国产大型气化炉在煤化工中的应用
国内气化炉市场“百家争鸣”,煤化工“心脏”的国产化成功之作
国内气化炉市场“百家争鸣”, 煤化工“心脏”的国产化成功之作展开全文■ 信息来源| 最国产10年前国内煤化工核心装置——气化炉, 基本靠引进国外先进技术。
10年后的今天, 国内自主煤气化技术发展迅速, 尤其以水煤浆气化技术的国产化, 使我们国内大型项目摆脱了对进口技术的依赖。
气化炉作为化工项目的心脏投资巨大, 年处理原煤25万吨的气化炉进口品牌单台造价接近1亿人民币, 而国产化后的价格仅为进口的三分之一。
目前国内煤化工应用的气化炉大约有40种, 截止2020年我国对煤气化炉的需求量将达到2250套, 中国已经成为世界上最大的煤气化炉市场。
煤化工气化炉根据煤的性质和对煤气的不同要求有多种气化方法, 按照煤颗粒的运动状态相应的气化设备有固定床（移动床）气化炉、流化床(沸腾床)气化炉、气流床煤气化炉。
从煤的相态上来分辨, 两种主流气化炉分别为, 水煤浆和干煤粉。
随着国产气化技术的逐步提升, 一系列国产新炉型的陆续投产实现长周期运行, 加之进口炉型昂贵的专利费和过高的前期投资, 新项目逐渐采用了价格便宜, 操作简单的国产炉型, 一些国外炉型逐渐没落。
•固定床气化炉：进入国内市场最早, 投资高, 对蒸汽需求量大, 产气量略小。
•主要供应商有:美国UGI: 我国以煤炭为原料的合成氨厂的造气炉绝大多数是基于UGI 炉型发展起来的。
它的优点是设备简单, 易于操作。
缺点是: 因常压操作生产强度低, 生产需要高压的合成气时能耗高, 对煤种要求比较严格, 通常须采用有一定粒度要求的无烟煤或焦炭。
炉子为直立圆筒形结构, 下部有水夹套, 上部内衬耐火材料, 炉底设转动炉篦以利排灰渣。
国内主要应用项目：晋煤集团, 湖北三宁, 丰喜集团合成氨项目德国鲁奇（Lurgi): 生产能力大, 以块煤为原料, 尤其适应褐煤, 碳转化率高, 调节负荷方便, 缺点是投资大, 结构复杂, 加工难度高。
主要国内应用项目：大唐煤制气, 新疆广汇能源, 河南义马等项目德国BGL（液态排渣鲁奇炉）:BGL炉是英国BG公司和德国鲁奇联合开发的炉型, 与其他以氧气为主的气化系统相比, BGL气化炉耗氧量较低, 从而使总效率明显提高。
国内外煤气化炉的特点及在煤化工领域的应用
国内外煤气化炉的特点及在煤化工领域的应用摘要：近年来，各国对于环境方面的保护尤为重视，环境保护的各项指标也成为各国综合国力竞争的重要因素之一。
这在一定程度上推动了新兴能源取代石油和天然气。
从而我国对于煤炭化的研究不断深入，在工业化不断发展的情景下煤炭化技术也得到了一定的发展。
这篇文章向大家介绍了几种国内外常见的煤炭化炉，并且进一步研究了选择煤炭炉的指标。
以期对我国煤炭化炉的研究提供相应的借鉴。
关键词：国内外；煤气化炉；煤化工；特点及应用1 引言我国是煤炭能源的大国，现阶段已知的煤炭已占到能源总量的94%。
缺油、少气、富煤是现阶段能源的发展状况。
因为我国几年来石油方面的价格不断提高，所以作为煤炭大国用煤炭作为生产原料是十分有竞争优势的。
二甲醚及其下游产品、煤气化联合循环发电以及煤制合成氨和尿素等产业的发展都得到了有效的提升。
但是相关学者表明煤化工的重要步骤关键在于煤化工的气头，即气化方式是煤化工产品的重要源泉。
由于国内外生产水平参差不齐，国内外煤气化及生产技术在20世纪50年代相继发展。
并且在20世纪七十年代煤炭紧张时期得到了迅速的发展。
虽然我们在这方面有所发展，但是和许多国家仍然存在着很大差距，因此我们就要通过不断地研究。
2 国内外常用的煤气化炉2.1 间歇式固定床造气炉这种气化炉是我国近年来使用最广泛的一种。
它所能适用的煤种为粒度25 mm~75 mm的无烟煤或焦炭。
在特定提前预设的煤气炉中在空气和蒸汽相互替换的过程中加热床层。
从而达到吹风气放空的效果。
在这一过程中，可以通过蒸汽的产生从而生产出煤气。
煤气炉的系列是多种多样的，所产生的气体量也是不一样的。
因此，要根据自身的需求来进行具体的选择，从而实现成本的节约和生产效率的最大化。
U.G.I炉在我国所有的生产技术中最为可靠省时，但是它所生产出来的产品质量较低、对于生产原料的要求较高、资源利用方面贡献率不大、生产过程较为间断。
并且他在生产过程中所排放的气体会对环境造成很严重的影响，所以应该寻求更加先进的技术一取代这一技术。
国产煤气化技术已实现国外技术的赶超
国产煤气化技术已实现国外技术的赶超煤气化是煤化工的关键技术和龙头技术，核心是煤气化炉，包括固定床（移动床）、流化床、气流床3种类型，其中气流床成为当今煤气化技术发展的主流。
近10年来，我国煤气化技术开发明显加快，相继开发成功清华气化炉、多喷嘴对置式水煤浆气化炉、航天加压粉煤气化炉、两段式干粉煤气化炉以及灰熔聚流化床粉煤气化炉等煤气化技术，形成了与国外技术竞相发展的局面。
“新型煤气化技术主要指粉煤加压气化技术和新型水煤浆气化技术。
与固定床煤气化技术相比，新型煤气化技术在节能环保、煤种适应性等方面具有十分突出的优势。
”中国化工信息中心副主任李中说，在此次煤气化技术/经济发展论坛上，国内自主煤气化技术与美国GE、壳牌、西门子GSP、科林CCG等国外先进技术同台竞技，各展风采。
记者注意到，国产化技术毫不逊色，一些甚至达到国际领先水平。
“在第一代清华气化炉应用世界首个氧气分级气流床煤气化技术的基础上，我们又创新将燃烧凝渣保护和自然循环膜式壁技术引进气化领域，成功开发了新一代清华水冷壁气化炉，装置全部采用我国自主技术和国产设备，解决了水煤浆气化技术的煤种限制和高能耗点火问题，形成了世界第一个水煤浆水冷壁煤气化工艺。
”清华大学盈德气体煤气化联合研究中心主任张建胜教授自豪地说，水冷壁保护结构水煤浆气化技术，具有水煤浆耐火砖和干粉水冷壁气化炉的优点，比如气化炉操作温度不再受耐火砖的限制，可以使用灰熔点更高的煤作为原料，煤种适应性更宽，覆盖了褐煤、烟煤到无烟煤全煤阶。
除此以外，清华水冷壁气化炉的水冷壁按照自然循环设计，强制循环运行。
即便在停电、停泵等事故状态下无法强制供水，水汽系统仍可自然循环，水冷壁不会损坏，保证气化炉安全停车。
采用水冷壁结构，也不必每年停车更换锥底砖和全炉向火面砖，单炉年运转可达8000小时以上。
与其他水冷壁炉相比，清华水冷壁气化炉系统压力高50%～100%，粗合成气中H2含量高50%以上，后续变换、净化、合成等工序能耗降低，设备投资和运行成本大幅下降。
兖矿国泰新型气化炉-华东理工大学洁净煤技术研究所资料精
2007年全年双炉运行6808.5小时，单炉运行 1385.8小时；2008年全年双炉运行6514.6小时，单 炉运行1689小时(受全球金融危机的影响，系统减 量运行)；2009年全年没有因为气化系统原因造成 全厂减量生产，单炉运行最长周期为98天。目前， 兖矿国泰公司的气化炉已稳定运行(单炉计)61800 余小时，由于受后系统负荷的限制，单台气化炉日 投煤量在920~950吨左右，每小时生产有效气 (CO+H2)约130kNm3。
工艺烧嘴使用周期不断延长，因烧嘴原因造
成气化炉停车的次数不断减少。但由于整个甲醇 系统运行越来越稳定(一般可运行半年以上)，工艺 烧嘴依然是影响系统长周期稳定运行的因素。
烧嘴使用62天后拆下，头部保护套较完整
使用62天后冷却水盘管光洁如新
耐火砖使用情况： 由于国泰公司气化炉是第一台大型多喷嘴对置
A炉拱顶砖使用6300h后，表面冲刷较均匀
原料煤使用情况：
煤质稳定是气化炉稳定运行的关键，直接影响着耐火 砖及工艺烧嘴的使用寿命。国泰公司在08年以前以北宿 煤为主，掺烧40%的神木等煤种。由于受原料的限制， 煤质波动较大，煤的灰熔点经常超过1300℃，煤的灰份 在7~13%之间波动，为了能够顺利排渣，气化炉维持高 温操作，高温操作一方面加剧了耐火砖的蚀损，降低了 煤气中的有效气含量，另一方面气化装置的水质波动较 大。08年以后以灰熔点较低的神木煤为主，掺烧20~30% 的其他煤种，气化炉耐火砖寿命和烧嘴运行周期都大大 延长，实现了安全、稳定、长周期的要求。
兖矿国泰新型气化炉 运行情况总结
兖矿国泰化工有限公司 2010年5月
国泰公司简介：
兖矿国泰化工有限公司是兖矿集团为了调整产业结构， 与美国国泰煤化控股有限公司合资建设的大型煤化工企业。 国泰公司采用煤、电、化多联产生产工艺，项目中含有两项 国家“863”课题研发及多项自主创新技术，一期工程投资30 亿元，生产能力为年产20万吨醋酸、24万吨甲醇、联产 71.8MW发电。采用法液空的空分装置(单套6万Nm3/h)，液 氧内压缩流程，汽轮机拖动空压机和增压机；煤气化采用多 喷嘴对置式水煤浆气化技术；气体净化采用耐硫变换、 NHD脱硫脱碳；甲醇合成采用华东理工大学的绝热管壳式 合成技术，双塔并联；硫回收采用克劳斯+还原—吸收工 艺；冷冻站采用氨吸收制冷工艺；发电采用中低热值燃气轮 机联合循环发电技术。
煤气化技术及其工业应用
煤气化技术及其工业应用摘要：我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭气化技术的发展对我国的经济建设和可持续发展都有具有重要意义。
本文介绍了我国的煤化工行业的发展现状以及煤气化技术的工业应用。
关键词:煤化工,煤气化技术,工业应用我国是一个以煤炭为主要能源的国家。
近几十年来，煤炭在我国的一次能源消费中始终占据主要地位，以煤为主的能源格局在相当长的时间内难以改变。
中国传统的煤炭燃烧技术存在综合利用效率低，能耗高、煤炭生产效率低、成本高、环境污染严重等问题，煤炭气化技术的发展对我国的经济建设和可持续发展都有具有重要意义。
以煤气化为基础的能源及化工系统，不仅能较好的提高煤转化效率和降低污染排放，而且能生产液体燃料和氢气等能源产品，有效缓解交通能源紧张。
煤气化技术正在成为世界范围内高效、清洁、经济地开发和利用煤炭的热点技术和重要发展方向。
煤炭的气化和液化技术、煤气化联合循环发电技术等都已得到工业应用。
煤气化技术包括:备煤技术、气化炉技术、气化后工艺技术三部分，其核心是气化炉。
按照煤在气化炉内的运动方式，气化方法可划分为三类，即固定床气化法、流化床气化法和气流床气化法，必须根据煤的性质和对气体产物的要求选用合适的煤气化方法。
1煤气化工艺概述煤炭气化是煤洁净利用的关键技术之一，它可以有效的提高碳转化率、冷煤气效率，降低气化过程的氧耗及煤耗。
煤气化工艺是以煤或煤焦为原料，氧气(空气、富氧、纯氧)、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将煤或煤焦中的可燃部分转化为煤气的热化学加工过程。
目前世界正在应用和开发的煤气化技术有数十种之多，气化炉也是多种多样，最有发展前途的有10余种。
所有煤气化技术都有一个共同的特征，即气化炉内煤炭在高温下与气化剂反应，使固体煤炭转化为气体燃料，剩下的含灰残渣排出炉外。
气化剂为水蒸气、纯氧、空气、CO2和H2。
煤气化的全过程热平衡说明总的气化反应是吸热的，因此必须给气化炉供给足够的热量，才能保持煤气化过程的连续进行。
煤气化技术及各种气化炉实际应用现状综述_赵麦玲
操作 温度 / 操作 压力 / M Pa
各种流化床气化炉的技术参数
碳 转化率 / % 有效气 冷煤气 ( C O+ H 2 ) 效率 / % 比氧耗 / m 3 / km 3 76 190~ 210 有效气 ( CO + H 2 ) 比煤耗 / kg/ km 3 580 单台炉 加煤量/ t/ d
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引
言
污染严重。以常压 2 650 mm 的气化炉为例 , 单 台炉 投 煤 量仅 为 60 t/ d, 且 要 求 原料 为 25 ~ 80 mm 的无烟块煤或焦炭。 ( 2) 鲁奇 ( L urg i) 固定床气化工艺成熟可靠, 气化温度 900~ 1 050 , 包括焦油在内的气化效 率、碳转化率、气化热效率都较高 , 氧耗是各类 气化工艺中最低的 , 原料制备、 排渣处理 成熟。 煤气热值是各类气化工艺中最高的 , 它最适合生产 城市煤气。若采用此技术制合成气存在以下问题。 煤气成分复杂, 合成气中含有不需要的 甲烷, 约 7% ~ 10% , 如果 将这些 甲烷 转化为 H 2 和 CO, 势必投资大 , 成本高。 有大量污 水需要处理。污水中含大量焦油、酚、氨、脂肪 酸、氰化物等 , 因此要建焦油回收装置 , 酚、氨 回收和生化处理装置 , 增加了投资 和原材料消 耗。 该气化技术原料为 15~ 50 mm 的块煤。 块煤价格高, 增加了成本。 ( 3) BGL 炉是在鲁奇 ( L urgi) 炉基础上的改 进, 由固态排渣改为液态排渣 , 该气化炉可直接气 化含水量大于 20% 的各种煤, 在 1 400~ 1 600 高温条件下气化, 蒸汽用量可大幅下降 , 90% ~
2
反应区, 用于输入煤粉、水蒸气和氧气的喷嘴设 在下炉膛的两侧壁上 , 渣口位于下炉膛底部 , 采 用液态排渣。上炉膛为第二反应区, 区段较长, 在上炉膛的侧壁上设有二次煤粉和水蒸气喷嘴。 运行时, 由气化炉下段喷入干煤粉、氧气以及蒸 汽, 所喷入 的煤粉 量占总 煤量的 80% ~ 85% , 在上炉膛喷入水蒸气和煤粉, 所喷入煤粉占总量 的 15% ~ 20% 。上炉膛的作用有二 : 其一是代 替循环合成气 , 使温度达到 1 400 的煤气降温 至约 900 ; 其二是利用下炉膛的煤气显热进行 煤的热裂解和部分气化, 以提高总的冷煤气效率 和热效率。 ( 6) 国产新型四喷嘴干煤粉加压气化炉是华 东理工大学开发的煤气化技术 , 与水煤浆气化相 比, 粉煤加压气化系统对仪表有更特殊的要求, 其安 全 联 锁 控制 指 标 更 高。气 化 温 度 1 300~ 1 600 , 压力 3 0 M Pa 、4 0 M Pa, 有效气成分 为 89% ~ 93% 。 ( 7) 多元料浆气化技术( M CSG) 是由西北化 工研究院开发的大型煤气化技术, 在完成中间试 验和工业化示范试验基础上, 于 2001 年实现工 业应用。该技术采用湿法气流床气化, 以煤、石 油焦、石油沥青等 含碳物质和 油 ( 原油、重油、 渣油等) 、水等经优化混配形成多元料浆 , 料浆 与氧通过喷嘴混合后瞬间气化 , 具有原料适应性 广、气化指标先进、技术成熟可靠、投资费用低 等特点, 整套工艺以及料浆制备、添加剂技术、 喷嘴、气化炉、煤气后续处理系统等已获得 8 项 国家专利。目前, 多元料浆气化技术已在二十多 套工 业 装 置 上 应 用 , 包 括 300 kt/ a 合 成 氨、 200~ 600 kt / a 甲醇和 500 kt / a 煤制油 装置, 已 有三套工业装置平稳运行。 ( 8) H T L 航天炉是原航天十一所借鉴荷兰 Shell、德国 GSP、美国 T ex aco 煤气化工艺的先 进经验, 配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而 形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。 该工艺煤种适应性广 , 从褐煤、烟煤到无烟煤均 可气化, 对于高灰分、高水分、高硫的煤种同样 适用。烧嘴设计同 GSP, 采用单烧 嘴顶烧式气 化, 气化采用 T ex aco 激冷工艺, 设计气化温度 1 400~ 1 600 , 气化压力 2 0~ 4 0 M Pa 。 H T L 气化炉的烧嘴由原航天十一所自己制造 , 与德 国 GSP 气化烧嘴相似 , 只是煤粉喷入的方向有
清华炉气化技术特点及应用
清华炉气化技术特点及应用发布时间：2021-12-24T01:14:24.055Z 来源：《中国科技人才》2021年第27期作者：潘洪杰[导读] 作为本土的气化技术——清华炉气化技术，具有良好的运行优势,发展前景广阔，将会得到更为广泛的应用。
新疆天业汇合新材料有限公司 832216摘要: 我国的能源结构国情“富煤、少油、缺气”的特点，煤炭资源占有较大的比例，作为本土的气化技术——清华炉气化技术，具有良好的运行优势,发展前景广阔，将会得到更为广泛的应用。
关键词: 水煤浆; 清华炉; 气化清华炉气化技术是清华大学与北京盈德清大科技有限责任公司联合研发的具有自主知识产权的水煤浆水冷壁煤气化技术。
清华炉气化技术可应用于国家重点新能源领域，煤炭的清洁利用及石油、天然气的替代项目。
清华炉气化技术可适用于煤制天然气、煤制烯烃、煤制氢、煤煤制油、制甲醇、煤制乙二醇、煤制芳烃、合成氨、冶金、石化等行业。
清华炉气化技术先后在山西丰喜肥业的甲醇项目、新疆天业（集团）有限公司1,4-丁二醇项目、大唐呼伦贝尔化肥有限公司的合成氨项目、克拉玛依石化工业园区气化岛工程项目等多个企业运行平稳，安全可靠。
1 清华炉气化技术的特点清华炉气化技术与我国自主研发的多元料浆气化炉、四喷嘴气化炉气化技术比较（见表1），具有显著的优势：表1清华炉和、多元料浆气化炉、四喷嘴气化炉主要技术比较通过比较可知，清华炉气化技术具有以下特点：1.1装置运转时间长清华炉气化技术，烧嘴头部采用特殊处理，一次连续运行周期保证100天以上，每年不再因为更换耐火砖而停炉检修，年运行时间可达到7200h。
1.2安全可靠清华炉气化技术成熟，用水煤浆进料稳定可靠，水冷壁挂渣稳定。
运行安全可靠，避免了干粉煤进料不稳定、易燃、易爆、易磨损、泄漏等难题。
1.3煤种适应性强清华炉气化技术气化温度不受耐火材料限制，工业实际运行温度已达1520℃，甚至更高，碳转化率高，气化反应速度快，煤种适应更广，能够气化高硫、高灰份、高灰熔点煤，可实现原料煤本地化。
浅析现代煤化工项目GSP气化炉煤气化技术运用
浅析现代煤化工项目GSP气化炉煤气化技术运用摘要：随着我国经济的快速发展，各行各业对于能源的需求也是与日俱增，目前用于生产的能源大部分还是依赖于煤炭等资源的燃烧，为了在抓经济的同时能够做到节能低碳，就必须大幅提高对于煤炭资源的利用率。
目前我国常用的提高煤炭利用率的方式是煤气化技术，随着煤气化技术的日渐成熟，这项技术也成为了一种效率较高的煤炭资源加工技术。
本文从国内的煤气化技术进行深入的研究探讨，以煤气化技术中的GSP气化炉加压气化技术进行阐述，然后对我国煤气化技术的现状进行分析，并对其未来进行一定的展望，以供参考。
关键词：现代煤化工；煤气化技术； GSP气化炉加压气化；发展引言：能源紧缺已经成为一个世界性的难题，我国的煤化工行业会为我国的能源可持续发展提供巨大的支持，会大幅降低煤炭燃烧对环境造成的破坏，也会有效地降低我国目前对于进口石油的依赖程度。
所以，煤化工行业在我国拥有着良好的发展环境，市场对其需求也非常大，因此要着重去提高煤化工行业生产的效率和产品的质量，这样能够对提高煤化工行业的竞争力有着非常重要的作用。
一、煤气化技术概述1、煤气化技术的原理。
煤气化的本质是利用煤炭作为原材料制作生产用于工业生产所需的燃气、生活所需的煤气以及化工气体，通过煤气化能够较为高效的利用好煤炭本身所存储的能量，也能够降低直接燃烧煤炭带来的污染。
煤气化技术的基本原理是在特定的环境中将煤炭转化为可以燃烧的气体、焦油以及其他固体颗粒，所谓的煤气化总体而言是一个化学反应，在气化的过程中煤炭要经历一系列的物理反应和化学反应，煤气化的过程是一个吸收热量的过程，因此适当合理的增加压力能够提高煤气化的转化速度，提高利用煤气化技术生产燃气的工作效率。
2、煤气化技术的类别。
煤气化技术有很多的类别，按照将煤炭进行气化的场所的不同可以分为固定气化、流化气化以及气流气化三种类别，第一，固定气化技术是最原始的煤气化技术，成块的煤炭从气化炉的上方进入，并且经过高温会形成一层固定层，空气会从底部穿过这一固定层，成块的煤炭会保持固定的形态开始逐渐燃烧，燃烧之后的渣土会从气化炉的底部排出；流化气化技术会先将煤炭压碎，利用氮气将碎煤吹至气化炉，氧气会从气化炉的底部快速进入，这样会让碎煤在气化炉内以一种流化的形状高速运用，然后会有剧烈的反应，这时炉内的温度可以超过一千摄氏度，同样渣土会通过气化炉底部排出；气流气化技术是要将煤炭打碎至粉状，将煤炭粉末与空气一起喷入气化炉当中，会在气化炉内发生剧烈反应，炉内温度能够达到两千摄氏度，燃烧后渣土从底部排出。
大型煤气化技术的研究与发展
大型煤气化技术的研究与发展一、本文概述随着全球能源需求的不断增长和环境保护压力的日益加大，煤气化技术作为一种高效、清洁的能源转换方式，正逐渐受到广泛关注。
大型煤气化技术作为煤气化领域的重要分支，其在提高能源利用效率、降低污染物排放以及推动煤炭行业可持续发展等方面具有显著优势。
本文旨在对大型煤气化技术的研究与发展进行全面综述，探讨其技术原理、发展历程、应用领域以及未来发展趋势。
文章将简要介绍煤气化技术的基本原理及其发展历程，阐述大型煤气化技术相较于传统煤气化技术的优势。
文章将重点分析大型煤气化技术的关键技术，包括气化炉设计、气化剂选择、气化过程优化等方面，以及这些技术在提高煤气化效率和降低污染物排放方面的作用。
接着，文章将探讨大型煤气化技术在不同领域的应用情况，如化工、电力、城市燃气等，并分析其在实际应用中的优缺点。
文章将展望大型煤气化技术的未来发展趋势，包括技术创新、产业升级以及环境友好型煤气化技术的研发等方面，以期为推动大型煤气化技术的进一步发展和应用提供参考。
二、大型煤气化技术的分类和原理大型煤气化技术是一种重要的能源转换技术，能够将煤炭、生物质等固体燃料转化为气体燃料，如合成气、煤气等。
这种技术广泛应用于化工、电力、钢铁等领域，是实现煤炭清洁高效利用的关键手段。
大型煤气化技术主要可以分为固定床气化、流化床气化、气流床气化以及熔融床气化等几类。
固定床气化是最早开发的气化技术，其主要原理是将煤块或焦炭置于气化炉内，由上至下逐步气化。
此过程中，煤块与气化剂（如氧气、水蒸气、二氧化碳等）发生反应，生成煤气。
固定床气化技术的主要优点是设备简单、操作稳定，但气化效率相对较低，且对于煤质要求较高。
流化床气化技术则通过引入气化剂使床层中的固体燃料呈流态化，从而增加气化反应的接触面积，提高气化效率。
流化床气化炉内温度分布均匀，对煤质要求较低，且能适应较大的煤粒度范围。
然而，流化床气化技术存在设备磨损严重、灰渣含碳量高等问题。
煤的气化技术及其应用
煤的气化技术及其应用煤的气化技术及其应用图1 各种煤气化炉模式图目前，运转中的固定床气化炉主要有鲁奇气化炉和BGC-鲁奇炉。
固定床中鲁奇气化炉（结构如图2 所示）实绩最好，目前，商业炉还在运转中。
一定大小的煤块通过闸斗进入炉的顶部，沿反应床向下移动，经旋转分配器分散后，依次经干燥区、干馏区、气化区和燃烧区。
炉内的煤被旋转炉篦支撑，由其下向炉内吹入气化剂（氧、水蒸气）。
通过气化区的粉焦在燃烧区燃烧产生的炉灰，经旋转炉篦落入灰闸排出。
炉内燃烧区的温度最高，超过1000℃，为了避免炉灰熔融，温度不能太高。
生成气的温度500~600℃，合成气组成为：H2 40%、CO 20%、CO2 30%、CH4 10%。
鲁奇商业炉大多较小，除用于生产城市燃气外，还用于生产合成氨、汽油和其他化学品的合成原料气。
南非Sasol 公司的煤间接液化装置采用数套鲁奇气化炉。
鲁奇气化炉的缺点是不能用粉煤，副产品焦油和苯酚等液状物较多，必须进行后处理。
图2 鲁奇气化炉结构为了提高温度，对图2 中的鲁奇气化炉进行改造，除去图2的炉篦，形成像图3 所示的BGC-鲁奇气化炉结构，安装了气化剂喷嘴，由这里喷入氧和水蒸气，形成高温区，熔融状炉渣经排料孔下降，使粉焦高温气化。
该炉型为BGC-鲁奇气化炉（BGC：英国气体公司），炉内最高温度1500℃以上，合成气组成为：H2 30%、CO 60%左右，与气流床气化炉的合成气组成大体相同。
熔融状炉渣也与气流床气化炉的情况一样，落入炉底水槽，被造粒排出。
德国SVZ SchwarzePumpe 公司已将这种炉型应用于各种废弃物气化的商业化装置。
图3 BGC-鲁奇气化炉结构流化床气化炉特点：粉煤供料，循环流化；单机规模60t/d；空气气化温度950℃；合成气组成：H2 12%、CO 24%。
KBR 的Transport 气化炉如图4 所示。
其运转温度为815~1000℃，最大压力为17 大气压（1 大气压≈98.07kPa，下同），煤投入量为1.13~2.25t/h，提升管颗粒速度6~15m/s。
煤化工德士古气化炉炉膛温度高度控制的应用
测量方法： ４支同一规格型号经检定合格的高温 将 热偶直 接 等 问 隔环 绕 安装 在 ～ 台被 测 气 化炉 中部 至 顶
部。测量 时 ， 高温 热偶测 温元 件 接 收到 气化 反 应 炉膛 内
部 的气 化裂变 、 裂解 的环 境温度 温度 ， 测得 的热 电动势 将
的德士古气化炉煤化 工工艺控制 和现场仪 表检修 角度讲一 搞好气化炉炉膛 温度高 度控制 都尤为重要 ， 来就先从 实 下 用角度编制规范的气化炉炉膛 温度高度控制规范。
一
测量参数 测量范围 测量精度 测量介质 环境条件 温度 （ ～１０ ） Ｏ２级 混合气 ０ ８０ ℃ ． （ ０℃ ０—６ ）
其它要求 Ｄ Ｓ—Ｄ Ｌ Ａ Ｃ ＥＴ Ｖ
２ ３ 测量 过程策划 ． （） １ 测量原理 和方法
致 认为 ： 化工各 工 艺 的高 度 控 制应 首选 气 化炉 炉膛 煤
围 内生成 以 Ｃ 、 Ｈ 、 Ｏ 、 ２ Ｈ Ｓ为 主 的化工 原 料 组 Ｏ Ｃ ４Ｃ ２Ｈ 和 ２
（ ） 响量及分 析 ２影
本测量方 法实施 过 程 中 ， 温 热偶 测量 精 度 是测 量 高 准确度 的直接依 据 ； 配用 高精 度 Ｂ分度 补偿 导 线也是 该
分混合 气 的工 艺过 程 。
士古气 化炉 （ 称气 化 炉 ）它 的专 利 性核 心 功 能是 把 水 下 ， 煤 浆在各 个 温度 范 围 内裂化 、 解 成对 应 化工 原 料组 分 裂
Hale Waihona Puke 气， 它对 甲醇和醋酸煤化工的最佳裂化、 裂解优化和安全
控 制 温 度 指 标 为 １２ ０ １５ ￣ （ 助 工 艺 条 件 为 ： ３０（ ： ４０ 辅 ： ６２ Ｐ １ＭＰ ．Ｍ ａ ２ ａ的助燃 氧气 和 ５７ Ｐ １Ｍ ａ的水煤 浆 ．Ｍ ａ ２ Ｐ 主燃 料 ） 而且 最佳 温 度 控制 拐 点 为 １５ ￣ ， ３ ０Ｃ。可见 ， 测 从 量管理 体 系认证转换 、 开展准确有效 的计量工作、 安全可靠
晋华炉煤气化技术的优势及工业化应用
晋华炉煤气化技术的优势及工业化应用摘要：晋华炉煤气化技术成功开创了中国煤气化技术升级改造的先河，不仅有效提高煤炭资源的能量转化率，同时还为我国煤炭化工也提供了先进的化工设备，对国家能源的经济转型具有重大意义。
本文从晋华炉煤气技术优势以及工业化应用进行简述，并提出相应的优化措施，以供相关人员参考。
关键词：晋华炉煤气化技术；技术优势；工业化应用；优化措施1晋华炉煤气化技术优势晋华炉是由清华大学清洁能源研究院和山西煤集团共同打造的新型煤炭气化技术设备，该技术开辟了煤炭高效利用和清洁的新路径，使煤炭能量升级转化为更为清洁的能量。
首先，晋华炉煤气技术一般采用组合式烧嘴点火，并实现了点火投料一体化，气化炉从点火到满负荷运转仅需要3小时，同时在运行期间，燃料消耗少，废气污染排放较其他气化炉更少，符合当下环保技能的要求。
其次，晋华炉技术已经基本成熟，运行稳定且安全系数高。
通过数字一体化技术可以确保进料计量的稳定性，突破了煤粉供运过程中不稳定、易燃、易爆等技术壁垒。
第三，晋华炉技术不断升级和优化，其对煤种的适应性越来越强，其气化温度对煤原材料的灰熔点没有特殊要求，对于高渣煤、高灰熔点煤、褐煤等都能够进行气化，同时气化过程速度快，中炭转化率高，装置运行稳定，如烧嘴无特殊保养处理，通常一个连续的运行周期可到百天以上，年运行时间可以高达8000小时，不仅实现了晋华炉气化用煤本地化，有效降低煤炭原料的运输成本，还提高了晋华炉的运行效率。
除此之外，晋华炉煤气化技术设备整体投资较少，只需要设置磨煤系统和气化系统，结构相对简单，不需要重新进行土建工程施工，也可在原有设备基础上进行改装，设备投资成本相对较低。
同时晋华炉煤气化设备在运行中产生的高品质蒸汽可以循环再利用，符合当下环保节能的时代需求。
2晋华炉煤气化技术工业化应用优势中国是一个煤炭资源丰富的国家，煤炭储量居世界第三位，而我国能源生产和消费以煤炭为主，煤炭化工是我国社会能源安全保障的重要产业。
多喷嘴气化技术在大型煤化工项目中的技术优势介绍
多喷嘴气化技术在大型煤化工项目中的技术优势介绍多喷嘴对置式水煤浆气化技术经理十几年的发展，通过四个喷嘴的对置物料在炉内形成撞击流畅，既促进了物料的混合和雾化，同时降低了单个喷嘴的处理负荷，为气化炉的大型化奠定了基础。
标签：多喷嘴；大型化；烧嘴；合成气净化多喷嘴气化炉采用了四个工艺烧嘴对置，气化炉流场为撞击型，结构合理，物料的混合更加充分，反应更加完全，每个工艺烧嘴承担了合理的负荷，雾化效果良好，单台气化炉处理能力可以实现大型化，目前已经投入运行的最大处理能力的气化炉为3000吨级，设计中的单炉处理能力达到4000吨级。
气化炉大型化后，对于大型煤化工项目，系列数减少，可以节约投资和运行费用。
对于100万吨甲醇规模，推荐采用多喷嘴气化炉3台（2开1备）即可实现产能目标，单炉干基投煤量为2500t/d（干基），气化炉直径3880mm，气化炉压力6.5MPa。
此种炉型在市场已经推广十余家，共计50台套气化炉，单炉设计最大产气量达到210000Nm?/h规模。
1 合理的气化炉流场为气固颗粒间的传递和化学反应创造良好条件水煤浆气化在气化过程中发生的物理和化学过程非常复杂，在气化炉内涉及高温、高压、湍流多相流动下复杂的热质传递过程的相互作用。
气流床气化炉温度很高，平均温度～1250℃，火焰温度更高，气化炉内发生化学反应的时间尺度远小于混合的时间尺度，即混合传递过程成为气化过程的控制步骤，因此强化固体颗粒与流体间的传递过程、合理的气化炉流场成为有效提高气化效率的关键措施。
多喷嘴对置式气化炉运用撞击流原理，气化炉流场结构可分为六个区域：射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区。
合理的流场使得颗粒在气化炉内的停留时间分布更利于气化过程的进行，大大降低了短路物料的比例，提高了碳转化率；平推流长，在有限的空间内延长了物料在气化炉内停留时间，使得水煤浆气化反应进行更为完全，气化指标优，大型化优势尤为显著。
在大型化炉型设计上将进一步优化气化炉的高径比、选择更为合理的停留时间分布，提高炉内单位容积内颗粒浓度，强化颗粒间碰撞，为提高气化效率创造良好的条件。
煤炭气化技术的应用——根据实际情况选择煤气化技术浅析
简介
煤气化技术发展至今已有一百多年的历史，从道路照明、民用燃料、工业燃气、化工合成原 料到今天大型化工能源合成和先进的煤炭气化联合循环发电（ＩＧＣＣ），在规模上，技术上均发 生了翻天覆地的变化。
目前国际上考虑最为紧迫的煤炭能源问题是清洁转化、制取液态燃料（煤变油）、制取氢 能、制取高纯合成气，通过煤气化经燃气——蒸汽联合循环、燃料电池循环发电、煤气化制合成 气、制高清洁汽油、柴油、醇醚燃料可大幅度提高过程效率和环境品质。煤气化制氢当前主要 用于合成氨，和可用于炼油厂的加氢裂解、加氢提质。我国经济在快速的发展中，更面临着能 源资源和环境限制的瓶颈。鉴于我国富煤少油少气的特点，煤气化更成为煤炭能源清洁高效转 化的重要基础，近２０年来特别是最近的几年我国工业已大量引进欧美等先进煤气化技术，我 国研究人员也开发了自己的气化技术，但面对我国大规模国家需要和市场需求，面对我国各地 煤种差异性大，煤炭资源的自身特点（如高灰含量、高灰熔点、高硫等），如何认清、选择和优化 已有技术，自主研发、大力推广新工艺、新设备等仍是我们要重点考虑的问题。
一１０一
１．１固定床气化炉 常见的固定床（移动床）气化炉有间歇式气化炉（ＵＧＩ）和连续式气化炉（鲁奇Ｌｕｒｇｉ）两种。 固定床间歇式气化炉国外已于２０世纪６０年代初废弃。我国于２０世纪４０年代引进ＵＧＩ炉，５０ 年代改烧无烟煤，主要用于制氨和甲醇，至今尚有６００余家在使用。随着能源政策和环境的要 求越来越高，不久的将来，会逐步为新的煤气化技术所取代。连续式气化炉应用碎煤加压气化 技术，２０世纪３０年代由德国鲁奇（Ｌｕｒｇｉ）公司开发成功，是逆向气化，煤在炉内停留时间长达 ｌｈ，反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低，碳转化率高，气化效率高，可以使用劣质煤气化， 在世界各国得到广泛应用。但气化炉结构复杂，炉内设有破粘和煤分布器、炉篦等转动设备， 制造和维修费用大；入炉煤必须是不粘块煤，原料采购成本较高；出炉煤气中含焦油、酚等，污 水处理和煤气净化工艺复杂、流程长、设备多，增加了投资和成本。鲁奇炉的产品气适合做城 市煤气。我国云南解化集团和山西天脊集团采用该技术生产合成氨。鲁奇气化炉生产合成气 时。气体成分中甲烷含量高（８％一１０％），且生产流程长，投资大；因此，鲁奇气化炉不适宜生产 合成气。 １．２流化床气化炉 流化床气化炉的气化剂由炉下部吹入，使细粒煤（小于６ｍｍ）在炉内呈并逆流反应，煤粒 （粉煤）和气化剂在炉底锥形部分呈并流运动，在炉上筒体部分呈并流和逆流运动，使炉内的煤 粒在流化状态下气化，在燃烧产生的高温条件下，气固两相充分混合接触，发生煤的还原反应， 最终实现煤的气化。常见的流化床气化炉有温克勒（Ｗｉｎｋｌｅｒ）、灰团聚（Ｕ—Ｇａｓ）、循环流化床 （ＣＦＢ）、加压流化床（ＰＦＢ是ＰＦＢＣ的气化部分）以及中国科学院山西煤炭化学研究所研发的 灰熔聚气化炉等。目前较成功的流化床气化炉有鲁奇公司开发的循环流化床（ＣＦＢ）和中国科 学院山西煤炭化学研究所研发的灰熔聚气化炉。 １．２．１循环流化床气化炉（ＣＦＢ） 鲁奇公司开发的循环流化床气化炉（ＣＦＢ）可气化各种煤，也可以用碎木、树皮、城市可燃 垃圾作为气化原料，水蒸气和氧气作气化剂，气化比较完全，气化强度大，是固定床的２倍，碳 转化率高（９７％），炉底排灰中含碳２％一３％，气化原料循环过程中返回气化炉内的循环物料 是新加入原料的４０倍，炉内气流速度为５—７ｍ／ｓ，有很高的传热、传质速度，气化压力 ０．１５ＭＰａ，气化温度视原料情况进行控制，一般控制循环旋风除尘器的温度在８００—１０５０℃之 间。鲁奇公司的ＣＦＢ气化技术在全世界已有６０多个工厂采用，正在设计和建设的还有３０多 个工厂。ＣＦＢ气化炉基本是常压操作，ｌｋｇ煤消耗气化剂水蒸气１．２ｋｇ，氧气０．４ｋｇ，可生产煤 气１．９～２．Ｏｍ３。煤气成分（ＣＯ＋Ｈ：）＞７５％，甲烷含量２．５％左右，二氧化碳含量在１５％，低于 德士古炉和鲁奇ＭＫ型炉煤气中二氧化碳含量，有利于合成氨的生产。但国际上尚无生产合 成气先例，在未取得应用于合成氨厂的工业化成功经验之前应慎重。 １．２．２灰熔聚流化床气化炉 自２０世纪８０年代开始，中国科学院山西煤炭化学研究所独立研究开发了具有国际先进 水平的灰熔聚流化床粉煤气化技术。灰熔聚炉属单段流化床，结构简单，煤种适应性宽，对煤 的灰熔点没有特殊要求。以０～８ｍｍ粒径的干粉煤为原料，气化压力０．０３ＭＰａ，用富氧（氧浓 度为９２％，压力不小于０．１３ＭＰａ）、水蒸气作气化剂。粉煤和气化剂从气化炉底部连续加入，从 中心管（射流区）送人部分氧气，在炉内１０５０～１ １０００Ｃ的高温下进行快速气化反应，被粗煤气 夹带的未完全反应的残碳和飞灰，经两级旋风分离器回收，再返回炉内进行气化，碳转化率达
新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉技术的研发及在洁净煤领域的应用前景
新型 ( 多喷嘴对置 ) 水煤浆气化炉技术的研发及在洁净煤领域的应用前景陈建利 ( 山东兖矿国泰化工有限公司滕州 277527) 2007-01-17新型 ( 多喷嘴对置 ) 水煤浆气化炉是国家“九五”重点科技攻关项目，由华东理工大学、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完成，是我国首创的煤气化关键设备。
该技术于 2000 年 11 月 1 日在北京通过了由原国家石油和化学工业局组织的专家鉴定，与会专家对新型水煤浆气化炉技术给予了高度的评价，认为所开发的新型 ( 多喷嘴对置 ) 水煤浆气化炉技术性能优于德士古气化炉，已经达到国际领先水平，并可望在以下方面发挥作用：推进化肥领域的技术进步；促进动力燃料及大宗化学品原料路线由油基向煤基的转换；促进煤清洁利用产业的发展。
1新型 ( 多喷嘴对置 ) 水煤浆气化炉的技术特点及工艺流程概述1.1技术特点水煤浆气化的控制步骤是热质传递。
新型( 多喷嘴对置) 水煤浆气化炉通过喷嘴配置、气化炉结构及尺寸优化，形成撞击流以强化混合，这不仅使炉内气流场及温度分布合理，而且优化了气化效果，减轻了对耐火衬里的损伤，为实现长周期运转创造了条件。
1.2工艺流程概述新型水煤浆气化炉流程示意见图1和图 2。
(1)气化煤与水、煤浆添加剂进入煤磨机，制得煤浆浓度为60％～ 65％ ( 质量分数 ) 的煤浆，经煤浆给料泵加压后，进入 4 只工艺烧嘴；来自空分装置的纯氧分 4 路经氧气流量调节后进入工艺烧嘴；水煤浆与氧气一起通过工艺烧嘴喷入气化炉，在气化炉内形成撞击反应区，进行部分氧化反应，生成的粗合成气、熔渣一起向下进入气化炉激冷室，大部分熔渣在水浴中经激冷固化后落入激冷室底部，然后进入锁斗收集，定期排放；粗合成气出气化炉，通过加湿混合后送入水洗塔进行洗涤除尘，含尘量<1 mg／m3的合成气送合成气净化系统。
来自气化炉激冷室、水洗塔底部的黑水分别经过减压送入高温热水塔，然后送入真空闪蒸器进行真空闪蒸；闪蒸后的黑水进入澄清槽，加入絮凝剂以强化沉降；浓缩的黑水经澄清槽底部被泵送入压滤机，澄清的灰水大部分经闪蒸气加热回收热量后返回系统，其余去废水处理工序，无环境污染。
清华炉在山西阳煤丰喜集团的应用
山西阳煤丰喜集团公司
2018/10/20
三、清华炉示范项目简介
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清华炉气化装置是以山西丰喜肥业（集团）临猗分公 司30万吨／年甲醇项目，一期工程年产10万吨甲醇 项目依托进行建设的。一期工程于2003年开工建设 ，于2006年元月23日一次化工投料成功，气化炉一 开一备，装置投运后，当月即达设计要求。 2007年10月20日石油和化学工业协会组织了现场考核 时，截至2007年10月20日，累计自然天数637天， 运行天数603天，在这637天期间运转率94.66%， 平均日负荷率107.3%，年负荷率达到120%。达到 了国内外以水煤浆为原料的同类装置运行的先进水平 。 2007年12月顺利通过了国家组织的专家组现场考 核和技术鉴定，专家们一致认为：“该技术优于国外 同类技术，具有国际先进水平”。
山西阳煤丰喜集团公司
2018/10/20
气化示范装置建设概况
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山西阳煤丰喜集团公司
2018/10/20
气化示范装置建设概况
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北京达立科科技有限公司
2018/10/20Fra bibliotek化示范装置建设概况
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北京达立科科技有限公司
2018/10/20
五、清华炉示范工程技术集成的主要内容
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清华炉在丰喜的应用过程中，针对水煤浆气化存 在的问题，进行了全流程的优化，从磨煤开始， 对气化炉、锁斗、排渣系统、洗涤塔、闪蒸系统 都进行了改进优化，使清华炉更能安全稳定长周 期运行。
山西阳煤丰喜集团公司 2018/10/20
二、煤气化技术的选择
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我公司原有煤气化炉是以白煤为原料的常压固定床间歇气化 炉，由于白煤价格高，采购困难。2002年我们决心采用 新技术，对原料结构进行调整，以适应企业的发展。 2002年在国内可以比较的有四种技术： 1.德国鲁奇炉：以碎煤为原料，主要应用厂家有天脊集团（ 原山西化肥厂）、义马煤气化厂、哈尔滨气化厂。此煤气 化工艺成熟，但存在以下问题：第一、气体中含有焦油， 处理流程长，第二、气体中甲烷含量较高，还需配套建设 甲烷转化装置；第三、污水难于处理，没有一种有效的处 理方法。
煤气化炉是煤化工产业的龙头
煤⽓化炉是煤化⼯产业的龙头煤⽓化炉是煤化⼯产业的龙头，粉煤⽓化技术是发展煤基化学品、煤基液体燃料、IGCC发电、多联产系统、制氢等⼯艺过程的共性技术和关键技术。
由于合成氨、甲醇、⼆甲醚、煤制油、煤制烯烃等产业的快速发展，中国的煤炭⽓化⼯艺正由⽼式的UGI炉块煤间歇⽓化迅速向先进的粉煤⽓化⼯艺过渡，呈现出对各类粉煤⽓化技术装备的强劲需求。
上世纪80年代，我国引进了鲁奇固定床、U-gas流化床、德⼠古⽓流床煤⽓化技术，近期⼜形成新⼀轮引进壳牌技术的热潮，世界上所有的类型煤⽓化技术在我国⼏乎都有应⽤。
⽓化⼯艺按进料⽅式不同分⼲煤粉进料和⽔煤浆进料，按炉内⽓流⽅向分上⾏和下⾏两类，按换热⽅式分废锅型和直接⽔激冷型，按喷嘴的数量和布置分单喷嘴直喷和多喷嘴对喷，按⽓化炉内是否衬有耐⽕保温材料分热炉壁和⽔冷壁，按进料⽅式分⼀段式和两段式等等。
对这些煤⽓化技术的评价也是众说纷纭。
德⼠古煤⽓化技术（国外）该⽓化炉主要结构是⽔煤浆单喷嘴下喷式，⼤部分是采⽤⽔激冷⼯艺流程，但在IGCC发电项⽬的，也采⽤废锅流程。
单炉容量⽬前最⼤可达⽇投煤量2000吨，操作压⼒⼤多采4MPa、6.5MPa，少数项⽬也已达到8.4MPa。
我国引进该技术最早的是⼭东鲁南化肥⼚，于1993年投产，后来⼜有若⼲⼚使⽤，⽬前已有⼗来家。
德⼠古⽓化技术经过近30年的应⽤，⽆疑是成熟的技术。
我国应⽤也已⼗多年，从技术的掌握和操作的熟练，设备的国产化和配套的耐⽕材料的制造都有较⼤优势。
它的主要优点是⽔煤浆带来的，即较容易把压⼒升上去。
如南化的⽓化炉压⼒达到了8.4MPa，这样就可能实现不需压缩直接合成甲醇，节省了压缩能耗。
神华集团煤制油公司技术顾问陈家仁指出，德⼠古⽓化技术存在的主要不⾜也与⽔煤浆有关，⽔煤浆中含有40%的⽔，使它的热值降低。
对煤质的限制变得较严格，如成浆性差的煤、灰分较⾼、灰熔点⾼的煤经济性较差；⽓化效率相对较低，碳转化率约为95%。
晋华炉气化技术装置的应用
晋华炉气化技术装置的应用肖廷文;孙双红【摘要】介绍了晋华炉的工艺流程及特点、关键设备及煤种试烧情况,阐述了装置运行以及在节能、环保、投资费用等方面的情况.晋华炉一炉多供,实现了同时供化工合成气、供工艺和动力用的高压及高品质蒸汽,为煤炭领域及煤化工清洁、绿色生态、高效发展提供了保障,并为企业带来了良好的经济效益和社会效益.【期刊名称】《氮肥与合成气》【年(卷),期】2018(046)001【总页数】3页(P1-3)【关键词】晋华炉;水煤浆气化;辐射废锅;水冷壁【作者】肖廷文;孙双红【作者单位】[1]阳煤集团朔州能源有限责任公司,山西朔州036800;;[2]阳煤丰喜肥业〔集团〕有限责任公司,山西运城044000;【正文语种】中文【中图分类】TQ545近年来，随着国内煤化工产业的迅猛发展，固定床、气流床、流化床等各种煤气化技术如雨后春笋般蓬勃发展，气流床加压煤气化工艺技术由于具有单炉产气量大、气化炉结构简单、合成气质量好、煤种适应性较宽等优势，得到了广泛的应用，逐渐成为国内煤气化工艺技术的主流。
气流床工艺主要有粉煤气化和水煤浆气化，粉煤气化以壳牌公司的Shell粉煤气化和国内的航天炉为代表，水煤浆气化技术主要有GE公司的德士古气化技术、华东理工大学与兖矿集团合作开发的多喷嘴对置式气化专利技术以及清华大学与阳煤丰喜、阳煤化机合作研发的晋华炉煤气化专利技术等[1-5]。
这些气化技术的共同特点是：煤种适应性较宽，可利用粉煤制浆，气化炉生产能力较大，操作温度高，排渣形式为液态排渣，碳转化率较高，煤气中甲烷含量低，没有焦油、苯、萘、酚等污染物产生，气化炉灰渣可以用来制作水泥、陶粒、保温材料、城市渗水砖、地板砖及家具等，“三废”处理简单，易达到环保要求，对环境友好，生产控制水平较高，易于实现生产过程自动化及计算机控制。
其中晋华炉解决了水煤浆气化炉氧耗煤耗偏高的问题，现就晋华炉气化技术运行情况进行总结。
1 晋华炉简介晋华炉是阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司、山西阳煤化工机械(集团)有限公司与清华大学山西清洁能源研究院在原清华Ⅱ代炉(水冷壁水煤浆气化炉)的基础上共同开发的合成气/蒸汽联产水煤浆水冷壁煤气化炉，是经过多年的实践和创新，通过产、学、研相结合，完成了专利研究、工艺包、工程设计和工程建设的新型、高效、节能的煤气化技术。
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航天工程公司
公司是国内煤气化领域典型的既拥有自主核心技术又拥有工程转化能力的专业化工程公 司，是专业提供煤化工工程设计、技术服务、成套装备及工程总承包的工程公司，是“十 一五”期间全国石油和化工行业节能减排优秀服务单位，是北京市高新技术企业、北京市 专利引擎试点企业和中关村高新技术企业。 公司拥有化工石化医药行业（化工工程、石油及化工产品储运、生化、生物药、中成药） 专业甲级资质、压力容器A1/A2/A3级设计资质、压力管道GB类/GC类/GD类设计资质和工程 咨询甲级资质。
思考4、充分重视环保问题，有些处理技术在我国还没有完全成熟，导致 一些大型工业示范装置的排放达不到环保标准，这些项目规模大，排放 量也大，如果排放不达标，将会导致生态灾难，因此要引起充分重视。 我国这些年经济高速发展，现在环境保护已经变成国家高度重视的问题， 建议在已出现的问题没有解决之前，放慢脚步，科学论证，避免重复同 样的问题。
我 国煤化 工技术这 些年获 得了巨 大的进步 ，煤气 化技术 也得到了 长足发 展，形 成了丰 富多彩 的技术市 场，为 煤化工 行业的发 展起到 了推动 作用，业 主选择 技术 时不再 捉襟见 肘，这是 件好事 ，但同 时业主也 需擦亮 眼睛， 仔细分析 ，选择 到最 适合自 己的煤 气化技术 ，避免 在众多 的技术选 择中迷 了双眼 ，把好事 变坏事 。
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大型气化炉在煤化工应用的思考
技术指 标 技术特 点
综合性 能
粉 煤气 化之 间比 较关 键因素
名称
HT–L
比煤耗、 比氧耗、电耗、 水耗、 副产蒸汽等 粉煤输送 稳定性 烧 嘴寿命 激 冷方式 粗煤气降 温方式 粗煤气除 尘方式 装 置投资 装置 维护费用 运行可靠性 %
（ 单炉每年运行天 数/330） 设备国产 化水平
思考 2、 逐步建 立科学 的分析方 法和评 价手段 。业主常 常纠结 于几种 粉煤气化 技术 之间 的比较 和粉煤 气化与水 煤浆气 化技术 之间的比 较，比 较时应 考虑的因 素见以 下两 表：
中国运载火箭技术研究院
China Academy of Launch vehicle Technology
大型气化炉在煤化工应用的思考
思考6、大规模工厂选择气化技术时，要把气化装置本身的安全性、可靠 性放在首要位置，充分考虑气化炉自动化运行的可靠性，如果气化炉数 量较多，而运行可靠性的高低取决于操作工人丰富经验的话，实现工厂 满负荷稳定运行、达标达产就会比较困难，导致达不到预定的经济指标， 现在多个投产的工厂都出现了类似问题。
空分 装置 二氧化 碳压缩
原料煤
煤 浆添加剂 空 分用蒸汽 气 化用蒸汽
气化 用电 空分 用电 二氧化 碳压缩用电
合 成气压力 能差值蒸汽（4 .0Mpa，420℃ ） 燃料气
氨冰 机消耗蒸 汽（4.0Mpa，4 20℃） 气 化、透平 及变换用循环水 用电
变 换产蒸汽 （折合成4.0M pa， 420℃过热 蒸汽） 水 冷壁副产 蒸气
Shell(壳牌), GSP，科林 HT-L(航天炉)……
·38·
中国运载火箭技术研究院
China Academy of Launch vehicle Technology Nhomakorabea气
航天工程公司
2014 石化产业发展大会
大型气化炉在煤化工应用的思考
思考 1、 每个气 化技术 都有其 自身特点 ，选择 时需根 据煤质特 点科学 分析， 尤其应 避免 出现： 应用煤 质明显 不适用所 选择的 气化技 术，一旦 出现这 种情况 ，就会 出 现工 厂可靠 性低、 难以完 成设计产 量的现 象，且 成本也失 去竞争 力。如 成浆性 很 差的 煤、高 灰熔点 煤选用 水煤浆气 化，热 稳定性 、热强度 差的煤 选用固 定床气 化 等。
右 ，煤炭消费量达36.1亿吨，煤炭占能源消费总量比重约为70%。 ¾ 随着我国国民经济的强劲增长，以煤为原料的煤化工成为我国化学
工业的重要组成部分。 ¾ 十一五、十二五期间，我国煤化工技术快速发展，突破了多项大型
煤化工相关技术，如煤制烯烃、煤制油、煤气化等，取得了巨大的 成绩，同时，通过众多煤化工项目的投产运行，也反应出一些问题， 如关键技术选择失误、资源缺少优化利用、环保不达标等问题，全 行业应共同努力解决这些问题。
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航天工程公司产业基地
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航天工程公司 ·43·
2014 石化产业发展大会
二、航天煤气化技术主要特点
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大型气化炉在煤化工应用的思考
煤气化技术分类
根据气化炉的结构特点和物料在气化炉中进行转化的运动方式，可分为： 固定床气化 → 常压固定床，碎煤加压气化，BGL 流化床气化 → U-Gas，恩德炉，灰熔聚 气流床气化 → GE-Texaco(德士古),四喷嘴，清华炉……
SiC耐火 料
种转换和气化炉运行调节，可以有效克服煤质波动带来的
不利因素。
¾炉膛温度测点应用原理如图2，当气化温度正常时，炉膛
渣层
温度测点受渣层保护，其显示温度小于500℃，当气化温度
偏高时，渣层减薄，炉膛温度测点显示温度会升高，当气
炉膛温 度测点
化温度偏高较多、渣层厚度不足以覆盖测点时，测点显示 温度将会大于1000℃，在这个过程中，操作人员将减小氧
粉煤气化 安全 稳定性
水 煤浆气化 成浆性 灰熔点
气化 炉
中国运载火箭技术研究院
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航天工程公司
大型气化炉在煤化工应用的思考
思考3、对于大型煤化工项目，往往配套独立的煤炭资源，特别是新疆地 区煤化工项目，煤炭不能考虑外销，在项目设计时要考虑块煤和末煤综 合利用问题，否则大量的末煤无法利用，将会造成环境污染和资源浪费。
思考5、充分重视节水问题，对富煤缺水地区的煤化工项目，应加大投入 开发节水技术（航天工程公司已完成循环水空冷技术的中试），最大限 度节约水资源，实现可持续发展。
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中国运载火箭技术研究院
China Academy of Launch vehicle Technology
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2014 石化产业发展大会
图2 炉膛温度测点原理图
煤比，避免水冷壁烧损。
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二、航天煤气化技术主要特点
7.设置可视化火焰监测系统覆盖点火、开工、投煤全过程 8.可靠的DCS/ESD控制系统 9.自主知识产权、设备国产化 ¾自主知识产权、全部设备国产化，投资、维护和运行费用低。 ¾技术服务及时、周到。人员培训、技术交流、售后服务方便。 10.气化炉系列化 ¾目前已有两种规格气化炉，即：40bar压力、日投煤量750吨和1500-2000吨规模，并正在 开发日投煤量大于3000吨的气化炉。
思考7、对于无烟煤（三高煤）的气化问题，粉煤气化可以实现100%使 用无烟煤。
在考虑无烟块煤的应用时，首先随着新型煤气化技术在氮肥行业应 用的增多，无烟块煤的超值空间将会缩小；其次，块煤磨成末煤的成本 增加远远低于不同类型气化技术带来的成本差距。
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2014 石化产业发展大会
国产大型气化炉 在煤化工中的应用
航天长征化学工程股份有限公司
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大型气化炉在煤化工应用的思考
煤化工在我国的重要地位
¾ 我国能源构成特点： 贫油、少气、富煤 ¾ 煤炭占能源消费总量的比例大，2013年全国煤炭产量完成37亿吨左
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公司 的核心 技术“ 航天粉 煤加压气 化技术 ”具有 完全自主 知识产 权，已 申 报 专利8 1项，已 获得授 权29项 ，其中发 明专利 17项， 实用新型 12项， 3项PCT 国 际 专利授 权，已 通过多 家跨国 公司的专 利独立 性审查 。该技术 是国家 重点推 广 的 洁净煤 利用技 术，被 列为国 家战略性 新兴产 业的重 点产品。
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航天工程公司 ·37·
2014 石化产业发展大会
大型气化炉在煤化工应用的思考
煤气化技术的重要性
¾ 煤气化是发展化工、煤基液体燃料合成、先进IGCC发电、多联产 系统、制氢等工业的基础。
¾ 煤气化将固体煤炭转化为洁净的气体，同时要求高效、环保、安 全、可靠、投资省等，难度大。
利用航天产品研制条件
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依托航天动力技术积 累
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20 05年3 月立项，正式启动创新研发 工作。 20 08年1 0月，航天工程 公司设计完成的河南濮阳 龙宇15万吨/年煤制甲醇和 安徽晋煤中能20万 吨/年煤 制合成氨两套工业 示范装置相继投料成功， 被誉为“航天技术应 用产业的‘神七’ ”。 20 09年1 0月，“ HT-L航天粉煤加 压气化技术”通 过了由中国石油和化 学工业协会组织的 科技成果鉴定， “H T-L航天粉煤加 压气化技术”达到国际领 先水平。 “HT-L航天粉煤加压气 化技术”在研发过程中， 得到了国家有关 部委、北京经济技术 开发区和中国航 天科技集团公司的 大力支持。 20 07年，HT-L航天粉煤 加压气化技术“日处理煤 25 万吨/ 年先进煤气化技术 工业化示范项目” 获得国 家发改委2 007年循 环经济高技术产业化重大 专项支持。 20 09年，“HT-L 航天粉煤加压气 化技术”被列入 国家发改委2 4号公告 《国家重点节能技 术推广目录》。 20 10年，“HT-L航天粉 煤加压气化技术”被列入 工业和信息化部 ”工信部节[2010 ]104号《关 于印发 聚氯乙烯等17个重 点行业清洁生产技术推行 方案的通知》——《 氮肥行业清洁生产 技术推行方案》 ”。