德士古水煤浆气化炉简介

我国石油和化学工业在快速发展的同时，正面临着资源、能源和环境等多重压力”。由于我国石油和天然气短缺，煤炭相对丰富的资源特征，加之国际油价的持续高位运行状态，煤炭在我国的能源和化工的未来发展中所处的地位会变得越来越重要。目前，煤炭在我国的能源消费比重不断加大，用于发电和工业锅炉及窑炉的比例大约为70%左右，其余主要是作为化工原料及民用生活。随着煤化工技术的不断发展，煤炭作为化工原料的比重将会得到不断的提高。传统的煤化工特点是高能耗、高排放、高污染、低效益，即通常所说的“三高一低”。随着科技的不断进步，新型的煤气化技术得到了快速的发展，煤炭作为化工原料的重要性得到了普遍的认可。煤化工目前采用的方法主要有三个途径：煤的焦化、煤的气化、煤的液化。由于最终产品的不同，三种途径均有存在的市场。煤焦化的直接产品主要有焦炭、煤焦油及焦炉气，煤气化的直接产品主要有合成气、一氧化碳和氢气，煤液化后可直接得到液体燃料。煤焦化产业相对比较成熟，煤液化存在直接液化和间接液化两种方法，技术的成熟程度和投资等原因，制约了产业化和规模化的进一步发展。

随着煤气化技术的不断成熟，特别是加压气化方法的逐步完善和下游产品的多样化，煤气化已成为我国目前煤化工的重中之重。

其中煤炭气化中以德士古水煤浆气化炉为典型代表。德士古气化法是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺。它是由美国德士古石油公司下属德士古开发公司在以重油和天然气为原料制造合成气的德士古工艺基础上开发成功的。第一套日处理15t煤的中试装置于1948年在美国建成，试验了20种固体燃料，包括褐煤、烟煤、无烟煤、煤液化半焦以及石油焦等。1956年在美国摩根城

(MorganTown)又建立了日处理100t煤、操作压力为2．8MPa的德士古炉。目前，德士古气化的工业装置规模已达到日处理煤量1600t。它是经过示范性验证的、既先进又成熟的第二代煤气化技术。德士古气化炉是所有第二代气化炉中发展最迅速，开发最成功的一个，并已实现工业化。

德士古水煤浆气化炉工作原理

德士古水煤浆加压气化炉过程属于气流床疏相并流反应。水煤浆通过喷嘴在高速氧气的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火衬里的高温辐射作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程。最后生成以一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气、熔渣和未反应的碳，一起同流向下，离开反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截留在水中，落入渣灌，经排渣系统定时排放。煤气和饱和蒸汽进入煤气冷却净化系统。

与同为气流床气化的K—T气化法相比较，德士古气化法在两点上有所改进，一是采取高压气化；--是以水煤浆形式的湿法进料。加压气化能有效地提高生产能力和煤气品质，但是在高压条件下解决于粉进料和煤锁装置问题是相当困难的，因此改进为水煤浆湿法进料的方式。

德士古水煤浆加压气化工艺

德士古气化工艺流程包括煤浆制备、气化炉及排渣系统、高温煤气的冷却与净化。原料煤用球磨机、棒磨机或盘式研磨机湿磨后，使其粒度小于90／1m的达到40％一86％，再与水或油混合制成煤浆、煤浆含量(质量分数)约为60％一70％。制成的煤浆以液力输送至煤浆槽，再以高压煤浆泵把煤浆送人气化炉的燃烧器。高压煤浆泵的工作压力应高于气化炉的工作压力。

德士古气化炉由上、下两部分组成，气化炉上部是部分氧化室，内壁衬有多层耐火砖，外壁为圆筒形高压容器。内、外壁分别承担耐高温和耐高压的职能，炉壁内衬长期在高温下工作，经受高速煤浆的冲刷，所以必须具备耐高温和耐磨损的性能。炉壁内衬的耐火材料以氧化铬为主，同时添加少量的氧化铝或氧化镁，视煤灰渣的酸碱性而定。氧化铝适用于酸性灰渣，氧化镁适用于碱性灰渣。

水煤浆和氧气从炉顶的燃烧器高速连续地喷人部分氧化室。高温状态下工作的烧嘴设有冷却水装置。水煤浆喷人气化炉内迅速发生反应，数秒钟内即完成气化过程，炉内达到1300—1500％，气化压力为4．3—4．8MPa。气化压力的高低视煤气用途而定。如用于合成氨时取其高限，如作为合成甲醇的原料气可取较低压力，这样后续工段不需另外加压。德土古气化法采取液态排渣，炉内灰分熔融成为液渣。在部分氧化室生成的粗煤气夹带了熔渣向下流人气化炉下部的冷却室。气化炉的下部因冷却方式不同有两种型式。一种是激冷型冷却方式，高温粗煤气夹带着熔渣流人下部的急冷室，熔渣激冷固化后被分离出来并落人灰锁斗，灰渣在锁斗中泄压后进入熔渣槽，再由熔渣分离器分离出粗熔渣去处理，分离出细灰渣送至沉清槽，沉淀下细灰及煤焦或者再循环人炉，或者送出处理。

另一种冷却方式是废热锅炉型。高温粗煤气首先经辐射式废热锅炉冷却至700℃左右，这时熔渣已冷却固化落入水急冷区而排至锁斗。热煤气再经过对流立管式废热锅炉，进一步冷却至300。C。两级废热锅炉在冷却煤气的同时获得高压蒸汽，可以用于发电。煤气经进一步冷却、除尘、脱硫后可得到洁净的冷煤气。脱除下来的少量煤焦和飞灰进入沉清槽分离后处理或循环人炉。因为粗煤气中不含有焦油、酚类，所以净化工艺比较简单，对环境污染较小。

德士古水煤浆气化炉在中国的应用

经过十多年的实践探索，中国在水煤浆气化技术方面，积累了丰富的操作、运行、管理与制造经验，气化技术日趋成熟与完善。经过长期科技攻关，在水煤浆气化领域，形成完整的气化理论体系，研究开发出拥有自主知识产权，达到国际领先水平的水煤浆气化技术。

德士古水煤浆气化技术的引进与完善

为了充分利用我国丰富的煤炭资源发展煤化工，自80年代至今，我国相继引进了4套Texaco水煤浆气化装置，用于生产甲醇与合成氨。该技术具有气化炉结构简单、煤种适应较广、水煤浆进料易控制安全、单炉生产能力大等特点。引进装置情况表：

地点

气化炉

(台) 处理煤量(吨/

天)font>

气化压

力(Mpa)

产品

投产时

间

技术来源

鲁南 2 350 ～3.0 氨1987.7 Texaco专利许可证、工艺软件包;原化工部第一设计院设计

吴泾 4 1500 4.0 甲醇1995.5 Texaco专利许可证、工艺软件包;原化工部第一设计院设计

Texaco专利许可证

渭河 3 1500 6.5 氨1996.2

日本宇部承包

Texaco专利许可证

淮南 3 1500 4.0 氨2000.7

日本宇部承包

水煤浆气化喷嘴已由国产喷嘴替代美国引进喷嘴，使用寿命约为2个月；气化炉用耐火砖已由国产洛耐砖替代进口法国砖，价格比为0.5：1。另外，我国已具备以下一些设备的设计制造能力，如磨煤机、气化炉、激冷环、锁渣斗、捞渣机、高、低压煤浆泵、灰水泵、文氏管等。兖矿鲁南化肥厂的设备国产化率达到90％以上。

总之，通过对引进技术的消化吸收，我国不仅积累了丰富的水煤浆气化技术工程经验，掌握了先进技术的运作规律，同时在实践中不断进行技术调整与完善，进一步推动了我国水煤浆气化技术的发展。根据中国煤种特点，中国科学院山西煤炭化学研究所从煤化学角度研究了煤炭成浆性能的影响因素，中国矿业大学通过试验与生产实践，提出了评价烟煤成浆性难度指标的经验公式。这些研究成果，为中国水煤浆制备技术发展提供了有益的指导。目前，中国已有多个水煤浆用添加剂和水煤浆生产厂家。根据煤种不同，选用不同品种与系列的添加剂制备水煤浆，气化用水煤浆浓度为60~65％。

德士古水煤浆气化炉得到的合成气与应用

德士古法气化得到的产品煤气主要成分是CO、H：、CO：和H：0，此外还有少量的CH．N：、H：S、COS等。所得煤气可以作为合成原料气，如用于合成氨。

高温煤气经急冷室激冷，达到饱和状态。可以直接变换转化，使煤气中CO变换成H2，而不必再加蒸汽。产品煤气也可用于发电或作为燃料气。如1984年建成试生产的美国加州的凉水滩(CoolWater)工程，在世界上首次实现煤气化联合循环发电(19cc)。该系统的煤气化设备是一台每天气化1000t煤的废热锅炉型德士古气化炉，另有一台同样规模的激冷型德土古气化炉作为备用。投料的水煤浆含量(质量分数)达到65％，气化炉的操作压力为4。3MPa，气化温度为1370。C。气化炉出来的、已冷却至370。C的粗煤气在洗涤器中除尘并进一步冷却，再经脱硫后入一台65MW的燃气轮机进行发电。废热锅炉产生11MPa的高压饱和蒸汽，并由燃气轮机排出的烟气进行过热，该过热蒸汽进入55MW的蒸汽轮机发电。两台机组共发电120MW，除了工厂自用(包括制氧设备在内)外，可外供电力IOOMW。如按总输入能量计算，包括气化效率在内的总发电效率为34％，其三废排放量仅为联邦标准的1/10，能满足环保要求，这在当时是一项成功的范例。

德士古水煤浆气化炉的优点

( 1) 煤种适应性广。德士古气化工艺可以利用次烟煤、烟煤、石油焦、煤加氢液化残渣等。不受灰熔点限制( 灰熔点高可加助熔剂) , 同时因煤最终要磨制成水煤浆,故不受煤的块度大小限制。原设计为河南义马煤, 但在近几年煤炭市场紧俏的情况下, 我们经常掺烧山东、陕西等地的煤种, 经过局部的工艺调节, 同样能够平稳运行。

( 2) 连续生产性强。气化炉的原料———煤浆、氧气的生产是连续的, 因此也就能够连续不断地进入气化炉。排渣经排渣系统固定程序控制, 不需停车, 气化开停少, 系统操作稳定。迄今单炉连续稳定运行最长已达53天。

( 3) 气化压力高。气化炉内的高压, 首先是相同质量的产品气大幅度减小了比

容积, 提高了单炉产量; 其次产品气具有的高压节省了煤气压缩所需要的能耗

和费用。对于淮化公司4.0MPa 级的气化炉而言, 仅在合成气压缩一项, 年节约开支约合950 万元( 根据单炉实际产干气量34500Nm3/h、气体平均分子量23、出炉压力3.85MPa 及市场电价折算而得) 。对于压力级别更高的气化工艺而言, 则收益更多。

( 4) 合成气质量好。国内外已有的德士古水煤浆气化工艺产品煤气中有效成份( CO+H2) 一般都在80%以上。淮化公司采用的义马煤因成浆性较差, 煤气中

CO+H2≥75%, CH4<0.1%, 可作为生产氨、甲醇的原料气, 也可用于联合循环发电。( 5) 气化温度高。气化炉运行温度一般在1100～1540℃, 提高了煤的碳转化率。淮化公司气化炉实际运行温度在1370±30℃左右, 碳转化率高达96%～98%以上; 同时, 高温产生的热能回收后生产蒸汽, 能满足其它工序的生产需要。

( 6) 安全性能好。由于德士古工艺采用湿法磨煤,避免了干磨法中煤粉这一易燃易爆物质给工业生产带来的巨大安全隐患。德士古公司最初的设计为将原料煤干燥后磨制成煤粉, 再进入混合槽调配成煤浆。1978年, 前西德鲁尔煤/鲁尔化学公司在德国豪伯荷森建成一套工业性示范装置, 该装置是在对德士古煤气化法

进一步研究的基础上建成的, 其相对于最初的德士古工艺两大显著特点就是将

煤的干磨改为湿磨以及提供了比较完善的热回收流程。

( 7) 有利于环保。首先, 德士古气化工艺由于气化炉内温度高, 所以不生成焦油、酚等污染环境的副产物,废水主要成份是含氰化合物, 远比煤焦产生的废水易于处理; 其次, 气化系统的水在本系统内循环使用, 外排废水很少( 在

0.5t/tNH3 以下) , 远比其它气化方法产生的废水量少; 第三, 配制水煤浆时, 可利用工厂排出的含大量有机物、较难生化处理的废水。如淮化公司使用焦化含

酚废水16t/h, 用于配制水煤浆, 从而大幅度降低了因满足环保要求而支出的废水处理费用; 第四, 气化炉渣为固态排放物, 没有飞灰等带出, 不污染环境,

而且是良好的建筑材料。

德士古水煤浆气化炉的缺点

( 1) 制浆噪音大。煤在磨制( 球磨、棒磨) 成煤浆的过程中, 由于磨料( 钢球、钢棒) 的相互碰撞, 不可避免地产生噪音污染, 一般制浆厂房的噪音都在95dB 以上, 给现场操作人员的身体健康带来极为不利的影响。

( 2) 煤浆泵备件消耗高。其主要备件隔膜及单向阀的使用寿命基本在4～6 个月, 其中单向阀每套价格在11500 元左右, 隔膜每只约8000 元, 每台泵需用单向阀6 套, 隔膜3 只, 维护费用很高; 并且到目前为止, 该类备件完全依赖进口,

购买周期长, 给稳定生产带来隐患。

( 3) 水煤浆气化氧耗高。德士古气化炉氧耗一般都在400Nm3/1000Nm3 ( CO+H2) 以上。为了降低氧耗, 需选择灰份低、灰熔点低的煤, 且煤的成浆性要好, 以便制得高浓度的煤浆, 减少气化炉内气化水而耗氧。当煤的灰份、灰熔点上升, 成浆性能降低时, 氧耗将大幅度提高, 同时助熔剂、煤浆添加剂、炉砖的消耗也迅速上升,降低了系统的经济效益。

( 4) 需备用热源。德士古气化炉投料时, 其炉内温度必须在1000℃以上方可, 这就要求本系统外有备用热源设备, 已经超出了大部分工矿企业常规的水、气、汽公用工程; 另外, 如果需要维持热备用炉, 其能耗是很大的, 需煤气150～

1500Nm3/h、空气150～1500Nm3/h 及部分抽引蒸汽和冷却水。

( 5) 气化炉耐火材料寿命短。气化炉耐火材料一般包括背衬砖、支撑砖及向火面砖。其中向火面砖的使用寿命是决定气化炉能否长周期运行、降低生产成本的

关键因素之一。

( 6) 排渣系统阀门损耗大。淮化公司气化炉的收渣、排渣系统介质为水激后的

固态煤熔渣, 具有很高的硬度, 因此对系统阀门造成很强的磨损伤害, 经常引

起收、排渣系统阀门内漏、开关故障从而影响生产。该部分阀门因要对抗高硬度

炉渣的冲刷, 故阀门材料必须具有很高的硬度和很强的耐磨性, 目前国内的制

造水平还难以满足这些要求, 基本依赖进口。每台阀门的价格均在数十万元至百

余万元, 耗费巨大, 且同样存在购买周期长的问题。

( 7) 洗气、渣水系统易堵塞。由于煤气出炉时不可避免地携带一定量的煤渣灰,

渣水内含灰就更不必说。因此, 随着运行时间的延长, 在洗气、渣水系统沉积,

引起阻力增加及管路堵塞。据统计, 淮化公司因洗气系统阻力大及渣水系统堵塞

造成的停炉约占全部停炉次数的50%。

从操作性能、运行稳定性及经济效益等各方面综合评价, 德士古水煤浆加压气化

工艺优势远远强于劣势。

总结

德士古水煤浆气化工艺是具有代表性的第二代煤气化工艺 ,经过各国的逐步完

善 ,其技术趋于成熟。我国引进德士古煤气化技术不仅提高了我国煤气化的技术平 ,也带动了相关技术的研究和发展 ,如工艺烧嘴、耐火材料、关仪表、阀门等在国内均有制造商可以生产 ,并有较好的业绩。德士古工艺也存在着一些突出问题 ,若这些问题得以解决并且大量采用国产设备 ,德士古工艺在我国将会成为节能、低耗、低投入的主流煤气化技术。

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德士古气化炉操作规程

目录 1、岗位任务..................... - 1 - 2、工艺描述..................... - 1 - 3、联锁系统（根据现有联锁逻辑图编写） ............................... - 5 - 4、工艺指标.................... - 20 - 5、主要设备一览表：见附表...... - 21 - 6、开车 ....................... - 21 - 7、停车 ....................... - 42 - 8、倒系统（A为运行炉，B为备用炉）. - 50 - 9、正常操作要点................ - 50 - 10、不正常现象及事故处理....... - 52 - 11、巡回检查制度............... - 62 - 12、基本操作................... - 63 -

1、岗位任务磨煤工序生产的合格水煤浆与空分生产的氧气在一定的工艺条件下进入气化炉内进行部分氧化反应，产生以CO、H2、CO2为主要成分的合成气，经增湿、降温、除尘后送入下游变换工序；同时，将系统中产生的黑水送入闪蒸、沉降系统，以达到回收热量及灰水再生、循环使用的目的，粗渣及细渣送出界外。 2、工艺描述（1）制浆系统：由煤贮运系统来的小于10mm的碎煤进入煤贮斗（V1001）后，经煤称量给料机（W1001）称量送入磨机（M1001)。粉末状的添加剂由人工送至添加剂溶解槽(V1005)中溶解成一定浓度的水溶液，由添加剂溶解槽泵(P1004)送至添加剂槽(V1004)中贮存。并由添加剂计量泵(P1002A/B)送至磨机(M1001)中。添加剂槽可以贮存使用若干天的添加剂。在添加剂槽(V1004)底部设有蒸汽盘管,在冬季维持添加剂温度在20--30℃，以防止冻结。甲醇废水、低温变换冷凝液、循环上水和灰水送入研磨水槽(V1006)，正常用灰水来控制研磨水槽液位，当灰水不能维持研磨水槽(V1006)液位时，才用循环上水来补充。工艺水由研磨水泵(P1003A/B)加压经磨机给水阀（FV1005）来控制水量送至磨机。煤、工艺水和添加剂一同送入磨机（M1001）中研磨成一定粒度分布的浓度约60~65%合格的水煤浆。水煤浆经滚筒筛（S1001）滤去3mm以上的大颗粒后溢流至磨机出料槽(V1003)中，由磨机出料槽泵（P1001）经分流器（V1104）送至煤浆槽（V1101A/B）。磨机出料槽(V1003)和煤浆槽（V1101A/B）均设有搅拌器(X1001、X1101A/B)，使煤浆始终处于均匀悬浮状态。（2）气化炉系统：来自煤浆槽（V1101A/B）浓度为60~65%的煤浆，由煤浆给料泵（P1101A/B/C）加压，投料前经煤浆循环阀(XV1203A/B/C)循环至煤浆槽（V1101A/B）。投料后经煤浆切断阀(XV1202A/B/C)送至德士古烧嘴的内环隙。空分装置送来的纯度为%的氧气经氧气缓冲罐(V1210)贮存，由氧气总管放空控制阀(FV1214)控制氧气压力为~，在投料前打开氧气手动阀(HV1240A/B/C)，用氧气调节阀(FV1205A/B/C)控制氧气流量（FIA1204/05/06A/B/C），经氧气放空阀(XV1207A/B/C)送至氧气消音器(X1201)放空。投料后由氧气调节阀(FV1205A/B/C)控制氧气流量经氧气上、下游切断

水煤浆水冷壁清华炉气化技术

水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术一、概述北京盈德清大科技有限责任公司是盈德气体集团有限公司与清华大学清华炉煤气化技术的发明人共同组建的合资公司，取得了清华大学的授权，独家经营清华炉煤气化技术，并与清华大学共同进行后续相关技术的研发和推广。第一代清华炉耐火砖气化技术（非熔渣—熔渣分级气化技术）大型工业装置已分别在大唐呼伦贝尔（18/30项目）、鄂尔多斯市金诚泰化工有限责任公司（一期60万吨甲醇装置）、山西阳煤丰喜肥业（集团）临猗分公司投入运行，运行至目前三套装置均运行稳定，专家鉴定认为“该技术优于国外同类技术，具有国际先进水平”。第二代清华炉水煤浆水冷壁技术是气化炉的燃烧室采用水冷壁型，气化炉内件本身是一台膜式水冷壁，安装在整个气化炉承压外壳中。气化炉运行时，气化反应段膜式壁固化的灰渣层，能够对水冷壁起保护作用，防止水冷壁管受到熔渣的侵蚀，达到“以渣抗渣”的效果。水冷壁清华炉煤气化技术对煤种适应性强，能够消化高灰份、高灰熔点、高硫煤，易于实现气化煤本地化。清华炉煤气化技术残炭含量低，废渣易于收集处理，废水无难处理污染物，正常生产过程中无废气排放；制浆用水可以使用工厂难以处理的有机废水，对环境友好。第二代水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术的工业装置于2011年8月在山西丰喜投入运行，首次投料即进入稳定运行状态，并全面实现了研发和设计意图。至2012年1月9日计划检修，创造了首次投料并安全、稳定、连续运行140天的煤化工行业奇迹。水冷壁清华炉气体成份与水煤浆耐火砖炉气体成份相当，且不必每年数次更换锥底砖，定期更换全炉向火面砖，节约运行费用并提高单台气化炉的年运转率，为煤气化生产装置的“安稳长满优”运行创造了条件。清华炉煤气化技术可应用于国家重点新能源领域，煤炭的清洁利用和石油、天然气替代项目。适用于合成氨、甲醇、煤制氢、煤制乙二醇、煤制烯烃、煤制油、煤制天然气、煤制芳烃、冶金、石化、陶瓷、玻璃、液体燃料及电力等行业。清华炉煤气化技术为煤炭洁净化开发，利用丰富的“三高”煤资源走出了一条创新之路，第一代清华炉已有山西丰喜、山西焦化、内蒙金诚泰、大唐呼伦贝尔、惠生内蒙、江苏永鹏等多个生产厂家20余台气化炉建成运行或即将投运；第二代水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术除山西丰喜运行外，已与石家庄盈鼎、潍坊盈德公司、克拉玛依盈德公司、中海石油天野化工有限公司、江苏德邦兴华化工科技有限公司、山东金诚化工科技有限公司、新疆天智辰业化工有限公司、河北正元化工集团公司、阳泉煤业（集团）有限责任公司、兴安盟乌兰泰安能源化工有限责任公司等十几家公司签约。目前，正在对在贵州水城矿业集团鑫晟煤化工有限公司和黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河分公司的水煤浆耐火砖炉进行水冷壁技术改造。这将为水煤浆水冷壁清华炉技术的推广、应用提供了更加广阔的发展前景。二、技术特点

两种水煤浆气化炉运行工艺比较(四喷嘴对德士古)

两种水煤浆加压气化炉设备特点比较作者/来源：周夏，王吉顺(山东华鲁恒升化工股份有限公司，德州253024) 日期：2009-1-16 在新型煤气化技术中，水煤浆气流床加压气化由于其具有单炉产气能力大、气化炉结构简单、合成气质量好、煤种适应性较广等技术优势，在国内外得到了广泛应用。在水煤浆气流床加压气化技术方面，我国经过技术引进和10多年的消化吸收、技术改造、技术创新，形成了西北化工研究院开发的多元料浆单烧嘴气化专有技术和水煤浆气化及煤化工国家工程中心、华东理工大学等单位开发的四烧嘴对置式水煤浆气化专利技术。在山东华鲁恒升化工股份有限公司国产化的1000 t／d合成氨大氮肥项目水煤浆气化装置中，由中国华陆工程公司对多元料浆单烧嘴气化专有技术和多烧嘴对置式水煤浆气化专利技术进行了揉合，以煤为原料进行多元料浆（以下简称煤浆）气化，其中建设的气化炉A为四烧嘴侧面对置式气化炉（以下简称气化炉A），气化炉B／C为单烧嘴顶置式气化炉（以下简称气化炉B ／C）。两种气化炉的理论操作压力均为6.5 MPa，日处理煤能力均为750 t。自2004年10月建成投料试车以来，两种气化炉显现出了不同的技术特点。 1 工艺流程与基本结构两种气化炉共用煤浆制备和灰水处理设备，其局部工艺流程分别见图1及图2。

1.1 气化炉A 水煤浆经两台隔膜泵加压，通过4个对称布置在气化炉中上部同一水平面上的预膜式工艺烧嘴，与O2一起对喷进入气化炉，每台隔膜泵分别为轴线上相对的两个烧嘴供料。气化炉燃烧室内的流场结构由射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区所组成。气化炉激冷室内只有下降管，没有上升管和折流裙板；下降管下端有4个切向排气口；下降管与激冷室内壁之间有4层锯齿形破泡分隔板。工艺气出气化炉后，经文丘里洗涤器、分离器和水洗塔后送变换工段。分离器内有破泡板和导气管；水洗塔工艺气进口无导气管和升气管，上部有固阀塔盘和旋流塔盘。气化炉激冷室下部液、固相出口未设置破渣机。 1.2 气化炉B／C

德士古气化炉简介与基本原理和特点

德士古气化炉 Texaco(德士古)气化炉德士古气化炉是一种以水煤气为进料的加压气流床气化工艺。德士古气化炉由美国德士古石油公司所属的德士古开发公司在1946年研制成功的，1953年第一台德士古重油气化工业装置投产。在此基础上，1956年开始开发煤的气化。本世纪70年代初期发生世界性危机，美国能源部制定了煤液化开发计划，于是，德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛(Montebello)研究所建设了日处理15t的德士古气化装置，用于烧制煤和煤液化残渣。目前国内大化肥装置较多采用德士古气化炉，并且世界范围内IGCC电站多采用德士古式气化炉。典型代表产品我厂制造过的德士古气化炉典型的产品有:渭河气化炉、恒升气化炉、神木气化炉、神华气化炉等。1992年为渭河研制的德士古气化炉是国际80年代的新技术，制造技术为国内先例，该气化炉获1995年度国家级新产品奖。它的研制成功为化工设备实现国产化，替代进口做出了重要贡献。德士古气化炉是所以第二代气化炉中发展最迅速、开发最成功的一个，并已实现工业化。一、德士古气化的基本原理德士古水煤浆加压气化过程属于气化床疏相并流反应，水煤浆通过

喷嘴在高速氧气流的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火砖里的高温辐射作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成一氧化碳，氢气二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气，熔渣和未反应的碳，一起同向流下，离开反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截流在水中，落入渣罐，经排渣系统定时排放。煤气和饱和蒸汽进入煤气冷却系统。水煤浆是一种最现实的煤基流体燃料,燃烧效率达96~99%或更高,锅炉效率在90%左右,达到燃油等同水平。也是一种制备相对简单,便于输送储存,安全可靠,低污染的新型清洁燃料[1]。具有较好的发展与应用前景。水煤浆的气化是将一定粒度的煤颗粒及少量的添加剂在磨机中磨成可以泵送的非牛顿型流体,与氧气在加压及高温条件下不完全燃烧,制得高温合成气的技术,以其合成气质量好、碳转化率高、单炉产气能力大、三废排放少的优点一直受到国际社会的关注,我国也将水煤浆气化技术列为“六五”、“七五”、“八五”、“九五”的科技攻关项目。本文基于目前我国水煤浆气化技术的现状,以Texaco气化炉为研究对象,根据对气化炉内流动、燃烧和气化反应的特性分析,将Texaco气化炉膛分成三个模拟区域,即燃烧区、回流区和管流区,分别对各区运用质量守恒和能量守恒方程,建立了过程仿

水煤浆气化及变换操作

水煤浆气化及变换操作知识问答 1 煤气化的基本概念是什么？答：煤的气化是使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤转变为燃料用煤气或合成用煤气。 2 煤气化必备的条件是什么? 答:煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。 3 简述煤气化工艺的分类。答:煤气化工艺按照操作压力分为常压气化和加压气化；; 1）按照操作过程的连续性分为间歇式气化和连续气化；; 2）按照排渣方式分为液态排渣和固态排渣；; 3）按照固体原料（煤）反应物料在炉内的运动过程状态分为固定床、流化床、气流床和熔融床（熔渣池）。 4 气流床煤气化工艺按照气化炉的进料状态都有哪些分类?其代表技术有哪些？答：气流床煤气化工艺按照气化炉的进料状态分为干法粉煤进料和湿法水煤浆进料。国外技术:干法粉煤进料的代表技术为荷兰壳牌干煤粉气化工艺(SHELL Process），德国未来能源公司的GSP气化技术；湿法水煤浆进料的代表技术为美国GE公司的水煤浆气化工艺(GEGP)。另外，德国未来能源公司的GSP气化技术，能够以干煤粉和水煤浆两种进料方式进料。国内技术:湿法水煤浆进料的技术有西北化工研究院的多元料浆技术和华东理工大学的四喷嘴对置气化技术，干法煤粉进料的技术为西安热工研究院的两段式气化技术。 5 气流床气化技术有哪些特点? 答:气流床气化技术的主要特点: (1)采用干粉形式或水煤浆形式进料；; (2)加压、高温气化；;

(3)液态排渣；; (4)气化强度大；; (5)气化过程中不产生有机污染物，具有良好的环保效应。 6 试简要叙述煤气化技术发展的趋势。答：随着技术的不断进步，煤气化技术由常压固定床向加压气流床气化技术发展的同时，气化炉能力也向大型化发展，反应温度也向高的温度（1500～~1600℃）发展，固态排渣向液态排渣发展，这主要是为了提高气化效率，碳转化率和气化炉能力，实现装置的大型化和能量高效回收利用，降低合成气的压缩能耗或实现等压合成，降低生产成本，同时消除或减少对环境的污染。 7 水煤浆加压气化工艺装置由哪儿部分组成? 答:水煤浆加压气化工艺主要由水煤浆制备和储存、水煤浆加压气化和粗煤气的洗涤、灰水处理和粗渣/细渣的处理等四部分组成。 8 煤的工业利用价值通过哪些项目来判断?其各自包含哪些内容? 答:煤的工业利用价值可通过工业分析和元素分析测定判断。工业分析的内容包括水分Mt(内水M in 、外水M f ）、灰分(A)、挥发分（V）、固定碳(FC）、硫分(S)、发热值(Q)、可磨指数(HGI）、灰熔点（IT/F1;DT/F2;ST/F3;FT/F4)等。元素分析包括C、H、O、N、S、Cl以及灰分中各种金属化合物的含量。 9 水煤浆加压气化的技术经济指标有哪些?它们各自的含义是什么？答:水煤浆加压气化的技术经济指标主要有碳转化率、冷煤气效率，比煤耗、比氧耗、氧耗、有效气产率、气化强度、O/C原子比。各自的含义为: (1)碳转化率煤气中携带的碳占入炉总碳的比率，% (2)冷煤气效率煤气的高位热值与入炉煤的高位热值的比率，% (3)比煤耗每生产1000Nm3有效气消耗的干煤量，kgCoal/kNm3(CO+H 2 ) (4)比氧耗每生产1000Nm3有效气消耗的氧气量，Nm3O 2/kNm3(CO+H 2 ) (5)氧耗单位重量的煤气化所需要消耗的氧量，Nm3O 2 /Tcoal (6)有效气产生率单位体积的煤气中有效气CO+H 2 所含的比例，% (7)气化强度单位容积的反应器在单位时间生产的干煤气量，Nm3/m3·h

多种类水煤浆气化炉的基本概况比较

多类水煤浆气化炉的基本概况比较一、Texaco水煤浆气化 1945 年美国德士古公司在洛杉矶蒙特贝洛建成第一套中试装置，20 世纪70 年代开发并推出具有代表性的第二代加压水煤浆气化技术，80 年代投入工业化生产。该水煤浆气化炉采用单喷嘴下喷式的进料方式，壁炉为耐火砖，采用水激冷流程净化除尘，在发电项目中采用废锅流程回收热量。单炉目前最大日投煤量可达2000t 操作压力有4Mpa 、6.5Mpa 和 8.4Mpa ，操作温度为1350 左右，有效气体成分（CO+H2 ）含量为82%左右，它的主要优点流程简单、煤种适应性广、压力较高、气化强度高、有利于环保、技术成熟、投资较低（但专利转让费用高15.9 元/kNm3）。我国最早引进该技术的是山东鲁南化肥厂，于1993 年投产，现在为多家企业所使用。不足之处是该技术对煤质有较严格的限制（灰熔点<1250℃）、气化效率和碳转化率相对较低、比氧耗高、总能耗略高、耐火砖寿命短不足两年、喷嘴运行一般为50 天左右，不足三个月要维护或更换，黑水管线易堵塞、结垢、磨蚀，激冷环、激冷室易出问题等。为了提高经济性，得到较高的气化效率及较好的合成气组分，要求水煤浆浓度（58%—65%）且稳定性和流动性（黏度<1200mpa.s）较好。

2.7—6.5Mpa 1300— 1500℃ 60%以上，粒度分布 70%以上大于 610（kg/kNm3 有效气） 400（Nm3/kNm3 有效气） 95%—99% 72% 有效成分（ CO+H2 ）78%—82% 大于 25MJ/kg 小于 15%，最好小于 12% 大于 25% 内水≤ 8% 1300℃以下，最好小于 1250℃ 、多喷嘴对置式水煤浆气化多喷嘴对置式水煤浆气化技术是华东理工大学研究开发，是对 Texaco 气化炉技术的改进，通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平的工艺喷嘴将煤浆与氧气混合喷入炉内，使颗粒产生湍流弥散、震荡运动、对流加热、辐射加热、煤浆蒸发、颗粒中挥发物的析出、气相反应、灰渣的形成等过程。流场相对合理，固体颗粒在炉内停留时间1、典型的工艺技术数据：（1）气化压力：（2）气化温度：（3）煤浆浓度： 200目（4）原料煤消耗：（5）氧耗：（6）碳转化率：（7）冷煤气效率：（8）煤气组分： 2、煤炭质量要求：（1）发热量：（ 2）灰分：（3）挥发分：（4）水分：（5）灰熔点：（6）可磨性要好

煤气化工艺的优缺点及比较

13种煤气化工艺的优缺点及比较我国是一个缺油、少气、煤炭资源相对而言比较丰富的国家，如何利用我国煤炭资源相对比较丰富的优势发展煤化工已成为大家关心的问题。近年来，我国掀起了煤制甲醇热、煤制油热、煤制烯烃热、煤制二甲醚热、煤制天然气热。有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目，这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤加压气化技术作评述，供大家参考。 1、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一，其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气，要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。从发展看，属于将逐步淘汰的工艺。 2、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的，其特点是采用富氧为气化剂，原料可采用8-10mm 粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。 3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气，不推荐用以生产合成气。 4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术，2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行，实现了工业化，其特点是煤种适应性宽，可以用6-8mm以下的碎煤，属流化床气化炉，床层温度达1100℃左右，中心局部高温区达到1200-1300℃，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。床层温度比恩德气化炉高100-200℃，所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤，以及石油焦，投资比较少，生产成本低。缺点是气化压力为常

水煤浆气化工艺对原料煤的要求

水煤浆气化工艺对原料煤的要求水煤浆气化炉工艺原则上在高于灰熔点5O～100~C以上的温度下操作，以便于顺利排渣，根据德士古水煤浆气化厂的生产经验，水煤浆加压气化用煤选择原则应以煤的“气化性能及稳定运行性能”为主。 2．1煤的灰分含量灰分是煤中的无用形式成分，为使其能顺利地以液态形式排出水煤浆气化炉，必须将温度升至其灰熔点以上，无谓的增加了氧气消耗有资料表明，在同样的气化反应条件下，灰分每增加l％，氧耗增加0．7％～0．8％，煤耗增大1．3％一1．5％；其次灰分增加，使烧嘴和耐火砖的磨损加剧，寿命大大缩短，同时灰、黑水中的固含量升高，系统管道、阀门、设备的磨损率大大加剧，设备故障率提高。灰分含量高对成浆性能也有一定的影响，除使煤浆的有效成分降低之外，还使煤质的均匀性变差，消弱了煤浆分散剂的分散性能，在相同的情况下，对提高煤浆浓度不利。建议所选煤样的灰渣干基含量不高于l3％。 2．2煤的最高内水含量煤的内水含量对气化过程的主要影响表现在对成浆性能的影响，一般认为煤的内水含量越高，煤中的O／C越高，含氧官能团和亲水官能团越多，空隙率越发达，煤的制浆难度越大。煤质对成浆性能的影响是多方面的，各影响因素之问密切相关。煤的内在水含量越高时所制得的煤浆浓度越低，而且使添加剂的消耗、煤耗、氧耗均有一定的增加，综合技术与经济方面考虑，水煤浆加压气化原料用煤的最高内在水含量以小于8％为宜. 2．3煤渣的熔融特性

煤灰的熔融特性是煤的灰熔点(还原条件下)，煤的灰熔点以低于反应温度50～100~C为宜（熔融温度)。若煤的灰熔点提高，为使气化炉顺利排渣，必须将气化炉的反应温度提高至煤的灰熔点以上，温度提高使气化炉耐火砖的寿命相应缩短(气化炉的操作温度每提高100~C，耐火砖的磨蚀速率增加2倍)，氧耗、煤耗增加。为了降低操作温度必须加入助熔助，而助熔剂的加入会增加煤中惰性物质含量，使耐火砖磨蚀加剧，提高了制浆成本，固体灰渣处理量增加，灰渣水系统的结垢量上升。煤的灰熔点以低于l300℃为宜，考虑到煤的气化效率及耐火砖的使用周期等方面的因素，最好的煤种灰熔点在1250～l300℃，如果原料煤的灰熔点太低，由于生产条件下煤灰的黏度降低，也会加剧对耐火砖的侵蚀，较低灰熔点的煤种可以通过配煤来解决。 2．4灰的粘温特性黏度是衡量流体流动性能的主要指标，要实现气化温度下灰渣以液态顺利排出气化炉，黏度应在合适的范围之内，既要保证在耐火砖表面形成有效的灰渣保护层，又要保持一定的流动性。根据国内外对液态排渣锅炉的研究指出，灰渣的黏度应在25～40Pa·S之间方可保证顺利排渣，水煤浆气化炉在操作温度下灰渣黏度控制在25～3OPa·S 为宜。影响灰渣黏度的主要因素是煤灰的组成，即灰成分。煤灰的主要矿物质成分是Al2O3、SiO2、MgO等，通过调查研究表明：A12O3是灰渣熔点升高、黏度变差的主要成分。Al2O3含量越高，煤灰的流动温度越高；A1203含量高于40％时，煤灰的流动温度大于l500℃。MgO含量一般很少，MgO又和SiO2形成低熔点的硅酸盐。起到降低灰融熔温度的作用。SiO2是煤灰成分中含量最高的组分，使煤的灰熔融特性变差，黏度升高，但它与其它的组分(CaO)可以形成低熔点的

德士古气化炉简介与基本原理和特点

德士古气化炉 TeXaCo(德士古）气化炉德士古气化炉是一种以水煤气为进料的加压气流床气化工艺。德士古气化炉由美国德士古石油公司所属的德士古开发公司在1946 年研制成功的， 1953年第一台德士古重油气化工业装置投产。在此基础上， 1956 年开始开发煤的气化。本世纪 70 年代初期发生世界性危机,美国能源部制定了煤液化开发计划，于是，德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛 (Montebello) 研究所建设了日处理 15t 的德士古气化装置，用于烧制煤和煤液化残渣. 目前国内大化肥装置较多采用德士古气化炉，并且世界范围内IGCC电站多采用德士古式气化炉. 典型代表产品我厂制造过的德士古气化炉典型的产品有 : 渭河气化炉、恒升气化炉、神木气化炉、神华气化炉等。 1992 年为渭河研制的德士古气化炉是国际 80 年代的新技术，制造技术为国内先例，该气化炉获1995年度国家级新产品奖。它的研制成功为化工设备实现国产化，替代进口做出了重要贡献。德士古气化炉是所以第二代气化炉中发展最迅速、开发最成功的一个,并已实现工业化。一、德士古气化的基本原理德士古水煤浆加压气化过程属于气化床疏相并流反应，水煤浆通过

喷嘴在高速氧气流的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火砖里的高温辐射作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成一氧化碳，氢气二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气，熔渣和未反应的碳,一起同向流下，离开反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截流在水中，落入渣罐，经排渣系统定时排放.煤气和饱和蒸汽进入煤气冷却系统。水煤浆是一种最现实的煤基流体燃料，燃烧效率达96～99%或更高，锅炉效率在 90％左右,达到燃油等同水平。也是一种制备相对简单,便于输送储存,安全可靠，低污染的新型清洁燃料［1］.具有较好的发展与应用前景。水煤浆的气化是将一定粒度的煤颗粒及少量的添加剂在磨机中磨成可以泵送的非牛顿型流体，与氧气在加压及高温条件下不完全燃烧，制得高温合成气的技术,以其合成气质量好、碳转化率高、单炉产气能力大、三废排放少的优点一直受到国际社会的关注，我国也将水煤浆气化技术列为“六五"、“七五”、“八五"、“九五”的科技攻关项目。本文基于目前我国水煤浆气化技术的现状,以TeXaCo 气化炉为研究对象,根据对气化炉内流动、燃烧和气化反应的特性分析,将TeXaCO 气化炉膛分成三个模拟区域，即燃烧区、回流区和管流区,分别对各区运用质量守恒和能量守恒方程,建立了过程仿真模型.该模型德士古气化炉

德士古水煤浆气化操作规程下

614操作规程一、岗位任务：本岗位对气化炉排出的黑水进行闪蒸，回收灰水和热量。二、管辖范围：工段的管辖范围是，V1401—V1408、E1401—E1404、P1411E、P1401、P1402、P1406、P1411、P1412、Q1401、渣池及上述设备相关的管道、阀门、调节阀仪表、电动机和其它各种设备所属附件。三、开车：大检修后开车：系统机电仪安装检修完毕，吹扫或清洗干净，气密实验、单体试车及全部仪表调试合格后准备开车。 1．启动真空闪蒸系统：在气化炉投料前，启动真空闪蒸系统： a．向E1402、E1403、E1404和P1411E供CW；打开换热器CW进出口阀、排气后关闭排气阀； b．打开DW到V1406的截止阀，向V1406供脱盐水； c．当V 1406液位达到50%时，按泵运行规程启动P1412，LICA1408稳定后投自动； d．打开P1411密封水阀、FI14102前阀、打开LV1409前后截止阀，LICA1409投自动，当液位稳定后，停DW； e．由P1401-3/4向V1404送水；打开P1401出口到V1404截止阀，关闭到S1401的截止阀，建立V1404的上塔液位； f．打开LV1404，当上塔液位达到50%时，打开LV1406； g．V1404下塔液位达到50%时，按运行规程启动P1402，打开LV1407前后阀，关闭导淋阀，打开P1402到S1401的截止阀，手动打开LV1407； f．当V1404上塔液位达到50%且上、下塔液位均稳定后，LICA1406、LICA1407投自动； h．按运行规程启动P1411； i．投用PIC1404/PIC1406，打开PV1404前后截止阀，关闭旁路阀，打开PV1406截止阀，逐渐降PICA1406、PICA1404的设定值，直到 PICA1404 -64，24KPa PICA1406 -91，50KPa 如果PICA1404压力不正常，通过N3管线上的放空阀吸入空气；或检查LV1405阀位。V1405液位达到50%时，打开LV1411前后截止阀，LI1411投自动；当V1404上塔压力稳定后，停止吸入空气，关闭第二道给气阀后，关闭排气阀；打开LV1408前后截止阀，关闭旁路阀，LICA1408投自动设定50%； j．确认P1402泵送水S1401后，启动P1409加絮凝剂（开车前溶好物料）； k．确认P1406向气化炉供水后，启动P1410给P1406入口管线加分散剂； l．打开P1502给V1408供水截止阀（两道阀，第一道位于P1502出口，第二道位于614框架E1401东北侧）； 2．接通黑回管线

各种煤气化工艺的优缺点

各种煤气化工艺的优缺点 1、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一，其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气，要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。从发展看，属于将逐步淘汰的工艺。 2、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的，其特点是采用富氧为气化剂，原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。 3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气，不推荐用以生产合成气。 4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术，2001 年单炉配套20kt/a 合成氨工业性示范装置成功运行，实现了工业化，其特点是煤种适应性宽，可以用6-8mm以下的碎煤，属流化床气化炉，床层温度达1100C左右，中心局部高温区达到1200-1300C,煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。床层温度比恩德气化炉高100-200C，所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤，以及石油焦，投资比较少，生产成本低。缺点是气化压力为常压，单炉气化能力较低，产品中CH4含量较高（1%-2%，环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。 5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉，适用于气化褐煤和长焰煤，要求

水煤浆气化炉分析

水煤浆气化炉分析水煤浆常压气化炉分析水煤浆气化根据气化炉内压力分常压和高压两种气化方法，其中Texaco水煤浆气化技术是开发成功并最早实现工业化生产的第二代煤气化工艺技术，它是一种以水煤浆为进料、氧气为气化剂的加压气流床气化工艺，属于气流床湿法加料、液态排渣的加压煤气化技术。现有资料显示了Texaco水煤浆加压气化的优越性，但并没有否定常压气化的可行性。高温高压气化的优点: 1、采用高压气化制造合成气，大大减少了气体净化的投资，因此所有现代化的气化方法都在压力下操作。 2、总能耗大大减少。例如，在低于6Mpa的煤加压气化中，甲醇的压缩消耗会从常压气化的700kWh/t降到约100kWh/t，其中氧气压缩所增加的费用仅为 100kWh/t，此外氧的增加的费用也可以通过降低氧纯度再进一步减少。 3、大大提高单位体积和单位时间的产品质量，气化炉的容积得到了充分利用。采用高压时，炉内反应物、生成物的浓度都较常压气化提高，从而提高了反应速度。 4、高温下水煤浆的水产生热分解促进气化反应进行。在高温气化中，水煤浆中的水通过热分解被分成氧和氢。这样，一方面可以减少用于自然气化所必需的由外部供给的氧气的数量，另一方面可以得到富氢合成气。常压气化的优点: 1、投资少，运行、维修成本低。由于采用常压气化，设备不属于压力容器，减少了设备投入;炉内温度不会太高，因此烧嘴砖和耐火材料的使用寿命延长，维护

费用降低。 2、安全性提高。由于采用常压，不仅降低了事故的危害性和事故发生的次数，而且对操作人员的业务要求有所降低，便于大范围推广。 3、对环保的促进。由于现在拥有大量粉煤的企业一般为中小型企业，通过对水煤浆常压气化炉的使用，对粉煤的再利用将有很大的好处，从而减少由于粉煤闲置造成的环境污染和能源浪费。常压气化存在的问题: 1、反应能否进行问题。任何反应能够不断进行是因为能达到热量平衡。气化剂采用30%左右的富氧空气及常压操作炉内各物质浓度较低，反应的剧烈程度将远低于Texaco加压气化，因此C+O=CO+Q 和 22C+O=2CO+Q 的反应速度将下降，从而产生的热量减少。 2 富氧空气的加入加大了生成物中非可燃气的含量，由煤气带出热量的损失也加大了。水煤浆中约三分之一的水气化，需吸收大量的热量。由于存在以上几个方面的热量损失，不仅不利于 C+HO=CO+H-Q 的进行，而且能否维持反应的持续进行将是一22 个很突出的问题。 2、研发的经济性问题。由于产生热量少和热损失较大，气化炉内能否达到高温，使水产生热分解将成为一个问题。假如水不产生热分解，大量水蒸汽将随煤气排出炉体并将在管道沉积，不仅造成大量能源浪费，而且单位体积的产气量将减少，设备的利用率降低，装置的热效率大大降低，气化的经济性将受到极大质疑。 3、耐火砖问题。

水煤浆水冷壁和耐火砖区别

水煤浆水冷壁型气化炉和水煤浆耐火砖气化炉的比较 1.总说明水煤浆水冷壁气化炉（清华炉）是清华大学在原耐火砖炉型上发展的一种新型气化炉，利用水冷壁代替耐火砖作为保护，首台示范装臵于2011年8月22日在山西阳煤丰喜临猗公司一次投料成功，第一次运行创造了单炉安全连续运行140天的好成绩，创造了世界煤气化历史上第一次投料单炉无间断连续稳定安全运行的最长记录。水煤浆耐火砖气化炉具有代表性的是GE公司的气化炉，以下就水煤浆耐火砖气化炉和水煤浆水冷壁气化炉两者的不同进行对比。 2.煤浆制备煤浆制备两者区别不大，清华炉可以采用传统的制浆工艺，也可以采用和国家煤科院水煤浆工程中心合作的双峰级配技术（已经签订战略合作协议），煤浆浓度和传统的制浆工艺相比至少可提高3%以上。 3.气化工段 3.1气化炉燃烧室结构的比较 3.1.1耐火砖气化炉燃烧室耐火砖气化炉燃烧室（见下图）由外壳和耐火砖组成，在气化炉外壳还安装有表面温度报警系统，当气化炉的耐火砖失效时，可以及时发现气化炉外壁超温情况。气化炉反应室的内部形状是通过耐火砖的砌筑来实现的，在相同外壳直径条件下气化室内径较小。一般耐火砖分为三层。向火面砖：向火面包括工艺烧嘴入口、气化炉拱顶、气化炉侧墙、气化炉锥底和出口。在需要的地方必须使用特殊形状的耐火砖，以使这些层能够紧密结合并保证高的抵抗力。向火面砖要求能自由膨胀，自立于托砖板上，砖与砖之间不能用凹凸台配合。通常采用含Cr2O3≥86%的耐火砖。背衬砖：向火面砖的底层炉衬，紧靠向火面砖的后面，用于支撑拱顶砖的重量，自立于托砖架上。通常采用含Cr2O3≥12%的耐火砖。隔热砖：超级耐用的绝热耐火砖组成的绝热层，用于降低气化炉金属外壳的温度。通常采用含Al2O3≥98%的耐火砖。气化炉锥底砖一般运行4000~5000小时左右更换一次，换砖连同气化炉升降温的时间周期一般为20天；气化炉向火面砖一般运行10000小时左右更换一次，换砖时间连

GE德士古气化炉

德士古气化炉 1.德士古气化炉概况德士古水煤浆加压气化工艺简称TCGP ,是美国德士古石油公司TEXACO 在重油气化的基础上发展起来的。1945 年德士古公司在洛杉矶近郊蒙特贝洛建成第一套中试装置,并提出了水煤浆的概念,水煤浆采用柱塞隔膜泵输送,克服了煤粉输送困难及不安全的缺点,后经各国生产厂家及研究单位逐步完善,于80年代投入工业化生产,成为具有代表性的第二代煤气化技术。国外已建成投产的装置有6套，15台气化炉；国内已建成投产的装置有8套，24台气化炉，正在建设、设计的装置还有4套，13台气化炉。已建成投产的装置最终产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、一氧化碳、燃料气、联合循环发电。我国自鲁南化肥厂第一套水煤浆加压气化装置（2台气化炉）1993年建成投产以来，相继建成了上海焦化厂气化装置（4.0 MPa气化，4台气化炉，于1995年建成投产），渭河化肥厂气化装置（6.5 MPa气化，3台气化炉，于1996年建成投产），淮南化肥厂气化装置（4.0 MPa气化，3台气化炉，于2000年建成投产），金陵石化公司化肥厂气化装置（4.0 MPa气化，3, , , , 台气化炉,于2005年建成投产），浩良河化肥厂气化装置（3.0～4.0 MPa气化，3台气化炉，于2005年建成投产），南化公司气化装置（8.5 MPa气化，2006年建成投产），南京惠生气化装置（6.5 MPa气化，2007年建成投产）等装置。由于我国有关生产厂的精心消化吸收，已掌握了丰富的连续稳定运转经验，新装置一般都能顺利投产，短期内便能连续稳定、高产、长周期运行。并且掌握了以石油焦为原料的气化工艺技术。

几种常用煤气化技术的优缺点

几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛，种类很多，目前在国内应用的主要有：传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等，下别分别加以介绍。一Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后，发展迅速，目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行，在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。 Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序：将煤、石灰石<助熔剂）、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中，与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆；煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在1300～1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔，冷却除尘后进入CO变换工序，一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水，经泵进入气化炉，另一部分灰水作废水处理。其优点如下： <1）适用于加压下<中、高压）气化，成功的工业化气化压力一般在 4.0MPa 和6.5Mpa。在较高气化压力下，可以降低合成气压缩能耗。 <2）气化炉进料稳定，因为气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送，所以煤浆的流量和压力容易得到保证。便于气化炉的负荷调节，使装置具有较大的操作弹性。 <3）工艺技术成熟可靠，设备国产化率高。同等生产规模，装置投资少。该技术的缺点是： <1）因为气化炉采用的是热壁，为延长耐火衬里的使用寿命，煤的灰熔点尽可能的低，通常要求不大于1300℃。对于灰熔点较高的煤，为了降低煤的灰熔点，必须添加一定量的助熔剂，这样就降低了煤浆的有效浓度，增加了煤耗和氧耗，降低了生产的经济效益。而且，煤种的选择面也受到了限制，不能实现原料采购本地化。 <2）烧嘴的使用寿命短，停车更换烧嘴频繁<一般45～60天更换一次），为稳定后工序生产必须设置备用炉。无形中就增加了建设投资。 <3）一般一年至一年半更换一次炉内耐火砖。二多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术该技术由华东理工大学洁净煤技术研究所于遵宏教授带领的科研团队，经过20多年的研究，和兖矿集团有限公司合作，成功开发的具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，并成功地实现了产业化，拥有近20项发明专利和实用新型专利。目前在山东德州和鲁南均有工业化装置成功运行。

德士古气化炉闭式升温烧嘴

德士古气化炉闭式升温烧嘴（Z1302A/B/C）系统一、总则本方案规范阐述了预热烧嘴的作用、形式以及工艺条件。预热烧嘴的加工方法以及管道、管件的使用压力等级和材料选用，均需依据有关压力容器制造规范。二、流程说明在开车时，气化炉升温阶段用预热烧嘴（Z1302A/B/ C）临时替换工艺烧嘴（Z1301A/B/C），用石油液化气作燃料，空气辅助燃烧，对气化炉进行升温。用蒸汽驱动开工抽引器（J1301A/B/C）,使气化炉内形成微负压，蒸汽和燃烧后的尾气经过开工抽引器（J1301A/B/C）后排入大气。气化炉投料时要求的最低炉温为1000℃。如果气化炉投料前炉温降至1000℃以下进行，气化炉投料会对气化炉耐火材料造成过度“热震击”，避免出现投料不成功的情况，气化炉炉温在1000℃以上时投料。三、设备、工艺条件数据表 INCONEL-600产品产地：/德国/日本主要成分：77Ni-16Cr -6Fe INCONEL 600的高镍成分使合金具有非常强的抗氯化物应力裂变腐蚀能力，以及在还原状态下可维持其高耐蚀性及在碱溶液中亦具有很强的耐腐蚀能力。同时因含铬，所以在氧化性环境下耐腐蚀性更胜纯镍。 INCONEL600是一种镍基合金，是Ni-Cr-Fe合金系列的代表性材料，其成分大致为Ni75%，Cr16%，Fe8%。Inconel 600的力学性能与普通奥氏体304相近镍合金:又称蒙乃尔合金，是一种以金属镍为基体添加铜、铁、锰等其它元素而成的合金。蒙乃尔合金耐腐蚀性好,呈银白色,适合作边丝材料。蒙乃尔合金的用途蒙乃尔400合金的组织为高强度的单相固溶体,它是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。一、工艺烧嘴（Z0402） ① 结构说明 a．所有与氧气接触的部件材质选用Inconel600不锈钢。 b．烧嘴加工方法以及管道和管件主要使用压力等级，依据有关压力容器制造规范。 c．所有螺栓孔跨在中心线上。 d．烧嘴装运前，烧嘴所有表面用三氯乙烷进行彻底脱脂。 e．烧嘴水压试验依据施工规范。 f．所有焊缝依据施工规范进行测试。 g．所有配管及管件采用无缝管。 h．装配法兰下方的烧嘴部件必须能够放入内径为320mm的耐火材料炉颈部。 1文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.

气化炉维护检修规程

气化炉维护检修规程 1总则 1.1适用范围本规程适用于山东华鲁恒升化工股份有限公司 A气化炉及B/C气化炉的维护检修。 1.2设备概述气化炉为华鲁恒升大氮肥国产化装置中核心设备之一，用于水煤浆的加压气化，为合成氨或甲醇生产提供粗原料气。我公司采用的气化炉分为两种类型：一种为西北化工研究院的专有技术（B/C气化炉，类似于德士古气化炉）；另一种为华东理工大学的专有技术（A气化炉，为四烧嘴对撞式，具有自主知识产权）。 1.3设备结构与技术性能简介 1.3.1设备结构 A气化炉和B/C气化炉均由燃烧室和激冷室组成。燃烧室内衬耐火材料，就燃烧室筒体来说，从内到外依次为热面砖、背衬砖、隔热砖和可压缩层（膨胀材料）。衬里材料结构为：炉膛基本为竖向直筒；上面为球形拱顶；下面为收缩的渣口结构，即锥底。在使用中蚀损最严重的部位是向火面砖。 A气化炉和B/C气化炉在结构上的主要区别有： a）A气化炉安四个烧嘴，在炉子侧面即燃烧室筒体上水平对置安装， A 气化炉开车时在炉子顶部安装预热烧嘴，正常生产时炉子顶部用堵头堵死； B/C气化炉只一个烧嘴，在炉子顶部朝下安装，开车时预热烧嘴也安装在此。 b）A气化炉在激冷室只有下降管没有上升管，而设置了气泡分离器；B/C 气化炉既有下降管也有上升管，没有设置气泡分离器。 1.3.2技术参数与性能 A气化炉和B/C气化炉的介质均为02、H2、CO、C02、H2O、H2S、N2和炉渣，工作压力均为6.5MPa,燃烧室工作温度均为1450C，激冷室工作温度均为252°C。单炉日处理煤量A气化炉比B/C气化炉略高。另外，A气化炉产生的气化气中有效气体成分（CO+ H2）含量高。 1.4设备完好标准

德士古气化炉的优缺点

德士古气化炉的优缺点淮化“”工程是于年建成投产的一套年产万吨合成氨并加工成万吨尿素的生产装置, 它由空分、气化、净化、合成、尿素等几个工序组成, 其中气化是制备合格煤气的工序, 采用的是最新一代德士古水煤浆加压气艺技术。该是美国德士古石油公司受重油气化的启发, 于年首先开发的煤气化工艺, 后经前西德鲁尔煤鲁尔化学公司在磨煤、热回收方面的进一步改进, 以及日本对系统关键进行合理改造后, 逐步形成比较完善的煤气化工艺。相继在美国、德国、日本等地建成了多套工业性示范及工业化生产装置, 其系统工艺技术已基本成熟。淮化公司的气化装置由磨煤、低压煤浆、煤浆槽、高压煤浆泵、气化炉、收排渣系统、洗气系统及渣水系统组成。投产年来, 总体运行情况良好, 同时也暴露出一些。在此之前, 国内的上海焦化厂、山东鲁南化肥厂、陕西渭河化肥厂等企业都先后建成投产了多套类似的煤气化装置。虽然在煤浆制备、操作压力及装置能力等方面存在小的差异, 但核心技术基本相同。根据公司六年来的使用实践, 结合国内其它兄弟单位的使用经验以及国外的相关资料, 总结出德士古水煤浆加压气化工艺技术相对于传统的固定床、流化床等气化工艺, 具有如下优点: ( ) 煤种适应性广。德士古气化工艺可以利用次烟煤、烟煤、石油焦、煤加氢液化残渣等。不受灰熔点限制( 灰熔点高可加助熔剂) , 同时因煤最终要磨制成水煤浆,故不受煤的块度大小限制。原设计为河南义马煤, 但在近几年煤炭市场紧俏的情况下, 我们经常掺烧山东、陕西等地的煤种, 经过局部的工艺调节, 同样能够平稳运行。 ( ) 连续生产性强。气化炉的原料———煤浆、氧气的生产是连续的, 因此也就能够连续不断地进入气化炉。排渣经排渣系统固定程序控制, 不需停车, 气化开停少, 系统操作稳定。迄今单炉连续稳定运行最长已达天。 ( ) 气化压力高。气化炉内的高压, 首先是相同质量的产品气大幅度