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。 2、盘管水冷壁结构，副产中压蒸汽，高温气化 气化炉气化段盘管水冷壁结构，可以实现高的气化温度（1200～
1700℃），适应原料煤宽泛的灰熔点范围，适当添加碳酸钙助溶剂，可以适应
各种原料煤，实现原料煤本地化；水冷壁气化炉，升温、降温迅速，与热壁气
化炉相比，可以大大缩短停车检修时间；盘管水冷壁结构，强制两相流汽包水循环，水流分布均匀，有利于气化炉的长周期安全运行；气化温度高，废水、
废渣易处理，减少对环境的影响；副产中压蒸汽，实现能量的高效利用。 3、水冷壁自我修复式隔热结构 水冷壁向火侧焊接渣钉固定耐火材料，并对耐火材料冷却。运行过程中，
耐火材料表面会形成固渣层和液渣层；隔热结构可以最大限度地降低气化段的
散热损失，减少水冷壁蒸汽产量，从而使原料煤的热量高效地用于气化反应，
生产有效气体（一氧化碳+氢气）。 密布的渣钉，可以使耐火材料温度远低于原料煤的灰熔点，从而使熔融的
灰渣在耐火材料表面固化，形成固渣层。在固渣层的表面，熔融的灰渣以液态
沿壁面向下流动，最后从气化段排渣口排出。随着煤种变化，操作温度、压
力、负荷变化，固渣层和液渣层厚度会发生变化，从而形成了自我修复式耐火
材料结构，有效地保护了水冷壁，实现“以渣抗渣”。 4、单一的顶置式组合燃烧器 气化炉只设置1台组合燃烧器，安装在气化段顶部。组合燃烧器将点火装
置、点火烧嘴、开工烧嘴、工艺烧嘴设计成一体。 组合燃烧器安装、维护、调节简便、快捷，其设计寿命大于10年。每6个
月对燃烧器头部局部维修一次，8小时之内可以完成组合燃烧器的更换。 燃烧火焰、炉内流场与炉膛良好匹配，炉内煤粉热解区、火焰燃烧区、烟
气射流区、烟气回流区以及二次反应区分布合理，能够实现全炉膛均匀挂渣、
煤粉颗粒中的碳元素充分转化。 调节单一氧煤比和汽氧比，就可以实现对气化炉气化参数的调节，操作简
便、快捷，易于掌握，特别适用于煤种变化频繁、要求在线及时调节的工况。 5、激冷、水浴式合成气冷却 气化段生成的合成气与熔融的灰渣并流，进入激冷室。在此过程中，合成
气和灰渣首先被水激冷，然后进入激冷室下部的水浴。冷却的灰渣从激冷室下
部排出，合成气经过水浴冷却、洗涤后，从气化炉中部排入下游的合成气洗涤
系统。 此工艺流程成熟可靠。合成气中增加的饱和水蒸气可直接应用于变换工
序。激冷水和洗涤水经过处理后循环利用，降低水耗。 6、气化段水冷壁设置温度测点 在气化炉气化段水冷壁沿周向、轴向设置温度测点，对气化温度是否满足
挂渣需要进行实时监测，有利于开车、煤种转换和气化炉运行调节，可以有效
克服煤质波动带来的不利因素。 炉膛温度测点应用原理是，当气化温度正常时，炉膛温度测点受渣层保
护，其显示温度小于500℃，当气化温度偏高时，渣层减薄，炉膛温度测点显
示温度会升高，当气化温度偏高较多、渣层厚度不足以覆盖测点时，测点显示
温度将会大于1000℃，在这个过程中，操作人员将减小氧煤比，避免水冷壁烧
损。 7、设置可视化火焰监测系统 气化炉除设置红外/紫外火焰监测装置外，还设有可视的火焰监测系统，操
作人员可以实时目测炉膛火焰情况。 在开停车过程中，操作人员可以根据目测的炉膛火焰情况，进行点火、投
煤和停车操作，安全、快捷。 8、可靠的DCS/ESD控制系统 整个生产装置通过DCS系统进行自动控制，通过ESD系统保障安全。 气化装置的点火、开工、投煤、升压升负荷、系统停车等顺序控制为自动
操作，方便、安全、可靠。负荷调节、流量调节、压力调节等都采用自动调
节，可以实现生产过程的全自动控制。 ESD系统独立运行，涵盖了点火、开工、投煤、正常运行全过程，输入变
量包括了所有可能对系统、设备造成安全故障的参数和监测点，能够确保人员
和设备安全。 9、自主知识产权、设备国产化 自主知识产权、全部设备国产化，投资、维护和运行费用低。技术服务及
时、周到。人员培训、技术交流、售后服务方便。 10、气化炉系列化 目前已有两种规格气化炉，即：40bar压力、日投煤量750吨和1500～
2000吨规模，并正在开发更高压力（65bar）和更大生产能力（日投煤量大于
3000吨）的气化炉。通过组合，能够适应大型煤化工项目需求。 11、一站式服务模式 HHT-L具有独特的一站式服务，即： 提供安全、稳定、洁净高效的专利技术，具有专业的研发团队和很强的研
发能力； 通过自身专业化的工程设计队伍完成工程设计（三维设计），实现设计低
风险、高质量； 专利设备及可能影响气化装置可靠性的关键设备，如气化炉、烧嘴、特种
泵、特种阀、控制系统等均由本公司提供，设备性能优良，已通过多个项目长
周期考验，保证了整体装置的可靠性； 公司提供项目全生命周期服务，拥有仿真培训系统、工程服务队伍、装置
开车队伍、售后技术服务及备件服务队伍等，使业主的建设风险、开车风险、
运营风险降至最低，同时可降低开车费用、运营维护费用等； 可完成交钥匙工程。 HT-L气化工艺流程图 二、配套工艺 1、磨煤及干燥 该单元用中速磨将煤磨成粉状，并由高温惰性气流烘干。煤的研磨与干燥
在惰性的环境中进行，因而排除了自燃和粉尘爆炸的潜在危险。粉煤的颗粒尺
寸分布规格和粉煤的水分含量满足以下要求： （1）颗粒尺寸≤90μ，大于90%（重量）； （2）颗粒尺寸≤5μ，小于10%（重量）； （3）水分含量典型值2～8%（重量，根据煤种情况进行调整）。 由惰性气体输送的干燥粉煤进入粉煤过滤器进行分离后，粉煤经旋转卸料
阀、纤维过滤器及粉煤螺旋输送机送至粉煤贮罐，过滤后的惰性气体粉煤含量
＜10mg/Nm3（湿基），经循环风机进入惰性气体发生器循环使用，一部分排放
至大气。 2、粉煤加压及输送 每台气化炉配备1套粉煤加压及输送系统，由常压粉煤储罐、粉煤锁斗和
粉煤给料罐组成。粉煤加压是通过向粉煤锁斗充入高压二氧化碳（或氮气）完
成的。 常压粉煤贮罐内的粉煤在重力作用下进入粉煤锁斗。粉煤锁斗内充满粉煤
后，即与粉煤贮罐及所有低压设备隔离，然后经充气锥、充气笛管等气体分布
设备充入高压二氧化碳进行加压，当其压力与粉煤给料罐压力平衡时，打开之
间的切断阀，粉煤通过重力落入粉煤给料罐。粉煤的加压输送过程采用顺序控
制，设置联锁系统防止压力高串低事故的发生。 粉煤从给料罐底部的3个充气锥流出进入粉煤输送管道，充气锥通入高压
二氧化碳（或氮气），保持给料罐和粉煤管道中的粉煤处于流化状态，粉煤输
送的流量、密度和流速由粉煤调节阀、管道充气器调节。 3、气化及合成气洗涤 加压的粉煤、预热氧气按一定比例通过烧嘴进入到气化炉中，氧气中混入
少量蒸汽（根据煤种调整）。气化炉由上部的气化室和下部的激冷室组成。 煤粉和氧气在气化室内进行高温气化反应，生成的合成气主要成分为一氧
化碳和氢气，气化压力4.0MPa，气化温度一般控制在1300℃～1750℃之间
（根据煤的灰熔点和粘温特性等参数进行调整）。高温气体和液态渣离开气化
室，经激冷环、下降管进入激冷室水浴，合成气被激冷并被水饱和，熔渣固化
沉淀并通过渣锁斗系统定期排出界外。 粗合成气出激冷室后进入文丘里洗涤器进一步增湿。离开文丘里洗涤器的
粗合成气进入合成气洗涤塔，经水浴后进行气液分离，然后通过洗涤塔板，被
进一步洗涤。洗涤后的合成气经塔顶部的旋流板除沫器离开洗涤塔，洗涤后的
合成气含尘量≤1mg/Nm3，送下游一氧化碳变换工序。 4、渣及灰水处理 合成气洗涤黑水经高压闪蒸和真空闪蒸除去溶解的气体。高压闪蒸蒸汽用
于加热除氧后的灰水。黑水进入沉降槽，加入絮凝剂以加速灰渣的絮凝沉降，
底部的灰浆经真空过滤机过滤成滤饼后装车外运。澄清的灰水从顶部溢流进入
灰水槽，大部分循环使用，少量灰水通过废水冷却器冷却排到废水处理装置，
用来控制灰水系统中盐分的累积。 三、单炉处理能力与煤种适应性 航天炉实现了系列化，日投煤量750吨的2800/3200型和日投煤量2000吨
的3200/3800型已开车并实现长周期稳定运行。为适应大型煤化工项目需求，
公司正在开发更高压力和更大生产能力的气化炉，日投煤量3000吨气化炉已完
成研发工作，并计划建设示范工程。 自2008年航天粉煤加压气化装置首次试车成功至今，在线运行的11台气
化炉中，已使用或试烧过的煤种达数10种，挥发分含量从6%～35%；灰分含
量从6%～36%；灰熔点流动温度从1150℃～>1500℃。 现将几种有代表性的煤种参数列于下表： 四、环保配套 气化装置的排放物主要有废渣、废气和废水等。由于气化温度高，合成气
和废水中不含焦油、酚类等难处理的有机物。 气化炉排出的灰渣分为粗渣和细灰两部分，粗渣经渣锁斗排入捞渣机，捞
出后可作为铺路材料，组分中C≤1%（wt）。细灰被过滤机滤出后装车，作为
制砖、掺烧或铺路材料，组分中C≤30%（wt）。 正常工况下，气化排放废气主要为输煤氮气、二氧化碳及少量煤尘，均经
除尘处理后排入大气，含尘量<10mg/Nm3。开停车阶段排出的含CO和H2的合
几种常用煤气化技术的优缺点
1 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。
几种常用煤气化技术的优缺点 2
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
其优点如下：
<1）适用于加压下
<2）气化炉进料稳定，因为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）因为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
<3）一般一年至一年半更换一次炉内耐火砖。
二多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术
该技术由华东理工大学洁净煤技术研究所于遵宏教授带领的科研团队，经过20多年的研究，和兖矿集团有限公司合作，成功开发的具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，并成功地实现了产业化，拥有近20项发明专利和实用新型专利。目前在山东德州和鲁南均有工业化装置成功运行。 该技术的水煤浆气化压力为3.0～6.5MPa，温度为～1300℃。技术特点：多喷嘴对置的水煤浆气流床气化炉及复合床煤气洗涤冷却设备；分级净化的煤气初步净化工艺；蒸发分离直接换热式含渣水处理及热回收工艺。
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
现代煤气化技术发展趋势及应用综述
现代煤气化技术发展趋势及应用综述
现代煤气化技术是现代煤化工装置中的重要一环，涉及整个煤化工装置的正常运行。本文分别介绍了中国市场各种现代煤气化工艺应用现状，论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势，比较了国内外主要的煤气化技术，对当前煤化工技术及产业发展中令人关注的热点，叙述汇总了其工艺特点、应用参数、市场数据等。
标签：煤气化;市场应用;气化特点;参数数据分析
一、国内外煤化工现状
从世界范围内各种能源的储备量来看，天然气、石油占比12%，而煤炭占比高达79%，由此不难看出，在能源战略中煤炭利用技术的开发和研究占据了何等重要的位置。世界煤化工的发展经历了漫长的时间，早在二十世纪初，逐渐兴起的煤炭炼焦工业标志着煤炭化工正式进入了发展初期阶段，到了二十世纪中期，有机化学工业一直以煤炭为主要的原材料，随着石油化学工业的逐步兴起，在化工原料的配比中，逐渐强化了天然气和石油的重要性，慢慢降低了煤炭的应用比例，缺乏在实践中的研究、发展和应用，必然会在一定程度上影响世界煤炭化工技术的深入发展和进步。但是到了二十世纪70年代，大幅度攀升的石油价格，对石油化学工业的健康发展产生了不利的影响，与此同时在煤液化、煤气化等方面煤化工都取得了一定的成绩，尤其是到了二十世纪末，石油价格在世界范围内都始终居高不下，并呈现不断上涨的态势，这就为煤化工技术的发展提供了有力的外部环境，人们也逐渐重视煤化工的重要性。
二、国内常见主要煤气化技术概述
2.1固定床加压气化技术
（1）常压固定床煤气化技术
在常压下，将空气、蒸汽等作为气化剂，将煤转化为煤气的过程就是常压固定床煤气化。这个技术较为成熟可靠，具有简单的操作流程、较少的投资和较短的建设周期，因此在被广泛应用于国内冶金、机械等行业的燃气制取工作中;同时在中小型合成氨厂、甲醇厂的合成气制取中都有极其广泛的应用。但是，这种煤气化技术对原料煤有比较高的要求，而且单炉具
煤气化
2. 1煤气化技术概述
2.1.1煤气化的含义
煤的气化过程是热化学过程，煤或煤焦与气化剂(如空气、氧气、水蒸汽、氢气等)
在高温下发生化学反应，将煤或煤焦中的有机物转变为煤气地过程(煤气是煤与气化剂在
一定条件下反应得倒的混合气体，即气化剂奖每种的碳转化成可燃性气体。煤气的有效组
成成分为一氧化碳、氢气和甲烷。)。煤气化过程是进行的一个复杂的多相物理及物理化
学过程，反应产生碳的氧化物、氢气、甲烷。主要是固体燃料中的碳与气相中的氧气、水
蒸汽、二氧化碳、氢气之间相互作用。通过煤气化方法，几乎可以利用煤中所含的全部有
机物质，因此，煤气化生产时或得基本有机化学工业原料的重要途径，也可以说，煤气化
是将煤中无用固体脱除，转化为洁净煤气的过程，用于工业燃料、城市煤气和化工原料。
2.1.2煤气化技术的含义
煤气化技术即煤气化过程所采用的设备、方法。
煤气化是煤化工最重要的方法之一。煤气化己经有150多年的历史，气化方法有
7080种。开发、选定新型煤气化技术，不仅是经济、合理、有效地利用煤炭资源的重要
途径，也是发展煤化工的基础。
中国目前采用的煤气化技术除常压固定床煤气发生炉和水煤气发生炉外，开发和引进
了水煤气两段炉、鲁奇加压气化炉和Texaco水煤浆气化技术、Shell气化技术。目前，
新建厂多采用效率较高、制取煤气成分较好的加压Texaco水煤浆气化工艺、加压干粉煤
Shell气化工艺和具有自主知识产权的多喷嘴技术。
(2)煤气化过程的主要工艺指标
煤气化技术的工艺指标是评价煤气化技术好坏的一个重要方面，只有指标优良的煤气
化技术才能给企业带来良好的经济效益，并且节能环保。通常选择合适的煤气化技术依据
的工艺指标有煤气质量、有效气体含量及组成、碳转化率、冷煤气效率等。
1)煤气质量:煤气质量由煤气热值和煤气组成构成。
a.煤气热值:指一标准立方米的煤气在完全燃烧是所放出的热量。相同所作条件
浅议航天炉粉煤气化在行业中的优势
浅议航天炉粉煤气化在行业中的优势
郭兴建;童维风
【摘 要】介绍HT-L航天炉的工艺流程,技术特点,第一套装置自2008年开车以来的运行情况,并对该工艺的应用前景进行了分析.
【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】2012(038)006
【总页数】4页(P64-66,69)
【关键词】HT-L炉;工艺;特点;运行;分析
【作 者】郭兴建;童维风
【作者单位】安徽晋煤中能化工股份有限公司,安徽临泉236400;安徽晋煤中能化工股份有限公司,安徽临泉236400
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ546
我国能源特点是缺油少气，煤炭资源相对丰富，因此煤在国内合成氨和甲醇工业原料中仍占据主导地位。我国也成为世界上最大的煤气化炉市场，到2020年我国对煤气化炉有巨大的需求，需求量将达到2250套。那么，目前，在我国煤化工建设中到底有多少种类煤气化技术在应用？存在哪些问题？从目前调查的情况看，包括正要准备中试和已经工业化应用的国内外煤气化技术有13种，国外技术有4种、国内技术9种。我国已成为世界上应用种类最多的国家，国外技术美国GE公司的水煤浆气化工艺（原德士古水煤浆气化工艺）进入中国推广较早，应用业绩最多，荷兰壳牌、德国GSP煤气化技术也有不错的业绩。与此同时，我国自主煤气化技术也发展迅速，以干煤粉气化技术为代表的国产煤气化技术已达到世界先进水平。北京航天煤化工工程有限公司研制的 HT－L气化技术，其示范装置自2008年10月在安徽临泉化工股份有限公司一次开车成功以来，展示了优良的工艺技术性能，三年的时间，被迅速推广到10多家企业，参与中国这个世界最大的煤气化技术市场的竞争。
1 HT－L煤气化工艺简介
航天炉是洁净粉煤气化工艺的一种，是航天十一所借鉴荷兰Shell、德国GSP、美国Texaco煤气化工艺中的先进技术，配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。该工艺煤种适应性广，从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化，对于高灰分、高水分、高硫的煤种同样适用。技术先进，热效率高（可达95%），碳转化率高（99%），是具有自主知识产权的一种国产化气流床气化工艺。
航天粉煤加压气化炉运行总结
２０１２年８月 化肥工业 １９
航天粉煤加压气化炉运行总结 朱玉营 ，赵静一 ，彭 书 ，王延吉 ，张承锋 ，郭宝方 （１．航天长征化学工程股份有限公司 北京１００１７６；２．鲁西化工集团股份有限公司 山东聊城２５２２１１） 摘要 重点介绍了３００ ｋｔ／ａ合成氨项目航天粉煤加压气化炉所用原料煤煤质特性、原始开车和运行情况。 系统总结了采用航天粉煤气化技术生产合成氨的消耗定额和综合能耗，进行了成本分析。与固定层气化炉相 比，采用航天粉煤气化技术的合成氨生产成本可下降４００元／ｔ。 关键词航天粉煤气化合成氨运行总结 Ｓｕｍ－Ｕｐ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈａｎｇｔｉａｎ Ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ Ｃｏａｌ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｇａｓｉｆｉｅｒ Ｚｈｕ Ｙｕｙｉｎｇ ，Ｚｈａｏ Ｊｉｎｇｙｉ ，Ｐｅｎｇ Ｓｈｕ。，Ｗａｎｇ Ｙａｎｊｉ ，Ｚｈａｎｇ Ｃｈｅｎｇｆｅｎｇ ，Ｇｕｏ Ｂａｏｆａｎｇ （１．Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｃｈａｎｇｚｈｅｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１７６； ２．Ｌｕｘｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ ２５２２ １ １） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｉｓ ｇｉｖｅｎ ｏｆ ｔｈｅ ３００ ｋｔ／ａ Ｈａｎｇｔｉａｎ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｇａｓｉｆｉｅｒ ｉｎ ａｎ ａｍｍｏｎｉａ ｐｒｏｊｅｃｔ，ｗｉｔｈ ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅｅｄ ｃｏａｌ，ｉｔｓ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｒｔ ｕｐ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ａｍｍｏｎｉａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｈａｎｇｔｉａｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｉｔｓ ｎｏｒｍ ｑｕｏｔａ ｏｆ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ａｎｄ ａ ｃｏｓｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｄｏｎｅ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｉｘｅｄ ｂｅｄ ｇａｓｉｆｉｅｒ ｔｈｅ ａｍｍｏｎｉａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｈａｎｇｔｉａｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｉｌｌ ｂｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ４００ ｙｕａｎ／ｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｈａｎｇｔｉａｎ ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｍｍｏｎｉａ ｓｕｍ－ｕｐ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ 鲁西化工集团股份有限公司（以下简称鲁西 化工公司）３００ ｋｔ／ａ合成氨项目以黏温特性差、灰 分含量低的神华煤为原料，气化装置采用航天粉 煤气化技术。该项目于２００９年６月７日开工建 设，２０１１年１０月５日打通流程并生产出合格的 合成氨产品；２０１１年１２月１６日实现２台气化炉 满负荷并联运行。截止至２０１２年３月９日，２台 气化炉满负荷连续运行超过８４ ｄ，日均生产合成 氨ｉ ０５０ ｔ以上。该项目是航天长征化学工程股 份有限公司（原北京航天万源煤化工工程技术有 限公司，以下简称航天工程公司）承担的第１套 采用航天粉煤气化技术的合成氨装置，配套的高 ＣＯ、高水气比变换装置和低压液氮洗工艺均为自 主开发和设计。该项目的顺利投产，使全流程得到 了工程验证，并实现了平稳运行，合成氨综合能耗 和成本大幅下降，节能效果和经济效益显著。 １ 项目概述 该项目由航天工程公司承担设计，设计范围 包括除热电、工艺水系统之外的所有生产装置、公 用工程、辅助生产和生活设施，生产工艺流程示意 如图１所示。
煤气化技术综述
1 煤气化技术综述
1 恩德粉煤气化技术
1．1 技术开发
恩德粉煤气化技术是在常压温克勒气化技术基础上，经过多次技术改造而逐步发展起来的。20世纪50年代，朝鲜咸竞北道恩德郡“七·七”化工厂，从前苏联引进两台温克勒气化炉。60年代末，便对其存在的问题进行了一系列的改造：(1)取消了炉算，改为布风喷嘴向炉内送风，使煤粉得以充分流化，并解决了炉底结渣的问题；(2)在发生炉出口增设了旋风除尘返料装置，减少了气体带出物，提高了碳转化率；(3)将废热锅炉改设在旋风除尘器后面，减轻尘粒对锅炉炉管的磨损，大大延长了废热锅炉的使用寿命和检修期。经过一系列的革新改造后，运转率可达90％ 以上，单炉生产能力也逐渐扩大，形成了独具特性的恩德粉煤气化技术。
1．2 技术特点
(1)对煤种适应性较宽，可适用于褐煤、长焰煤、不粘或弱粘煤。对煤的活性和灰熔点有一定要求，对灰分、粒度等要求不高，同固定层炉相比，原料煤种已明显拓宽。
(2)碳转化率高。炉出口的旋风分离器，可将煤气夹带和含碳颗粒分离出来，并返回气化炉再次气化，从而提高了碳的转化率，可达92％。
(3)气化强度大。单炉产气量可达4×l04m3／h。
(4)自产蒸汽量大，每10 m3煤气可产5．5t蒸汽(P=0．6MPa)，80％ 自用，20％ 外送。
(5)极少产生焦油，煤气中焦油油渣等含量很低，净化系统简单，污染少。
1．3 技术指标
(1)操作温度：要低于灰熔点80～120℃ ，一般为～950℃ 。
(2)操作压力：炉内压力～14kPa。
(3)气化剂，采用不同气化剂可产生不同组成的煤气。
表1—1 典型煤气组成
(4)主要工艺参数
① 以褐煤为原料，4×10 m3／(h·台)气化炉，生产水煤气，其主要工艺数据见表1—2。
表1—2 主要工艺数据 2
② 以河南义马长焰煤为原料，生产的煤气，其主要工艺数据见表1—3。
表1—3 主要工艺数据
1．4 技术经济
航天炉粉煤加压气化装置运行分析
航天炉粉煤加压气化装置运行分析
伴随着航天事业的不断进步，各种新型工艺技术、材料以及设备得以出现，其中航天炉粉煤加压气化技术便是最为关键的高端技术之一，其主要根据煤制合成气技术加以研发， 不但在航天炉方面具有一定的技术创新性，而且还充分发挥出传统技术的优势和作用，效果良好。有关调查资料信息显示，尽管航天炉相关技术没有通过大量的实验检测过，不过在针对航天工程项目的基本需要满足方面却表现突出，十分有助于推进我国的工业化发展进程。因此，深入探讨航天炉粉煤加压气化装置运行状况具有重要意义。
2 航天炉粉煤加压气化工作开展的装置要求
对于航天炉粉煤加压气化工作而言，一般来说，为了保证良好的运行效果，要求粉煤加压气化的装置功能正常、覆盖全面，主要涵盖四个不同的单元，具体来说依次为：以磨煤与干燥处理为主要任务的15单元；以粉煤加压与运输为主要任务的16单元；以粉煤气化为主要任务的17单元；以灰水与渣处置为主要任务的18单元。对于15单元而言，其中包括了两条生产运行线，即1开1备，以便达到维持装置持续运行的效果。对于装置当中的16单元来说，可以实现针对所储存粉煤的加压处理，完成之后，使粉煤被运输到料罐当中。对于17单元来说，属于粉煤加压气化装置的核心组成部分，可以发挥出一定的燃烧作用，并合理进行气激冷與相关设施的清洁处理。对于18单元而言，可以对装置实施黑水的有效处理，并且能够反复循环使用，节约了资源。
3 航天炉粉煤加压气化装置的运行状况分析
本次研究将以安徽昊源化工集团企业的两套航天炉粉煤加压气化装置运行情况作为分析案例，该项目粉煤加压气化装置工程项目在2021年10月份正式开工， 其中一期项目气化炉于2021年4月14日首次成功点火。该项目从基建到首次点火成功花费了一年多的时间。其二期项目也于2021年4月一次性点火成功。其两套航天炉粉煤加压气化装置2021年全年有效运行时间为354d，2021年全年有效运行时间为360d，2021年全年有效运行时间为361d。从2021年到现今，其单炉连续运行的最长时间高达320d，创世界气流床气化技术连续运行（A级）时间世界纪录。
煤气化技术综述 2
煤气化技术综述
一、引言
二、煤气化技术概述： 四、 其它煤气化技术
2.1 固定层制气工艺（移动床） 4.1 第三代煤气化技术
2.2 流化床气化工艺 4.2 组合气化炉煤气化法
2.3 气流床气化工艺 五、国内外煤气化的技术现状和发展趋势
2.4 其他煤气化技术 5.1 国外技术现状和发展趋势
三、国内主流煤气化技术详解 5.2 国内的技术现状和发展趋势
3.1 Lurgi（鲁奇）煤气化技术 5.3 国内工业化煤气化装置技术最新成果
3.2 Texaco（德士古）煤气化技术
3.3 Shell煤气化技术工艺
3.4 GSP煤气化技术
3.5 Dow煤气化工艺
3.6 Texaco、Shell、GSP三种气化技术对比
一、引言
我国石油资源相对短缺，仅占化石能源探明储量的51.3％，开采量仅为世界开采量的21.4％，石油供需矛盾日益突出。由于世界资源日趋减少，中东地区战乱不止，石油价格动荡不稳因此大量依赖石油进口将严重威胁我国国民经济的运行安全。同时，我国煤炭资源丰富，探明可采储量2040亿t(2002年)。煤炭在一次能源消费结构中占有主导地位，20世纪80年代以来一直在70％上下。
专家研究认为，在未来相当长时期内，一次能源消费结构中煤炭仍将居主导地位，到2050年将维持在50％以上。目前国内发展煤气化合成化工产品的势头很旺特别是在产地,一批新的煤化工项目开始起步,老企业正以现代新技术改造传统落后的生产装置,以油为原料的大、中型合成氨厂开始进行煤代油的技术改造。通过改造可以达到降低生产成本，改善环境状况之目的。本文针对这一情况综合介绍国内煤气化技术现状，并对目前主流煤气化技术作一横向对比。