化工工艺学 第8章 煤化工工业

第8章 煤化工工业
教学目标
本章需要掌握煤气化、煤直接液化和煤间接液化工艺的原材料、化学反应、工艺分类和设备特点等内容。

煤制碳一化工产品，需要了解煤制甲醇的有关工艺流程。

教学要求
能力目标知识要点权重自测分数
煤气化工艺德士古、Shell煤气化工艺化学反应、工艺
参数、设备特点
40%
煤间接液化工艺煤间接液化分类、化学反应、设备特点、
工艺流程
20%
煤直接液化工艺煤直接液化工艺分类、化学反应、工艺
流程
20%
煤制甲醇化学反应、工艺流程等20%
引例
中国石油资源短缺，寻找石油替代品，是我国解决石油资源短缺问题的长远战略，同时，我国有丰富的煤炭资源，煤化工中煤炭的气、液化技术及下游产品的开发应用可以弥补我国石油资源的不足，对改变中国终端能源消费结构、减少因燃煤造成的环境污染意义重大。

2001年3月，我国第一个煤炭液化示范项目建议书——《神华煤直接液化项目建议书》获国务院批准。

国际上煤液化技术有着什么样的曲折发展？德国、南非在煤液化技术上有着什么样的渊源？为什么说煤气化是碳一化工的重点？目前国内新上的煤气化项目有着怎样的技术特点？煤如何转化为气或液态的能源化工原料？这些都是本章将涉及的内容。

化工工艺学·284·
·284·8.1 概述
1．煤化工分类
煤炭直接燃烧利用的生产率较低，污染严重，每年煤炭燃烧引起的二氧化硫污染所带来的经济损失惊人，而清洁、高效的现代化煤化工技术，却大大有利于环境保护，并且能充分发挥煤炭的经济价值，在20世纪有广阔的应用前景。

煤化工是指以煤为原料经过化学加工，使煤转化为气体、液体、固体燃料，并生产出各种化工产品的工业。

煤化工根据加工深度可分为煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工。

根据生产工艺与产品的不同主要分为煤焦化、煤电石、煤气化和煤液化4条主要生产链。

其中，煤焦化、煤电石、煤气化中的合成氨等属于传统煤化工，而煤气化制醇醚燃料和煤液化、煤气化制烯烃等则属于现代新型煤化工领域。

煤焦化是将煤隔绝空气加热使其分解的过程，也称作煤的干馏。

煤焦化产品主要有焦炭、煤焦油(苯、甲苯等)、焦炉气(氢气、甲烷、一氧化碳等)、氨水等。

这些产品已经广泛应用于化工、医药、染料和农药等行业。

有些甚至是石油化学工业无法替代的，如稠环化合物等。

虽然该项技术是煤化工利用生产技术中应用最早的工艺，但是仍然是煤化工工业的重要组成部分。

煤的气化用于生产各种燃料气，属于洁净能源，煤气化生产的合成气，可合成液体燃料即煤间接液化，也可用于合成氨、甲醇、醋酐、醋酸甲酯等。

煤的直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产燃料油和化学产品。

综上所述，煤化工的产品使用涉及国民经济的各个领域，构成我国经济发展的重要支柱。

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煤化工联产是指不同煤化工工艺之间或煤化工与其他工艺的联合生产，前者如煤焦化煤气制甲醇，后者如煤基甲醇燃气联合循环发电。

煤化工联产的意义在于回收利用废弃、排放的资源或能源，同时实现污染治理，主要通过集成、优化不同工艺，提高整体效率和效益来实现。

我国现阶段发展的煤化工联产是以煤基发动机燃料或化工品为主要目标产品，以生产过程的废、余物为原料或燃料，生产电力或热力作为工厂自用而不是当作产品销售，实现企业经济目标和社会综合效益的最优结合。

2．煤制碳一化工
以含一个碳原子的物质为原料，合成化工产品和液体燃料的生产过程工业上称为碳一化工。

碳一化合物有CO、CO2、CH4、CH3OH等，以CO和H2为主要成分的合成气，由于其反应活性高，可以用来制备液体燃料或作为基本有机化工原料。

碳一化工按照工艺步骤可划分为3个工业化层次：合成气制取是碳一化工的第一个层次，它是碳一化工原料进行加工的必要步骤；醇、醚、油、烃类、氢气、合成氨原料气制取属于第二个层次；第三层次为下游产品生产。

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煤化工技术的发展给装备制造业带来了发展的机遇。

国家对煤化工设备的研究开发非常重视，“十一
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·285·
五”期间，我国大型煤化工成套设备的研制开发仍然是工作重点之一，主要攻关项目包括：特大型加氢反应器、煤液化用离心泵和容积泵、煤液化用特种阀门、油煤浆加热炉、大型煤浆均化搅拌器、大功率往复压缩机和大型离心式压缩机、特种废热锅炉、大型备煤设备、油渣气化核心设备、大型天然气制氢核心设备等。

8.2 煤 炭 气 化
煤的气化过程是指在特定的设备内以煤或煤焦为原料，以氧气、空气、水蒸气或氢气等作气化剂(或称气化介质)，在高温条件下通过化学反应生成以CO 、H 2、CH 4等可燃气体为主要成分的热化学过程。

煤气化技术具有悠久的历史，但在高转化率研究、处理低级燃料或者废物以及生产气态燃料等方向仍然是目前研究的热点。

在煤气化发展过程中，经历了两次重大突破，分别是氧气替代空气实现工业煤气化和加压煤气化。

目前，该技术主要用于化工合成原料气、工业燃气、民用煤气、冶金还原气、联合循环发电燃气、燃料油合成原料气、煤炭液化气源、煤炭气化制氢和煤炭气化燃料电池等应用领域。

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在原煤、化两位一体的基础上，引入发电项目，实现煤、电、化三位一体的发展模式是本世纪煤化工的进一步发展。

整体煤气化联合循环发电(IGCC)由煤炭气化、净化及燃气-蒸汽联合循环发电两部分组成。

具体过程如下：煤气化后，经过净化，除去煤气中的硫化氢和粉尘，将固体燃料转化成清洁的气体燃料，供燃气轮机燃用，其排气经余热锅炉产生高压蒸汽可驱动再热式汽轮机，大大地提高了燃料中能量的转换效率。

IGCC 和煤化工结合成多联产系统，能同时生产电、热、燃料气和化工产品，便于与生产甲醇、醋酸、氨、尿素等化工过程结合，使煤得以充分利用，大大地降低了生产成本。

目前，欧美各国相继建成了多座300MW 的一体化电站。

20世纪IGCC 发电的首要问题仍然是煤的气化技术。

8.2.1 煤炭气化化学机理
煤气化反应过程是非常复杂的，详细的煤气化过程参数仍然不足，阻碍了对工艺过程优化技术的发展。

人为的可以将气化反应分为：氧化反应、还原反应、甲烷生产反应和水煤气平衡反应。

其总过程通常包括气化剂或气态反应产物与固体煤或煤焦的非均相反应，还有气态反应产物之间的相互作用或与气化剂的均相反应。

生成气的组成取决于所有这些反应的综合。

主要反应如下：
一次反应：
2222
222224222C O CO 394.1kJ/mol C H O CO H 135.0kJ/mol C 1/2O CO 110.4kJ/mol C 2H O CO 2H 96.6kJ/mol C 2H CH 84.3kJ/mol H 1/2O H O
245.3kJ/mol H H H H H H +=Δ=−⎧⎪+=+Δ=⎪⎪+=Δ=−⎪⎨+=+Δ=⎪⎪+=Δ=−⎪+=Δ=−⎪⎩
化工工艺学
·286· ·286· 二次反应：
22222224224242C CO 2CO 173.3kJ/mol 2CO O 2CO
566.6kJ/mol CO H O H CO 38.4kJ/mol CO 3H CH H O 219.3kJ/mol 3C 2H O CH 2CO 185.6kJ/mol 2C 2H O CH CO
12.2kJ/mol H H H H H H +=Δ=⎧⎪+=Δ=−⎪⎪+=+Δ=−⎪⎨+=+Δ=−⎪⎪+=+Δ=⎪+=+Δ=⎪⎩ 综合以上各个反应，煤炭气化过程还可以表示为
煤⎯⎯⎯⎯⎯⎯→高温、加压、气化剂C+CH 4+CO+CO 2+H 2+H 2O
因为煤中有杂质硫氮等存在，气化过程还可能同时发生如下反应，即
222222222222223222
22S O SO S O 3H H S 2H O SO 2CO S 2CO SO 2H S 3S 2H O C 2S CS CO S COS N 3H 2NH 2N 2H O 4CO 4HCN 3O N O 2NO +=⎧⎪++=+⎪⎪+=+⎪+=↓+⎪⎪+=⎨⎪+=⎪⎪+=⎪++=+⎪⎪+=⎩
值得关注的是，上述反应产物可能造成设备的腐蚀和环境的污染。

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对于煤炭气化反应原理的研究和探索一直在开展。

目前可以通过软件来模拟气化过程，比较通用的软件是Aspen Plus 。

许多学者对于煤气化过程进行了探索和研究。

但仍然有许多需要探讨的地方。

8.2.2 煤炭气化分类
气化炉、气化剂和供给热量构成了煤炭气化不可缺少的3个工艺条件。

煤炭气化按压力不同可分为高压煤气化和常压煤气化；按气化过程供热方式可分为自热式气化和外热式气化。

常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分为固定床气化、流化床气化以及气流床气化。

3种气化方式具有不同的特点，其对煤质和煤种的要求如表8-1所示。

固定床技术由于主气化层建立在灰熔融的高温区附近，煤在炉内停留时间长，气化剂在炉内的气流速度低，吹风蓄热，加上采用上、下吹轮番制气，使得炉内热利用率高、蒸汽分解率高，煤气初净化容易，排灰和排气温度都低，炉内热损失少。

故具有省氧、省蒸汽、省投资且气化效率高的优势。

对于固定床技术，优化操作工艺可以提高碳转化率和整体热效率，降低运行费用。

表8-1 3种气化方式比较 项 目 固 定 床 流 化 床 气 流 床
床层内平均温度/℃ 800～1200 900～1000
＞1400
第8章 煤化工工业
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项 目
固 定 床 流 化 床 气 流 床 温度分布
有明显温度梯度 基本无温度梯度 完全均匀温度场 煤料在炉内停留时间
＞30min 数分钟 几秒钟 气化剂在炉内停留时间
1～2s 数秒钟 几秒钟 运行方式
间歇循环 加压连续 加压连续 煤种黏结性要求
很严格 低黏性 不严格 煤种活性要求 不严格 高活性 不严格
流化床技术由于备煤简单，炉温较低而均匀，使工艺简化且方便，设备制造不复杂，投资不太大，具有规模适中、操作很容易掌握等优势。

提高整体效益的关键在于寻找价格低廉、黏度较小且活性较高的煤源。

气流床技术由于煤种适应性强，炉子操作温度高，热效率高，合成气中有效组分高，原煤和氧耗相对流化床均较低，且具有运行可靠性高、自动化程度高、环保性能良好等优势，是当今世界最先进的煤气化工艺。

技术在发展过程中相互影响，比如，随着气流床和流化床技术在我国的发展，也促进了固定床技术的进步。

本节重点介绍德士古(Texaco)煤气化和Shell 干粉煤气化两种气流床煤气化技术。

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世界各国对于煤气化进行了深入的研究，发展出了相当多的煤气化技术。

在众多煤气化技术中，可以根据产品规模的不同选择不同的煤气化技术。

适用大型规模的煤气化技术有Shell 干粉煤气化，德士古水煤浆气化；适用中小型规模的煤气化技术有Lurgi 固定床加压气化，灰熔聚气化，恩德技术和地下煤气化。

在这些技术中，基于工艺方面考虑，加压干法或水煤浆湿法加料的气流床气化技术是目前国际上开发的热点。

目前我国中小型合成氨厂中，共有约800多家使用无烟煤或焦炭造气，有常压固定床气化炉近万台，这些中小型气化炉规模小、煤种适应范围窄、气化能力低、运行成本高、污染严重。

我国的煤炭气化技术集中用于化工合成，部分用于生产民用煤气及工业燃气。

国家正根据我国经济情况和资源情况，有步骤、有针对性地发展现代煤炭气化技术。

8.2.3 气化炉
1．气化炉的特征参数描述
描述气化炉的特征性能的主要参数有容积气化强度、气化效率和热效率3个参数。

1) 气化反应器的容积气化强度
气化炉的生产能力通常用容积气化强度表示，与固体的密度和固体的停留时间有关，即
//m V ρτ= (8-1)
式中，m V ——气化炉的容积气化强度，3kg (m h)⋅；
ρ——固体的密度，kg/m 3；
τ——固体的停留时间，h 。

化工工艺学
·288· ·288· 气化炉的容积气化强度随煤的密度增大、停留时间的减少而增大。

煤的密度在不同的反应器中有很大的差别，在固定床反应器中，煤的密度为600～700kg/m 3，流化床中为400～600kg/m 3，而气流床中仅为0.1 kg/m 3(0.1MPa)或4.0 kg/m 3(4MPa)。

各种气化炉的煤容积气化强度如表8-2所示。

表8-2 各种气化炉的煤容积气化强度的比较 气 化 炉
压力 /MPa 最高温度 /℃ 煤容积气化强度/[kg/(m 3·h)] 0.1 1100 120～200 固定床
3 800～1100 200～300 流化床
4 795～89
5 71 0.1 1500 360
气流床 4 1500 7200
2) 气化炉的气化效率
单位质量的原料转化为所产煤气的化学热之比例定义为气化效率。

煤气化过程中，除去为了提供气化过程所需要的热而消耗掉的原料外，剩余的直接转化为可燃气体组分。

为了减少气化原料的使用量，可以采用其他热源提供这部分反应热能，从而使气化效率提高。

气化效率公式为
VH Q
η= (8-2) 式中，V ——干煤气产率，Nm 3/kg(煤)；
H ——干煤气的热值，kJ/Nm 3；
Q ——气化原料的化学热，kJ/kg(煤)。

3) 气化炉的热效率
热效率是指能够提供的可以利用的全部热量(包括气化所产生的焦油、煤气的热)占气化原料、气化剂所具有的全部热量及其他热源所提供热量的比例，即
Q K Q η⋅=∑∑出入
(8-3) 式中，K 为热能有效回收系数。

2．气化炉的两种供热方式
从反应角度知，碳与CO 2和H 2O 的反应需要足够多的热量。

同时固体燃料和气化剂加热也需要热量。

这部分热量的提供，一是由气化炉内产生热量的自热式；二是利用外部热源提供热量的外热式。

后者需要进一步发展，还不够成熟。

(1) 自热式。

自热式主要是利用化学反应热。

如H 2与O 2、C 与O 2反应产生的热量，但也可以在煤中加入能在气化炉内发生放热反应的某些物质，进而提供热量。

如CaO 就可以和炉内的CO 2反应而放出热量，反应式为
CaO+CO 2=CaCO 3 172.6kJ /mol H Δ=−
使用CaO 后，即可获得不被氮所稀释的粗煤气，不用安装分离空气的制氧设备，节省投资费用。

同时，由于炉内CO 2的减少对热力学平衡也是有利的，还进一步提供了Ca 与S
第8章煤化工工业 ·289·
化合的可能性。

各种自热式方法的特点如表8-3所示。

表8-3 各种自热式供热方法的特点比较
供热反应物 优 点 缺 点 适 用 场 合 空气耗费少氮气稀释了煤气低热值煤气
H2高甲烷含量H2分离制造合成气时，甲烷需要进一步分离转化加热气
O2高纯度煤气需要制氧设备中热值煤气及合成气CaO 不需要制氧再生问题需要解决合成气和加热气
(2) 外热式。

外热式是指气化过程所需要的热量由反应器外部提供。

热量传入气化炉的方式有两种：热交换和热载体。

如用煤气与空气在燃烧室内燃烧，将固体热载体加热后导入反应器；或用燃烧煤气加热蓄热室，再将反应所需要的水蒸气经过蓄热室加热后导入反应器，与煤进行反应；也可以利用高温核反应堆的热量等能源形式供气化过程利用。

3．装料与排灰
煤气发生炉的工作情况、煤气组成及煤气的热值受燃料的加入方法影响较大。

同时，加入炉内的原料分布均匀性也是影响气化炉正常操作的重要因素。

加料有间歇与连续的区别，当间歇加料之后，煤气中的挥发分、水汽及二氧化碳的含量都将增加，煤气温度将下降。

气化炉在常压下运行时，装煤方法经历了如下发展：自由落下、不同的槽流、螺旋加料器、进煤阀和气动喷射。

加压装料采用料槽阀门和泥浆泵。

为了满足气化过程稳定进行，应当采用连续作业的自动加料方式。

气化炉的排灰方式与其类型有关：
(1) 固定床气化炉。

在固定床反应器中，在合适的排灰装置上，必须注意在炉栅上保持一定厚度的灰层，以保护炉栅。

同时选择合适的蒸汽与氧气比例可以保证灰渣成为松碎的固体排出，避免了使灰分熔化结渣现象。

在此类反应器中，所有的矿物质组分与煤一起自上而下运动，灰渣是燃烧后基本成分。

在加压固定床气化炉中，用类似料槽阀门的机构来执行排灰。

(2) 流化床气化炉。

在流化床气化炉中，与煤有机质聚生的矿物质构成了均匀分布并与煤的有机质聚生的灰的骨架，随着气化过程的进行，骨架壁越来越薄，同时在机械应力的作用下，骨架壁破碎崩溃，富灰部分成为带有未气化碳的飞灰。

(3) 气流床气化炉。

气流床排渣的前提条件：气化温度应高于灰渣的熔化温度。

气流床通常采用很高的炉温，气化后剩余的灰分被熔化成液态，故排出物通常是液渣，满足了短停留时间的工艺要求。

经过气化炉的开口流出的液渣，在冷却水中迅速冷却成为粒状固体，然后排出。

8.2.4 德士古水煤浆煤气化法
德士古公司很早就开发了以天然气和重油为原料生产合成气技术，20世纪70年代的石油危机促进其寻找替代能源和洁净的煤气化技术，经多年研究以后，推出了水煤浆气化工艺。

该工艺采用的水煤浆是一种煤基流体燃料，可以泵送、雾化燃烧，是一种比较理想的代油燃料。

它具有一定的流动性和稳定性。

·289·
化工工艺学
·290· ·290· 1．德士古水煤浆气化原理
德士古煤气化属于气流床气化工艺，该工艺是通过特殊喷嘴将气化剂混合夹带煤浆，送入气化炉膛内，然后在高温条件下，原料瞬间着火、迅速燃烧，此过程会产生大量热量。

产生的煤焦被气化同时干馏产物迅速分解，最终产物为含一氧化碳和氢气的煤气及熔渣。

由于此过程中煤粒被气流分开，所以气化过程受煤的黏结性影响小。

2．德士古水煤浆气化流程
在德士古水煤浆气化工艺中(见图8.1)，煤、石灰石(助熔剂)、添加剂和NaOH 经称量后加入磨煤机中，与一定量的水混合，磨成一定粒度分布、质量分数为65 %～70 %的水煤浆，通过滚筒筛滤去较大颗粒后进入磨机出口槽，最后经磨机出口槽泵和振动筛送至煤浆槽中，煤浆中煤粒最大粒径不超过1mm ，粒度大于90m μ的不超过30%。

煤浆槽中煤浆由高压煤浆泵送入气化炉工艺喷嘴，与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在1300～1500℃进行部分氧化生成粗煤气，经气化炉底部的激冷室激冷后，气体和固渣分离。

粗煤气经文氏管洗涤器进入碳洗塔。

气化炉和碳洗塔排出含固量较高的灰水，送往水处理系统处理后循环使用，首先经灰水处理工段四级闪蒸处理，经闪蒸后的灰水含固量进一步提高，再送往沉降槽澄清，澄清后的水循环使用。

熔渣被激冷固化后进入碎渣机，特大块渣经破碎进入锁渣机，排入渣池，由捞渣机捞出定期外运。

图8.1 德士古煤气化工艺
煤种要求：①含水低，灰融点低和灰黏度适宜；②气化温度一般为1300～1450℃；③冷煤气的效率一般为70%～78%；④比氧耗为400Nm 3O 2/1000Nm 3(CO+H 2)；⑤运行压力一般为2.8～6.5MPa 。

特别提示
冷煤气效率是衡量气化炉工作性能好坏的重要指标。

冷煤气效率定义为气化生成煤气的化学能与气化用煤的化学能之比。

比氧耗是指折合标准状态下生产1000m 3CO 和H 2的氧耗与该合成气产量之比。

3．德士古水煤浆气化关键设备
(1) 气化炉。

德士古水煤浆气化炉结构比较简单，其结构示意如图8.2所示，分为燃烧
第8章 煤化工工业 ·291·
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室和激冷室两部分。

上部为燃烧室，下部为激冷室。

上部是气化反应的场所，以耐火砖为衬里，高温合成气与熔融灰渣直接侵蚀耐火衬里，因此衬里使用周期受到限制，一般为1～2年需要更换；下部为激冷室，安装有激冷环、下降管、导气管、水分离挡板等内件。

煤粉燃烧后产生的熔渣在激冷室水浴中冷却、固化。

在燃烧室中生成的合成气也在激冷室中冷却并初步除尘。

水煤浆气化装置通常是多系列配置，且必须设有备用系列。

根据生产规模要求，设有2～4台气化炉，通常1开1备或是2开1备方式运行。

图8.2 德士古气化炉示意
1—喷嘴；2—冷却水出口；3—气化炉体；4—耐火砖衬；5—激冷水入口；6—排放水出口；
7—冷却水入口；8—氧气入口；9—水煤浆槽
(2) 煤浆泵。

由于水煤浆是高黏度、易沉降、含有固体颗粒的流体，所以对高压煤浆泵的质量要求较高，泵内隔膜衬里需定期更换，才能使泵能长期稳定运行。

目前采用荷兰制造的三缸往复式隔膜泵。

该类型泵主要由主电动机、减速箱、联轴器、泵体、曲轴、连杆、十字头、活塞杆、活塞、隔膜腔、推进油系统、动力端润滑系统、活塞杆润滑系统构成。

(3) 烧嘴。

烧嘴是德士古气化工艺的关键，烧嘴寿命直接决定着装置的长期、经济运行。

烧嘴通常都是三通道喷嘴结构，中间通道走水煤浆，外层和内层通O 2，内层通氧量小于8%，且无法调节。

喷嘴结构直接影响到雾化性能，并进一步影响气化效率，还会影响耐火材料的使用寿命。

喷嘴的良好设计可把能量从雾化介质中转移到煤浆中去，为氧气和煤浆的良好混合提供有利条件。

工业上要求喷嘴能以较少的雾化剂和较少的能量实现雾化，并具有结构简单，加工方便，使用寿命长等性能。

据报道，一个设计良好的喷嘴，能使碳转化率从94%提高到99%。

喷嘴按物料混合方式不同，一般可分为内混式和外混式，按物料导管的数量不同，可分为双套管式和三套管式等。

(4) 激冷环。

分布激冷水需要激冷环，目的是使激冷水沿激冷室下降管管壁呈垂直膜状或螺旋状流下，保护下降管不受高温气体及熔渣的损害。

激冷环主要由激冷水流道、水分布孔、监视孔及水分布环隙构成。

激冷环上部用螺栓和燃烧室锥部相连，下部和激冷室下降管焊接。

化工工艺学
·292· ·292· (5) 磨机。

磨机是水煤浆制备的重要设备。

磨机系统主要有磨机筒体，主轴承，盘车装置，主电动机，气动离合器，高、低压润滑油站及主电动机减速箱稀油站等构成。

(6) 碳洗塔。

碳洗塔是对气化炉来的合成气进行除尘，并控制水汽比的装置。

它主要由下降管、导气管、两层湿式冲击塔板、降液管、除沫器等内件构成。

(7) 碎渣机。

碎渣机一般安装在气化炉激冷室的正下方。

可以将大块物料破碎到50mm 以下。

主要由电动机、液压油泵、液压马达、驱动轴、破碎刀具构成。

并配置力矩监测装置，可以自动正反转。

4．德士古水煤浆气化特点
(1) 连续性生产。

德士古水煤浆气化采用连续进料、液态排渣，在排渣时不影响气化炉的运行，克服了固定层气化方法间歇性排渣的缺点，提高了生产的连续性。

国内实际生产中，由于受到工艺烧嘴使用周期的限制，一般气化炉连续运行时间在50天左右，工艺烧嘴处于高温工况下，应定期停炉检查，确保装置安全运行。

(2) 降低了气体压缩功耗。

该工艺采用加压气化，煤浆的压力由煤浆泵提供。

氧气的压力由液氧泵提供。

视后工序需要，一般压力等级有 2.7MPa 、4.0MPa 、6.5MPa 、8.5MPa 等，因此，气化后的气体压力较高，可以省去后工序气体压缩所需的大量功耗。

(3) 高气化强度。

气化炉结构简单，气化强度高，设备体积小，布置紧凑、生产能力大。

例如单台直径为3.2m 的气化炉，气化压力为4.0MPa 时，作为原料可以日产合成氨760t 。

(4) 对环境污染小。

由于德士古煤气化工艺是在高温下进行，产品气中不含焦油、酚及大分子烃类，废水中主要是含氰化合物，远比其他方法生产的废水易于处理。

同时，气化系统的水在内部循环使用，外排量很少，并且可以将难于处理的工业废水(如含酚废水)用于水煤浆的配制，大大减轻了对环境的污染。

气化排出的废渣可用于建筑材料(如水泥熟料)的生产。

(5) 先进的控制系统。

该工艺采用先进的DCS 集散控制系统，自动化程度高。

系统安全性高，具有完善的安全连锁装置。

5．工艺运行中存在的突出问题
(1) 气化炉耐火材料使用寿命短。

煤气化工艺存在高温(1400℃左右)熔融煤灰的冲刷及侵蚀问题，特别是燃烧室中下部，直接受到熔渣冲刷，腐蚀严重，使得耐火砖的寿命大大缩短。

另外开停车频繁也是影响其寿命的原因。

一般一年半左右，必须局部或全部更换。

(2) 烧嘴使用寿命短。

烧嘴性能的好坏、寿命的长短直接影响到整个装置的经济运行，装置的大部分技术经济指标都与烧嘴有关。

一般在60～90天就要定期对烧嘴进行检查，对有龟裂、烧蚀、磨蚀现象的烧嘴必须进行修复、更换，再使用。

(3) 激冷环。

激冷环也是气化过程中的重要设备。

目前仍有不少问题，如激冷室带水、液位保不住、内环易变形、布水缝隙不均匀、下降管易烧坏变形等。

(4) 负荷。

气化炉负荷调节范围为70%～110%。

因单个喷嘴处理煤量比较大(1500t /d)，当负荷变化范围较大时，喷嘴间隙不好掌握，容易导致喷嘴雾化效果变差，从而降低碳转化率。

(5) 碳转化率。

气化炉燃烧室流场为受限射流反应流场，流场结构主要由射流区、回流区和管流区组成。

在燃烧室总长度一定的情况下，射流区长则管流区就短，射流区的长。