（1800）、气化公用工程（1900）5个单元，该技术具有如下特点：1、煤粉为原料、纯氧和过热蒸汽为气化剂其中，原料煤粉为5～90微米；输送介质为氮气或二氧化碳；气化压力在4.0～6.5MPa；以粉煤为原料，块煤、面煤均可利用；单位有效气体氧耗低、煤耗低，热效率高；粗合成气中有效气体（一氧化碳+氢气）成分高，氮氧化物含量低，对环境影响小；惰性气体浓相输送，除合成氨装置外，原则上均可以二氧化碳作为煤粉输送介质，实现二氧化碳循环利用，减少碳排放；浓相输送煤粉，实现DCS、ESD系统对气化过程的精确控制。
国内外典型气流床煤气化技术概述
烧室下部侧壁对置，可快速快速调节负荷范围（40%~ 100%）。但是烧 嘴隔焰罩和开工烧嘴容易产生过氧腐蚀损坏。激冷气压缩机主要是将冷 煤气送到气化炉顶部进行换热。
SHell 技术已在国内的湖北双环、神华集团、中原大化、河南永煤等 单位实现应用，全国共有 19 个项目，27 台气化炉用于合成氨、甲醇生产。
关键词：气流床 煤气化
所谓气流床煤气化是将气化剂夹带的煤粉或煤浆，通过特殊喷嘴送 入气化炉内，在高温下，煤氧等混合物迅速分解、燃烧、气化反应，产 生 CO 和 H2 为主的煤气化技术。国外 TCGP、SCGP、GSP 技术均发展成 熟，国内的多喷嘴、两段技术、HT-L、非熔渣 - 熔渣分级技术、多元料 浆技术正快速发展应用。煤气化作为煤化工的龙头，它的好坏决定着后 续工艺以及长远的经济效益。
两段技术已在内蒙古世林化工项目、华能满洲里煤化工项目、华能 绿色煤电 IGCC 项目等 5 家单位开建，部分已投产，主要用于生产甲醇、 发电等。
2.3 航天炉气化技术（HT-L）[6-7] 航天炉煤气化技术与 GSP 技术相似均采用下喷式气流床激冷流程， 但是知识产权独立。该技术对煤种要求低，热效率和碳转化率高。采用 激冷流程及灰渣水循环技术，对环境保护好。 HT-L 气化炉、烧嘴、破渣机、热风炉、激冷水循环泵等是此技术 的 核 心 设 备。 气 化 炉 采 用 盘 管 式 水 冷 壁， 四 组 管 绕 制 而 成， 盘 管 外 径 89mm，壁厚 8mm 径向热膨胀 6mm。自上而下单喷嘴喷射与 GSP 炉相同，
1.3 加压气流床（GSP）技术 [3] 合格煤粉经干燥后通过 N2 输送系统送至烧嘴，煤粉与其他气化剂（氧 气、水蒸气）经烧嘴同时喷入气化炉内的反应室，然后在高温、高压下 发生裂解、燃烧、气化反应，生成粗煤气。气化产生的熔渣以及粗煤气 一起进入气化炉下部的激冷室。冷却后的粗煤气去洗涤系统，熔渣通过 锁斗系统排出，激冷水送至污水处理系统。GSP 技术适用煤种广泛，输 送安全性高，运行周期长不需备炉，碳转化率高，合成气质量好。采用 激冷流程，工艺紧凑，流程简单，环境效益好。气化炉操作弹性大，负 荷调节灵活。点火升温迅速，设备及运行费用较低。开、停车操作方便， 时间短，从冷态达到满负荷仅需 1H。但是 GSP 技术存在工业化业绩少， 操作经验缺乏，加料计量过程复杂、投资较高，无独立灰水处理技术等 问题。 该技术设备主要包括磨煤机、给料锁斗、加料器、组合喷嘴、气化 炉、渣锁斗、破渣机、捞渣机、文丘里洗涤器、沉降槽、激冷水泵等。 气化炉上部为冷壁气化室，由水冷壁，水夹套组成。水冷壁是由特殊耐 热材料碳化硅为屏蔽涂层的盘管和翅片焊接组成的圆筒形内腔，采用以 渣抗渣的技术防止高温溶渣腐蚀及开停车产生应力对耐火材料的破坏。 下部为激冷室，内有激冷喷头和内衬筒，内衬筒与承压外壳环隙有激冷 水自下向上流动，在顶端环隙间径向流出，激冷室承压壳体的壁温不超 过 200℃。喷嘴由配有火焰检测器的点火喷嘴和生产喷嘴所组成，中心向 外环隙依次为燃料气、冷却水、氧 / 蒸汽、冷却水、煤粉通道、冷却水 6 个通道。 GSP 技术虽然进入国内较晚，但是凭借其自身优势已经在我国的山 西兰花煤化工有限责任公司醇、氨（300/100kt/a）项目、神华宁煤集团有 限责任公司（1670Kt/a）甲醇项目、贵州开阳化工有限公司（500Kt/a） 合成氨项目、淮南集团合成氨项目开始应用实施。 2 国内气流床煤气化技术 2.1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术（OMB）[4] 多喷嘴对置式水煤浆气化技术是在 TexaCO 技术的基础上发展起来 的，其反应机理与 TexaCO 技术相同，流程相似。该技术采用多喷嘴对置 技术，雾化效果好。负荷可调节范围大，速度快，装置适应能力强，气 化效率高。洗涤冷却室采用喷淋鼓泡复合床，热质传递效果好，液位稳。 气体初步净化系统采用分级净化，系统压降低，高效节能，合成气中灰 含量低。采用蒸发热水塔的渣水处理系统，热传递效率高，水循环流程 简单，耐结垢。但是也存在炉体拱顶处耐火材料烧损快的技术问题。 OMB 技术的关键设备有：磨煤机、高压煤浆泵、气化炉、工艺喷嘴、 煤气初步净化设备、蒸发热水塔、滚筒筛、渣锁斗、捞渣机、激冷水泵。 气化炉上部为气化室，内衬耐火砖，气化室中上部布置工艺喷嘴，喷嘴 在同一水平面。气化炉下部为激冷室，采用复合床结构形式消除了带水、 带灰问题。工艺喷嘴采用外混式、新型预膜式喷嘴，喷嘴流道介质由内 向外依次为氧气、煤浆、氧气。喷嘴头部（向火面）采用盘管冷却来防 止喷嘴损坏，由 1 套单独的系统向喷嘴供应冷却水，该系统设置了复杂 的安全联锁。一般使用 3 个月后需更换喷嘴头部或在喷嘴头部堆焊的耐
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。
气流床气化技术的现状及对比
气流床气化技术的现状及对照技术简介气流床煤气化就是煤浆或煤粉随和化剂（或氧化剂）以射流的形式喷入气流床气化炉内，在平均高温下，快速转变为有效气体的过程，炉内的高温使煤中的灰溶化，作为熔渣排出。
现代气流床气化的共同点是加压（～）、高温、细煤粒，但在煤办理、进料形态与方式、实现混淆、炉壳内衬、排渣、余热回收等技术单元存在不一样，进而形成了不一样风格的技术派别。
气流床对煤种（烟煤、褐煤）、粒度、含硫、含灰都拥有较大的兼容性，其洁净、高效代表着现在煤气化技术的发展潮流。
当前最具代表性的气流床气化技术有美国的Texaco水煤浆加压气化技术和荷兰的Shell干煤粉加压气化技术；此外，还有与上述气流床气化技术相像的Destec水煤浆加压两段式气化技术及Prenflo干煤粉气化技术。
1.1Texaco煤气化工艺Texaco气化炉有两种构造，一种是直接激冷式气化炉，一种为装有煤气冷却器的气化炉。
美国Texaco公司开发的水煤浆气化工艺是将煤加水磨成浓度为60%～65%的水煤浆，用纯氧作气化剂，水煤浆和纯度为95%的氧气从安装在炉顶的焚烧喷嘴喷入气化室，在高温、高压下进行气化反响，气化压力在～MPa，气化温度1400℃左右，液态排渣，煤气中CO+H2 占80%左右，不含焦油、酚等有机物质，对环境无污染，碳转变率为96%～99%，气化强度大，炉子构造简单，能耗低，运行率高，并且煤种适应范围较宽，是当前较为先进的煤气化技术之一。
烧嘴是Texaco气化工艺的要点零件，其寿命和运行情况直接决定着装置可否长周期经济运行。
烧嘴多为三通道构造，中间走煤浆，外层和内层走氧气，内层氧气经过度占总氧量的8%～20%。
气化炉内镶嵌耐火砖，使用寿命一般在6～18个月，煤中灰分、烧嘴运行质量、炉内温度、开泊车频度等都对耐火砖有较大的影响。
Texaco水煤浆气化炉与1952年开发成功的渣油气化炉相像。
在1975年、1978年的低压与高压中试装置（激冷流程）以及1978年原西德Oberhausen的RCH/RAG示范装置（日办理煤150t，410MPa）基础上，于1982年建成TVA装置（日办理煤180t，2台炉，一开一备，），1984年建成日本UBE装置（日办理煤1500t，4台炉，三开一备，316MPa）以及CoolWaterIGCC（联合循环发电）电站（日办理煤910t，2台炉，MPa），这些装置投运后都获得了成功。