唐宏青著-大型煤气化后续流程辨析
混合发生炉煤气化过程分析及优化
混合发生炉煤气化过程分析及优化混合发生炉（MFB）是一种广泛使用的煤气化装置，它可以利用煤、石油、沼气或混合燃料，在恒定的燃烧温度和压力下，将煤气化成各种应用于能源、机械和工业等领域的各种产品。
在混合发生炉气化反应器中，燃料以液态形式发生生成煤气，煤气经过冷凝塔收集后，将释放出来，由此获得可供生产用的煤气。
本文旨在研究混合发生炉煤气化过程，分析反应器中燃料的燃烧及煤气的形成，并分析出混合发生炉煤气化过程的优化措施。
1.混合发生炉煤气化主要过程混合发生炉煤气化过程是把煤（或其它燃料）在适当的温度和压力下，通过碳氢分子的多次迭代反应，将碳释放出来，生成含有烃类的煤气。
通常，混合发生炉煤气化过程可分为三个部分：燃烧、气化反应和冷凝。
（1）燃烧部分：在高温混合发生炉中，燃料先进行燃烧反应，即碳原子与氢原子经过反应，形成少量水和大量热量。
（2）气化反应部分：在气化室内，煤气经过热量调节和增压，通过热反应产生气化反应，随着温度增高，有机成分的转化率也随之增加，最后产生大量的烃类，即混合气。
（3）冷凝部分：冷凝塔在煤气气化站中起着主要作用，采用相变溶剂的冷凝塔进行冷凝，可将热量传递给煤气，使煤气温度趋于稳定，最后从池底向上冷凝煤气，最终产生干净的煤气。
2.混合发生炉煤气化过程的参数分析混合发生炉煤气化过程的主要参数包括：混合发生炉温度、压力、水蒸气流量、燃料种类及比例、冷凝塔溶剂浓度及反应器的内等等。
这些参数的变化都会影响煤气的产量及气化反应速率，因此，控制这些参数变化，使煤气的产量和气化反应速率都达到最优，是优化混合发生炉煤气化过程最重要的一环。
3.混合发生炉煤气化过程优化措施（1）采用更高等级的燃料：采用更高等级的燃料，可以提高煤气的热值，同时降低煤气中游离水含量，减少冷凝塔溶剂改变的频率。
（2）合理控制反应温度和压力：反应温度和压力的控制是影响煤气的质量的关键因素，反应温度偏高导致烃类产率偏低，温度偏低导致烃类残留，因此，应该合理控制反应温度和压力，维持反应器的稳定性，以便获得高质量的煤气。
煤气化工艺流程范文
煤气化工艺流程范文煤气化是利用高温和高压条件下将煤炭转化为合成气的过程。
煤气化技术具有高效、清洁和灵活的特点，被广泛应用于能源转换、化工和石化等领域。
下面是煤气化的基本工艺流程：1.煤气化炉煤气化炉是整个煤气化过程的核心设备。
在煤气化炉中，煤炭与空气或氧气在高温（800-1500℃）和高压（3-45MPa）条件下反应，生成合成气，主要包括一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）等气体。
2.煤气净化煤气进入净化系统后，首先通过除尘装置去除炉内产生的灰尘颗粒。
随后，煤气进一步经过脱硫装置去除硫化氢（H2S）和其他有毒气体。
除硫后的煤气会通过一系列净化装置去除其他杂质，如氰化物、氯化物等。
3.气体转换将煤气进行转换，主要是将一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）转化为二氧化碳（CO2）和氢气（H2）。
这个过程称为气体转换或气体增值。
常见的气体转换技术有催化剂变换装置、换热器和新型膜过滤技术等。
4.高压液化经过气体转换的气体进入高压液化环节，通过降低温度和增加压力将气体液化。
液化后的气体称为合成液体燃料，可以用作燃料或化工原料。
5.合成气的利用合成气可以通过合成氨、甲醇、乙醇等化学品的合成反应产生相应的化学品。
合成气也可以用于发电和热能供应等非化学工业领域。
6.尾气回收煤气化过程中会产生大量的尾气，其中含有部分有用成分。
为了实现资源的综合利用，需要对尾气回收和再循环利用。
尾气回收可以通过尾气净化、尾气焚烧和尾气发电等方式进行。
总之，煤气化是一种重要的能源转化工艺，可以将煤炭转化为合成气，进而用于化工和石化生产等应用领域。
随着技术的发展，煤气化技术逐渐成熟，能够更加高效和清洁地将煤炭转化为合成气。
尾气回收和综合利用也是煤气化过程中需要考虑的重要环节。
混合发生炉煤气化过程分析及优化
混合发生炉煤气化过程分析及优化混合发生炉煤气化是一种技术，它通过将烧结煤和燃料油混合在一起，然后将煤气进行“回收”来产生混合燃料。
混合发生炉煤气化可以以较低的能量消耗，比传统的烟囱燃烧制备煤气的方式更有效地制备煤气。
然而，混合发生炉煤气化过程中也存在一些不利于煤气产量和质量提高的瓶颈，因此，对混合发生炉煤气化过程进行全面研究和分析对于优化混合发生炉煤气化过程和提高煤气产量具有重要意义。
混合发生炉煤气化过程主要包括四个步骤：混合燃料加入过程、混合燃料煤气化过程、煤气回收过程以及混合燃料余热回收过程。
混合燃料加入过程是烧结煤和燃料油混合用于煤气化的重要步骤，其目的是使混合燃料有足够的能量和碳，以保证混合燃料在发生炉中完全燃烧。
在此过程中，混合燃料的加入量和流速是一个重要因素，它们直接影响到煤气的产量和质量。
因此，在混合燃料加入过程的分析和优化中，必须对混合燃料的加入量和流速进行精准控制，以最大程度地提高煤气的产量和质量。
混合燃料煤气化过程是混合发生炉煤气化的核心步骤，其目的是在发生炉中将混合燃料完全气化，从而产生大量的可利用煤气。
在混合燃料煤气化过程中，温度和压力是控制煤气产量和质量的两个重要因素，而发生炉的结构对温度和压力的均匀性也有很大的影响。
因此，研究人员已经开发出一系列新型发生炉，以提高温度和压力的均匀性，使混合燃料煤气化过程更有效地更高可得的混合燃料煤气化产量和质量。
煤气回收是一个重要的步骤，从发生炉中回收煤气用于经济利用。
但是，煤气回收中也存在一些瓶颈，如气流倒流和热能损失等，这些瓶颈会影响到煤气的回收率，从而影响到煤气的处理效果。
因此，在煤气回收过程的分析和优化中，必须采用有效的控制策略，如改变进口热损，改善回收塔运行状况等，以最大程度地提高煤气回收利用率。
混合燃料余热回收是一个重要的过程，它是一种低成本的节能减排技术，可以有效地减少混合发生炉煤气化过程中的能量消耗。
在分析和优化混合燃料余热回收过程中，主要关注的因素是余热回收系统的设计，包括余热回收罐的结构设计和余热回收设备的选择等，以最大程度地提高余热回收系统的效率。
煤气化工艺流程图及主要的工艺控制点
煤气化工艺流程图及主要的工艺控制点煤气化这事儿，就像是把煤炭变成更有用的气体的魔法。
想象一下，先是把煤炭捣碎成小颗粒，然后用水泡一泡，搅一搅，变成像泥巴一样的煤浆。
这时候，可能会加点“调料”，帮助它更好地变成气体。
接下来，这个特制的煤泥要被压得紧紧的，和高压的氧气一起，被送到一个叫气化炉的高温高压大炉子里。
在炉子里，煤炭和氧气热情拥抱，发生一场大火，变出了主要由一氧化碳和氢气组成的合成气，还有其他一些小东西。
这场大火可不能随便着，得精细控制火候、压力，还有氧气和煤浆的搭配，这样才能烧得恰到好处，得到高质量的气体。
烧出来热腾腾的气体得赶紧冷静下来，不然会搞出乱子。
我们会用水或者其他办法给它迅速降温，同时回收这部分热量，一点也不浪费。
然后，还得给这些气体洗个澡，清理掉灰尘啊、硫磺味儿啊这些脏东西，让气体干干净净的。
最后，这些干净的气体就可以拿去做很多大事了，比如制造化肥、酒精，或者是用来发电。
整个过程就像是在厨房里做一道复杂的菜，每一步都要精心控制，现在大多数时候都是电脑自动控制，既准确又安全。
水煤浆气化技术的后起之秀——晋华炉
第6期2017年11月中氮肥M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressNo. 6Nov. 2017>5櫦櫦櫦櫦櫦櫦櫦櫦櫦毤J专论与综述f水煤浆气化技术的后起之秀一一晋华炉唐宏青(中科合成油工程有限公司，北京101407)[摘要]简介国内水煤浆气化技术的现状及水煤浆气化技术的优势，阐述水煤浆气化技术的后起之秀 —晋华炉的发展历程、特点、主要技术指标，以及其应用业绩与推广前景，并指出应坚持走水煤浆气化 技术国产化的道路。
[关键词]水煤浆气化；晋华炉；发展历程；技术指标；应用业绩；技术国产化[中图分类号]TQ 545 [文献标志码]B [文章编号]1004 -9932(2017)06 -0001 -031水煤浆气化技术的优势水煤浆气化是一种简单、成熟、经济、环保 的煤气化技术，在煤化工行业得到广泛应用。
其 优势主要表现在如下方面。
()技术成熟：采用激冷流程的水煤浆气 化工艺已经有50多年的历史，原料可以采用重 油、渣油、水煤浆和多元料浆等，技术简单而成 熟。
()设备简单：气化炉结构相对简单，其 后续流程中的几台关键设备的结构也较简单。
()投资低：相对于粉煤气化，水煤浆气 化装置投资低，对设备材质的要求不高，设备制 造相对容易。
()原料易得：水煤浆是由煤、水和煤浆 添加剂按一定配比磨制而成的混合物，原料易得，煤浆流动性和稳定性较高，易于储存。
(5) 操作安全：水煤浆属于非易燃流体，相对于油、气、煤粉等易燃、易爆介质来说，其安全性很高。
(6) 产品成本低：产品水煤气[粗合成气，以有效气（C 0+H2)计]的生产成本较低。
()污水处理容易：水煤浆气化产生的外排灰水较容易处理。
[收稿日期]2017-07-05[作者简介]唐宏青（1941一）男,上海人，教授级高工，中科 合成油工程有限公司顾问。
2国内水煤浆气化技术现状自上世纪80年代以来，我国相继引进了数 十套Texaco 水煤浆气化（后改名为G E 气化技 术）装置，用于生产甲醇、合成氨、烯烃、燃 料油等。
煤气化工艺流程
煤气化工艺流程煤气化工艺是将固体煤转化为气体能源的一种方法。
它是一项非常重要的技术，可以将煤转化为合成气，用于发电、燃料和化工等领域。
煤气化工艺流程包括煤气化反应、气体净化和气体利用三个主要阶段。
首先是煤气化反应阶段。
煤气化是指将煤在高温、高压和缺氧的条件下转化为气体。
在煤气化反应过程中，煤被加热到高温，以使其发生热解反应，生成一系列气体。
这些气体主要包括一氧化碳（CO）、氢气（H2）、二氧化碳（CO2）和少量甲烷（CH4）。
煤气化反应通常在反应器中进行，反应器可以是固定床、流化床或喷射床等形式。
接下来是气体净化阶段。
在煤气化反应产生的气体中，含有一些杂质和有害成分，如硫化物、氯化物和灰分等。
这些杂质和有害成分会对后续的气体利用和环境造成一定影响，因此需要进行净化处理。
气体净化通常包括除尘、脱硫和脱氯等步骤。
除尘主要通过过滤、静电除尘或洗涤等方法去除气体中的固体颗粒；脱硫可以采用吸收剂或催化剂吸收硫化物，使其转化为硫酸；脱氯也可采用类似的方法。
通过气体净化，可以得到高纯度的合成气。
最后是气体利用阶段。
经过煤气化反应和气体净化后，得到的合成气可以作为一种重要的能源来源。
合成气常被用作燃料，如用于发电和工业燃烧；同时也可以通过合成反应转化为化学品，如合成石油、合成天然气和合成醇等。
气体的利用方法取决于不同的应用领域和需求。
在发电中，合成气可以作为燃料供给燃气轮机或燃气锅炉；在化工中，合成气可以经过进一步的化学反应，得到不同的化学品。
总结起来，煤气化工艺流程包括煤气化反应、气体净化和气体利用三个主要阶段。
通过这些步骤，可以将固体煤转化为气体能源，并用于发电、燃料和化工等领域。
煤气化工艺在能源转化和资源利用方面具有重要意义，可以提供可再生的替代能源，并减少对化石燃料的依赖。
煤炭气化流程简述
煤炭气化流程简述：煤的气化过程是在煤气发生炉(又称气化炉)中进行的。
发生炉是由炉体、加煤装置和排灰渣装置等三大部分构成的，原料煤和气化剂逆向流动，气化原料煤由上部加料装置装入炉膛，依次下行，灰渣炉渣由下部的灰盘排出。
气化剂由炉栅缝隙进入灰渣层，与热灰渣换热后被预热，然后进入灰渣层上部的氧化层；在氧化层中气化剂中的氧与原料中的碳反应，生成二氧化碳，生成气体和未反应的气化剂一起上升，与上面炽热的原料接触，二氧化碳和水蒸气分别与碳反应生成CO和H2，此层称为还原层；还原层生成的气体和剩余未分解的水蒸气一起继续上升．加热上面的原料层，使原料进行干馏，该层称为干馏层；干馏气与上升热气体混合物即为发生炉煤气、热煤气将上部原料预热干燥，进入发生炉上部空问，由煤气出口引出。
发生炉用水夹套回收炉体散热，煤在煤气发生炉中高温条件下受热分解，放出低分子的碳氢化合物，煤本身逐渐焦化，可以近似地看成是炭。
炭再与气化剂发生一系列的化学反应，生成气体产物。
煤气化工艺流程
煤气化工艺流程
《煤气化工艺流程》
煤气化是一种将固态煤转化为可燃性气体的化学过程，其基本原理是在高温、高压和缺氧的环境中，将煤转化为一种称为合成气的混合气体。
合成气主要由一氧化碳和氢气组成，可以用于发电、制氢、合成化学品等各种工业过程。
煤气化工艺流程主要包括煤的预处理、煤气化反应、气体净化和气体利用四个基本环节。
首先，煤需要经过粉碎、干燥和脱硫等预处理过程，以提高气化效率和减少煤中的杂质。
接下来，煤会被送入气化炉中，在高温（1000-1300摄氏度）和高压
（20-30大气压）的环境下，与少量氧气或蒸汽进行化学反应，生成合成气。
然后，合成气会通过一系列气体净化设备，包括除灰、除硫、除氨、除苯等工艺，以降低对下游设备和环境的影响。
最后，净化后的合成气可以被用于发电、制氢、合成甲烷等不同的应用领域。
煤气化工艺不仅可以提高能源利用率，还可以降低对环境的影响。
与传统的直接燃烧煤炭相比，煤气化可以减少大气污染物的排放，同时产生的固体废弃物也较少。
因此，煤气化技术在能源和环保领域具有广阔的应用前景。
总的来说，煤气化工艺流程包括煤的预处理、煤气化反应、气体净化和气体利用等环节，其成功实施可以有效提高能源利用率，降低环境污染，对未来的能源发展具有重要意义。
不同煤气化技术优劣性分析
不同煤气化技术优劣性分析如果要问最近我国煤气化技术领域最受关注的事件是什么，那世界第一台水煤浆气化的水冷壁气化炉在山西建成并成功连续运行了几个月当仁不让。
而由此，水煤浆热壁炉和水冷壁炉优缺点的比较再次成为业界的热点话题，继而又引起了关于煤气化技术孰优孰劣的争议。
事实上，目前国内煤气化技术种类众多，近几年围绕各种技术之间的优缺点比较、评判就一直就没有停止过。
国内煤化工企业也想通过选择与比较，寻求最好的技术。
哪种煤气化技术好？什么样的企业适用什么样的技术？企业在选取煤气化技术时应注意什么问题？气化技术各有优劣煤气化技术是煤化工项目的龙头。
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。
煤气化技术若按炉型分，主要有固定床、流化床、气流床三种。
具体来讲，固定床气化炉有UGI炉和鲁奇炉，目前我国氮肥产业就主要采用UGI炉，有几千台炉子在运行；流化床常用气化炉有温克勒炉、循环流化床炉、灰熔聚流化床炉、恩德炉、U-Gas气化炉等；气流床按进料形式不同，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。
但是，山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司临猗分公司与清华大学、北京达力科公司共同合作，把水煤浆气化炉的内衬革新改造为了水冷壁，可谓一项重大创新。
江苏索普集团有限责任公司副总经理邵守言向记者介绍，耐火砖结构的水煤浆气化炉，其耐火温度为1350℃。
如果煤的灰熔点超过1350℃，耐火砖会受不了。
水冷壁气化炉最大的优势，就是对灰熔点超过1350℃的煤也能气化。
尽管他认为水冷壁气化炉还要经过几年的工程运行考验，还要解决水带走的热量、结垢后怎么处理等工程问题，但这是个技术发展方向，从技术方案上来说具有可行性。
毕竟目前适合热壁炉的煤种在国内只在河南义马、甘肃华亭、陕西榆林等地有，适合的煤种不多，水冷壁气化炉拓宽了煤种的使用范围。
水煤浆气化与粉煤气化的模拟评价
水煤浆气化与粉煤气化的模拟评价唐宏青(中国石化集团兰州设计院，甘肃兰州,730060) 2001-12-16由于油价的上涨使以油为原料的化肥、甲醇企业面临困境，以渭河化肥厂为代表的大型水煤浆制氨厂却闪起生机，为洁净煤化工开辟了新的前景。
现在，众多厂家又提出引进粉煤气化技术，进一步提高洁净煤化工的效益。
但是外商及其代理人在提出这一新技术时，有过分夸大粉煤气化效益的倾向，最突出一点是：粉煤气化的有效气量(CO+H2)比水煤浆气化多10％～12％，氧耗量低 15％～25％。
如此可贵的技术进步，引起国内学者的严肃思考，对其真实性存有疑问。
许多人提出应该用高新技术对这个问题进行定量的评价，为投资决策者提供可靠的依据。
对这两个工艺进行评价，单纯依靠外商报价是无济于事的。
用模拟技术对国外报价进行评价的办法，已在多项工程中得以应用。
可以有信心地说，在研究模拟技术30年后的今天，做这一件事并不困难。
毫无疑问，“模拟—评价”是化学工程的成熟技术。
1 客观评价的基础建国至今，我国已经引进三十多套大型合成氨装置，可以博览世界氮肥新技术。
不妨回忆引进的过程，每当引进签约时，都是国际先进水平，投产时就不一定了。
因为随着时间的推移，技术在逐渐发展，国情也有一定的变化。
历年来，国内的生产企业与设计院为这些企业进行技术改造。
普遍的看法是，有百年历史的合成氨技术进步是渐进的，大幅度的技术进步是难以得到的。
为了正确地评价这两个工艺，应该建立一个“评价平台”。
在这个平台上，尽量设置一个相对一致的初始和终止条件，输入两种工艺不同的数据，从而客观地评价这两个过程效果。
无疑，这样的评价是比较公正的。
目前见到的对这两种工艺的评价，都是数字来自于资料的评价。
这些评价片面地建立在只针对气化炉的基础上作出的，而且只是从气化炉出口组成的百分数出发的，忽略了气化炉出口干气绝对量的变化。
这就是问题所在。
现在这两种炉子不仅仅打算用在制取合成气上，还打算用在制取甲醇、二甲醚、煤液化、合成油和氢气的工艺上。
大型现代煤气化工艺简评
１ 水 煤 浆气 化 的 过去 、 现在 与 未 来
近 日统计 ， 国内 已建 和 在 建 的 ３ ０多 台 新 在 ０ 型气化 炉 中 ， 煤 浆 气化 炉 占 ７ 以上 ， 计 其 水 ０ 估 投煤 能 力将 达 ４ ／ ， ０Ｍｔａ 见表 １ 。因 此 可 以认 为 ，
水 煤浆 气 化技术 是 我 国当前煤 气化 技术 的 主流 。
ＧＳ Ｐ粉 煤 气 化 ｉ种 ，这 是 大 家 都 熟 悉 的 。这 些
气 化 技 术 都 有 一 定 的 业 绩 ，现 在 他 们 在 中 国 争 夺
表 １ 国 内 已 建 和 在 建 的 新 型 气 化 炉
目前 ， 国 内 的 水 煤 浆 气 化 技 术 ，主 要 有 四 种
式 气流 床 激冷 流程 ” 。区 别 在 于原 料 不 同 ，喷 嘴
８ ・
化 工 设 计 通 讯
第３ ７卷
不谈 这个 问题 。 其 实 ，我 们 不 应该 回避 。 只要 我 们 把 这 种
结构 是各 不相 同 的 ，喷射 方 向也各 异 ，这就 是专
利所 在 ，其 他 四 个 部 分 都 是 常 规 设 备 ，大 体 相 同 ，如果 有 区别 ，也 是很 微弱 的 ，没有什 么奥妙
Ｏ 引 言
目前 ，国内流 行 的煤气 化技 术有 十几种 ，气 流 床是 大 型煤 气 化 技 术 的主 流 ，主要 有 Ｔｅ ａｏ ｘ ｃ
水 煤 浆 气 化 （ 称 ＧＥ 气 化 ） Ｓ ｅｌ 煤 气 化 和 亦 、 ｈｌ粉
市 场 。正处 于十 字路 口，未来会 有 什么 变化 ？
的声 音 ：这 里 存 在 知 识 产 权 的 纠 纷 。 许 多 人 避 而
收 稿 日 期 ： ２ １ ～ ３Ｏ Ｏ １Ｏ ７
煤化工工艺技术
煤化工工艺技术摘要：我国无论是在煤炭生产和消费，在世界上都高居首位，在当今社会，石油、天然气等资源匮乏，探究煤化工合成工艺成为解决资源危机、清洁利用煤炭资源的重要途径，对于缓解资源危机，稳定石油的供给，提高我国的能源安全，具有重大的战略意义。
本文通过对目前世界各国煤化工工艺技术的总结研究，探讨了几种煤化工合成工艺技术。
关键词：煤化工合成气合成路线工艺技术一、前言煤化工是指以原煤为原料制备各种化工产品的化工工艺，通过CO和H2进行化学反应制备出各种化工产品。
通过煤化工合成各种以石油为原料的化工产品，对于缓解当今原油危机具有战略意义。
进入上世纪后半叶，煤化工作为新兴的化工产业逐渐发展成熟，以水煤浆、干煤粉为原料，先进的气流床作为反应器，进行大规模、单系列加压气化生产合成工艺，提高了生产的规模，且产品的指标较好，成为目前煤化工生产工艺中的主要工艺流程。
现代煤化工的工艺流程主要分3层次[2]：第一，通过水煤浆、干煤粉制备合成气；第二，合成气的制备，即醇类、烃类以及其它碳氧化合物的合成；第三，深加工，其中以甲醇、烯烃的深加工产品居多。
二、煤气化工艺流程粉煤制气工艺[4]的基本原理：是利用载气将煤粉与氧气的混合气体带入气化炉内，在高温高压条件下，碳、挥发组分发生以燃烧为主的化学反应，在氧气消耗殆尽的情况下，发生各种复杂的反应。
气化炉顶部约1500℃高温煤气由净化后的冷煤气激冷降温到900℃左右，进入废热锅炉。
回收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气尘含量小于1mg/m3送后续工序。
三、煤化工产品工艺路线目前，煤化工产品的生产工艺路线主要有甲醇、二甲醚、煤制油、煤制天然气、煤制烯烃等，其中以甲醇应用最为广泛，经深度加工后可制备多种化工产品及衍生物。
1.煤制甲醇工艺流程煤制甲醇[5]的工艺流程在煤化工产业中已经是相对成熟的工艺。
目前，鲁奇（Lurgi）的固定床加压气化技术、德士古（Texaco）、道化学（DOW Chemical）的水煤浆气化技术和西门子（GSP）、壳牌（Shell）的粉煤气化技术，是目前世界上主要的几种造气技术[6]，其中的主要差异在于造气的工序不同。
煤气化流程
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煤气化合成气净化工序工艺流程 ppt课件
煤气化合成气净化工序工艺流程
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低温法分离空气设备均由以下四大部分组 成：空气压缩、膨胀制冷；空气中水份、 CO2等杂质的去除；空气通过换热冷却、液 化；空气精馏、分离；
煤气化合成气净化工序工艺流程
7气化温度(沸点)不同.沸 点低的氮相对于氧要容易气化这个特性， 在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低 的液体不断相互接触，液体中的氮较多地 蒸发，气体中的氧较多地冷凝.使上升蒸气 中的含氮量不断提高，下流液体中的含氧 量不断增大，以此实现将空气分离。
煤气化合成气净化工序工艺流程
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1.3 膜分离法
它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性， 当空气通过薄膜(0. lμm)或中空纤维膜时， 氧气穿过薄膜的速度约为氮的4-5倍，从而 实现氧、氮的分离，这种方法装置简单， 操作方便，启动快，投资少，规模也只宜 中、小型。
煤气化合成气净化工序工艺流程
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变换培训教材
2.1 (1)甲醇洗工艺流程配置主要应考虑以下问题：
(a)保证净化气的净化指标。
(b)保证甲醇的充分再生。
(c)要保证所回收的二氧化碳产品的纯度，以满足尿素 或下游工序对二氧化碳的要求。
(d)溶液热再生时放出的硫化氢气体要符合下游工序要 求。
(e)吸收时溶液要求低温、加压。
(f)注意防止系统中水分的积累，甲醇蒸馏塔的脱水能力 要足够，避免甲醇中水分含量增长，影响吸收效果。
4
在我厂合成氨生产过程中，氧气用于煤粉 的气化工序，以强化工艺过程，提高化肥 产量。
空气中的氧、氮等分子是均匀地相互掺混 在一起的，要将它们分开是较困难的，目 前主要有3种分离方法。
Shell煤气化工艺的评述和改进意见
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冷煤气效率 Biblioteka ％８０￣８５合成气 ／ ％
￣９０
２．２．１０ 出废热锅炉的粗煤气进入干式除尘器，用高 效飞灰过滤器除尘法回收飞灰，飞灰经收集并变压后 返 回 常 压 煤 仓（ 再 气 化 ），总 的 碳 转 化 率 较 高（ ￣９９ ％ ）， 脱除的飞灰进入飞灰收集罐，出飞灰收集罐的飞灰返 回气化炉循环使用。 ２．２．１１ 气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状 颗粒，性质稳定，对环境影响比较小。气化污水中含氰 化物少，容易处理，有可能做到近零排放。
收稿日期：２００５－０８－１５ 作者简介：唐宏青（１９４１—），男，１９６５ 年毕业于北京大学， 原兰州石化设计院副总工程师，教授级高工，现任全国化学 工程中心站技术委员会副主任，长期从事化学工程工作。
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１９７８ 年，在汉堡附近的哈尔堡炼油厂建设一座 处理煤量为 １５０ｔ／ｄ 的工厂，公司利用这座装置进行 了一系列成功的试验，至 １９８３ 年该装置停止运转为 止，累计运行了 ６ １００ｈ，其中包括超过 １ ０００ｈ 的连续 运转，顺利完成了工艺开发和过程优化的任务。
表 ２ 壳牌煤气化工艺的主要性能参数
名称
主要性能参数
气化工艺
气流床、液态排渣
适用煤种
褐煤、次烟煤、烟煤、石油焦
气化压力 ／ ＭＰａ
２．０￣４．０
气化温度 ／℃
１ ４００￣１ ６００
气化剂
纯氧
进料方式
干煤粉
单炉最大投煤量 ／ｔ·ｄ－１
２ ０００
１ ０００ｍ３ 合成气耗氧量 ／ｍ３
３３０￣３６０
碳转化率 ／ ％
第 ６ 期（总第 １２１ 期） ２００５ 年 １２ 月
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大型煤化工项目气化技术的综合对比_郑明峰
华东理工大学多喷嘴气化技术气化炉碳转化 率 高 ，因 此 ，有 效 气 成 分 高 ， 根 据 两 家 技 术 报 价 ：GE 气化技术有效气含量为 （H2 36．61＋CO 44．06）％＝ 80．67％； 华东理工大学多喷嘴气化技术有效气含 量 为 （H2 34．81＋CO 47．89）％＝82．7％，华 东 理 工 大 学多喷嘴气化技术有效气含量高 2％。 因此，生产 相同产量的有效气， 华东理工大学多喷嘴气化技 术的煤耗要小于 GE 气化技术。
喷嘴
多喷嘴气化炉单台喷嘴价格约 55 万，10 台气化炉（40 参照类似 工 程 的 价 格 ，1 台 喷 嘴 的 价 格 约 为 260 万 元 ，10 台 喷
台喷嘴）共计 2 200 万元
嘴价格约 2 600 万元
采用华东理工大学多喷嘴气化技术投资比 GE 水煤浆气化技术低 400 万元
气化炉
单台气化炉（直径 3 600 mm）约 300 t，考虑到多喷嘴气化炉燃烧室直筒段较长，耐火衬里略多于单喷嘴气化炉，耐火衬里 质量约增加 23 t；多喷嘴气化炉单台炉造价增加约 83 万元，10 台气化炉共计 830 万元
2 两种气化技术综合对比 2．1 系统配置对比（表 1） 2．2 投资对比
初步估算采用华东理工大学多喷嘴对置式水 煤浆气化技术， 气化装置投资估算为 36．25 亿元。 其中气化装置工程费用为 35．55 亿元（含气化单元 变电所 2．0 亿元）， 气化单元软件费估算值为 0．7 亿元。
什么是煤解热
什么是煤解热？据中科合成油工程有限公司高级工程师唐宏青介绍，煤热解，也称煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，把煤里面的焦油和煤气蒸发出来，得到焦油、煤气、兰炭的过程。
煤热解与煤液化、煤气化的区别有以下几点。
首先是工艺不同。
煤液化是将煤在高温下加氢裂解；煤气化是煤在高温条件下，以氧气、水蒸气或氢气作气化剂的一种反应；煤热解是一种加热蒸发的过程。
其次是得到的产品不同。
煤液化得到的是柴油、汽油；煤气化得到的是气体，比如煤气；煤热解能得到3种产品：焦油、煤气、兰炭。
此外，与煤气化比，煤热解产出的煤气量少；与煤液化相比，煤热解得到的燃料油比重大、密度高、十六烷值低，质量不如煤液化的好。
该技术最早产生于19世纪，起源于德国，发明之初主要用于制取煤焦油，也用于生产炼铁用焦炭和燃料气，由于该技术的能源转化率很高，一直被国内外认为是与煤气化、煤液化并列的第三种煤炭转化技术。
CCIN记者通过查阅科技文献发现，煤热解技术在19世纪就已出现，但受技术所限，生产的产品比较简单，当时主要用于制取灯油和蜡。
19世纪末，因电灯的发明，煤热解趋于衰落。
第二次世界大战前夕及大战期间，纳粹德国出于战争目的，建立了大型煤热解厂，以褐煤为原料生产煤焦油，再高压加氢制取汽油和柴油。
战后，由于大量廉价石油的开采，煤热解再次陷于停滞状态。
煤热解在我国的历史也很久远。
早在1865年9月，英商就在我国上海的苏州河畔建成了中国第一座煤气厂，建设了水平式煤热解炉，向公共租界供应煤气。
此后，繁华的外滩、南京路一带开始启用煤气路灯，取代了早期的煤油灯。
直到上世纪50年代，我国很多城市用的煤气还是通过煤热解产生。
20世纪50年代，我国开始进行煤热解工艺的进一步开发和研究，主要是为了将其产业化，用于发展煤化工，洁净高效综合利用煤炭。
这些研究取得了一些进展，特别是在生产兰炭方面，北京石油学院、大连理工大学、浙江大学、中科院山西煤化所等单位，先后开发了不同工艺的煤热解技术。
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大型煤气化后续流程辨析唐宏青（中科合成油工程有限公司，北京 100195）摘要：叙述后续流程的含义，简介三种后续流程，对激冷流程和废锅流程在投资、能耗和运行周期上作了分析，否定了“激冷流程没有工业实践经验”的说法，认为煤化工是大有希望的。
关键词：煤气化，后续流程，辨析1. 后续流程的含义大型煤气化技术已经日趋成熟，其中气流床技术更加受人瞩目。
在煤质条件合适的情况下，水煤浆技术往往是被人首先考虑的，在煤质稍差的情况下，选择粉煤气化也是比较常见的意见。
这种气流床气化技术，包括备煤、气化炉和后续流程三个部分。
通常把这三个部分合起来统称某某流程。
这样的流程中，备煤的讨论比较少，因为它是一个物理过程。
气化炉分为上喷(向下喷射)和下喷(向上喷射)两种形式，上喷有顶喷和平喷两种情况，而下喷只有平喷一种情况。
平喷就是侧喷，顶喷就是从顶部向下直喷。
后续流程有激冷流程和废热锅炉流程两种形式，两者后面都可以有洗涤过程。
气化炉后面跟什么样的后续流程，与气化炉无关。
在以前有一些讨论中，比较两者气化工艺时，把Shell气化炉与废热锅炉作为固定搭配，把水煤浆气化与激冷流程作为固定搭配，这是误解。
国内就有水煤浆搭配废热锅炉的流程，也有下喷粉煤气化搭配激冷流程的。
因此，我们应该将这件事作必要的解释：气化炉是气化炉，后续流程是后续流程。
无论是Shell、GSP、HT-L、CHOREN、两段炉、E-GAS中的哪一种，后续流程可以采用激冷流程和废热锅炉中的任何一种。
读者可能质疑这一条：为什么我们只见到Shell-废热锅炉和GSP-激冷流程?没有见到相反的情况呢？道理非常简单，在国外只有一套Shell-废热锅炉和GSP-激冷流程，然后就是引进了，前者用于IGCC发电上，后者用于化工上。
它们没有更多的机会去表现自己，就被国内引进作为经典，这就是固定搭配的来源。
国内有一个热工研究所，在承担的IGCC项目中，采用废热锅炉流程，在甲醇项目上，采用激冷流程，两个项目的气化炉是同样的，说明清楚这个道理的人是有的。
而国内引进的23台Shell气化炉后面，却全部跟着废热锅炉。
有人可能会说，这不是很好嘛，Shell气化炉后面跟着废热锅炉也能做出合成氨。
而且用了这样的数据：最高连续开车多少天，最高负荷多少。
把体育比赛的规则引入化工，也是近期国内的新发明，这是在向传统观念的挑战。
什么是‘传统观念’？可以简单地回答：“安稳常满，节能省钱”。
要把这些问题解释清楚，在今天似乎变得越来越困难了。
Shell-废热锅炉流程的持有者不听劝告，正在国内煤化工行业大举推广。
有人声称水煤浆气化激冷流程和粉煤气化的投资是一样的[2][3]，而今天我们所看到的是Shell-废热锅炉和下喷式激冷流程的投资比不是这个数[1]。
有人说，用什么样的流程做出我们所需要的产品就行，用Shell-废热锅炉流程可以得到合成氨，很好嘛。
这就更加离奇了，能够得到产品的流程就可以工业化吗？我们可以用电解水得到氢气，再用空分得到氮气，然后将氢气和氮气合成氨。
我国能接受这样的工业化流程吗？目前在新型煤化工中常用的说法，即认为能够“打通流程得到产品就是成功”的说法，是极不恰当的。
用优化的方法来进行流程设计，是历来的优良传统。
可是这个传统今天正在失传，为此国家付出了巨大的代价，23套Shell-废热锅炉流程就是化工上多花钱的典型。
为了弄明白这个问题，我们应该讨论一下这两种流程的具体情况。
2后续流程介绍2.1激冷流程简述激冷流程有两种形式，一种是经典的全水激冷形式，另一种是气水双激冷形式。
(1) 经典的全水激冷形式用N2或CO2输送的粉煤、高压氧气/水蒸汽进过喷嘴混合、在1400℃高温及操作压力约3-4MPa的条件下自上而下地喷入气化炉，煤粉中的碳与氧发生部分氧化反应，生成以CO、H2、CO2为主要成分的粗煤气。
见图1。
高温煤气夹带着未完全反应的碳粒及少量熔渣颗粒并流向下，经气化炉下部的出气口进入激冷器，在激冷器中高温煤气与激冷水充分接触，使煤气降温冷却并饱和，煤气降温、熔渣固化。
固化后的熔渣和未反应的碳粒进入激冷器下部的渣罐定期减压排出。
冷却后的煤气和激冷水由激冷器流入气水分离器，分离器下部的灰水经减压后去沉淀池进行灰水处理，上部出来的煤气进入文丘里后进入洗涤塔，在塔中用逆流水洗涤，经洗涤脱除煤气中的灰后气体进入下游的变换工序，洗涤后的碳黑水水碳颗粒后送入处理系统。
激冷流程中粗煤气的水蒸汽含量约为50-60％，适合于进入后续的变换工艺，因此激冷流程主要用于煤化工项目，作IGCC用是不合适的。
图1下喷式粉煤气化激冷流程图现在称这样的流程为GSP、HT-L、CHOREN气化流程，它们的原理是一样的，在细节上可以有区分。
气化炉是一个冷壁炉，反应室是由齿形蛇管卷水冷壁围成的圆柱形空间，上部为烧嘴, 下部为排渣口, 原料与氧气、水蒸气的气化反应就在此空腔内进行。
第一次开车后水冷壁被挂上一层渣，在后续运行中利用以渣抗渣的原理保护水冷壁。
正常运行时炉体内温度为1400-1700 ℃, 经过5.5 mm渣层以后, 温度降低到500℃左右, 再经过16.5 mm 屏壁和碳化硅填充物, 温度降低到270 ℃左右, 水冷壁内的加压冷却水的温度为250 ℃左右。
水冷壁气化炉体的优点是炉体实际承受的温度较低，故可以气化灰熔点较高的煤种。
(2) 气水双激冷流程壳牌公司曾经提出气水双激冷流程，该工艺保留了原有的气化炉设计（下部进料、多喷嘴、合成气上行、灰渣靠重力分离），且仍然使用后续工段的洁净合成气做激冷气，将气化炉上部出口的热合成气从1600ºC 激冷到900ºC后进入水激冷室，喷入雾化的水将温度进一步降低到500ºC，然后使用一级旋风分离器除去大部分的干灰。
之后，用两级文丘里洗涤器洗去合成气中残留的飞灰，并进入洗涤塔。
出洗涤塔后的合成气温度为 220- 230ºC，水蒸汽含量达到 60%，可以完全满足耐硫变换对水蒸汽的要求。
见图2。
，该工艺的特点是省去了合成气冷却器，并且用普通的旋风分离器代替了陶瓷过滤器，虽然灰水量略有增加，但整个气化装置投资仍然可以下降 20%左右。
同时，由于大部分的飞灰以干法除去，灰水处理量较低，降低了灰水系统结垢、堵塞的风险，保证了干粉煤气化工艺对中/高灰煤种适应性的优势。
由于省去了合成气冷却器，整个装置的热效率会下降。
例如对于一个投煤量2000 吨/天的气化装置，使用神府煤，原来的工艺可以外送 2000 吨/天的中压过热蒸汽（400ºC，5.2Mpa）。
现在改为激冷流程后，上述蒸汽产量就没有了，同时下游耐硫变换单元不需要补充蒸汽，会产生一定量的低位能中/低压饱和蒸汽。
图2Shell气化双激冷工艺流程图尽管这个流程很有特点，由于气化炉和循环压缩机没有改变，因此流程仍然比较复杂。
特别是气激冷的循环机使用，并没有使原来的废锅流程有明显简化。
因此，尽管Shell推出这个流程，至今没有被用户接受。
2.2废热锅炉流程简述用N2或CO2输送的粉煤、高压氧气/水蒸汽进过喷嘴混合、在1400℃高温及操作压力约3-4MPa的条件下，自下平喷地喷入气化炉，煤粉中的碳与氧发生部分氧化反应，生成以CO、H2、CO2为主要成分的粗煤气。
由反应室顶部出来的气体，被来自后续工序的合成气冷激至900℃左右，使其中飞灰固化。
然后通过输气管、气体返回室和废热锅炉(合成气冷却器)内的膜式水冷壁冷却至330 ℃左右，同时产生高压或中压蒸汽。
上述粗合成气流中所夹带的灰分颗粒通过旋风分离器和陶瓷过滤器分离清除。
分离后的气体中的一部分通过循环压缩机返回反应器顶部的输气管作冷激气源，另一部分进入文丘里除尘器和煤气洗涤塔，进一步除尘，送至后续变换工艺。
气化炉中的大部分渣以熔融状态从反应室锥形底部流入渣池，经灰水淬冷形成均匀的玻璃状颗粒，经破渣机借助一个锁斗系统送出界区。
见图3。
图3Shell气化废锅工艺流程图气化炉原理与激冷流程采用的气化炉大体相同。
区别在于煤粉喷射的位置，下喷式气化炉采用侧壁烧嘴,位于气化炉下部，并且可根据气化炉能力由4～8个烧嘴呈中心对称分布。
3 后续流程比较：关于对流程的比较，通常可以列出很多项[1]，但是决定采用什么流程的，在确定原料煤的品质和环保一票否决的前提下，只有三条：投资、能耗和运行周期。
(1)投资过去这个问题的比较已经见得很多，有许多比较并不在一个平台上，即一个是水煤浆气化，另一个是粉煤气化，比较的数据就不一定可靠。
尽管许多文章上谈到的投资计算很细致，但是精确性存在问题。
投资的计算影响因素太多，难以把握。
假如我们都在粉煤气化的基础上讨论问题，对于同样的煤种，究竟应该采用什么流程？首先应该考虑的是投资。
不同流程的投资差别比较明显，见表1。
* GSP、HT-L、CHOREN中最低者其中，1、3两项的比较出自学者文章[1]和其它报价后推出，第2项的数据是根据Shell自己的介绍。
根据近年来实际装置的测算，这个数据并不出格。
从单套装置的数据来说，似乎差别不大，仅几个亿而已，并不引起企业的注意。
但是，目前在一些大型项目上，煤气化的系列数往往在10-20套，气化投资在百亿元以上，这样两者的差别就大了，选择合理的方法，投资节省几十亿是轻而易举的。
(2)能耗这是指整个装置的能耗，不是单独气化的能耗。
单独比较气化的能耗是不够的，对于同一种煤种，不同流程的气化炉冷煤气效率可以设计得一样。
气化后续流程是整个流程中的一部分，在气化得到或损失的能量，要看在后面全部工序中能否补充回来。
在同样原料不同的设计中，动力系统(蒸汽平衡)十分重要，蒸汽平衡做得好，全系统的能耗就低。
因此，单独讨论气化炉和废热锅炉能回收多少能量是没有意义的。
采用废锅流程可以回收干煤气显热，产生的蒸汽部分参于动力系统的蒸汽平衡，部分回到粗煤气中，用以保持一定的水气比(H2O/干气)，同时消耗一定量的蒸汽，用于循环压缩机。
这部分蒸汽约占废锅回收蒸汽的多少,视气化温度和产品的性质而定。
对于制氢来说，大约只能多回收10-20％。
这个问题就显得复杂了，在同样原料、同样产品和同样规模的情况下，如果作全流程的模拟计算，优化蒸汽平衡，废锅流程和激冷流程的吨产品能耗应该差别不大。
甲醇工艺和合成氨工艺有区别，甲醇工艺的低位能比较富裕，可以用这部分能量来节水，并没有浪费。
从工程上来说，由于煤质不稳定，废锅结垢严重，因此用废锅多产蒸汽不见得有多大好处。
(3) 运行周期有关Shell废锅流程运行时间的问题，已经讨论很久。
在这个问题上，质疑者和支持者的意见相左。
客观来说，应该拿2009年的数据来说明问题，以前的历史帐可以不必再追究。
因为在这个工艺的运行问题上，在‘安全-稳定-长周期-满负荷’的表现上有所进步，中国的企业出了大力。