干粉气化和水煤浆气化综合成本比较

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1、干粉气化和水煤浆气化综合成本的对比目前成熟的高压粉煤气化技术从进料方式上可以分为干法（干粉进料）和湿法（水煤浆进料）。干法气化目前在国内应用较多的主要有Shell、GSP和航天炉；湿法气化目前在国内应用较多的主要有GE、四喷嘴和清华炉。这些气化技术各有优缺点，就气化炉本身而言也有很多科研单位和应用单位对其优缺点、性能、使用情况进行了介绍和对比。由于甲醇工程是技术集成度很高的综合工程，涉及多个单元，尤其气化方式的不同会影响到原料制备、合成气净化、合成气变换等单元，因此仅仅从气化炉本身进行对比不尽全面

2、，不尽合理。本文从甲醇整个流程上选取航天炉作为干粉气化的代表，选取清华炉作为湿法气化的代表，从全流程的消耗进行比较，以便从整个流程上对两种气化方法有更全面的认识，以便于气化技术的选择。为便于比较，选用国内目前较成熟的工艺路线进行比较，航天炉流程为：4.0MPa气化，两段耐硫变换，低温甲醇洗，合成气压缩，甲醇合成。清华炉流程为：6.5MPa气化，一段耐硫变换，低温甲醇洗，合成气压缩，甲醇合成。其中两种气化技术的甲醇合成装置均相同，故不作比较，仅对前面工序进行对比。对于空分工段，不是本文比较的重点，仅

3、对氧耗进行比较。一般4.0MPa气化，配套氧气压力为5.1MPa；6.5MPa气化，配套氧气压力为8.1MPa。如均采用内压缩流程，5.1MPa和8.1MPa相比，1Nm3氧气的能耗相差约0.02KW，在国内实际的运行案例中，两者的实际差别几乎没有，例如，神华宁煤采用4.0MPa气化，神华包头采用6.5MPa气化，但是宁煤空分单位氧气的能耗却比包头的还要高。1.气化反应不论是干法气化还是湿法气化，其气化原理是相同的，目前在国内应用的高压气流床气化均是采用纯氧气化，主要的反应式为：2C+O2=2CO

4、16C+H2O=CO+H2CO+H2O=CO2+H2C+CO2=2COC+2H2=CH4对于湿法进料清华炉，由于大量水分随水煤浆进入气化炉，因此气化室内有大量的水蒸气存在，在炉内会发生部分CO变换反应，有比较多的CO会转化成CO2，同时得到相同摩尔数的H2，而且在高温下变换反应的速率很大，所以清华炉出气化炉的粗煤气中CO含量比航天炉低，H2含量比航天炉高。航天炉和清华炉的消耗比较业界意见多不统一，参照两种炉型气化神木煤的气化代表性数据作为比较，以1000Nm3有效气为比较基准:航天炉数据（采用高压

5、N2输送煤粉）：组分COH2CO2N2其他气体合计气化出口全变换前（V%）6525451100气化出口气量（Nm3）7222784455111110全变换后气量（Nm3）0100076655111832清华炉数据：组分COH2CO2其他气体合计气化出口全变换前（V%）4535191100气化出口气量（Nm3）562.5437.5237.512.51250全变换后气量（Nm3）0100080012.51812.5上面两表以CO全部变换为H2的极端情况作为比较，主要是要说明由于在气化炉内变换程度的不同

6、而产生的差异，通过上表我们可以得出以下结论：16l航天炉和清华炉在相同有效气产量的情况下，干粉气化采用氮气输送，变换后的气量大于水煤浆气化；l航天炉的煤耗比清华炉低，（800-766）÷800=0.0425=4.25%，氧耗低4.25×2=8.5%根据项目公司提供的煤种，航天炉和清华炉消耗见下表：表1氧耗和煤耗比较表项目清华炉航天炉备注吨醇煤耗1552.3Kg1486.3Kg干煤吨醇氧耗870.8Nm3796.8Nm3以上比较的基础是相同煤种1.煤浆（粉）制备2.1干粉制备干粉气化采用干磨，原料煤

7、在微负压条件和热惰性气条件下，原料煤在磨煤机中磨粉的同时被热惰性气体干燥，热惰性气由热风炉提供。惰性气体对煤粉进行吹扫并将煤粉夹带出磨煤机，同时将蒸发出来的水分带走。惰性气体和煤粉在煤粉袋式过滤器中分离后，进入循环风机加压，部分气体放空，剩余部分通过热风炉加热后循环使用。如果煤中的水分过高，则必须采用两级干燥进行。对于此项目项目，煤中水分为14.75%，采用一级干燥即可。研磨后的干煤粉含水量一般控制在2%左右，粒度要求大于90微米的小于10%、小于5微米的小于10%。干粉制备主要消耗的物料有燃料气

8、、工厂空气、氮气和电。根据经验，制备一吨干煤粉的电耗为30KW（根据煤种不同会有所不同），燃料气耗一般根据煤的含水量不同而不同，如1吨含水量为14.75%的煤种，在干燥时需消耗的能量为1000×（0.1475-0.02）×2670÷0.7=486321KJ（燃料气能量利用率按70%计）。干粉气化一般利用液化气、天然气、工厂废气或粗煤气燃烧产生热量进行干燥,如利用粗煤气进行干燥，则烘干1吨含水14.75%的煤，约需消耗粗煤气38.78m3（粗煤气热值按照12540KJ/Nm3）。干燥