德士古水煤漿氣化技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用.pdf

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1、德士古水煤漿氣化技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用馬華鋒陜西煤化能源有限公司713600【摘要】水煤漿氣化技術(shù)在我國(guó)由來(lái)已久，近年來(lái)，德士古水煤漿氣化技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展更為的迅速，其技術(shù)應(yīng)用的范圍也在不斷的擴(kuò)大，德士古水煤漿氣化技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此，其應(yīng)用還有待于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。本文將從以下幾個(gè)方面來(lái)分析德士古水煤漿氣化技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】德士古水煤漿氣化技術(shù)；特點(diǎn)；應(yīng)用；分析中圖分類(lèi)號(hào)：X752文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：一、前言目前，國(guó)內(nèi)水煤漿氣化的應(yīng)用還存在一定的問(wèn)題，選用何種技術(shù)成為了主要的關(guān)注點(diǎn)，因此，研究德士古水煤漿氣化技術(shù)的特點(diǎn)及其在我國(guó)的應(yīng)用具有很

2、深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。二、煤氣化原理及發(fā)展趨勢(shì)1、煤氣化的原理煤的氣化反應(yīng)是指氣化劑（空氣、水蒸氣、富氧空氣、工業(yè)氧氣以及其相應(yīng)混合物等）與碳質(zhì)原料之間以及反應(yīng)產(chǎn)物與原料、反應(yīng)產(chǎn)物之間的化學(xué)反應(yīng)。在氣化爐內(nèi)，煤炭要經(jīng)歷干燥、熱解、氣化和燃燒過(guò)程。（一）濕煤中水分蒸發(fā)的過(guò)程：（二）熱解（干餾）是煤受熱后自身發(fā)生的一系列物理化學(xué)變化過(guò)程。一般來(lái)講，熱解的形式為：煤煤氣（CO2，CO，CH4，H2O，H2，NH3，H2S）+焦油+焦炭（三）氣化與燃燒過(guò)程。僅考慮煤的主要元素碳的反應(yīng)，這些反應(yīng)如下：a.碳-氧間的反應(yīng)；b.碳-水蒸氣間的反應(yīng)；c.甲烷生成反應(yīng)；

3、需要指出的是，以上所列諸反應(yīng)為煤氣化和燃燒過(guò)程的基本化學(xué)反應(yīng)，不同過(guò)程可由上述或其中部分反應(yīng)以串聯(lián)或平行的方式組合而成。2、煤氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)代煤炭氣化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)如下：（一）氣化壓力向高壓發(fā)展。氣化壓力由常壓、低壓（<1.0MPa）向高壓（2.0-8.5MPa）氣化發(fā)展，從而提高氣化效率、碳轉(zhuǎn)化率和氣化爐能力。（二）氣化爐能力向大型化發(fā)展。大型化便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和優(yōu)化操作，降低能耗和操作費(fèi)用。（三）氣化溫度向高溫發(fā)展。氣化溫度高，煤中有機(jī)物質(zhì)分解氣化，消除或減少環(huán)境污染，對(duì)煤種適應(yīng)性廣。（四）不斷開(kāi)發(fā)新的氣化技術(shù)和新型氣化爐，提高碳轉(zhuǎn)化率和

4、煤氣質(zhì)量，降低建設(shè)投資。目前碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)98%-99%，煤氣中含CO+H2達(dá)到80%-90%。（五）現(xiàn)代煤氣化技術(shù)與其他先進(jìn)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用。（六）煤氣化技術(shù)與先進(jìn)脫硫、除塵技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好，減少污染。三、國(guó)內(nèi)應(yīng)用上存在的問(wèn)題與解決措施1.存在的問(wèn)題（一）氣化效率仍然低當(dāng)前在國(guó)內(nèi)，在燃燒上多采用單噴嘴直噴的模式，像德士古爐，而華東理工大學(xué)則采用多嘴對(duì)噴，后者的改進(jìn)雖然增強(qiáng)了利用的效率，但是其對(duì)耐火磚的損壞也相應(yīng)的加大了。在整個(gè)氣化裝置中，采用單個(gè)噴嘴時(shí)，其容量受到了限制，這就制約了水煤漿氣化的轉(zhuǎn)化效率。當(dāng)采用多對(duì)噴嘴時(shí)，噴嘴的壽命也同時(shí)受到了

5、考驗(yàn)，在霧化方面的效果仍然不能得到完全的控制。（二）耐火磚的壽命短水煤漿中本身存在34%左右的水，它的存在會(huì)吸收大量的熱，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，反應(yīng)的進(jìn)行使得化學(xué)平衡容易遭受破壞，因此，在設(shè)計(jì)上安排了耐火磚來(lái)作內(nèi)襯。耐火磚專(zhuān)為改善水煤漿氣化而來(lái)，所以，好的耐火磚將會(huì)對(duì)氣化產(chǎn)生重要的作用。而在實(shí)際轉(zhuǎn)化過(guò)程中，耐火磚十分容易損壞，當(dāng)轉(zhuǎn)化爐的操作溫度過(guò)高時(shí)，它將直接燒壞耐火磚。（三）煤炭質(zhì)量的影響在現(xiàn)今的轉(zhuǎn)化中，煤漿的混合制成，也對(duì)煤中含灰量和灰熔點(diǎn)有著特定的要求，當(dāng)煤的質(zhì)量不能滿(mǎn)足水煤漿的合成時(shí)，其氣化的效果將降低，同時(shí)，在進(jìn)一步的燃燒中，由于可燃物含量的低

6、下使得將要獲得熱能減少。四、德士古水煤漿氣化技術(shù)工藝水煤漿制氣的德士古工藝見(jiàn)圖1：五、德士古水煤漿氣化技術(shù)特點(diǎn)德士古加壓水煤漿氣化工藝與第一代煤氣化工藝相比,主要是提高了氣化壓力和溫度,從而改善了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。擴(kuò)大了煤種的適應(yīng)范圍,該氣化爐屬于噴流氣化,以水煤漿方式進(jìn)料,其氣化壓力為2.0~8.5MPa。主要工藝特點(diǎn)如下:1、煤種適應(yīng)性強(qiáng),主要以煙煤為主,對(duì)煤的活性沒(méi)有嚴(yán)格要求,但對(duì)煤的灰熔點(diǎn)有一定要求。2、水煤漿用泵連續(xù)輸送,故氣化爐操作穩(wěn)定性好,輸送方便并有利于環(huán)境改善。3、碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)96%以上,排水中無(wú)焦油、酚等污染環(huán)境的副產(chǎn)物產(chǎn)生,同時(shí)

7、煤氣中甲烷含量低,是較為理想的合成原料氣。4、氣化在加壓下進(jìn)行,氣化強(qiáng)度高,設(shè)備體積小,布置緊湊而且能耗較低。5、氣化爐內(nèi)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠。6、氣體在氣化爐內(nèi)停留時(shí)間短,僅為幾秒鐘,因而氣化操作彈性大。7、氣化爐高溫下排出之熔渣性能穩(wěn)定,對(duì)環(huán)境影響小。德士古水煤漿氣化技術(shù),與無(wú)煙煤間歇?dú)饣棒斊?Lurgi)氣化技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)越性。該法常以灰融點(diǎn)低活性較好的煤質(zhì)為主,對(duì)煤種有較寬的適應(yīng)性。適宜于作生產(chǎn)合成氨和甲醇的原料氣。因而該技術(shù)引入我國(guó)以后,引起合成氨企業(yè)及各界人事的普遍關(guān)注。六、德士古水煤漿氣化的應(yīng)用目前我國(guó)采用該技術(shù)的在

8、運(yùn)行裝置有20多家。魯南化肥廠(chǎng)、上海焦化廠(chǎng)、陜西渭河化肥廠(chǎng)、安徽淮南化工廠(chǎng)和黑龍江浩良河化肥廠(chǎng)是國(guó)內(nèi)使用德士古水煤漿氣化爐較早的廠(chǎng)家，德