项目五：粉煤加压气化过程
干煤粉加压气化技术
干煤粉加压气化技术作为一种重要的煤气化技术，干煤粉加压气化技术的应用对于保证系统运行的稳定性与经济性具有重要作用。
本文首先介绍了干煤粉加压气化技术特点，然后具体探讨了干煤粉加压气化工艺流程，以期为相关技术与研究人员提供参考。
标签：干煤粉；加压气化技术；研究煤碳资源的清洁使用是当前国内经济与社会发展的必然选择。
为满足当前可持续发展的需求，煤炭的洁净使用应以科学发展观为主旨，采用现代科学技术，以开拓煤炭资源发展的新型化工业道路。
作为清洁煤发电与煤化工行业的关键技术，干煤粉加压气化技术具有比氧耗小、冷煤气效率高、自耗功小、净化系统与煤气冷却器成本低等特点。
因此，加强有关干煤粉加压气化技术的研究，对于改善煤气化技术应用质量具有重要的理论和现实意义。
1 干煤粉加压气化技术特点干煤粉加压气化炉通常选用冷壁结构。
气化炉内的某段反应区安设4个对称的烧嘴，煤粉与气化剂利用烧嘴流通进入气化炉，在炉内产生撞击流，以在呢刚强传质与传热进程，保证气化反应顺利完成。
另一段反应区安设2个对称烧嘴，将水蒸气与煤粉通入进去，采用高温煤气显热段实施煤热解和焦炭的气化反应。
渣口一般安设在底部高温段，选用液态排渣技术。
气化炉二段反应是指在采用高温煤气显热段开展气化与热解的同时，减小高温煤气温度，以降低激冷煤气量与激冷压缩机载荷。
干煤粉加压气化技术的特点有：（1）气化炉选用水冷壁结构，以渣抗渣，不存在耐火砖衬里，具有较长的使用寿命；（2）两段反应区实行焦炭的气化反应、煤的挥发分与热解，采用一段高温煤气进行显热，且同时能减小煤气温度，进而降低激冷气压缩机系统规模；（3）选用多个烧嘴方式，改善了气化工作的稳定性与负荷调节性能；（4）反应区温度多控制在1400～1600℃之间，气化压力可达到3MPa，碳转化率可达到99%，煤气中的CO与H2含量等气成分能够高达90%。
相比国外发达技术，冷煤气效率可提升2%，比氧耗可降低15%～20%。
煤气品质较高，不存在酚及焦油等杂质；（5）后续工艺可配合采用激冷流程或废锅流程，以适用于不同工艺方案[1]。
航天炉粉煤加压气化技术分析
航天炉粉煤加压气化技术分析摘要：本文主要介绍了航天炉粉煤加压气化技术的工艺原理、技术特点及控制技术，以供参考。
关键词：航天炉；技术特点；结构一、航天炉煤气化的工艺原理原料煤经过磨煤、干燥后储存在低压粉煤储罐，然后用N2(正常生产后用CO2输送)通过粉煤锁斗加压、粉煤给料罐加压输送，将粉煤输送到气化炉烧嘴。
干煤粉(80℃)、纯氧气(200℃)、过热蒸汽(420℃)一同通过烧嘴进入气化炉气化室，瞬间发生升温、挥发分裂解、燃烧及氧化还原等物理和化学过程(1—10 s)。
该反应系统中的放热和吸热的平衡是自动调节的，既有气相间反应，又有气固相间的反应。
1400—1600℃的合成气出气化室通过激冷环、下降管被激冷水激冷冷却后，进入激冷室水浴洗涤、冷却，出气化炉的温度为210～220℃，然后经过文丘里洗涤器增湿、洗涤，进入洗涤塔进一步降温、洗涤，温度约为204℃、粉尘含量小于10×10-6的粗合成气送到变换、净化工段。
[1]二、航天炉的主要设备1、气化炉HT—L炉的核心设备是气化炉。
HT—L炉分上下两个部分：上部是气化室，由内筒和外筒组成，包括盘管式水冷壁、环行空间和承压外壳。
盘管式水冷壁的内侧向火面焊有许多抓钉，抓钉上涂抹一层耐火涂层，其作用是保护水冷壁盘管、减少气化炉热鼍损失。
盘管式水冷壁的结构简单，材质为碳钢，易制作且造价较低。
水冷壁盘管内的水采用强制密闭循环，在这循环系统内，有一个废热锅炉生产5．4MPa(G)的中压蒸汽，将热量迅速移走，使水冷壁盘管内水温始终保持一恒定的范围。
下部为激冷室，包括激冷环、下降管、破泡条和承压外壳。
激冷室为一承压空壳，外径和气化室一样，上部和水冷壁相连的为激冷环，高温合成气经过激冷环和下降管煤气温度骤降。
向下进入激冷室，激冷室下部为一锥形，内充满水，熔渣遇冷固化成颗粒落入水中，顺锁斗循环水排入灰锁斗。
粗合成气从激冷室上部引出。
2、烧嘴HT—L炉烧嘴是一个组合烧嘴，由一个主烧嘴、一个点火烧嘴和一个开工烧嘴组成。
粉煤加压气化技术
粉煤加压气化技术简介一、背景“九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂（水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心）、中国天辰化学工程公司共同承担了国家“十五”科技攻关计划课题“粉煤加压气化制合成气新技术研究与开发”，建设具有自主知识产权的粉煤加压气化中试装置。
装置处理能力为15～45吨煤/天，操作压力2.0～2.5Mpa，操作温度1300～1400℃。
该课题于2001年年底启动，2002年10月完成研究开发阶段中期评估，中试装置进入设计施工阶段。
2004年7月装置正式投运，首次在国内展示了粉煤加压气化技术的运行结果，填补了国内空白，技术指标达到国际先进水平。
中试装置于2004年12月6日至9日顺利通过科技部组织的现场72 小时运行专家考核，2004年12月21日于北京通过科技部主持的课题专家验收。
同年，该成果入选2004年度煤炭工业十大科学技术成果。
二、装置流程与技术优势1、整个工艺流程如图1，具体流程为：原煤除杂后送入磨煤机破碎，同时由经过加热的低压氮气将其干燥，制备出合格煤粉存于料仓中。
加热用低压氮气大部分可循环使用。
料仓中的煤粉先后在低压氮气和高压氮气的输送下，通过气化喷嘴进入气化炉。
气化剂氧气、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉，并在高温高压下与煤粉进行气化反应。
出气化炉的高温合成气经激冷、洗涤后并入造气车间合成气管线。
熔融灰渣在气化炉激冷室中被激冷固化，经锁斗收集，定期排放。
洗涤塔出来的黑水经过二级闪蒸，水蒸汽及一部分溶解在黑水中的酸性气CO2、H2S 等被迅速闪蒸出来，闪蒸气经冷凝、分离后与气化分厂生产系统的酸性气一并处理，闪蒸黑水经换热器冷却后排入地沟，送气化分厂生产装置的污水处理系统。
图1 粉煤加压气化中试装置单元流程图2、整个工艺流程与其他技术的指标差异如下表1。
将该粉煤气化技术与其它几种气流床水煤浆气化技术以及荷兰的Shell粉煤加压气化技术相比较，可以看出粉煤加压气化技术消耗低，碳转化率高，在气化炉条件或煤种相同情况下，比水煤浆气化技术节氧16~21％，节煤2~4％，有效气成份高6~10个百分点。
1.粉煤加压气化技术-德州市科技局
附件2军民科技融合项目（2014年度军用技术专民用推广目录）重点推荐项目1. 粉煤加压气化技术【技术领域】节能环保【技术开发单位】中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程股份有限公司【技术简介】该技术是拥有自主知识产权、实现所有设备国产化的先进煤气化技术，打破了国外在该技术领域的长期技术垄断。
技术以干煤粉为原料，以纯氧和蒸汽为气化剂，加压气化，水激冷粗洗涤合成气，核心技术包括干煤粉水冷壁气化加水激冷工艺技术，粉煤浓相加压输送技术，多路煤粉进料、多层冷却结构的单烧嘴顶烧组合燃烧器技术等。
【主要技术指标】碳转化率99%、气化燃烧温度1400 ～1800 摄氏度、气化压力4MPa、冷煤气效率80% ～83%、比氧耗330 ～360。
【技术特点】与当前市场上的其它技术相比，该技术具有工艺先进、投资少、原料煤适应性强、合成气中有效气（CO+H2）成分含量高、运行维护成本低、环境污染少等优点，符合我国清洁能源发展的需要。
【技术水平】经全国石化联合会组织专家鉴定，总体技术水平处于国际领先。
【适用范围】煤制合成氨、煤制甲醇以及煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇、煤制氢、IGCC 发电等多个领域。
【专利状态】申请专利120 项，其中发明专利62 项，实用新型专利58 项；申请国际专利27 项，已授权5 项。
【技术状态】已批量生产，处于市场化推广阶段。
【合作方式】（1）单项业务模式专利实施许可：按照用户工程项目建设目标要求，以普通实施许可方式许可用户使用航天煤气化装置内从磨煤干燥开始到合成气洗涤完成的一系列相关专利，专利费按照航天煤气化装置日产有效气量计价。
工程设计：为用户项目提供工程设计图纸和技术文件，包括工艺、管道、设备、土建、仪表、总图布置、公用工程等，用户根据提供的工程设计图纸和技术文件，自行组织或采取EPC 等方式进行工程项目的建设工作。
设备成套供应：为用户成套供应以气化炉、气化炉燃烧器为核心的专利专有设备。
粉煤加压气化技术
粉煤加压气化技术
粉煤加压气化技术是一种将煤粉在高压下与氧气进行化学反应，产生大量合成气的技术。
该技术具有高效、节能、环保等优点，可以将煤转化为可用于化工、能源等领域的多种化学品和燃料。
该技术的核心是气化反应器，其构造与普通燃烧炉相似，但设计要求更高。
在反应器内，煤粉经过破碎、干燥、热解等过程，最终转化为一种或多种气体，主要包括一氧化碳、氢气、二氧化碳、甲烷等。
该技术的应用领域广泛，可以生产合成气、合成甲醇、合成氨、合成油和合成乙烯等化学品，也可以生产燃气、发电、加热等能源产品。
此外，该技术还可以与化工、冶金等行业的其他技术相结合，形成产业链，提高资源利用效率。
虽然该技术具有许多优点，但也存在一些挑战和问题。
例如，气化反应的过程中会产生大量的废水和废气，需要进行处理和净化；反应器的运行需要高压、高温等条件，需要耐磨、耐高温的材料支持；煤粉的质量和含硫、含灰等杂质的影响也会对气化反应产生影响。
总体而言，粉煤加压气化技术是一种重要的能源和化工技术，具有广阔的应用前景和发展空间。
未来，随着技术的不断进步和完善，该技术将逐渐成为可持续发展的重要支柱之一。
- 1 -。
粉煤加压气化工艺流程
粉煤加压气化工艺流程
原煤除杂后送入磨煤机破碎，同时由经过加热的低压氮气将其干燥，制备出合格煤粉存于料舱中。
加热用低压氮气大部分可循环利用。
料仓中的煤粉先后在低压氮气和高压氮气的输送下，通过气化喷嘴进入气化炉。
气化剂氧气、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉，并在高温下与煤粉进行气化反应。
出气化炉的高温合成气经激冷、洗涤后并入造气车间合成气管线。
熔融灰渣在气化激冷室中被激冷固化，经锁斗收集，定期排放。
洗涤塔出来的黑水经过二级闪蒸，水蒸气及一部分溶解在黑水中的酸性气、等被迅速闪蒸出来，闪蒸汽经冷凝、分离后与其花分厂生产系统的酸性气体一并处理，闪蒸黑水经换热器冷却后排入地沟，送气化分厂生产装置的污水处理系统。
《煤加压气化》课件
欢迎大家来到本次《煤加压气化》的课件！今天，我们将深入探讨压力煤气 化技术及其应用领域，带你领略煤炭工业中的奇妙世界。
压力煤气化技术介绍
压力煤气化是将煤炭在高温高压条件下转化为合成气的一种先进技术。它使 得煤炭能够更高效地转化为清洁的能源。
压力煤气化的原理
压力煤气化基于热力学原理，通过高温高压下的化学反应，将煤炭中的有机物质转化为合成气，包括氢气和一 氧化碳。
2. 能源领域
合成气可以作为清洁能源替 代煤炭和石油，用于发电和 供热。
3. 炼化工业
合成气可用于炼钢和炼铁过 程中，提高炉内温度和反应 效率。
压力煤气化的优势和挑战
优势
• 高效利用煤炭资源 • 减少环境污染 • 多种应用领域
挑战
• 高温高压条件要求严格 • 技术成本较高 • 气体净化和废弃物处理
压力煤气化的工艺流程
1
1. 煤料加热
煤炭经过预处理和干燥，使其达到适宜的反应温度。
2
2. 煤气化反应
煤炭在高温高压下进行气化反应，生成合成气。
3
3. 气体净化
合成气被净化和处理，去除污染物和固体颗粒。
压力煤气化的应用领域
1. 化学工业
合成气可以用作原料生产合 成烃类化学品，例如合成油、 合成润滑油等。
压力煤气化的发展前景
随着环保意识的提高和清洁能源需求的增加，压力煤气化技术在未来将有更 广阔的应用前景。新的技术和设备的发展也将进一步提程，我们了解了压力煤气化技术的基本原理、工艺流程、应用领域、优势和挑战。相信随着技术的 不断发展，煤气化将在能源转型和环境保护方面发挥越来越重要的作用。
粉煤气化机理
粉煤气化机理一、气化反应热力学粉煤加压气化炉是气流床反应器，也称之为自热式反应器，在加压无催化剂条件下，煤和氧气发生部分氧化反应，生成以CO 和H 2为有效组分的粗合成气，部分氧化反应一词是相对完全氧化而言的。
整个部分氧化反应是一个复杂的多种化学反应过程。
此反应的机理目前尚不能完全作以分析。
我们只可以大致把它分为三步进行。
第一步：裂解及挥发分燃烧。
当粉煤和氧气喷入气化炉内后，迅速被加热到高温，粉煤发生干储及热裂解，释放出焦油、酚、甲醇、树脂、甲烷等挥发分，水分变成水蒸气，粉煤变成煤焦。
由于这一区域氧气浓度高，在高温下挥发分完全燃烧，同时放出大量热量。
因此，煤气中不含有焦油、酚、高级姓:等可凝聚物。
第二步：燃烧及气化。
在这一步，煤焦一方面与剩余的氧气发生燃烧反应，生成CO 2和CO 等气体，放出热量。
另一方面，煤焦和水蒸气和CO 2发生气化反应，生成H 2和CO 。
在气相中，H 2和CO 又与残余的氧气发生燃烧反应，放出更多的热量。
第三步：气化。
此时，反应物中几乎不含有。
2。
主要是煤焦、甲烷等和水蒸气、CO 2发生气化反应，生成H 2和CO 。
其总反应可写为：C n H m +(n/2)O 2-nCO+(m/2)H 2+Q 气化炉中发生的主要反应可分为：CO+H 2O-CO 2+H 2+Q CO+3H 2-H 2O+CO 2+Q C+2H 2-CH 4+Q C+1/2O 2-CO+QC+O 2-CO 2+Q C+CO 2-2CO-Q C n H m -(n/4)CH 4+[(4m-n)/4]C-Q 气化炉内的反应相当复杂，既有气相反应，又有气-周双相反应，对于复杂物系的平衡，我们引入独立反应数的概念，只要讨论独立反应即可。
因为其他反应可通过独立反应的组合而替代。
所谓独立反应数，就是构成物系的物质数与构成物质的元素种数之差。
假定煤气化反应在气化炉出口组成达到平衡，气体中含有CO 2、CO 、H 2、。
碎煤加压气化工艺流程
碎煤加压气化工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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新型气流床粉煤加压气化技术
新型气流床粉煤加压气化技术发表时间：2019-03-27T14:47:16.167Z 来源：《基层建设》2019年第1期作者：王红英[导读] 摘要：我国有约占总储量20%以上的高硫煤、大量低热值的褐煤以及其他高灰熔点、成浆性不好的煤，为使企业具有更好的发展潜力，非常有必要大力发展高灰熔点、高含灰量、高硫煤的高效清洁利用的煤气化技术。
阳煤集团深州化工有限公司河北衡水 053800摘要：我国有约占总储量20%以上的高硫煤、大量低热值的褐煤以及其他高灰熔点、成浆性不好的煤，为使企业具有更好的发展潜力，非常有必要大力发展高灰熔点、高含灰量、高硫煤的高效清洁利用的煤气化技术。
气流床粉煤加压气化技术具有原料消耗低，碳转化率高，热效率高，煤种适应性强等优势。
我国具有自主知识产权的气流床粉煤加压气化技术中试装置在兖矿鲁南化肥厂运行成功，各项技术指标分别为：有效气体积分数89%~93%，碳转化率98%~99%，比氧耗0.30~0.32m3/m3，比煤耗0.53~0.54kg/m3，冷煤气效率≥84%。
基于此，本文主要对新型气流床粉煤加压气化技术进行分析探讨。
关键词：新型气流床；粉煤加压；气化技术1、前言气流床煤气化技术煤的适应性广、操作压力小、碳转化率高，生产的实力和规模较高，根据原料煤形态的不同可划分为水煤浆气化和粉煤气化2种类型，其中粉煤气化与水煤浆气化相比，碳转化率高，热效率高，适应性强，煤种适应性强等主要优势，近年来深受用户青睐。
2、工艺技术2．1工艺流程干煤粉与氧气以及部分蒸汽一起混合由气化炉上的烧嘴进入气化炉炉膛内，在炉内反应生成高温粗合成气，温度约为1400~1700℃，炉中气化压力为4．1MPa，粗合成气在气化炉内撞击混合后自下向上流动，在气化炉中部和上部被多个环形设置的两相流雾化喷射冷却装置喷出的水/气混合雾液部分冷激降温至800～900℃，，然后从气化炉顶部的管道进入冷却水浴式激冷器除尘降温至180～260℃，降温后的粗合成气进入文丘里洗涤器洗涤除尘，最后进入洗涤塔内，粗合成气内剩余的大部分灰尘在洗涤塔内被去除，最终得到180～260℃粗合成气从塔顶进入下一工序，为下游工序的使用，洗涤灰水从底部到灰水处理系统中。
科技成果——粉煤加压气化技术
科技成果——粉煤加压气化技术适用范围化工行业电力行业（IGCC）、城市煤气等行业现状同等产量条件下常压固定床技术：比氧耗380Nm3O2/kNm3（CO+H2）；有效气成分CO+H2，含量60%-70%；碳转化率78%；年消耗71万tce。
目前该技术可实现节能量98万tce/a，减排约259万tCO2/a。
成果简介1、技术原理粉煤加压气化技术通过将煤炭磨制成干燥的煤粉，用惰性气体连续送入带有水冷壁的气化炉，在4-6.5MPa压力和适当的温度条件下，通过精确控制煤、氧和水蒸气等原料的比例、分布等参数，经过一系列的物理化学反应生成以氢气和一氧化碳为主要成分的高温合成气及灰分熔渣，然后，经过激冷、分离、洗涤等工艺过程，分离出熔渣，得到纯净的饱和态合成气体。
2、关键技术（1）干煤粉水冷壁气化加水激冷工艺技术；（2）粉煤浓相加压输送技术；（3）多路煤粉进料、多层冷却结构的单烧嘴顶烧组合燃烧器技术；（4）气化炉设计技术；（5）炉壁测温技术；（6）气化炉炉膛火焰监测系统（7）控制及安保软件系统。
3、工艺流程固体煤炭-粉煤-加压输送至气化炉-CO+H2混合气。
主要技术指标比氧耗：300-360 m3O2/kNm3（CO+H2）；有效气成分CO+H2含量：89%-91%；碳转化率：>99%；冷煤气效率：80%-83%；煤气化热效率：95%。
技术水平获国家发明专利，已在河南濮阳龙宇化工20万t/a甲醇工业示范项目、安徽临泉化工20万t/a甲醇工业示范项目开车成功，正在实施山东瑞星化工90万t/a合成氨原料路线技改等项目。
典型案例典型用户：山东瑞星化工90万t/a合成氨项目、河南濮阳龙宇化工20万t/a甲醇工业示范项目、安徽临泉化工20万t/a甲醇工业示范项目典型案例1：山东瑞星化工有限公司建设规模：90万t/a合成氨一期30万t项目。
主要改造内容：采用先进的粉煤加压气化技术改造原有的常压固定床煤气化装置。
节能技改投资额1.6亿元，建设期3年。
航天粉煤加压气化的运行及技术发展
航天工程公司
航天煤气化技术介绍
HT-L粉煤加压气化工艺技术特点：
（ 1 ）煤粉为原料、纯氧和过热蒸汽为气化剂、加压气化、惰性气体浓相输送 原料煤粉： 5-90μ m， 输送介质： N2或CO2，气化压力：4.0-6.5MPa
氧耗低、煤耗低，热效率高。
粗合成气中有效气体(CO+H2)成分高，不含苯酚类成分。 惰性气体浓相输送，可实现精确控制。 （ 2 ）气化炉气化段盘管式水冷壁结构，副产中压蒸汽，气化温度：1200--1700℃ 高的气化温度，灰熔点范围宽泛，可以实现原料煤本地化。 水冷壁气化炉，升温、降温迅速，可以大大缩短开车时间、停车检修时间。 气化温度高，废水、废渣易处理，减少对环境的影响。 副产中压蒸汽，实现能量的高效利用。
航天工程公司
航天工程公司介绍
航天煤化工产业基地
北京 公司
兰州 分公司
中国运载火箭技术研究院
China Academy of Launch vehicle Technology
航天工程公司
航天工程公司介绍
公司提供全生命周期服务
拥有工程设计能力，工程总承包能力。 建有仿真培训系统，对操作队伍进行技术培训和仿 真培训，有效提高操作队伍的理论和实际操作水平， 减小开车风险。 公司拥有经验丰富的开车服务队伍，协助业主确保 开车成功，减少试车时间和费用。
2012
2007
2007.06 成立北京航天万源 煤化工工程技术有限公司
2012年10月， 2000吨示范装置开车
2011 2008
2008.10 ， 750吨示范装置开车成功 2011.09 公司更名为 航天长征化学工程股份有限公司
2010
2010.06启动上市改制
粉煤加压气化技术
粉煤加压气化技术粉煤加压气化技术是一种将煤粉在高压下加热反应，产生合成气的技术。
该技术的历史可以追溯到20世纪初，当时德国和美国的科学家们开始研究利用煤制气的方法。
第一章：技术的发展历程20世纪30年代，德国开始利用煤制气，以应对石油短缺的问题。
当时的技术是通过煤气化反应，将煤转化为合成气，再通过合成气制造液体燃料。
这种技术在二战期间得到了广泛应用。
20世纪50年代，美国开始研究粉煤加压气化技术。
该技术相比传统的煤气化技术，具有更高的效率和更低的成本。
该技术的发展在20世纪60年代得到了加速，美国成为了该技术的领先者。
随着时间的推移，粉煤加压气化技术得到了不断的改进和完善。
现代的粉煤加压气化技术已经成为了一种高效、环保的煤气化技术，被广泛应用于煤化工、煤电等领域。
第二章：技术的原理和特点粉煤加压气化技术的原理是将煤粉在高压下加热反应，产生合成气。
该技术的主要特点包括以下几个方面：1.高效：粉煤加压气化技术可以将煤粉转化为合成气，同时还可以回收煤气化过程中产生的热能，提高能源利用效率。
2.环保：粉煤加压气化技术可以减少煤矿开采对环境的影响，同时还可以减少燃煤产生的污染物排放。
3.灵活性：粉煤加压气化技术可以适应不同的煤种和煤质，同时还可以根据需要调整反应条件，实现灵活生产。
4.经济性：粉煤加压气化技术可以利用低质煤进行气化，降低原材料成本，同时还可以回收煤气化过程中产生的化学品和能源，提高经济效益。
第三章：技术的应用领域粉煤加压气化技术可以应用于多个领域，包括以下几个方面：1.煤化工：粉煤加压气化技术可以将煤转化为合成气，再通过合成气制造化学品和燃料，实现煤化工的高效生产。
2.煤电：粉煤加压气化技术可以将煤转化为合成气，再通过合成气发电，实现煤电的高效生产。
3.城市燃气：粉煤加压气化技术可以将煤转化为合成气，再通过净化和加压，生产城市燃气，实现城市燃气的高效供应。
4.环保治理：粉煤加压气化技术可以将煤气化过程中产生的污染物进行回收和处理，实现环保治理的目的。
HT-L航天粉煤加压气化的运行及技术发展
煤粉颗粒质量流量 kg/s
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
HCN CH4
10
20
30
40
50
60
70
反应时间（步长）/0.1S
时间（步长） /0.1S
各气体摩尔流量随时间变化图
煤粉（含灰）质量流量随时间变化图
中国航800
灰熔点流动温度FT ℃
注：表中为晋煤中能化工数据
中国航天科技集团公司第一研究院
航天长征化学工程公司
航天粉煤加压气化装置运行情况
晋煤中能化工甲醇和合成氨装置 二期合成氨装置运行情况：
2012年元月5日打通流程；
全年累计运行351天，单炉最长连续运行215天。 装置日产合成氨超过600吨，吨合成氨生产成本 约2200元左右。
中国航天科技集团公司第一研究院
航天长征化学工程公司
航天粉煤加压气化装置运行情况
鲁西化工30/52工程合成氨装置 采用两台直径2800/3200炉型，年产合成氨 30万吨，另产1万Nm3/h CO。 煤种： 使用粘温特性较差的神华化工煤为原料, 原 煤热值约5600~5700kCal/kg 装置运行情况： 该项目2011年10月5日打通流程，生产出合 格的合成氨产品。 该项目是航天工程应用航天粉煤加压气化装 置承担的第一套合成氨装置，配套的高CO 高水汽比变换和低压液氮洗工艺，均属航天 工程公司自主开发和设计，全流程得到了工 程验证。
设计平台：全厂三维设计
中国航天科技集团公司第一研究院
航天长征化学工程公司
运 行 篇
中国航天科技集团公司第一研究院
航天长征化学工程公司
航天粉煤加压气化装置运行情况
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任务1 干煤粉的制备
4.防止系统内产生火源或带入明火 热风炉内的火星、高温熟料细颗粒被吸入磨道造成明火
燃烧，铁件带入立磨中硬摩擦产生火花，以及待诏煤粉进 行焊接等都是导致燃烧的危险因素。
此外，在工艺布置、设备选型和生产操作上，要特别注 意煤粉集聚。如设计中一般不采用水平管道和直弯管道， 而代之以70°上升和45°下降的斜管道，力求管壁光滑， 机械输送设备表面涂塑，尽量减少系统内部活动部件等。
磨方可启动。如果油温过低，则先投入电加热。 3.启动煤粉输送设备组，调整煤粉仓入口气动开关阀开度。 4.启动煤磨排风机正常后，启动袋收尘组，调节相应档板，使磨入口处
保持微负压（-100Pa ～-150 Pa），启用热风炉，热风炉出口温度保 持在200～250℃。
任务1 干煤粉的制备-干煤粉制备系统的操作
任务1 干煤粉的制备-干煤粉制备系统的操作
三、煤粉制备系统正常调整 1.喂煤量的控制 （1）磨机在正常操作中，在保证出磨煤粉质量的前提下，尽可能提高
磨机的产量，喂料量的多少是通过给料机速度来调节，根据化验室提 供的原煤质量，喂料量的多少可根据磨机的电流、进出口温度、差压 等参数来决定，在增减喂料量的同时，调节各档板开度，保证磨机出 口温度。 （2）原煤水分增大，喂煤量要减少，反之则增加，也可用调节热风量 的办法来平衡原煤水分的变化。 （3）原煤易磨性变好，喂煤量要增加，反之则减少。
任务1 干煤粉的制备
高灰熔点的煤一般使用石灰石为助熔剂，以降低流动 温度。
煤粉是由尺寸不同、形状不规则的颗粒所组成。煤粉具 有流动性，煤粉颗粒很细，单位质量的煤粉具有较大的表 面积，表面可吸附大量空气，从而使其具有流动性，便于 气力输送，缺点是易形成煤粉自流，设备不严密时容易漏 粉。图5-1和图5-2为干煤粉。
并处于备妥状态。 3.检查原煤仓、煤粉仓料位。 4.通知巡检员确认灭火系统可随时投入运行。 5.检查各档板、闸阀位置是否正确，动作是否灵活。
任务1 干煤粉的制备-干煤粉制备系统的操作
二、干煤粉制备系统开车 1.检查煤粉制备系统具备启动条件，确认袋收尘温度，各挡板关闭，检
查关闭冷风阀及热风阀。 2.启动煤磨辅助设备组，确认各润滑系统正常。高压油泵启动10min后煤
任务1 干煤粉的制备
石灰石仓
碎煤仓 称重给煤机
煤粉袋式收集器
粉煤到 粉煤储槽
磨煤机
图5-3 干煤粉制备工艺流程图
循环风机 放空
热风炉
任务1 干煤粉的制备
1.磨煤及干燥 从储存和运输系统送来的原料煤储存在原料煤储仓中，
原料煤经破碎机（见图5-4）破碎成粒度≤13mm的碎煤， 经振动料斗及称料给料机（见图5-5）计量后送到磨煤机 内，经磨煤机的三个磨辊研磨后，被通入磨煤机的110～ 300℃热惰性气体干燥，并吹送至磨煤机上部的旋转分离 器筛分，细粉吹送去粉煤袋式过滤器，粗颗粒粉煤从分离 器掉回磨辊下重新研磨。根据需要可添加一定比例的小颗 粒石灰石。
经济性等多方面考虑。一般情况下，当煤质硬度大（无烟 煤、贫煤），磨蚀性较大时，选用风扫式钢球磨系统，当 煤质硬度小，原煤水分较大，磨蚀性较小，且煤源供应稳 定时，宜选用立式辊磨系统。
任务1 干煤粉的制备
1.风扫式钢球磨系统 由于进厂原煤水分一般4%～15%，原煤在粉磨过程中
需要进行烘干，为增强烘干能力，大型磨机都带有烘干仓。 原煤喂料后，先在烘干仓内烘干，烘干后的原煤进入磨煤 机粉磨并继续烘干，粉磨后的煤粉由热风机带出磨机，进 入高浓度防爆型粉煤袋收尘器收集处理，收下的煤粉经输 送机送入粉煤仓中，废气由风机排入大气。球磨机工作原 理见图5-8。
为维持磨煤机出口微负压操作，可调节惰性气体放空，为防止系 统负压过高可补入氮气。为防止惰性气体中湿含量超标，可开启稀释 风机，增补入空气。
任务1 干煤粉的制备
3.粉煤过滤 含粉煤的惰性气体在粉煤袋式收集器（见图5-6，图5-7）
里进行分离。分离下的粉煤逐步堆集在过滤器底仓，由仓 底出口设置的粉煤旋转卸料阀排出，送去煤加压及进煤系 统的粉煤储罐。
然而，钢球磨煤机及其制粉系统也有很多缺点：诸如 系统复杂、运行电耗高、制粉管道长、部件多、占地面积 大、占用空间大、耗钢多。磨损大、噪声大，爆炸事故多 等。
任务1 干煤粉的制备
2.辊式煤磨系统 各种立式辊磨磨煤机的工作原理基本相似，在压紧力的作用下受到
挤压和碾磨而被粉碎成煤粉。其工作方式为物料从磨机上方中心喂入 磨盘，同时热风从进风口进入磨内。电动机通过减速机带动磨盘转动, 物料在离心力的作用下，向磨盘边缘移动，经过磨盘上的环形槽时受 到磨辊的碾压而粉碎，细料由自下而上的高速热风带至设在磨机顶部 的分离器分选，细度合格的粉煤随气体排出磨外，不合格的则返回
任务1 干煤粉的制备
图 5-1 干煤粉
煤粒
图5-2 放大镜下的煤炭颗粒
任务1 干煤粉的制备
二、干煤粉制备工艺流程 干煤粉制备系统由磨煤、惰性气体、粉煤过滤三个单
元组成。在磨煤机中粒度≤13mm的碎煤和合格粒度的石 灰石在一定的比例下，在惰性环境和微负压条件下，在磨 机中被碾磨和干燥。惰性气体带动粉煤进入袋式过滤器中 完成气体和粉煤的分离，煤粉随后从袋式收集器中被送到 煤加压及给料系统。干煤粉制备工艺流程见图5-3。
任务1 干煤粉的制备
2.加设灭火装置 粉煤堆积时间久，温度升高易发生自燃，一般以惰性
气（CO2、N2）及泡沫、粉末等灭火材料进行灭火。袋收 尘器锥体灰斗部分，因下料不畅容易着火。 3.加设自动监测装置
煤磨进口，袋式过滤器进口及灰斗设置温度监测装置， 煤粉仓顶及锥体进行温度及CO含量监测，袋式过滤器入 口进行CO和O2含量监测。
任务1 干煤粉的制备
一、认识干煤粉 煤是有机物和矿物质的复杂混合物。有机物由固定碳、
挥发性物质和水分组成。矿物质存在于煤灰和渣中，主要 成分是：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、K2O、Na2O等，
适用于粉煤气化煤的主要特性范围见下表5-1
任务1 干煤粉的制备
表5-1 粉煤气化用煤的特性及适范围
5.启动煤磨主电机组，并通知化验室。 6.逐渐调整各风门、挡板开度，注意系统温度变化，控制出
磨气体温度≤75℃。 7.启动原煤喂料机，依据原煤的情况和煤粉质量的要求，根
据磨机电流、差压、进出口气体温度等参数调整给料机喂 煤量。同时调整各档板开度，确保煤磨稳定运行。 8. 如果，磨进口热源切换至热风炉。其余操作同上，控制磨 产量，保证质量。
任务1 干煤粉的制备
图5-4 破碎机
图5-5 称量给料机
任务1 干煤粉的制备
粉煤的粒径由热惰性气体流量、磨煤机磨辊的压力和 旋转分离器的转速进行控制。原料煤储仓上装有煤仓排风 过滤器和煤仓引风机进行除尘排风。原料煤储仓配有氮气 分配环以能够熄灭煤的自燃。
为了防止粉煤进入磨煤机内的轴密封和轴承，用来自 密封风机的空气进行压力吹扫。磨煤机下部设有废料箱以 收集排出的因太硬无法磨碎的石块及铁块异物。
任务1 干煤粉的制备
分任务1 识读干煤粉制备工艺流程
情境引入
煤是有机物和矿物质的复杂混合物。有机物由固定碳、挥发性物质和 水分组成。粉煤加压气化要求采用干煤粉进料。
符合粉煤加压气化要求的煤粉，其煤粉粒度分布及含水量应满足下述 要求：
粒度分布：＜90μm，占比＞90%。 ＜5μm，占比≤10%。
含水量：<2％且＞1% 而化工生产企业从煤矿采购的原煤一般是块煤和碎煤，外水含 量也比较高，如何对原煤进行磨制呢？
任务1 干煤粉的制备
1.加设防爆阀 防爆阀设于需保护的设备和管道上，其位置应便于监
视及维修。防爆阀爆炸炸出的气体应不危及人行通道、电 缆和设备。排至空旷处。
当采用球磨机磨煤时，进口及出口管道上均应设置防 爆阀。另外分离设备顶部，粉煤仓顶部，收尘器顶盖上部， 收尘器及排风机的进、出口管道等均应设置防爆阀。
0.1～3.1 0.1～3.3 1.2～23.7 5.9～27.82 0.9～58.9 9.5～32.6
任务1 干煤粉的制备
与系统有关的煤特性是煤的总水分。煤的总水分越高，磨煤时需 要供给的惰性气体热量越多。
煤的哈氏可磨指数（HGI）。它表示煤磨碎的难易程度，指数越低， 煤越难磨。
煤的灰熔点（通常指灰熔性流动温度）。灰熔性检测包括煤的初 始变形温度（DT）、软化温度（ST）、半球温度（HT）和流动温 度（FT）。对于气化炉，流动温度是灰渣流动能力的指示，气化温 度总是比这个温度高，因为气化炉耐火膜壁需要熔渣均匀挂壁，然 后沿壁下流通过排渣口流出。灰渣的流动温度（FT）一般在1200～ 1500℃范围内。
特性
水分（收到基）%
灰含量（无水基）% 氧 （无水基）% S （无水基）% Cl (无水基)% 高位发热量MJ/Kg 灰中含量： Na2O % K2O % CaO % Fe2O3 % SiO2 % Al2O3 %
适用范围
4.5～30.7
5.7～35.0 5.3～16.3 0.3～5.2 0.01～0.4 22.8～33.1
《煤气化工艺及设备》
项目五 粉煤加压气化过程
化学工业出版社
1
项目五 粉煤加压气化过程
任务1 干煤粉的制备 任务2 粉煤的气化 任务3 Shell气化炉的操作
学习目标
1.了解粉煤加压气化技术的发展背景，开发过程以及国内应 用现状。 2.认识粉煤气化的原料，并掌握原料的特性要求。 3.熟悉粉煤制备的工艺流程，掌握主要设备的结构和开、停车过程。 4.能运用热力学和动力学的知识分析粉煤气化反应影响因素。 5.重点学习Shell气化技术的工艺流程和主要设备结构。 6.掌握Shell气化系统的开、停车操作过程。 7.掌握Shell气化正常运行过程中的主要控制点和控制指标
任务1 干煤粉的制备
2.惰性气体 加热粉煤的热量来源于惰性气体发生器。在惰性气体发生器内，