煤化工 水煤漿

水煤漿加壓氣化技術(shù)主要內(nèi)容歷史背景及分類國(guó)內(nèi)外發(fā)展工藝原理及流程圖工藝的優(yōu)缺點(diǎn)歷史背景及分類

煤氣化已有一百多年的發(fā)展歷史，先后開發(fā)了一百多種氣化工藝和氣化爐型，有工業(yè)應(yīng)用前景的十余種。煤氣化分類無(wú)統(tǒng)一規(guī)定，最常用的是按原料在氣化爐內(nèi)的移動(dòng)方式分為固定床、流化床和氣流床三種：固定床氣化是塊煤從爐頂加入，自上而下經(jīng)歷干燥、干餾、還原、氧化和灰渣層，灰渣最終經(jīng)灰箱排出爐外；氣化劑自下而上經(jīng)灰渣層預(yù)熱灰渣層預(yù)熱后進(jìn)入氧化層和還原層，生成的煤氣顯熱用于煤的干餾和干燥。固定床氣化的局限性是對(duì)床層均勻性和透氣性要求很高，要求入爐煤要有一定的粒（塊）度及均勻性，對(duì)煤的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、含碳量、灰熔點(diǎn)、粘結(jié)性、結(jié)渣性等指標(biāo)都有比較嚴(yán)格的限制。國(guó)外發(fā)展情況

水煤漿氣化工藝國(guó)外稱作德士古煤氣化工藝（TCGP），至今已有50多年的歷史。1948年美國(guó)德士古石油公司受重油氣化的啟發(fā)，首先創(chuàng)造了水煤漿氣化工藝，并在加州洛杉磯近郊蒙特貝洛建設(shè)第一套中試裝置，規(guī)模約15t/d。這在煤氣化發(fā)展史上是個(gè)重大的開端，但由于當(dāng)時(shí)煤無(wú)法與天然氣和石油相競(jìng)爭(zhēng)，沒有得道認(rèn)可，直至

第一次世界性石油危機(jī)（1973年），煤氣化又被提到議事日程上來(lái)。其中包括德士古于1975年重建MRL的實(shí)驗(yàn)裝置。1978年、1981年又分別建成兩套中試裝置。鑒于在加壓下連續(xù)輸送煤粉難度大，德士古公司提出水煤漿的概念，即將煤粉和水混配成可用泵輸送的水煤漿。

國(guó)內(nèi)發(fā)展情況

德士古氣化爐屬于濕法進(jìn)料氣流床的一種，由上?；ぱ芯吭贺?fù)責(zé)仿制早期的德士古氣化工藝設(shè)計(jì)的我國(guó)第一套水煤漿氣化裝置(0.7t/hr),于1969年在浙江省巨州化工廠投運(yùn)。因碰到煤漿蒸發(fā)等技術(shù)問題(蒸發(fā)器易結(jié)垢、堵塞、管道磨損大)，氣化爐不能連續(xù)運(yùn)行，于1971年中止。

1971年化工部化肥研究所即現(xiàn)在的西北化工研究院建成一套模試裝置，規(guī)模為10kg/hr，氣化壓力為1.0Mpa。1984年底建成另一套模試

爐20kg/hr，氣化壓力為2.0Mpa。為了進(jìn)行中試，化工部一院和化肥所共同協(xié)作設(shè)計(jì)了一套雙廢鍋流程的中試裝置，規(guī)模為1.0～1.5t/d,壓力為2.0Mpa，并于85年建成，先后共試燒了十幾種煤，其中為魯南化肥廠試燒了山東七五煤，為上海焦化廠試燒了陜西神府煤，為渭河化肥廠試燒了陜西黃陵煤，為淮南化肥廠試燒了河南義馬煤。神化20萬(wàn)噸/年甲醇項(xiàng)目采用三臺(tái)激冷式氣化爐（二開一備），以神府煤為原料，濕法棒磨制漿，二級(jí)閃蒸灰水處理的氣化工藝流程。

水煤漿加壓氣化工藝德士古水煤漿加壓氣化屬氣流床，氧氣和水煤漿通過(guò)德士古燒嘴混合后噴射時(shí)立即霧化進(jìn)入氣化爐，在0.1秒內(nèi)煤漿中水被氣化，煤粒子被氣體隔開，各煤粒獨(dú)立的進(jìn)行反應(yīng)，氣化爐在煤灰熔點(diǎn)以上溫度發(fā)生反應(yīng)，固體在氣化爐內(nèi)停留3～5秒鐘，反應(yīng)生成的粗合成氣甲烷含量減少，一般僅為0.1%以下，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)98%，由于反應(yīng)溫度高，不生成渣油、酚及高級(jí)烴等可凝聚的副產(chǎn)物。水煤漿加壓氣化工藝流程圖

水煤漿加壓氣化工藝,該技術(shù)有以下特點(diǎn)：

1、煤種適應(yīng)范圍廣

可以利用次煙煤、煙煤、焦、石油焦、煤加氫液化殘?jiān)?，不受灰熔點(diǎn)限制（灰熔點(diǎn)高可加助熔劑）；不受煤的塊度大小限制，因最終要經(jīng)濕磨制成水煤漿使用；不受煤的灰分高低限制，僅經(jīng)濟(jì)性有差異。

2、連續(xù)生產(chǎn)強(qiáng)

加工后的原料——煤漿，氧氣可以連續(xù)不斷地入爐，排渣也不需要停車，氣化開、停車少，系統(tǒng)操作穩(wěn)定。

3、氣化壓力高

氣化壓力高，單爐產(chǎn)量高。目前在美國(guó)已建成日處理煤量為2000噸／臺(tái)，壓力為6.7Mpa的生產(chǎn)裝置。4、合成氣質(zhì)量好

一般情況下，產(chǎn)品煤氣中有效成分CO+H2≥80%5、氣化溫度高

氣化爐在1400℃左右操作，煤在熔融后呈液態(tài)排出燃燒室，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)96%以上。生產(chǎn)的高溫煤氣采用直接冷激回收熱能，產(chǎn)生的蒸汽用于加熱灰水。

6、有利于環(huán)境保護(hù)

由于氣化溫度高，煤中的揮發(fā)份直接燃燒，所以不生成焦油、酚等污染環(huán)境的副產(chǎn)物，廢水主要成分是含氰化合物，遠(yuǎn)比煉焦產(chǎn)生的廢水易于處理；同時(shí)氣化系統(tǒng)的水在本系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用，外排廢水很少，遠(yuǎn)比其它氣化方法產(chǎn)生的廢水量少對(duì)于固體排放物，在氣化中沒有飛灰等帶出，生成的熔渣不污染環(huán)境，而且是良好的建筑材料。

缺點(diǎn)

一、水煤漿氣化氧耗高

二、需熱備用爐

三、氣化爐耐火材料壽命短

四、氣化爐爐膛熱電偶?jí)勖?/p>

五、工藝燒嘴壽命短

六、氣化裝置投資大

七、激冷環(huán)壽命短德士古對(duì)水煤漿性質(zhì)的要求

一、較高的濃度

水煤漿的濃度就是指物質(zhì)中的含固量。若水煤漿的濃度低，它的粘度也相對(duì)的低，雖然有利于泵送，但它的氣化效率就會(huì)降低，進(jìn)入氣化爐水份大，大量水蒸發(fā)，使?fàn)t溫下降，為維持爐溫，就須增加氧氣用量，從而使比氧耗增高。而且每期質(zhì)量也有所下降。一般氣化用水煤漿濃度在60～70wt%之間。二、較好的流動(dòng)性

水煤漿的流動(dòng)性我們用其表觀粘度來(lái)表示。如粘度大，流動(dòng)性就差，不易泵送，霧化效果也差。

三、較好的穩(wěn)定性水煤漿的穩(wěn)定性是指煤粒在水中的懸浮能力。水煤漿的穩(wěn)定性與煤粒粒度分布和煤的親水