煤化工技术专业《德士古水煤浆加压气化技术的优缺点》
德士古造气煤制甲醇[1]
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德士古水煤浆加压气化技术，主要特点：(1)在较高的气化压力下，可实现甲醇等压合成，可以省去甲醇合成气压缩机，节约投资，简化甲醇合成流程，降低能耗。
成功的工业化气化压力一般在4.0MPa和6.5MPa。
(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较易得保证。
便于气化炉负荷的调节，使装置有较大的操作弹性。
(3)甲醇合成的原料气消耗低。
(4) 目前，该工艺已有建多套装置，运行平稳。
国内已充分掌握了该装置的运行、维护等技术。
(5)该装置的大部分设备、材料都可以立足于国内制造，且国内制造的设备经过了装置的实际生产考验，从而可以降低建设投资。
变换变换的能耗取决于催化剂所要求的汽/气比和操作温度，，耐硫宽温变换工艺具有能耗低的优势。
耐硫宽温变换催化剂的活性相是Co．Mo系硫化物，特别适合于处理H2S浓度较高的气体，是变换工艺发展的主要方向。
生产工艺不设置预脱硫工序，可以节约投资。
耐硫变换较非耐硫变换工艺特点：(1)可以避免冷热病。
采用水煤浆加压气化工艺，工艺气有较高的温度并含有大量的水蒸汽，采用耐硫变换不必将气体冷却，还可以利用其中的水蒸汽，降低蒸汽耗量。
(2)钴钼系催化剂具有有机硫加氢转化功能，可以有效降低有机硫含量。
(3)钴钼系催化剂活性高，特别是低温活性要比铁铬系高得多，使用钴钼系催化剂可以降低催化剂装量，减小反应器体积。
酸性气体脱除酸性气体脱除的任务是脱除变换气中的H2S、CO2及微量COS。
变换气的压力较高，而且气体中CO2含量高，采用液体物理吸收法。
低温甲醇洗、NHD和MDEA三种广泛使用的酸性气体脱除工艺消耗比较如下表：低温甲醇洗工艺的特点(1)气体净化度高。
脱硫气净化度的提高可有效防止下游的甲醇合成催化剂中毒，延长催化剂寿命，降低装置的操作费用。
(2)气体吸收选择性好：甲醇溶剂对CO2、H2S和COS的吸收具有很高的选择性，气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段有选择性的进行。
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。
德士古煤气化法的特点
德士古煤气化法的特点
德士古煤气化法是一种常用的煤气化技术，被广泛应用于煤炭转化为燃料和化工产品的过程中。
它具有以下几个特点：
1. 高效能：德士古煤气化法能够将煤炭中的碳氢化合物转化为气体燃料，实现煤炭资源的高效利用。
与传统的直接燃烧方式相比，煤气化能够提高能源利用率，减少煤炭的消耗量。
2. 多产物：煤气化过程中，除了产生燃料气体外，还能够产生一系列有价值的化学产品，如合成气、合成油和合成醇等。
这些产物可以用于发电、制造化学品以及石油替代品等领域，增加了能源资源的综合利用。
3. 灵活性：德士古煤气化法适用于不同种类的煤炭，包括贫瘠煤、褐煤和无烟煤等。
它能够根据煤炭的特性进行调整和优化，以达到最佳的气化效果。
同时，该技术还可以适应不同的产物需求，根据市场需求进行调整。
4. 环保性：德士古煤气化法相比于传统的燃烧方式，减少了大量的烟尘、SOx和NOx等有害气体的排放。
通过气化过程中的高温和高压条件，有助于清除煤炭中的硫和灰分，减少了燃烧过程中的污染物排放。
此外，该技术还能够通过合理的废气处理和固体废弃物利用，进一步减少环境污染。
5. 可持续性：德士古煤气化法在煤炭资源紧张的背景下具有重要意义。
通过煤炭气化，可以将煤炭转化为可再生的气体燃料，为能源供应提供了新的选择。
同时，该技术还能够利用生物质、废弃物和焦炉煤气等非煤炭资源，扩大能源的多样化供应。
总体而言，德士古煤气化法具有高效能、多产物、灵活性、环保性和可持续性等特点。
它是一种重要的煤气化技术，能够有效地利用煤炭资源，减少环境污染，同时还能够为能源供应提供新的选择。
Texaco、Shell、GSP三种气化技术对比
• 即选用GSP煤气化技术！
各性能对比见下表：
五、主要工艺指标对比
• 经过以上学习和对比，我组认为：
• 德士古技术是单喷嘴，进料流向不均匀， 煤炭浪费较多。 • shell必须用干粉煤，且煤气中焦油及酚含 量高，污水处理复杂，难以大规模推广. • GSP没有工业化经验，因而没有竞争力，而 相同煤化工规模投资额度比较：Shell>德士 古
3、GSP气化反应原理
GSP 连续气化炉是在高温加压条件下进行的，属 气流床反应器，几根煤粉输送管均布进入最外环隙， 并在通道内盘旋，使煤粉旋转喷出给煤管线末端与喷 嘴顶端相切，在喷嘴外形成一个相当均匀的煤粉层， 与气化介质混合后在气化室中进行气化，反应完后最 终形成以 CO、H2为主的煤气进入激冷室。 以上 3 种气化炉其反应原理基本相同，其反应均 为不完全氧化还原反应生成粗合成气；不同之处是 前者采用的是水煤浆气化，而后两者采用干煤粉气 化。
3、GSP气化炉工艺流程
将预处理好的原料煤在磨煤机内磨碎到适于气化的粒度（对不同煤种有不 同的要求）并进行干燥用输气（N2 或CO2）从加料斗中将干煤粉送到气化 炉的组合喷嘴中。 加压干煤粉，氧气及少量蒸汽通过组合喷嘴进入到气化炉中。气化炉的操 作压力为2.5~4.0MP，根据煤粉的灰熔特性，气化操作温度控制在 1350~1750 ℃。高温气体与液态渣一起离开气化室向下流动直接进入激冷 室，被喷射的高压激冷水冷却，液态渣在激冷室底部水浴中成为颗粒状，定 期的从排渣锁斗中排入渣池，并通过捞渣机装车运出。从激冷室出来的达到 饱和的粗合成气经两级文氏管洗涤后，使含尘量达到要求后送出界区。 激冷室和文氏管排出的黑水经减压后送入两级闪蒸罐去除黑பைடு நூலகம்中的气体成 分，闪蒸罐内的黑水则送入沉降槽，加入少量絮凝剂以加速灰水中细渣的絮 凝沉降。沉降槽下部沉降物经过滤机滤出并压制成渣饼装车外送。沉降槽上 部的灰水与滤液一起送回激冷室作激冷水使用，为控制回水中的总盐含量， 需将少量污水送界区外的全厂污水处理系统。
各种煤气化工艺的优缺点
各种煤气化工艺的优缺点各种煤气化工艺的优缺点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。
至今在国内已建和在建的装置共有9套，14台气化炉。
德士古水煤浆加压气化技术
德士古水煤浆加压气化技术目录第一章：德士古水煤浆加压气化技术概况第一节：概述第二节：国外进展情形第三节: 国内进展情形第四节：德士古水煤浆加压气化技术有待改进第二章：煤及水煤浆的性质第一节：煤的工业分析和元素分析第二节：煤的工艺性试验第三节：德士古对水煤浆性质的要求第三章：气化原理及操作条件的选择第一节：德士古水煤浆加压气化原理第二节：气化反应条件的选择第四章：德士古水煤浆加压气化工艺流程及要紧设备第一节：工艺流程叙述第二节：要紧设备介绍第五章：开停车方法第一节：原始开车前的检查预备工作第二节：气化炉的烘炉第三节：正常开车第四节：正常停车第五节：紧急停车第六章：正常操作要点第七章：PLC和DCS简介第一节：联锁和可编程操纵器（PLC）第二节：集中分散操纵系统（DCS）第八章：一样故障及处理第九章：安全生产第一节：概述第二节：装置设计中的防范措施第三节：安全生产治理第一章德士古水煤浆加压气化技术概况第一节概述****化学工业20万吨/年甲醇项目是新建一套利用神木本地所产烟煤作为原料，经空分、气化、净化、合成等几个化工工序，年产20万吨甲醇的生产装置。
其中气化装置是采纳德士古水煤浆加压气化工艺，向甲醇生产制备合格水煤气。
煤气化已有一百多年的进展历史，先后开发了一百多种气化工艺和气化炉型，有工业应用前景的十余种。
煤气化分类无统一规定，最常用的是按原料在气化炉内的移动方式分为固定床、流化床和气流床三种：固定床气化是块煤从炉顶加入，自上而下经历干燥、干馏、还原、氧化和灰渣层，灰渣最终经灰箱排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和还原层，生成的煤气显热用于煤的干馏和干燥。
固定床气化的局限性是对床层平均性和透气性要求专门高，要求入炉煤要有一定的粒（块）度及平均性，对煤的机械强度、热稳固性、含碳量、灰熔点、粘结性、结渣性等指标都有比较严格的限制。
流化床气化是气化剂由炉下部吹入，使细粒煤（﹤6mm）在炉内呈并逆流反应，为了坚持炉内的“沸腾”状态并保证不结疤，气化温度应操纵在灰软化温度（T2）以下，要幸免煤颗粒相聚而变大以致破坏流态化，明显不能使用粘结性煤。
德士古煤气化装置对原料煤的要求
德士古煤气化装置对原料煤的要求德士古煤气化工艺由于其气化效率高，碳转化率可达98% — 99%,且对环境无不良影响（高温下煤中的有害物质蔡、酚等被燃烧掉）而被广泛应用。
其对原料适用范围广泛，可采用各种烟煤、褐煤、泥煤，甚至于城市垃圾。
我国己建成3套这种装置，陕西省渭河化肥厂、上海焦化厂、山东鲁南化肥厂，正在建设的安徽淮南化肥厂、山西原平化肥厂。
但是，根据3厂运行的情况来看，从经济运行的南度考虑，并非所有煤种都适用于禧士古煤气化装置，必须认真细致的选择好煤种，才能保证稳定运行，获得较好的经济效益。
1煤质中影响气化的因素1. 1水分煤中水分包括外表水和内存水。
外表水是煤粒表面的水分，来源于机械采煤，露天放置或运输中的雨水，防止自然飞灰的洒水。
煤的外表水对德士古煤气化没有影响，但外表水高会增加运输费用。
外表水分不稳定易造成煤浆浓度波动，外表水突然增太，煤浆浓度降低, 气化效率降低，外表水突然减少，煤浆浓度升高，牯度增大，滚筒筛通不过。
引起煤浆外溢造成原料浪费及污染环境。
外水的高低与采煤、贮存、运输方式有关，通过人的努力是可以改变的。
因此应尽量降低外水表含量，以节省开支且方便操作。
内存水是煤的内在水分, 即煤的结合水，以化学态形式存在于煤中，煤的内水高，同样会增加运输费用。
更重要的是，内水是影响成浆性能的关键因素，内水越高，成浆性能越差，流动性愈不好。
为了保证工业上泵输送所要求的低粘度，制备的煤浆浓度就低。
煤浆浓度低有以下影响：R煤耗进人气化炉的煤浆中水含量高，有效成分减少，蒸发水分所需要的热量增多，这样会降低气化效率，增加煤耗。
b）设备投资送人气化炉同体积煤浆，煤浆浓度低，有效成分量少, 气化强度低，不利于满负荷，高负荷运行。
如华亭煤所制的煤浆浓度为62% 63%，在设计煤浆流量下的产气量仅为设计气量的95% （设计煤浆浓度为65%）,要达到同样的产气量，煤浆浓度低者要求设备尺寸大，无疑增大了投资。
c）添加剂消耗对煤浆的粘度要求一定时，内水低的煤制浆时添加剂的消耗就低，内水高的煤制浆时添加揭的消耗就大。
德士古水煤浆加压气化装置问题探讨
德士古水煤浆加压气化装置问题探讨王伟(山东兖矿鲁南化肥厂气化分厂滕州277527) 日期：2005-2-16兖矿鲁南化肥厂德士古水煤浆加压气化装置经过10年的生产运行，积累了许多经验和教训，通过改造和创新使得德士古技术日见成熟，但是在有些方面还存在一些问题，需要进一步完善。
1 激冷水流量下降气化装置激冷水的主要作用是保护气化炉的激冷环和下降管，同时对水煤气进行初步洗涤和冷却。
原设计激冷水为从洗涤塔下部抽取的工艺灰水，泵送至激冷环上。
但运行一段时间后，激冷水流量下降，严重影响系统的长周期稳定运行。
经分析，其原因主要有：气化炉的激冷环的尺寸较小；激冷水中含有灰渣；激冷环处于1 200℃的高温环境下，容易结垢。
其中只有激冷水的水质可以改变。
气化系统补充用水是除氧水，其经泵加压后分2路进入洗涤塔：一路从塔盘进入，流量为25 m3／h；一路经液位调节阀进入，流量为40m3／h。
另外进入洗涤塔的水还有循环使用的高压灰水，流量为30m3／h。
这3路水进入洗涤塔以后，约有80m3／h进入气化炉的激冷室，其余去闪蒸系统。
为解决激冷水流量下降的问题，可以直接向激冷环上供应清洁的除氧水，为此需对系统的水循环作如下调整：(1)使用1台除氧水泵直接向激冷环供水，流量设定75 m3／h；(2)保留洗涤塔循环泵作为辅助激冷水泵，流量设定20m3／h，不经过激冷环直接供应到激冷室，用于维持气化炉的水平衡；(3)新增1台除氧水泵，流量设定40m3／h，替代原除氧水泵向洗涤塔供水。
调整以后，激冷环供水量在75 m3／h，加上辅助激冷水泵的20 m3／h，完全可以保证气化炉的水平衡。
新增的除氧水泵由于洗涤塔的液位补水阀基本上不开，富余的流量用于仪表冲洗水和泵的轴封冷却水。
这样既保证了激冷水的供应，又解决了仪表冲洗水和泵轴封水不足的问题。
2 黑水闪蒸系统管道及阀门的磨损进入气化炉和洗涤塔的水在完成对水煤气的洗涤冷却任务后，部分黑水经黑水闪蒸系统处理后循环使用。
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德士古水煤浆加压气化技术的优缺点
优点
1、煤种适应范围广可以利用次烟煤、烟煤、焦、石油焦、煤加氢液化残渣等，不受灰熔点限制〔灰熔点高可加助熔剂〕；不受煤的块度大小限制，因最终要经湿磨制成m3/1000Nm3 COH2以上，为了降低氧耗，应尽量选择灰份低、灰熔点低的煤，成浆性要好，以便可制得高浓度的煤浆，减少3/h,空气150～1500Nm3/h及局部抽引、冷却水。
假设能通过强化管理，优化操作，确保单炉长周期运转，做到方案停车，检修前将备用炉温升上来，就可不需热备用炉。
3、气化炉耐火材料寿命短耐火材料中的向火面砖是气化炉能否长期运转、降低生产本钱的关键材料之一。
目前世界上可生产向火面砖的国家有法国、奥地利、美国、等。
法国砖的特点是在操作温度低的条件下性能比拟好，适应操作温度变化大；而奥地利砖、美国砖操作温度高时性能好，但操作温度变化大时易变脆。
渭河化肥厂开车一年三台气化炉向火面砖全改换过，一炉砖需75万美元，而且换一炉砖周期长，影响生产二个月。
目前，我们国内洛阳、新乡已研制出价廉、耐高温侵蚀，而且使用寿命长的耐火材料。
完全可以满足生产需要。
同时在安装时要保证筑炉质量，操作上加强管理减少炉温波动，可适当地延长向火面砖的寿命。
4、气化炉炉膛热电偶寿命短由于气化炉外壳与耐火砖的受
热后膨胀系数不同，而发生相互剪切，进而损坏热电偶。
每次炉温改变，我们尽量控制好外壳与炉膛温度，来保证热电偶不坏。
如果在热电偶坏时，我们可根据气中CH4含量的变化及炉子排出渣的颜色、颗粒的大小及形状来判断炉温，这就要求我们要有过硬的业务水平，积累经验，可看系统其它参数，来控制炉温，维持系统正常生产。
5、寿命短的稳定运行是操作好气化炉的另一个重要因素。
烧嘴的寿命短〔个月左右〕而且昂贵〔2021元/个〕。
根据德士古气化操作经验，烧嘴是引起气化炉停车次数最多的原因，所以操作过程中必须会根据炉子运行运状况判断烧嘴的运行情况。
我们可以从烧嘴冷却水系统、气化炉压差、气体成分等来判断烧嘴运行情况，我们还专门对烧嘴系统设置了联锁，如运行情况恶化，气化炉停车，否那么轻者烧嘴偏喷冲刷侵蚀耐火砖，重者烧坏烧嘴。
6、气化装置投资大我们采用德士古气化工艺，不仅要付给德士古开展公司专利费用，而且不少特别材料、设备、阀门、仪表等需从国外进口，一般为国内好几倍之多。
关于设计问题，国内大多数人认为，随着鲁南、上海、渭化、淮化等气化炉的相继投产，我们已获得了丰富的设计经验和生产技术，国内设计院承当工程涉及是完全可信赖的。