01-snec-“SE-东方炉”煤气化技术
煤气化技术介绍
煤气化技术介绍一、起源煤气化技术是指把经过适当处理的煤送入反应器如气化炉内,在一定煤气化技术工艺流程的温度和压力下,通过氧化剂(空气或氧气和蒸气)以一定的流动方式(移动床、硫化床或携带床)转化成气体，得到粗制水煤汽，通过后续脱硫脱碳等工艺可以得到精制一氧化碳气。
1857年，德国的Siemens兄弟最早开发出用块煤生产煤气的炉子称为德士古气化炉。
这项工艺引进中国后在二十世纪九十年代由山东省鲁南化肥厂经过广大工程技术人员的努力，发明了自主知识产权的对置式四喷嘴气化炉，目前已经在国内得到广泛推广应用，特别是兖矿集团煤化工项目在多处使用次技术，取得了显著的经济效益。
还有经过其他许多开发商的开发，到1883年应用于生产氨气。
煤气化技术是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。
二、原理煤干馏过程，主要经历如下变化：当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出；温度升高到200℃以上时，煤中结合水释出；高达350℃以上时,粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至400～500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；在450～550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦；高于550℃，半焦继续分解,析出余下的挥发物（主要成分是氢气），半焦失重同时进行收缩，形成裂纹；温度高于800℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。
当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。
煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。
煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。
随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。
低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。
中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。
煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。
SE-东方炉水煤浆气化污水处理工艺
月将生化 1
能力提 气化污水 ， 标定
，2019年 水 标达
到设计值，水COD小于30mg/L，出水 氮 量
小于1 mg/L, 氮含量小于15 mg/L,其中 程生
物反
水总氮含量小于40mg/L,COD小于
50mg/L°2019年3月的
表3所示。
表3污水处理运行数据
mg/L
水量/ 日期
(m3%!-1)
生物
水
较高时，
除
理，以
高 生物 的稳定 。
2) 高 氮污水生化
能力 对
有限，端 能力尽量按照39以上的时间考虑。
3) 化后的短程硝化反硝化工艺将MBR
分离与程硝化反硝化工
，在SE-东方炉
水煤浆气化污水 中成功应用。
生化出水
氮
氮
0.2
13.4
0.1
19.5
0.2
20.9
<0.1
26.7
0.1
34
0.7
成CaCO.’CaCO.和Mg'OH］会形成结晶彳，影响
活性污 菌 ，
污泥的MLVSS/MLSS，
不利于生化 的正常 ， 影响生 处理装置
的
， 在工 设计 ，
气化废水处理项目的处理工 ， 在生化处理装置
设置处理装置
&
处理 用的 化 工 ， 工
用在
上的
&
要由 、
部分成，
用NaOH、
NazCO.和石， (PAM)。
of ammonia and nitrogen, and high degree of hardness. The processes of pretreatment, biochemical treatment of activated sludge and advanced treatment were adopted respectively. The pretreatment was used to reduce the hardness of the water by chemical precipitation ； the biochemical treatment was used to remove nitrogen by shortcut nitrification and denitrification ； and the advanced treatment adopted the process of "catalytic ozonation + biological aerated filter". The specification of waste waterafter the treatment can meet the specific limitation for discharge, such as, the content of ammonia and nitrogen not more than 5 mg/L, total nitrogen not more than 25 mg/L, COD not more than 50mg/L, which means the specification of discharged water can meet the requirement of, or is even better than the design values.
航天炉煤气化工艺
航天炉煤气化工艺概述航天炉煤气化工艺是一种将煤炭等碳质物质转化为合成气的高效工艺。
它充分利用煤炭资源，通过高温和压力条件下的化学反应，将固体的煤炭转化为气体燃料，用于发电、炼油、化工等领域。
航天炉煤气化工艺由中国航天科技集团公司提出并持续改进，已经取得了重大突破和应用。
工艺流程航天炉煤气化工艺主要包括煤炭预处理、气化反应、气体分离和净化四个步骤。
下面将详细介绍每个步骤的工艺流程。
1. 煤炭预处理在煤炭进入航天炉气化反应器之前，需要进行预处理以提高气化效率和产气质量。
煤炭预处理主要包括粉碎、干燥和除尘等步骤。
首先，将原煤经过粉碎机细碎成适当的粒度，以增加煤炭与气化剂的接触面积。
然后，通过干燥设备将煤炭中的水分蒸发，减少气化过程中的能量损耗。
最后，利用除尘器去除煤炭中的灰分和杂质，以保证气化反应的稳定进行。
2. 气化反应煤炭预处理后，进入航天炉气化反应器进行气化反应。
气化反应是将煤炭中的碳氢化合物在高温（1000℃以上）和高压（10-30兆帕）条件下与氧气和水蒸气发生化学反应，产生合成气的过程。
航天炉气化反应器采用的是间接加热式气化反应器，具有高效和稳定的特点。
通过控制气化反应的温度、压力和气化剂的供应量，可以调整合成气的成分和产气量，满足不同领域的需求。
3. 气体分离在气化反应后，产生的气体混合物需要进行分离，以获取纯净的合成气和其他有用气体。
航天炉煤气化工艺中常用的气体分离技术有压力摩尔分数差异法和吸附分离法。
通过控制压力和温度等参数，可以使合成气和其他气体在分离设备中分离出来，并获得高纯度的合成气。
4. 气体净化在气体分离后，合成气中可能还存在一些杂质和有害物质，需要进行净化处理。
航天炉煤气化工艺中常用的气体净化技术有吸收、吸附和膜分离等。
通过选择合适的吸收剂、吸附剂和膜材料，可以将合成气中的硫化氢、氨、苯酚等物质去除，提高合成气的纯度和品质。
应用领域航天炉煤气化工艺具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 发电将合成气用作燃料，通过燃烧发电。
煤气化技术简介
煤气化技术简介我国是富煤炭、缺油气、可再生能源总量有限的国家,在我国的煤炭储量中劣质煤占总储量的80％以上.近些年，煤化工在全球范围内得到了迅速发展;生产合成气的原料主要有煤、石油焦、石油和天然气，但石油焦、石油和天然气在当地无资源，相比较而言，煤炭资源丰富,对于我国这样一个煤炭资源相对丰富的国家，煤化工在我国化学工业中将占有越来越重要的地位。
煤气化生产的合成气，是制备合成氨、甲醇、液体燃料、天然气等多种产品的原料，煤气化工艺技术的进步带动着煤化工技术的整体发展，可以保证以煤为原料生产合成气制作下游产品的可靠性和稳定性。
煤气化是一个热化学过程。
以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等作气化剂,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程.煤气化是煤化工的“龙头”,也是煤化工的基础。
煤气化工艺是生产合成气产品的主要途径之一,通过气化过程将固态的煤转化成气态的合成气，同时副产蒸汽、焦油、灰渣等副产品.一、煤气化技术分类及概况目前以煤为原料生产合成气的煤气化技术按照气化炉内物料流动方式来划分,主要有三大类：固定床（或称为移动床）、流化床和气流床。
其中具有代表性的煤气化技术如下：各种气化技术已经发展多年，但在目前的情况下，并没有一种气化技术可以适用于所有的工程项目。
气化技术的选择要综合从原料煤种、装置规模、产品方案、业主的详细要求，从整个工厂的角度具体分析确定气化方法。
固定床气化的煤质适应范围较广,除黏结性较强的烟煤、热稳定性差的煤以及灰熔点很低的煤外，从褐煤到无烟煤均可气化.固定床气化的缺点是单炉产气量略小，反应温度较低，蒸汽的分解率低,气化装置需要大量的蒸汽。
气化装置所产生的废水中还含有大量的酚、氨、焦油，污水处理工序流程长,投资高大。
由于出气化炉的煤气中的甲烷含量较高，对于煤制城市煤气或天然气项目,有较高的优势.碎煤固定层加压气化采用的原料煤粒度为6～50mm，气化剂采用水蒸汽与纯氧作为气化剂.该技术氧耗量较低，原料适应性广，可以气化变质程度较低的煤种(如褐煤、泥煤等)，得到各种有价值的焦油、轻质油及粗酚等多种副产品。
SE-东方炉(中石化宁波工程公司)
对于煤炭利用产业而言，2015年注定是非同寻常的一年。
今年两会期间，“加强煤炭清洁高效利用”被增补写进《政府工作报告》，彰显出国家对煤炭清洁高效利用的空前重视。
而就在不久前，环保部驳回了某煤制气项目的环评报告，这在业界看来是煤化工项目环评收紧、转向理性发展的信号。
空前重视，理性发展——这两个关键词，让煤化工产业也产生了不小的震荡。
中国化工报记者在近期的采访中留意到，业界目前正涌动着一股热潮，这股热潮不是上项目热，而是围绕煤化工环保的煤气化技术比选热。
业界最关心的是：到底哪种技术，能为煤化工项目理性发展奠定基础？是否有技术和工程都过关的煤气化炉，既可迈过环保坎儿，同时又不让“天价”环保蚕食企业效益？正是这样的比选，让一种去年刚刚完成工业示范的新型煤气化炉——SE-东方炉进入了业界人士的视线。
据初步了解，多个拟新建的煤化工项目和煤头传统产业改造项目锁定了这种气化炉。
SE-东方炉究竟有何独特之处？其废水、废渣、废气如何处理，环境效益怎样？应用成熟可靠吗？满怀着好奇，也带着种种疑问，近日记者采访了业界专家，并前往其主要研发单位一探究竟。
图为SE-东方炉示范装置（扬子石化）全景三大体系支撑从理论设计到应用全贯通当记者走进位于宁波高新区的中石化宁波工程有限公司时，眼前的大屏幕显示，整栋办公楼的会议室已基本“客满”，正在进行的几乎都是关于SE-东方炉的各种交流和商务谈判。
身边的工作人员不经意地说：“最近都这样，总是有国内外客户来访。
”在煤化工项目环评审批收紧的形势下，为何业界对一种煤气化炉还有如此高的热情？SE-东方炉到底为何物？中石化宁波工程有限公司副总经理、教授级高工亢万忠告诉记者，单喷嘴冷壁式粉煤加压气化（即SE-东方炉）成套技术由中石化宁波工程有限公司/宁波技术研究院和华东理工大学共同开发，是一种清洁、高效、煤种适应性强的气流床粉煤加压气化新技术，具有完全自主知识产权。
该技术在扬子石化公司已建成一套日处理煤1000吨级的SE-东方炉工业化示范装置，并实现了成熟的商业化运作。
煤气化炉技术介绍.pptx
煤气化技术概述
2. 煤气化技术发展现状
2.1 国外煤气化技术
国外拥有煤气化炉技术的公司主要集中在设备制造企业，其中具 有影响力的主要有：荷兰Shell公司、美国GE公司、德国西门子公司、 日本三菱公司、英国煤气公司等。GE收购了Texaco气化炉技术，并 且收购了Wabash River电站，直接参与电站的运行，作为其产品开发 和放大的试验基地；西门子收购了GSP气化炉技术；日本三菱公司拥 有吹空气的煤气化炉技术；英国煤气公司拥有BGL煤气化炉技术。
煤气化技术发展现状
国外煤气化技术
研发单位名称
主要技术
Shell GE 西门子 三菱 英国煤气公司
Shell气化技术 Texaco气化技术 燃机技术 GSP气化技术 燃机技术 吹空气气化技术 燃机技术 BGL气化炉
煤气化技术发展现状
1.4.2 国内煤气化技术
国内研发机构及企业
西安热工研究院 中科院工程热物理研究院 中科院山西煤炭化学研究院 东南大学 华东理工大学 清华大学 兖矿集团有限公司 山西潞安矿业（集团）公司 绿色煤电有限公司 北京航天万源煤化工有限公司
煤气化技术概述
1.1 煤气化原理 气化炉是将煤炭、石油焦、生物质等燃料转化为合成气的装置。
煤气化技术概述
1.2 煤气化系统流程简图
煤气化技术概述
1.3 煤气化产物的用途
煤气化 氧气
煤气化技术概述
煤气化技术概述
1.4 煤气化炉分类
1.4.1 按物料在炉内的流动状态来分
固定床
气化炉
Байду номын сангаас
流化床 气流床
以项目为依托
濮阳
直接推向市场
临泉
国内哈锅、上锅已有 煤气化炉的加工制造经历； 西安热工研究院以及中科 院已具备IGCC方案设计能 力。
煤化工龙头：煤气化技术各流派一览
煤化工龙头：煤气化技术各流派一览¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯煤气化技术是现代煤化工的基础，是通过煤直接液化制取油品或在高温下气化制得合成气，再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。
作为煤化工产业链中的“龙头”装置，煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。
目前国内外气化技术众多，各种技术都有其特点和特定的适用场合，它们的工业化应用程度及可靠性不同，选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。
工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。
根据发展进程分析，煤气化技术可分为三代。
第一代气化技术为固定床、移动床气化技术，多以块煤和小颗粒煤为原料制取合成气，装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大；第二代气化技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床和气流床技术，其特征是连续进料及高温液态排渣；第三代气化技术尚处于小试或中试阶段，如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能余热气化等。
本文综述了近年来国内外煤气化技术开发及应用的进展情况，论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。
1 国内外煤气化技术的发展现状在世界能源储量中，煤炭约占79%，石油与天然气约占12%。
煤炭利用技术的研究和开发是能源战略的重要内容之一。
世界煤化工的发展经历了起步阶段、发展阶段、停滞阶段和复兴阶段。
20世纪初，煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤化工发展的起步。
SE-东方炉技术
气化温度对水冷壁衬里内部温度的影响 熔渣表面形态 气化炉内轴向温度分布
指导水冷壁设计和安全运行！
温度/℃
水冷壁表面沉积渣层形态
1100 1000 900 800 700 600 500 400
3000
4000
5000 6000
时 间 /s
T B1
T B2
T B3
T B4
7000
小试气化炉内轴向温度分布
煤种适应性广、原料 消耗低、碳转化率高、
0
80% Case 1
60% Case 2 40%
Case 3
20% Case 4
竖直管压力 水平管压力
6000
1000
2000 3000
5000
t(s)
4000
4000
5000
Discharge rate, kg/h
46
2000
3000
44
42
0 50 100 150 200 250 300 350 400
成了粉煤加压、浓相输送系统，为气化炉提供稳定可控的煤粉。
煤粉制备 供料与输送
气化
装置 组成
初步净化与渣水处理
灰水处理
采用蒸发热水塔回收灰 水热量，来自气化及洗 涤单元的灰水在此闪蒸 出来的蒸汽与返回灰水 直接接触回收量，该工 艺具有节能、不易堵渣 的特点，可确保装置长 周期运行。
成熟技术 关键技术 核心技术
固定床
加压固定床：鲁奇炉(Lurgi)
(块煤)
煤
固定床改进型：BGL、Lurgi Mark+
气
流化床
化
(碎煤)
技
Winkler炉，U-GAS炉，HTW炉， CFB炉（Lurgi炉），灰熔聚
煤气化东方炉简介
粉煤气化东方炉简介东方炉是以华东理工大学与宁波工程公司为依托，在吸收先进气化基础上开发的新型煤气化技术。
从流程上分为四部分：磨煤及干燥、粉煤加压及输送、气化炉、煤气洗涤及黑水处理。
1、东方炉技术开发从1999年开始粉煤气化小试的基础研究工作，多喷嘴粉煤气化也做了中试试验，及以CO2为载体和以N2为载体的整个的粉煤气化从气化到逆向输送都在实验室做了多年的工作。
2、东方炉产业化研究2006年-2008年在兖矿进行了中试实验，运行了比较长的一段时间。
从2008年开始，特别是针对气化炉的水冷壁做了专门研究。
包括对气化烧嘴的研究、气化炉以及对废锅的研究，也包括粉煤输送系统专有设备的开发及CO2输送条件下的气化机理及气化过程及煤种的适应性，以渣抗渣的排渣性能，烧嘴的隔焰罩，整个气化装置的模拟计算以及操作优化软件的开发、新的助熔剂的开发等。
3、气化技术特点总体上是粉煤气化技术，激冷流程，可以采用N2或CO2作为输送介质，大多数情况都是采用CO2作输送介质。
1）、单喷嘴顶置设置，以1000t/d以下规模为代表；2)、气化炉采用内衬水冷壁结构；3)、多管路粉煤密相输送系统；4）、类似四喷嘴的合成气与熔渣并流下行激冷室设计；5）、黑水处理系统；4、与类似技术比较1）、气化与激冷单元：采用水冷壁。
与GSP、航天炉不一样的地方是采用列管，GSP、航天炉采用盘管。
烧嘴是集点火、升温、工艺为一体整合烧嘴，借鉴天然气重整烧嘴经验。
2）合成气洗涤单元：由混合器—旋风分离器—水洗塔组成的分级净化单元，逐级除去合成气中的灰渣，达到下游工序对合成气含固量要求。
3）渣水处理单元：针对黑水易堵塞换热器、影响传热效果的问题，本专利技术设计了由蒸发室与热水室组成的蒸发热水塔，兼具闪蒸与换热功能。
黑水在底部蒸发室减压闪蒸后，蒸汽进入上部热水室与循环灰水直接换热。
该技术显著提高了传热效果，同时减缓了结垢问题。
4）、工业化项目进展，2011年与扬子石化签约煤制氢项目，配套建设1台1000吨/天东方炉，计划2013年建成投产。
SE-东方炉粉煤气化技术
滤饼可燃物 wt% 30
粗渣可燃物 wt% <3
碳转化率 % ~98
4: 6
31
<10
~96
四、SE-东方炉运行的技术优势
复合式烧嘴性能
点火火焰
开工火焰
投煤火焰
多功能一体化烧嘴。 可视化火焰，提高操作可靠性。 点火开工时间短 (~40min). 烧嘴首次使用累计超过 181 天。
烧嘴
二、SE-东方炉技术特点与优势
高精度在线煤粉（单锁斗-双 管路；双锁斗-三管路）,可靠性高。 煤粉锁斗活化器为复合式结构，强 化下料速率，有效减少结拱架桥。
小量程称重系统，显著提高标定精 度，为精确控制氧煤比奠定基础。 可实现在线标定，及时纠正因煤种 或物性变化引起的偏差，消除失控 隐患。
三、SE-东方炉示范装置建设与运行
扬子石化SE-东方炉煤制氢工艺流程（一期）
空气 空分 氧气 煤
1000吨/天 24000Nm3/h 合成气 冷凝液
硫回收 H2S CO变换
变换气
硫磺 尾气 净化气
SE粉煤气化 灰渣.废水
低温甲醇洗 CO2
PSA
纯氢气
66800Nm3/h
CO2压缩
扬子石化实施原料路线调整： 煤制气替代天然气蒸汽转化，CO供醋酸装置，合成 气供丁辛醇装置，其余氢气上网外供。 一期：1套SE-东方炉气化装置，完成工业化示范。 二期：1套SE-东方炉气化装置，完全替代天然气蒸 汽转化制合成气。
煤炭
• 我国煤炭深加工重大任务：转变煤炭传统消费方式。 • 清洁高效的煤气化技术是现代煤化工产业的龙头。
一. 前
言
在华东理工大学多年的研究成果和原创专利技术基础上，结合中石化宁 波技术研究院/宁波工程公司的专有技术、系统集成优化、工程化能力与经验， 联合开发了具有自主知识产权的“单喷嘴冷壁式粉煤加压气化技术”。
多喷嘴对置式水煤浆气化技术工业应用进展及东方炉介绍
推广应用（全球36家用户项目，共104台气化炉）
应用单位 山东盛大 山东久泰 泛海能源 山东海力 青海盐湖 内蒙五原金牛 陕西未来能源 中盐昆山 宁波中金 昊华国泰 气化压力 MPa(G) 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 4.0 6.5 1.5 6.5 气化炉设 置(台) 2 (1+1) 6 (4+2) 3 (2+1) 2 (1+1) 3 (2+1) 2 (1+1) 8 (6+2) 2 (1+1) 2 (1+1) 2 (1+1) 单炉规模 (吨/天) 2300 2300 1500 2500 2500 1300 2000 1200 850 2100 最终产品 甲醇、二甲醚 甲醇、二甲醚 甲醇 合成氨 甲醇 合成氨 煤制油 合成氨 燃气 甲醇 设计中 设计中 在建 设计中 在建 在建 设计中 设计中 备注
煤制油
合成氨 合成氨 化学品 合成氨 化学品 甲醇 H2 合成氨
在建
设计中 在建 设计中 在建 设计中 设计中 设计中 设计中
运行指标先进
华鲁恒升(750TPD,6.5MPa)：报道四喷嘴气化炉碳转化率98.3% 兖矿国泰(1150TPD,4.0MPa)：2005年12月11-18日168小时连续运行 现场考核，碳转化率98.8% 新能凤凰(1500TPD,6.5MPa)：2010年10月13-16日72小时满负荷性能 考核，碳转化率99.16% 神华宁煤(2000TPD,4.0MPa)：2010年9月24-27日双炉72小时连续运行 现场考核，碳转化率98.9% 江苏灵谷(2000TPD,4.0MPa)： 2011年11月25-28日72小时连续工业运 行考核，碳转化率99.2% 安徽华谊(1500TPD,6.5MPa)：2012年8月20-24日双炉72小时连续工业 运行考核，碳转化率98.94%
SE-东方炉“这个气化炉博采众长”
“这个气化炉博采众长”2015.11—SE-东方炉扬子石化示范装置参观记第二十二届全国大型合成氨暨合成气化工、甲醇装置技术年会近日在南京召开，作为合成氨和甲醇生产的关键环节之一，与会代表就煤气化进行了重点讨论。
其中，新型煤气化炉——SE-东方炉的最新进展受到重点关注。
部分与会代表还专程到东方炉扬子石化示范装置进行参观和考察，并感慨：“这个气化炉很有特点，可以说博采众长，应用前景很值得期待。
”敢吃“三高”劣质煤对煤气化炉而言，“好煤少、差煤多”是目前我国的资源现状。
如何实现“差煤”的洁净高效转化？据中石化宁波技术研究院常务副院长郭文元介绍，这需要解决高灰熔点和高灰分等多个技术难点，要求气化炉的煤种适应性广、气化指标先进、气化炉与喷嘴寿命长、能安稳长满优运行。
据介绍，为解决上述技术难点，SE-东方炉技术（单喷嘴冷壁式粉煤加压气化技术）是在华东理工大学多年的研究成果和原创专利技术基础上，结合中石化宁波技术研究院/宁波工程公司的技术转化能力、工艺系统技术的集成与优化能力，以及在煤气化领域系统或专项的专有技术和工程技术，集成创新开发了具有自主知识产权的技术。
2014年1月25日，扬子石化的1000吨/天SE-东方炉示范装置开车成功。
在代表们参观时，SE-东方炉扬子石化示范装置正在试烧的是中安煤（淮南煤），实际运行表明，气化炉操作稳定，各项气化性能指标优于贵州煤，整体试烧情况良好。
此前的几个月，该示范装置还进行了山西晋煤的试烧，经实践检验整体运行平稳可靠。
“铁三角”支撑稳定运行代表们更关心的是SE-东方炉示范装置的开车和连续运行情况。
中国石化扬子石化公司化工厂厂长丁家海介绍说，东方炉扬子石化示范装置创下国内煤气化技术示范装置开车运行多项纪录：出合格产品时间最短（5天），打通全流程时间最短（10天），一次投料成功连续运行时间最长（11天11小时），自投料3个月内连续运行时间最长（53天），烧嘴首次使用累计时间最长（153天）。
01-snec-“SE-东方炉”煤气化技术
三、SE-东方炉示范装置建设与运行
3. 扬子SE-东方炉示范装置照片
磨煤输煤框架
气化框架
气化及渣水框架
三、SE-东方炉示范装置建设与运行
4. 扬子SE-东方炉示范装置典型运行参数及指标
气化 温度
℃
负荷 %
氧耗 煤耗
Nm3/kNm3 kg/kNm3 (CO+H2) (CO+H2)
中石化宁波技术研究院/宁波工程公司
第2页
一. 前 言
H2 CTM
CTM+MTO
CTL CTM+MTA、MTG……
SNG
煤气化—煤炭清洁高效利用的核心技术 —现代煤化工的基础技术----“龙头” —是影响煤化工项目效率、成本和 可持续发展的关键
中石化宁波技术研究院/宁波工程公司
第3页
一. 前 言
中国石化新型煤化工主要产业链
配煤后煤粉 灰分：20% FT：1400℃
SE-东方炉使用晋城煤 后，运行稳定，气化 性能更好。
高温气化下粗渣形态
灰渣比达3：7
充分体现了水冷壁气化炉的综合性能优势
中石化宁波技术研究院/宁波工程公司
四、SE-东方炉装置操作运行优势
2. 理想的气化炉水冷壁挂渣效果
水冷壁气化炉挂渣效果优良
水冷壁中上部
常规的炉温间接监控手段： 在线CH4、CO2含量（滞后~10min） 汽包产蒸汽量（滞后~8min）
以SiC层温度作为炉温控制的首要标尺 灰渣形态（滞后40~50min）
反应煤种波动的炉温直接监控手段
氧煤比-SiC温度-汽包蒸汽量之间响应关系
中石化宁波技术研究院/宁波工程公司
煤化工知识—煤气炉概述
碳一化学知识：航天炉（HT-L）气化工艺一、煤气化技术综述煤气化技术是煤化工项目的龙头技术。
煤气化是指在一定的温度、压力下，用气化剂对煤进行热化学加工，将煤转化为燃气的过程。
目前在国内推广的煤气化技术，包括我国自主开发技术和国外技术10多种。
煤气化技术一般是按炉型分，主要有固定床、流化床、气流床三种。
固定床气化炉是最早开发出的气化炉，炉子下部为炉排，用以支撑上面的煤层。
通常，煤从气化炉的顶部加入，而气化剂（氧或空气和水蒸汽）则从炉子的下部供入，因而气固间是逆向流动的。
特点是单位容积的煤处理量小，大型化困难。
流化床气化炉是在分散板上供给粉煤，在分散板下送入气化剂，使煤在悬浮状下进行气化。
流化床气化炉不能用灰分融点低的煤，副产焦油少，碳利用率低。
气流床气化炉是将粉煤与气化剂一起从喷嘴高速吹入炉内，快速气化。
气流床气化炉按进料形式不同，分为干煤粉进料和水煤浆进料两大类，而以气化炉内是否衬有耐火保温材料分类，又有热壁炉和水冷壁炉两种。
所谓水冷壁，就是由水管、石英砂、煤渣组成的内腔。
一直以来，水冷壁都用于粉煤气化炉，水煤浆气化炉则多用耐火砖结构的热壁炉。
目前国际上应用最广的是气流床气化工艺。
主要有Shell公司的SCGP 粉煤加压气化工艺、美国德士古公司的水煤浆加压气化工艺和德国未来能源公司的GSP粉煤加压气化工艺，航天炉气化工艺是借鉴以上三种工艺中先进技术，配置我国自行研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤粉气化工艺。
该工艺煤种适用范围广、碳转化率高，技术可靠、投资少、所有设备国产化、工程实施简单等优点。
二、航天炉（HT-L）气化工艺航天炉（ HT－L 粉煤加压气化技术造气炉）是由中国航天科技集团公司下属公司研制成功的，是中国首套拥有自主知识产权的新型气化装置，其主要经济技术指标已达到国际领先水平。
该技术充分吸收了当今世界先进煤气化技术的优点，采用“粉煤+水激冷”流程，利用航天多年来在煤气化以及能源化工行业关键设备研制方面的成果，重点在原料煤本地化、工艺路线的优化、减少投资、关键设备国产化方面做了深入细致的工作。
SE-东方炉合成气带液的原因分析及处理措施
比的 ，激冷室黑水
续下(22 I
86
的69%到25日带水前的64%),黑水流量总体上 也不断减小(从188t/h降低到带水前的174t/h)$ 在持续约3d的过程中，控制激冷室液位的黑水阀 始终是自动控制状态，黑水阀开度的减小意味着 激冷室液位出现下降趋势，即合成气带液量随着 氧煤比的降低而逐渐增加。
负荷,% 气体
量均 , %
有效气产量均值/ (m3・h-1) 粗合成气总量均值/ (m3*h-1) 工况下粗合成气量平均值/ (m3・h-1) 激冷室中合成气上升通道截 面积/m2 激冷室中合成气上升速度UN/ (m*s-1) K (终端速度常数) 激冷室中合成气理论上升终端 速度(m*s-1)
70 80.36 44 394 134315 7485.6
冷室中粉
％时，由于
对于
升
相对
，
程中 逐 高
煤比。每提高一
行下一
%
0.5h，进
4.2针对气速 高,适当降低负荷 降 负荷， 于降 激冷室 合成气流速，
于合成气在激冷室 行气液 分离， 减
合成气带液程度。当带液现象
， 当前负
荷一段时间方
升负荷％
4.3其他措
4.3.1 大 气炉
为
，增
大
度， 大
， 合成气带
第2期
安 光.SE-东方炉合成气带液的原因分析及处理措施
85
I 图2 SE-东方炉出现带液时主要参数趋势( )
" 图3 SE-东方炉出现带液时主要参数趋势( )
2.1混合器的压差增大,合成气管线压差增大 由于出气化炉激冷室的高温合成气夹带大量
黑水进入混合器,在管道通径不变的情况下，介质
SE-东方炉粉煤加压气化技术煤种适应性工业试验
期建设 １ 套Ｅ ｌ 处 理 煤 千 吨级 的气 化 装 置 ．配套 Ｓ Ｅ 一 东 方 炉 气 化 技 术研 发 的主 要 目的是 解 决
建 设产 氢 ６ ６８ ０ ０ ｍ 的 制氢装 置 。 高灰 熔 点 、 高 灰 分 煤 的气 化 难 题 ， 形成安全 、 稳 定 和 高效 的宽 煤 种 适 应 性 的粉 煤 气 化 成 套 技 术 ． 为 Ｓ Ｅ 一 东 方 炉气 化 技术 的大规 模 工业 应 用积 累 设计 、
建 设 和运 行经 验
部分 细 颗粒 脱 除 ．从 而 确保 洗 涤塔 洗 涤后 的 合成
气灰 含量 在 １ ｍ ｇ ／ ｍ ｓ 以下 。 Ｓ Ｅ 一 东 方 炉气 化技 术具 有煤 种 适应 性广 、 原料
消耗 低 、 碳转化率高、 成熟可靠等优势。 在 核 心设 备气 化 炉方 面 ．通 过 气 化炉 顶部 烧 嘴 与气 化 炉 主 体 的合 理 匹配 ．构 成 了经典 的直 流 同轴 受 限 射 流
术。
２ ０ １ ３年 １ ２月 中 国石 化 集 团与 华 东 理 工 大学 共 同研 发 Ｓ Ｅ（ Ｓ Ｉ Ｎ Ｏ Ｐ Ｅ Ｃ ＋ Ｅ Ｃ Ｕ Ｓ Ｔ ） 粉 煤 加 压 气 化 技
术（ 简称 Ｓ Ｅ 一 东方炉 ） 。 Ｓ Ｅ 一 东 方 炉 示 范装 置 建 于 中
国石 化扬 子 石油 化 工 有 限 公 司 （ 简称扬子石化 ） 。
生 强 吸热 的气 化反 应 一 方 面保 证 了炉膛 壁 面温
单 台气 化 炉 满 负 荷 运 行 有 效 气 产 量 为 ７ ０ ０ ０ ０ ｍ Ｖ
ｈ 。 该 气化装 置包括磨 煤干燥 、 煤粉供 料 、 密 相 输
送、 气化、 合成 气初 步 净化 、 含 渣水处 理 等工 序 。 由磨 煤 干 燥单 元 制 备合 格 的煤 粉存 于常 压 粉
SE-东方炉粉煤气化原料煤气化反应活性研究
第４ ５卷 第 ２期 ２ ０ １ ７年 ４月
煤 化 工
Ｃ ｏ ａ ｌ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｖｏ １ ． ４ ５ Ｎｏ ． ２
Ａｐ ｒ ．２ ０１ ７
Ｓ Ｅ 一 东方炉 粉煤气化原料煤气化反应活性研究
杨玉辉 ， 邹晓鹏 ｚ ， 龚 欣ｚ
摘
要
以 中石化 扬子 石化 ｓ Ｅ 一东方 炉粉煤 气化 装置 原料煤 为研 究对 象 ， 分 析测试 了神华 、 朱集西 的烟 煤和
贵州 、 晋城 、 高平 的无 烟煤 以及 ３种混 配人 炉煤粉 的气 化反应 活性 。研 究表 明 ， 上述煤 焦气 化反应 活性 依次是 ： 神
华煤 ＞朱 集西 煤 ＞晋城 煤 ＞高平 煤 ＞贵 州煤 ； 温度 增加 对煤 焦气 化反 应活 性有 良好 促进 作用 ； 在应 用混 配煤 时 ， 应尽 量 以气 化反应 活性较 弱煤 的气化 活性作 为设计 依据 ， 从 而提高气 化反 应的碳 转化率 。 关键 词 ｓ Ｅ 一东方 炉 ， 烟煤 ， 无 烟煤 ， 气 化活性 ， 温度
Ｚ Ｊ Ｘ ～ Ｓ Ｈ ３ ： ７配 煤 ７ ３ ． ２ ６ ３ ． ９ ４ １ ． １ ０ ０ ． ４ ３ ３ ． ５ ９
Ｊ ｃ — ｓ Ｈ ４ ： ６配煤 ７ ７ ． １ ２ ３ ． ３ ０ ０ ． ８ ３ ｉ ． ４ ５ ３ ． ９ ９
SE粉煤气化技术“武装”新型煤化工
SE粉煤气化技术“武装”新型煤化工2014-12-13由中国石化和华东理工大学共同开发完成的、具有自主知识产权的单喷嘴冷壁式粉煤加压气化(SE-东方炉)技术，上周通过了中石化科技部主持召开的成果鉴定会。
鉴定委员会专家对示范装置的优异性能指标给予了肯定，一致认为SE(SINOPEC+ECUST)粉煤气化技术达到了单喷嘴粉煤气化技术的国际领先水平。
该技术的成功示范为新型煤化工产业提供了重要技术支撑。
鉴定专家认为，该技术煤种适应性好，装置高效节能、环境友好、可靠性和灵活性高，各项技术经济指标达到单喷嘴粉煤气化技术的国际领先水平，经济效益和社会效益显著。
今年10月，该示范装置完成了72小时满负荷运行考核，考核结果显示，示范装置采用贵州无烟煤(60%)与神华煤(40%)配煤，满负荷运行有效气(H2+CO)成分88.7%、比煤耗569kg/1000Nm3(H2+CO)、比氧耗331Nm3/1000Nm3(H2+CO)、碳转化率98.3%;变换出口合成气中CO含量0.8%～1.4%;气体净化度CO2≤13ppm(v)，总硫≤0.1ppm(v);气化“三废”排放指标先进。
上述各项性能指标达到或超出合同值。
粉煤气化技术具有煤种适应性强、原料消耗低、气化效率高、气化炉与烧嘴使用寿命长的技术优势。
基于华东理工大学在气流床煤气化领域近30年的研究积累和技术储备，中石化在煤化工领域深厚的工程转化能力和丰富的工程实践，2011年8月10日，中国石化与华东理工大学签订了单喷嘴冷壁式粉煤加压气化技术合作协议，联合开发SE粉煤气化技术。
随后，中石化科技部将该技术列入中石化“十条龙”科技攻关项目，确定由中石化扬子石化有限公司、中石化宁波工程有限公司和华东理工大学共同完成日处理1000吨煤的SE粉煤气化及合成气净化制氢工业化示范。
面对工期紧、任务重、设计与施工穿插进行等困难，项目承担单位密切配合，充分发挥集团联合攻关优势，创下了从技术许可合同签订到成套示范装置开车运行25个月的最短用时纪录。
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中石化宁波技术研究院/宁波工程公司
四、SE-东方炉装置操作运行优势
6. 迅速有效的炉温及过程监控手段
水冷壁炉膛直接测温装置（DTM） 可检测炉内温度分布、可直观判断炉膛 内温度；可判断确定投煤条件（尤其是 初次投煤）、判断水冷壁挂渣情况。
投煤过程SiC温度变化趋势
炉膛测温（SiC层温度）响应最快 直接反映炉温水平与挂渣状态
多功能复合式气化烧嘴 集点火、开工和工艺为
一体，操作灵活。
成熟技术，运行费低， 投资节省。
每个系列分别对应一台 气化炉，增加了系统操 作可靠性及装置开工率。
双管路粉煤密相输送系统
气化炉供料均配、稳定， 可靠性强
有利于防范堵渣
煤种适应性广、原料 消耗低、碳转化率高、
冷煤气效率高。
具有良好的抑制粗合成 气带水、带灰功能、高 效分离与节能功效。
配煤后煤粉 灰分：20% FT：1400℃
SE-东方炉使用晋城煤 后，运行稳定，气化 性能更好。
高温气化下粗渣形态
灰渣比达3：7
充分体现了水冷壁气化炉的综合性能优势
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四、SE-东方炉装置操作运行优势
2. 理想的气化炉水冷壁挂渣效果
水冷壁气化炉挂渣效果优良
水冷壁中上部
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第2页
一. 前 言
H2 CTM
CTM+TO
CTL CTM+MTA、MTG……
SNG
煤气化—煤炭清洁高效利用的核心技术 —现代煤化工的基础技术----“龙头” —是影响煤化工项目效率、成本和 可持续发展的关键
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第3页
一. 前 言
中国石化新型煤化工主要产业链
常规的炉温间接监控手段： 在线CH4、CO2含量（滞后~10min） 汽包产蒸汽量（滞后~8min）
以SiC层温度作为炉温控制的首要标尺 灰渣形态（滞后40~50min）
反应煤种波动的炉温直接监控手段
氧煤比-SiC温度-汽包蒸汽量之间响应关系
中石化宁波技术研究院/宁波工程公司
获得了SiC层温度与炉温及各参数（O/C、 蒸汽产量、CH4）的定量关系 。
醋酸乙烯、聚乙烯醇
基于资源、能源结构调整和多元化。
煤化工和石油化工殊途同归、煤化工与石油化工的协同发展
是石油化工发展的重要方向。
中石化宁波技术研究院/宁波工程公司
第4页
一. 前 言
从煤的转化（气化）角度看，我国煤炭资源的特点：
好煤（灰熔点低、灰份少、成浆性好、气化活性好等）少 差煤（灰熔点高、灰份高、成浆性差、气化活性差等）多
适于高灰分、高灰熔点的
“SE-东方炉”煤气化技术
（ 单喷嘴冷壁式粉煤加压气化技术）
中石化宁波技术研究院/宁波工程公司 华东理工大学
中国石化扬子石化公司
2015.11 南京
适于高灰分高灰熔点的SE-东方炉煤气化技术
一、前言 二、SE-东方炉技术特点 三、SE-东方炉示范装置建设与运行 四、SE-东方炉装置操作运行优势 五、SE-东方炉的技术支持优势 六、结束语
激冷室复合床（喷淋床与鼓泡床） 洗涤冷却技术
交叉射流式激冷环，强化热质传递。 具有冷却保护措施的下降管，提升抗
堵渣性能。 鼓泡洗涤，无腾涌，液位平稳易控制。
具有良好的抑制粗合成气带水、带灰功能、 高效分离与节能功效。
入炉煤灰分~26% 洗涤塔出口合成气灰含量小于1mg/Nm3 变换单元无脱毒槽或预变换
该示范装置于2014年1月25日开车成功。 中安联合煤化公司180万吨/年煤制甲醇装置采用了7台
1500t/d级“SE-东方炉”，2015年8月28日吊装就位。
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第6页
二、SE-东方炉技术特点
1. SE-东方炉技术简介
针对化工合成气制备的工艺特点， SE-东方炉煤气化技术采用干煤粉进料，单 喷嘴顶置、膜式水冷壁、纯氧＋水蒸汽气流床气化，液态排渣，激冷流程，粗合成 气水激冷喷淋床与鼓泡床复合床式高效洗涤冷却，合成气分级净化采用“混合器+ 旋风分离器+水洗塔”组合技术。核心技术为单喷嘴水冷壁气化炉。
0.6
12000
煤量
11000
0.56
10000
0.52
9000
0.48
8000
7000
0.44
炉压
6000
0.4 2800
2820
2840 2860 2880 时间,s
2900
5000 2920
投煤与炉压波动关系
历次投煤的升压速率时间分布
点火-开工-投煤过程方便快捷，~40min。 开工过程流量-压力匹配，关键设备安全。 煤循环系统压降特性与炉压匹配，投煤过程平稳。 升压平稳，速率提升，~2.5h完成。
有效气 含量
%
滤饼 粗渣 碳转
CH4
ppm
灰渣比
可燃物 可燃物 化率
kg/kg
wt% wt% %
1400-1550 100 ~340 ~580 88-90 20-130 4: 6~3:7 20~40 <5wt% >98
灰水水质分析
浓度 mg/L
CODcr SS（悬浮物） NH3-N
CN-
Cl-
PH
扬子石化SE气化 ＜ 260
点火、开工、投煤功能为一体。 三通道交叉射流形式，结构简单，安装便捷。 内混式高强火焰点火，开工成功率98%以上。 优化的物流通道设置为长寿命提供保障。
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点火试验
四、SE-东方炉装置操作运行优势
4.气化炉点火-开工-投煤-提压全过程安全平稳
压力,MPa 煤量,kg/h
副产中压(5.0MPa)蒸汽，热利用效率高。
实现高灰熔点、高灰份煤的清洁高效气化！ 8
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二、SE-东方炉技术特点
单喷嘴顶置—结构简
（1）先进高效的气化炉&气化烧嘴技术 单，流场合理，投资节
省，成熟可靠。
膜式水冷壁—煤种
适应性强，副产中压 蒸汽，热效率高。
“原料--烧嘴--炉体” 合理良好的反应流场 能够气化高灰熔点煤
蒸发热水塔 (闪蒸＋直接换热) 无结垢、堵灰现象 换热效果好，热传递效率高 开停车水循环流程简单、方便
灰水温度得到最大程度提高，酸性气和入水洗塔灰水温差<4℃， 水汽比提高。
操作稳定，成熟可靠。 彻底解决采用换热器工艺所带来的易结垢、换热效率低的问题。
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开工火焰
投煤火焰
开工投料性能：升温提压迅速平稳安全 可视化火焰全程监测，直观安全 氧燃比、氧煤比、流量/压力自动匹配 开工-投料过程烧嘴流道物流平稳切换 开工-投料40min完成
点火、开工和投料过程安全、平稳、可靠！
整体运行性能： 实现了入炉物流的良好混合 形成了对称稳定的煤粉火焰 各流道喷口得到有效保护 端部无龟裂、侵蚀
创下国内煤气化技术 示范装置开车运行多项纪录
三、SE-东方炉示范装置建设与运行
3. 扬子SE-东方炉示范装置照片
磨煤输煤框架
气化框架
气化及渣水框架
三、SE-东方炉示范装置建设与运行
4. 扬子SE-东方炉示范装置典型运行参数及指标
气化 温度
℃
负荷 %
氧耗 煤耗
Nm3/kNm3 kg/kNm3 (CO+H2) (CO+H2)
如何实现“差煤”的高效转化？ 需要解决的主要技术难点：
煤种适应性广 气化指标先进
气化炉与喷嘴寿命长 气化炉启动迅速 气化装置安稳长满优
高灰熔点—气化温度高达1500℃以上、高效转化
高 灰 份—顺畅排渣，高效除灰（不影响后系统） 气化装置—操作连续稳定、长周期运行
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水冷壁下锥部
挂渣平整、周向均匀，轴向厚度分布合理 渣层结构致密牢固 渣口圆整，无积渣、堵渣和偏流 炉内温度场合理，有利于兼顾挂渣与排渣
气化炉夹层积灰少 鼓泡床完好
渣口
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鼓泡床
第 18 页
四、SE-东方炉装置操作运行优势
3.长寿命的多功能一体化气化烧嘴
开工建设至中交 18 个月 单体试车至投料 2 个月
出合格产品时间最短 5天： 2014.1.28产出合格氢气
打通全流程时间最短 10天：2014.2.5返回CO2送煤入炉
一次投料成功连续运行时间最长 11天11小时：2014.1.25~2.6
自投料3个月内连续运行时间最长 53天： 2014.3.19~5.11
30-100
10-70
＜ 10
70-170
6-8
气化用煤 贵州煤﹕神华煤 = 3 ﹕ 2 入炉煤粉—灰分=16-20 % 入炉煤粉—FT=1260-1400℃
中石化宁波技术研究院/宁波工程公司
典型合成气成分
四、SE-东方炉装置操作运行优势
1.优良的气化炉水冷壁“以渣抗渣”高温运行优势
贵州高灰熔点煤质分析
合理匹配
多功能复合式烧嘴（点火、升温、投煤功能为一体）
温度场
中石化宁波技术研究院/宁波工程公司
旋流式同轴受限射流流场
第9页
二、SE-东方炉技术特点
（2）节能成熟的高灰分合成气分级净化技术
复合鼓泡床+分级净化—高效除尘， 运行费低，投资节省，技术成熟 。
（ 针对高含灰量合成气的分级多功能湿法除灰技术 ）
干法进料 水冷壁衬里
激冷流程
SE-东方炉
第5页