ht-l航天粉煤加压气化技术及其应用

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1、中国航天科技集团公司HT–L粉煤加压气化技术及其应用卢正滔中国运载火箭技术研究院北京航天煤化工工程公司国内外煤气化技术的发展现状HT–L粉煤加压气化工艺142主要内容HT-L煤气化项目的意义5HT–L控制技术3HT–L主要设备6HT–L示范装置开车情况2北京航天煤化工工程公司国内煤气化技术的发展现状工作原理：将无烟块煤加在常压炉内的固定床上，通入空气和蒸汽，使煤在800℃左右燃烧，产生一氧化碳和氢气，即合成气。应用领域及规模：常压固定层煤气化技术是从上个世纪60年代就在我国化肥企业广泛采用的煤气化技术，在

2、我国400多家氮肥企业中，90%为生产能力在20万吨/年合成氨以下的中小氮肥企业，工艺都是采用这种常压固定层煤气化技术，生产的氮肥产量达到1600多万吨，占国内氮肥产量的66%。存在的问题：效率低；污染严重；原料紧张、价格高；所用的无烟块煤绝大部分来自山西晋城，由于原料产地集中、运输困难，加之晋城地区合成氨装置的大量上马，造成无烟块煤原料紧缺，成本剧增，很多内地中小氮肥企业面临亏损和倒闭的困境常压固定层煤气化技术气化炉原理图工艺流程图3北京航天煤化工工程公司气化炉美国GE公司的Texaco煤气化技术：该技

3、术利用部分煤炭能够成浆的特点，将煤粉与水制成浆状的混合物，通过煤浆泵使煤浆与纯氧在气化炉内发生气化反应，得到主要成分为一氧化碳和氢气的粗煤气。主要技术路线：水煤浆作原料采用激冷工艺主要特点：碳转化率98%、热效率86%；已有多套成功应用的经验；气化炉为耐火砖结构，气化温度只能到1400度；对煤种要求高（灰熔点低于1250度，成浆性好，国内只有神府、华亭、鹤岗等少数地区的煤炭可以用作其原料，难以实现原料煤的本地化，很难在全国的发电和氮肥企业推广）；运行维护成本高（每两月更换烧嘴，每一年更换耐火砖）；专利费用

4、高。国内煤气化技术的发展现状4北京航天煤化工工程公司Gasifier气化炉Gasquench气体激冷Quenchpipe激冷管TransferDuct输气管SlagBath渣浴Evaporator3蒸发器3GasReversalChamber气体转向室Evaporator1.2蒸发器1.2Evaporator1.1蒸发器1.1Evaporator2蒸发器2GRCBRANCH气体转向部分气化炉+废热锅炉荷兰壳牌公司的Shell煤气化技术：主要技术路线：干煤粉作原料采用废锅流程主要特点：技术先进，热效率高(可

5、达96%)，碳转化率高(可达99%)；国外已有一套工业化成功应用的经验，国内也有较多厂家将要应用；气化炉为水冷壁结构，气化温度能到1500至1700度；对煤种要求低，可实现原料本地化；投资很大，关键设备基本依赖进口，尤其是特殊阀门、气化炉内件、燃烧器和陶瓷过滤器等，由于必须依赖进口，每年的备品备件费用对于一个20万吨/年合成氨厂要超过3000万元；专利费用高。国内煤气化技术的发展现状5北京航天煤化工工程公司四喷嘴水煤浆加压气化技术：主要技术路线：水煤浆作原料采用激冷工艺主要特点：是为了打破GE公司水煤浆加

6、压气化工艺技术的技术垄断而研发的气化技术；其核心是将Texaco气化炉顶部燃烧改成四喷嘴侧向对称燃烧；推广情况：由华东理工大学和兖矿集团联合开发；首先在德州化肥厂建了一台炉，2005年进行了试烧，取得了试验数据；在鲁南化肥厂建设了工业化装置，目前正在试运行。气化炉德州化肥厂四喷嘴气化炉国内煤气化技术的发展现状6北京航天煤化工工程公司HT-L煤气化项目的意义气化炉国内处于研发和推广阶段的煤气化技术加压灰融聚气化技术：工作原理：气化反应温度1200℃左右，煤中的灰分不发生熔融，而是熔聚成为球状或块状灰渣排出。

7、推广情况：中科院山西煤化所1990年建成了24吨煤/天、气化压力为0.3—0.5MPa的中试装置；西北化工研究院在此基础上，研制了气化压力为1.0MPa、气化温度为1150℃的工艺包；目前正在山西临猗化肥厂建10万吨/年合成氨的工业化示范装置，计划06年投产。存在的问题：碳转化率低、效率低，不能对煤炭高效利用;7北京航天煤化工工程公司国内外煤气化技术的发展现状HT–L粉煤加压气化工艺142主要内容HT-L煤气化项目的意义5HT–L控制技术3HT–L主要设备6HT–L示范装置开车情况8北京航天煤化工工程公司

8、HT-L煤气化项目的意义气化温度高温化气化压力高压化转化效率最优化气化炉体大型化操作维护智能化9北京航天煤化工工程公司热力计算及温度场模拟粉煤高温气化的反应机理主要由以下反应组成主反应副反应⒈2C+O2=2CO⒈COS+H2O=H2S+CO2⒉C+O2=CO2⒉C+O2+H2=HCOOH⒊2CO+O2=2CO2⒊N2+3H2=2NH3⒋2H2+O2=2H2O⒋N2+H2+2C=2HCN⒌C+H2O=CO+H2⒍CO2+H2=C