德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新

《德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新王延昆，王偉（兗礦國(guó)宏公司氣化部，山東鄒城）2007-03-230?前?言??目前我國(guó)以煤為原料生產(chǎn)合成氨、氫氣和羰基合成氣的工業(yè)裝置，其造氣大致分為德士古水煤漿加壓氣化、魯奇碎煤加壓氣化、常壓固定層間歇?dú)饣徒谝M(jìn)的謝爾粉煤加壓氣化等幾種。其中比較先進(jìn)的氣化方法為德士古水煤漿加壓氣化和謝爾粉煤加壓工藝兩種。前者是50年代初期，由美國(guó)德士古公司在重油部分氧化氣化基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)成功的，隨后在日本、瑞典和意大利等國(guó)工業(yè)應(yīng)用。我國(guó)的兗礦魯南化肥廠、淮南化肥廠和吉化公司化肥廠等均采用這種工藝。后者是荷蘭殼牌公司開(kāi)發(fā)的一種先進(jìn)煤氣化技術(shù)

2、。始于1972年，期間經(jīng)歷了數(shù)次小試、中試和工業(yè)化放大試驗(yàn)，于1993年在荷蘭Demclec建成循環(huán)聯(lián)合發(fā)電裝置，從而實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的工業(yè)化。我國(guó)的湖北雙環(huán)科技股份有限公司、洞庭氮肥廠和柳州化學(xué)工業(yè)公司等10余家企業(yè)，已將該技術(shù)用于合成氨和甲醇的生產(chǎn)。???有許多文獻(xiàn)報(bào)道：與德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)相比，Shell煤氣化具有對(duì)煤質(zhì)要求低，合成氣中有效組分（CO+H2>89%）含量高，原煤和氧氣消耗低，環(huán)境污染小和運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。但筆者認(rèn)為上述觀點(diǎn)并不全面，本文結(jié)合多年來(lái)對(duì)德士古水煤漿加壓氣化操作的體會(huì)，對(duì)這兩種氣化工藝進(jìn)行比較，談?wù)勊簼{氣化技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新。1

3、?兩種氣化工藝存在的技術(shù)問(wèn)題1.1?謝爾技術(shù)???殼牌公司的SCGP技術(shù)，由于是干法進(jìn)料，氣化爐的操作溫度比較高，碳的轉(zhuǎn)化率比較高，系統(tǒng)的熱量利用率比較高，氧氣的消耗也比較少。但是由于是干粉進(jìn)料，在加壓狀態(tài)下進(jìn)行氣流輸送，對(duì)進(jìn)料系統(tǒng)閥門(mén)的耐磨性能和密封性能要求比較高，而且進(jìn)料的壓力也不能控制得太高，還有無(wú)用的氮?dú)膺M(jìn)入氣化爐內(nèi)，顯然不如德士古技術(shù)的水煤漿進(jìn)料方便。另外干粉進(jìn)料的謝爾氣化過(guò)程實(shí)際只是純氧條件下的部分氧化過(guò)程，入爐水蒸氣的分解率非常低，引入蒸汽的目的，實(shí)際是為了通過(guò)部分水蒸氣的分解，調(diào)節(jié)氣化爐內(nèi)的溫度，通過(guò)引入蒸汽消耗熱量，這樣做并不科學(xué)。在這一點(diǎn)

4、上德士古氣化工藝的氣化爐內(nèi)水蒸氣的比例比較大，水蒸氣的分解量比較大，能從水當(dāng)中得到氫氣，從而大大提高單位質(zhì)量原煤的產(chǎn)氣率，其經(jīng)濟(jì)效益是十分可觀的。因?yàn)橐环肿犹己退魵夥磻?yīng)可以生成一分子ＣＯ和一分子Ｈ2，而一分子碳和一個(gè)氧原子反應(yīng)只能生成一分子ＣＯ。1.2?德士古氣化技術(shù)???德士古水煤漿氣化爐采用濕法進(jìn)料，因此操作比較方便。但因?yàn)椴捎靡后w排渣技術(shù)，由此而產(chǎn)生了一系列的問(wèn)題，比如：要求煤種的灰熔點(diǎn)和灰分含量不能太高，煤灰在操作條件下熔融灰的黏度比較低，流動(dòng)性比較好等。所有這一切要求都是基于要保證液體排渣的順利進(jìn)行，產(chǎn)生這些問(wèn)題的根本原因在于進(jìn)料帶入了大約35%

5、的水。德士古氣化最大的優(yōu)勢(shì)是水煤漿進(jìn)料而帶來(lái)的操作上的方便，最大的問(wèn)題也是源于水煤漿進(jìn)料而產(chǎn)生的熱量平衡緊張和排渣的困難。因?yàn)橛捎谶@35%的水進(jìn)入氣化爐后，水分的蒸發(fā)、升溫要吸收大量的熱量，導(dǎo)致了TCGP氣化工藝氣化爐內(nèi)的反應(yīng)溫度相應(yīng)比干粉氣化低，氣化爐內(nèi)的熱量平衡狀況比較緊張，因而碳的轉(zhuǎn)化率比干粉氣化低，氧耗也比干煤粉氣化高。???人們往往用氣化爐產(chǎn)生的合成氣中ＣＯ＋Ｈ2的高低來(lái)對(duì)比德士古氣化和謝爾氣化兩種氣化技術(shù)的優(yōu)劣，筆者認(rèn)為用這種方法來(lái)比較并不科學(xué)。表1列出了兩種氣化工藝的氣體組成。由表1可見(jiàn)，Shell氣化產(chǎn)生的氣體中CO含量高，H2和CO2含量都

6、低，經(jīng)過(guò)變換后才能達(dá)到與Texaco氣化后相同的組成，因此，可以說(shuō)干煤粉氣化單位質(zhì)量原煤的產(chǎn)氣率并不高。因?yàn)楹铣蓺馍a(chǎn)廠家進(jìn)行煤炭氣化的目的是生產(chǎn)氫氣，出爐粗煤氣中CO+H2的含量實(shí)際上并不能真正代表有效氣的含量。Shell氣化產(chǎn)生的CO含量高，在變換工段要消耗大量的水蒸氣來(lái)完成高含量CO合成氣的變換過(guò)程，因此，如果以每生產(chǎn)1000m3氫氣來(lái)計(jì)算各種消耗，謝爾氣化的許多經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)就不那么優(yōu)越了，投資巨大的廢熱鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生的水蒸氣剛好供后續(xù)工段變換使用，還不如德士古氣化用激冷流程，使熱量回收和氣體除塵同時(shí)進(jìn)行，投資少、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、洗滌效果好。表1?

7、不同氣化工藝組成對(duì)比???????????????%2?水煤漿氣化技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新思路???通過(guò)上面的分析可以看出水煤漿氣化的優(yōu)點(diǎn)是：(1)水煤漿氣化技術(shù)在進(jìn)料上比較方便和安全；(2)水煤漿氣化單位質(zhì)量原料煤的有效氣產(chǎn)量比干煤粉氣化高；(3)合成氣的冷卻和洗滌采用激冷流程，比Shell氣化采用廢鍋流程投資少，而且操作簡(jiǎn)單，洗滌效果好。但是水煤漿氣化工藝在原料的選擇上有一些限制，認(rèn)真分析水煤漿氣化技術(shù)問(wèn)題的根源在于入爐的水消耗了氣化爐內(nèi)太多的熱量，再加上氣化反應(yīng)本身就是一個(gè)較強(qiáng)的吸熱過(guò)程，所以德士古氣化爐從安放燒嘴的燃燒室上部到下面的排渣口，溫度下降的梯度是比較

8、明顯的，又是采用液體排渣形式，所以對(duì)原料發(fā)熱量、灰熔