國(guó)內(nèi)常用氣化爐

1、國(guó)內(nèi)常用氣化爐一、 德士古（Texaco）水煤漿加壓氣化工藝簡(jiǎn)稱(chēng)TCGP，是美國(guó)德士古石油公司在重油氣化基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，水煤漿采用柱塞隔膜泵輸送入爐。該工藝先后在美國(guó)、日本、德國(guó)建成多套工業(yè)生產(chǎn)裝置，我國(guó)最早引進(jìn)該技術(shù)的是山東魯南化肥廠，南化2003年9月投資建2臺(tái)8.7MPa直徑3.2米高壓氣化爐，一開(kāi)一備，投資4.3億，日產(chǎn)氨1000噸，一臺(tái)每小時(shí)產(chǎn)粗有效氣（COH2）88200 m3，據(jù)統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)僅12臺(tái)德士古氣化爐。氣化原理：水煤漿和+99.6+%的純氧經(jīng)TCGP燒嘴呈射流狀態(tài)進(jìn)入氣化爐，在高溫、高壓下進(jìn)行氣化反應(yīng)生成CO+H2O為主要成分的粗合成氣對(duì)煤質(zhì)的要求：目前適宜于水煤漿加壓氣

2、化的是反應(yīng)活性較高的年輕煙煤，而煤煤中最適宜的是長(zhǎng)焰煤、氣煤等。從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行角度來(lái)考慮，對(duì)原料煤的具體要求如下：1、 發(fā)熱量大于25MJ/kg(5980大卡)，越高越好2、 灰分含量15%（包括加入助熔劑CaO后），最好12%3、 揮發(fā)分25%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），揮發(fā)分高的煤活性好，才能獲得較高的碳轉(zhuǎn)化率，節(jié)省氧耗。4、 水分：內(nèi)水8%，總水分越低越好5、 灰熔點(diǎn)1250度6、 煤粉粒度研磨成小于8目（2.38mm）,煤的可磨性要好7、 可采用多種原料混磨后氣化氣化條件：1氣化壓力：2.76.5MPa2氣化溫度：13001500度3煤漿濃度60%以上，粒度分布70%以上大于200目原料消耗：1原料煤：

3、610（kg/k m3）2氧耗：400（m3/k m3）效率：1碳轉(zhuǎn)化率：95%99%2冷煤氣效率：72%3煤氣組成：有效成分7882%特點(diǎn)：要求原料的可磨性好，灰熔點(diǎn)1250，難處理的含酚廢水可用于水煤漿配制，氣體壓縮功耗小，專(zhuān)利費(fèi)相當(dāng)高。問(wèn)題：主要是氣化爐燒嘴和耐火磚容易損壞。二、Shell煤氣化（殼牌）屬氣流床氣化，煤粉、純氧氣及蒸汽在加壓條件下并流進(jìn)入氣化爐內(nèi)，粉煤用N2或CO2經(jīng)噴嘴送入爐內(nèi)，在極短的時(shí)間內(nèi)完成升溫、揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉(zhuǎn)化等一系列物理和化學(xué)過(guò)程。對(duì)煤質(zhì)的要求：灰熔點(diǎn)低、活性好、灰分含量較低820%典型殼牌爐煤氣成分：H2COCO2CH4N2+Ar23.84%67

4、.1%3.84%微量5.22%特點(diǎn)：1干粉煤進(jìn)料 粉煤用密封料斗法升壓(即間斷升壓)，常壓粉煤經(jīng)變壓倉(cāng)升壓進(jìn)入工作倉(cāng)，其壓力略高于氣化化爐，粉煤用N2或CO2經(jīng)噴嘴送入爐。2氣化溫度高14001600度，氣體成分中CO含量高；壓力34 MPa，碳轉(zhuǎn)化率99%，不產(chǎn)生焦油等，甲烷含量很少，煤氣質(zhì)量好，有效成分達(dá)90%；氧耗350（m3/k m3）比水煤漿略低。日處理煤量10002700噸。進(jìn)氣化爐中約83%的煤的熱能轉(zhuǎn)化為合成氣，15%的熱能被回收為高壓或中壓蒸汽，總效率為98%。3生產(chǎn)能力大，污水容易處理；流程復(fù)雜、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、進(jìn)口設(shè)備儀表多、投資高。國(guó)內(nèi)裝置建設(shè)情況：項(xiàng)目產(chǎn)品處理煤（t/d

5、)臺(tái)湖北雙環(huán)合成氨9001廣西柳化合成氨11001湖南岳陽(yáng)中石化合成氨、H220001中石化湖北合成氨20001中石化安慶合成氨、H220001云南天安化工合成氨27001大連大化集團(tuán)甲醇11001云南沾化合成氨27001中國(guó)神華煤制油H244002河南水城煤電甲醇21001河南中原大化甲醇21001湖南義馬開(kāi)祥甲醇11001大唐國(guó)際發(fā)電甲醇84003天津渤海化工甲醇、合成氨44002貴州天福化工甲醇、合成氨20001河南鶴壁煤電甲醇27001云天化甲醇10001大同煤礦甲醇22001集團(tuán)河南龍宇煤化工甲醇20001三GSP工藝技術(shù)（加壓氣流床）上世紀(jì)70年代由民主德國(guó)開(kāi)發(fā)的大中型粉煤氣化技術(shù)

6、，最初用高灰分褐煤生產(chǎn)民用煤氣，粉煤氣化過(guò)程與殼牌機(jī)理是一樣的，它具有德士古和殼牌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。目前這個(gè)技術(shù)歸西門(mén)子公司所有。以褐煤為原料的粗煤氣組成：氫氣一氧化炭二氧化碳甲烷氮?dú)飧苫鶡嶂礛J/M331%55%8%0.10%4.30%10.3以無(wú)煙煤為原料的粗煤氣組成：氫氣一氧化炭二氧化碳甲烷氮?dú)飧苫鶡嶂礛J/M327%64%3%0.10%5.50%11.1特點(diǎn)：1 原料要研磨至小于0.5毫米下，濃相氣流輸送系統(tǒng)送至燒嘴。2 燒嘴和水冷壁的使用壽命較長(zhǎng)3 氣化原料適應(yīng)范圍廣4 較高的氣化效率和碳轉(zhuǎn)化率和殼牌差不多，冷煤氣效率80%以上，氧耗600 m3/t煤，蒸汽耗112.5kg/ t煤,干基有

7、效成分95.4%，碳轉(zhuǎn)化率99.6%5 操作彈性大，負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活，單爐操作負(fù)荷為70110%6 氧耗低：比水煤漿氣化工藝低1015%7 開(kāi)停車(chē)操作方便，從冷態(tài)到滿(mǎn)負(fù)荷僅1小時(shí)國(guó)內(nèi)GSP氣化裝置的建設(shè)：神華寧煤烯烴項(xiàng)目的520000 m3/h正在建設(shè)，中間產(chǎn)品甲醇，最終產(chǎn)品聚丙烯，5臺(tái)內(nèi)徑3.3米氣化爐，日投煤2000噸；另外，山西蘭花煤化工有限公司的項(xiàng)目使用2臺(tái)日投煤2000噸西門(mén)子氣化爐，生產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨和10萬(wàn)噸甲醇。四魯奇（Lurgi）煤氣化：是固定床純氧加壓連續(xù)氣化，煤在爐中停留時(shí)間13小時(shí)。突出改進(jìn)是熔渣爐（BGL）氣化技術(shù)。直徑3.6米熔渣爐產(chǎn)氣40000 m3/h。原料為碎煤0

8、50mm，壓力：23 MPa氫氣一氧化炭二氧化碳甲烷氮?dú)飧苫鶡嶂荡罂ü淘?2.70%11.90%33.30%10%1.19%2976（低熱）BGL31.5%52%7%8.20%1.20%2976（低熱）問(wèn)題：1在溫度不高的條件下加壓氣化，煤氣中甲烷含量較高，造成原料氣中分離，轉(zhuǎn)化的流程較為復(fù)雜。但做為天然氣是比較理想的。2廢水處理流程長(zhǎng)，工藝復(fù)雜3低溫甲醇洗流程復(fù)雜BGL碎煤熔渣氣化優(yōu)點(diǎn)：1綜合優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，具備了魯奇爐價(jià)格低、氧耗低的優(yōu)點(diǎn)2有效氣產(chǎn)率高達(dá)84%3氣化強(qiáng)度高蒸汽分解率超過(guò)90%（固態(tài)排渣僅為33%），日耗煤：1200噸4氧耗低132（m3/k m3）5廢熱回收成本低粗氣出口溫度300

9、550度6冷煤氣效率高大于89%，碳轉(zhuǎn)化率：99.5%7投資低0.8億/臺(tái)國(guó)內(nèi)魯奇碎煤熔渣氣化裝置的建設(shè)：內(nèi)蒙古呼倫貝爾建設(shè)50萬(wàn)噸合成氨、80萬(wàn)噸尿素裝置中，采用的BGL氣化技術(shù)。，內(nèi)徑3.6米，壓力4MPa,日投煤1200噸，碳轉(zhuǎn)化率99.5%，冷煤氣效率89%，比氧耗100230；云南解化有三臺(tái)BGL碎煤熔渣氣化爐。五、恩德粉煤氣化技術(shù)：是朝鮮聯(lián)合企業(yè)引進(jìn)德國(guó)溫克勒技術(shù)后發(fā)展起來(lái)的流化床氣化工藝，可采用純氧或富氧連續(xù)氣化，010的粉煤送至由氮?dú)饧訅好芊獾臍饣癄t煤倉(cāng)，空氣或氧氣由離心式鼓風(fēng)機(jī)吸入加壓到0.04MPa，和過(guò)熱蒸汽混合后作為氣化劑和流化劑，分多路從噴嘴進(jìn)入氣化爐，反應(yīng)溫度950

10、1000度，出爐煤氣溫度900950度。原料要求：灰分40%，水發(fā)8%(水分高時(shí)應(yīng)采用干燥措施)，粒度010mm，活性950度時(shí)大于65%，T2大于1250度弱粘性褐煤特點(diǎn)：1煤種適應(yīng)性寬2氣化效率高達(dá)76%，高于固定層低于水煤漿和殼牌，有效成分達(dá)70%，甲烷2%，對(duì)城市煤氣較有利。3技術(shù)成熟可靠、開(kāi)工率高、操作彈性大單爐生產(chǎn)能力最高可達(dá)40000 m3/h。4無(wú)三廢處理，連續(xù)氣化，爐渣含碳低5常壓氣化，投資少，9萬(wàn)噸/年合成氨的氣化部分投資約7500萬(wàn)。6運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、檢修維護(hù)少，氣化爐實(shí)際就是一個(gè)空桶。7運(yùn)行成本低，煤氣成本0.11元/ m3同，固定層為0.19元/ m3;下面是朝鮮恩德聯(lián)合企

11、業(yè)氣化爐運(yùn)行情況：原料為褐煤，采用純氧氣化（9395%），設(shè)計(jì)能力40000 m3/h（煤氣熱值2126大卡）；水分8%，揮發(fā)分22.5%，灰分39.72%，固定碳33.78%，灰熔點(diǎn)T11180度，T21215度，T31300度H2COCO2CH4N240.40%31.10%21.40%2.50%4.40%干煤氣產(chǎn)率1.48 m3/kg，氣化強(qiáng)度1036kg/m2*h，碳轉(zhuǎn)化率87%，蒸汽分解率40%，氣化效率72%1000 m3標(biāo)準(zhǔn)煤氣：耗煤875公斤，耗氧280 m3，蒸汽140公斤國(guó)內(nèi)恩德氣化裝置的建設(shè)：項(xiàng)目規(guī)格/m3/h產(chǎn)品臺(tái)江西景德10000空氣煤氣2吉林長(zhǎng)山40000合成氣2黑龍

12、江黑化40000合成氣2安徽淮化20000合成氨1葫蘆島鋅廠20000燃料氣2黑龍江寧安40000合成氨1通院梅花生物科技20000合成氣2河南鄲城財(cái)鑫實(shí)業(yè)10000合成氨1內(nèi)蒙古霍煤通順碳素10000燃料氣1六、航天爐氣化技術(shù)：是航天工業(yè)部的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)化的成果，其實(shí)它是一項(xiàng)化工技術(shù)，與航天沒(méi)有直接的關(guān)系。與所有的氣流床（士煤粉氣化和水煤漿氣化一樣，在溫度13501500度，壓力為34 MPa航天爐的主要特點(diǎn)與GSP爐、Shell爐相似：1水冷壁能承受1500度的高溫2高效率：熱效率95%，碳轉(zhuǎn)化率99%，冷煤氣效率82%，有效氣體90%。3煤粉噴射與GSP相同從上向下，Shell是從下向上4干

13、煤分密相輸送2090微米的干煤粉顆粒用氮?dú)廨斔?。下面是安徽臨泉化工股分有限公司航天爐：日處理煤粉800噸，年產(chǎn)氨醇15萬(wàn)噸。工藝有氣化、空分、變換、低溫甲醇洗、醇烷化和污水處理。氣化壓力：3.5MPa，干基量：45000 m3/h，爐壁溫300350度，投煤量：35t/h，灰渣含碳：1%2%，煤耗1.5t/t，電耗350度/t，蒸汽消耗3 t/t。H2COCO2CH432.00%60.00%9.00%1.00%七、固定層煤氣爐（UGL）煤氣爐：以塊煤為原料，以空氣和蒸汽為氣化劑間隙通過(guò)爐內(nèi)的原料層，使之與碳反應(yīng)生成水煤氣或半水煤氣。它是我國(guó)上世紀(jì)70年代分布使用最廣泛的煤氣爐，40多年來(lái)，在原

14、基礎(chǔ)上進(jìn)行了原料、爐膛直徑、高度，吹風(fēng)氣的回收及其它工藝流程的改進(jìn)，原料由以前用的塊煤或焦炭改為煤棒或煤球，爐膛擴(kuò)徑改進(jìn)由最初的1.980米到2.74米到3米、3.3米，3.6米，由水壓自動(dòng)機(jī)控制改進(jìn)為油壓電腦DCS集中控制。盡管原料拓寬了，氣化強(qiáng)度提高了，操作強(qiáng)度也降低了，由于工藝先天不足，造成產(chǎn)氣量低，能耗高，在能源越來(lái)越緊張的情況下，逐步失去競(jìng)爭(zhēng)力，被其它氣化爐逐漸替代。但由于其投資小，開(kāi)停車(chē)靈活，原料可充分利用本地粉煤資源，目前還廣泛存在于中小氮肥廠,全國(guó)小氮肥幾乎全是UGL型煤氣爐。原料：無(wú)煙煤粉為原料，用褐煤中含有的腐植酸與堿反應(yīng)生成腐植酸鈉做為粘結(jié)劑，通過(guò)與粉煤混合攪拌發(fā)酵(漚化時(shí)間24小時(shí)以上)，再通過(guò)煤棒機(jī)或壓球機(jī)制做成直徑1822mm的煤棒或3550mm橢園形煤球，有干燥和不干燥入爐二種方式，如果是自動(dòng)加焦形式則必須將煤棒或煤球進(jìn)行干燥至7%以下。水分：513%，揮發(fā)分6%，硫分1%，固定碳60%，灰分2030%，熱穩(wěn)定性70%，灰熔點(diǎn)1200度氣化溫度：爐面溫度300400度，氣化溫度11001300度產(chǎn)氣量：3.3米煤氣爐60006500 m3/h噸氨耗煤棒：1.8-2.0噸噸氨耗蒸汽：2.23.0噸蒸汽分解率：40%H2COCO2CH4N2O239%31%7.0%2.%19.6%0.4%固定層煤氣爐相對(duì)于其它粉煤氣化和水煤漿氣化，對(duì)原料要求比較挑