我国煤气化技术的特点及应用

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1、我国煤气化技术的特点及应用刘卫平（山东红日阿康化工股份有限公司，山东临沂市276021）摘要：介绍了我国主要的煤气化技术发展状况，不同煤气化技术的工艺特点，各技术的优势及不足。提出了在煤气化技术的选择方面应注意的几个主要方面。关键词：煤气化，固定床，流化床，气流床，恩德炉，灰熔聚，德士古，Shell，水煤浆一序言国内的合成氨与甲醇工业经历了多年的发展，目前在原料的采用上有煤、天然气、焦炉气等多种原料，同时由于我国能源特点是缺油少气，煤炭资源相对丰富，因此煤在国内合成氨和甲醇工业原料中仍占据主导地

2、位。对于煤气化炉类型，目前主要有固定床、流化床和气流床三种，对于不同的炉型，相应的有固定床间歇气化炉、灰熔聚、德士古、恩德炉等多种造气方式，不同造气方式均有各自不同的特点，在国内也有不同厂家采用，下面进行具体介绍。二国内煤气化技术概况㈠固定床间歇气化（UGI）1技术概况这是我国采用最早的煤气化方式，也是目前在国内甲醇与合成氨装置中应用最普遍的一种造气方式，占目前合成氨生产能力的70％以上。经过多年的发展，该技术已经基本成熟，且装置已经完全国产化。固定层间歇气化造气系统，主要包括原料煤的配置、造气

3、、气体净化除尘、废热回收等装置。生产工艺为常压间歇气化，每个造气循环主要由吹风、上吹、下吹、二次上吹、吹净五部分组成，循环时间一般在120－150秒之间。根据不同的控制工艺可生产成分不同的水煤气和半水煤气。该技术采用固态排灰方式，由于采用空气作为氧化剂，碳利用率较低，入炉蒸汽分解率，低灰渣含碳量较高，一般在20％左右。因为是常压间歇制气，单台设备生产能力较低，根据炉子规格不同，单台设备产气量在4000Nm3／h－12000Nm3／h之间，所产煤气有效气含量在60％－85％之间。该造气方式采用山西

4、无烟块煤为原料，要求块煤粒度在20－80mm之间，水分含量＜8％，目前在国内有600家以上企业采用该技术。2技术的优势与不足：该技术投资小，建设周期短，这是该技术最大的优点，由于采用空气与碳反应，省去了昂贵的空分装置，使该技术投资是目前所有煤气化技术中最低的，一般10万吨合成氨装置所需的煤气化系统投资在3000万左右，从而生产成本的折旧费用降低低。由于采用无烟块煤为原料，而该煤种价格较高，来源受到限制，同时原料利用率低，能耗高，使生产成本较高，这也是该技术的最大不足。造气采用常压、间歇气化，使装

5、置大型化受到限制，同时由于设备连续运行时间短，使装置检修工作量大，而且一般采用两台或以上的备用炉。装置环境污染较大，现场粉尘量较大，操作环境差，工艺相对落后。㈡恩德炉1技术概况恩德炉粉煤流化床气化技术是朝鲜咸竟北道恩德郡的七七化工厂在原温克勒粉煤流化床气化炉的基础上，逐步改进和完善的一种煤气化工艺。该煤气化技术由辽宁恩德工程建设有限公司90年代引进中国，该炉型以粉煤为原料，采用不同的气化剂，可生产空气煤气、半水煤气和水煤气，分别用于工业加热炉煤气、民用燃料和化工合成气。目前该装置已经全部做到国产

6、化。恩德炉的造气系统，主要包括原料煤配置、造气、气体的初步净化以及配套的空分装置构成。生产工艺为常压气化，操作温度在900－1000℃之间，采用固态排灰方式，灰渣含碳量＜10％，所产煤气有效气含量为65％－70％。对于气量40000Nm3／h的装置，如果采用一台造气炉，整套煤气化系统投资约8000万，其中恩德炉投资约3200万，空分系统投资3000万。如果采用2台20000Nm3／h的造气炉，整套系统投资约9000万。该技术采用的原料主要是褐煤、长焰煤、不粘性和弱粘性烟煤，要求煤的灰分小于25%

7、～30%，灰熔点高（ST大于1250℃）、低温化学活性好（在950℃时，应大于85%，1000℃时，应大于95%）。该设备目前生产能力主要有10000Nm3／h、20000Nm3／h、40000Nm3／h三种，考虑到设备的检修对装置运行稳定性的影响，一般一套装置要采用两台或以上的造气炉，从而在一台设备出现故障时不会造成装置停车。目前已在国内应用有18套装置，其中有7套以上用于合成氨装置。国内第一套恩德炉的造气装置于2001年在江西景德镇投产，装置规模为10000Nm3／h，随后又有黑龙江黑化集团

8、有限公司，吉林长山化肥集团有限公司，安徽淮化集团有限公司，黑龙江倍丰集团宁安化工公司，吉林北方气体等化工企业的恩德炉煤气化装置相继建成投产。2技术的优势与不足：由于恩德炉造气技术可全部做的国产化，因此它的投资较小，10万吨/年合成氨装置投资约7－8千万，相对于其它连续造气方式，投资较低。原料方面：该炉型采用褐煤和长焰煤为原料，价格比山西白煤低，从而可以降低造气成本，但对原料煤的粘性等指标要求较严格，目前该煤种主要分布在吉林、内蒙古、广西、云南、河南义马等地，在国内的分部并不广泛，因此该造气方式由