Texaco气化工艺
Shell、Texaco和U-gas气化技术方案比较
Shell、Texaco、U-gas气化技术方案比较一、原料的适应性Shell和U-gas煤种的选择不是技术问题，而是经济问题，它能适应褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤等煤种以及石油焦等原料，也可以二者惨混的混煤，并可以气化高灰分（5.7~24.5%,shell最高35％，U-gas最高55％）、高水分（4.5~37%）和高硫分的劣质煤，在原料的选择上有很大的灵活性。
GE(Texaco)煤气化工艺也能使用很多煤，如烟煤、次烟煤、石油焦和煤液化残渣。
但在煤种选择上有以下要求：1、应选用含水低，尤其是内水低的煤种，否则不利于制成高浓度的水煤浆，对内水含量高的褐煤成浆性差，一般要求小于15％；对褐煤应用有限制。
2、选用灰熔点低和灰粘度适宜的煤种，灰熔点FT(T3宜低于1300℃)，否则会影响气化炉耐火砖的使用寿命。
对高灰熔点的煤应用有限制。
3、要求灰分小于20％。
二、备煤SHELL用煤需要将煤研磨到90％的粒度小于100um，然后用惰性气体的热风干燥，煤中含水量控制在2％以下，以利于气体输送干粉进料的要求。
GE通常采用湿磨工艺，小于10mm粉煤与水、添加剂同时加至磨煤机，过筛后制得高浓度水煤浆。
制浆要求煤粉的粗细颗粒要求有合理的比例：一般通过420um煤粉占90～95％，通过44um的占25～35％，研磨后加入稳定剂，可使水煤浆浓度提高1～2％，达到60～67％工业应用水平。
U-gas需要将煤粉碎到6mm以下，然后干燥外水在4％左右即可。
三、加煤方式和安全性SHELL和U-gas煤气化工艺均采用氮气或二氧化碳输送到缓冲仓，再又上述气体将煤输送到气化烧嘴或喷嘴，整个过程密封，运行稳定可靠，但锁斗系统操作相对复杂。
GE通过中间槽、低压泵、煤浆筛入煤浆槽，再由高压煤浆泵输送到气化炉，但高压煤浆泵的要求较高，需要定期更换内隔膜衬里。
四、气化系列配置SHELL不用备炉，并已经在2000t/d生产装置中得到验证，装置运转率达到95％以上。
水煤浆气化工艺原理
热效率是评价整个煤气化过程能量利用的经济技术指标。气化效率侧重于评价能 量的转移程度，即煤中的能量有多少转移到煤气中; 而热效率则侧重于反映能量 的利用程度。
比煤耗
比煤耗=单位时间内消耗的干煤量/单位时间生产（CO+H2）量，单位kg/km3(标态) 比氧耗
比 氧耗 = 单 位 时 间内 消 耗 的 氧气 量 /单 位 时间 生 产 （CO+H2 ） 量 ， 单位 m3( 标 态)/km3(标态)
➢二次反应：
C+ CO2→2CO 2CO + O2→2CO2 CO+ H2O→H2 + CO2 CO+3H2→CH4 + H2O 3C+2H2O→CH4 + 2CO 2C+ 2H2O→CH4 + CO2
Q = -173.3kJ/mol Q= 566.6kJ/mol Q= 38.4kJ/mol Q= 219.3kJ/mol Q = -185.6kJ/mol Q= -12.2kJ/mol
（三）、煤气化过程的主要评价指标
反映煤气化过程经济性的主要评价指标有气化强度、单炉生产能力、气 化效率、热效率、比煤耗、比氧耗等。 气化强度
所谓气化强度，即单位时间、单位气化炉截面积上处理的原料煤质量或 产生的煤气量。
一般常用处理煤量来表示。气化强度越大，炉子的生产能力越大。气化 强度与煤的性质、气化剂供给量、气化炉炉型结构及气化操作条件有关。
二、气化工艺原理
（四）、气化炉主要操作参数
煤浆浓度的影响
水煤浆的浓度及成浆性能，对气化率、煤气质量、原料消耗、煤浆的输送 及雾化等有很大的影响。如果水煤浆浓度太低，则进入气化炉的水分增加， 水分在蒸发时要消耗大量的热量，为了维持炉温，势必要增加氧量，比氧 耗增加，有效气体成分CO+H2的含量和气化效率都会降低。 氧/煤配比的影响
德士古煤气化工艺分析
德士古煤气化工艺分析作者：刘强来源：《环球市场》2017年第17期摘要：我国的德士古煤气运行水平明显低于国际水平，为了提高德士古运行水平，保证工作效率，因此有必要对德士古煤气化工艺进行分析。
文章指出德士古煤气化技术优势和劣势，通过分析德士古煤气化技术工艺组成部分指出其工艺要点，讨论了德士古煤气化技术废气、废气处理。
关键词：德士古；煤气化；工艺分析引言德士古（Texaco）水煤浆气化技术是国内外成功应用的煤气化技术之一，但据有关统计数据显示，国内装置的运行整体水平低于国际水平。
企业安全生产、提高经济效益的前提条件就是煤气化工艺及装置的长周期安全运行，因此煤气化工艺以及装置的长周期安全运行受到了高度关注，达到装置安、稳、长、满、优运行是企业迫切需要达到的目标。
1德士古煤气化工艺分析1.1德士古煤气化技术水煤浆加压气化技术，属气流床加压气化技术，原料煤磨制成水煤浆后经泵进入气化炉顶部单烧嘴下行制气，原料煤输送、制浆、泵送入炉系统比干粉煤加压气化要简单明了。
德士古煤气化技术原料煤适用范围广泛，烟煤、无烟煤、气煤、高硫煤、次烟煤及低灰熔点的劣质煤、石油焦等都可以用作气化原料。
1.2德士古煤气化技术优缺点1.2.1优点。
德士古气化工艺可以利用烟煤、次烟煤、石油焦以及煤加氢液化残渣等。
不受灰熔点限制，由于煤最终要磨制成水煤浆，所以煤的块度大小不受限制。
排渣经排渣系统固定程序控制，无需停车，气化开停车次数少，保证操作系统稳定。
炉内气化压力高，节约了能耗和成本；合成气质量较好，炉内气化温度高；安全性能较高，气化系统水在本系统循环使用，外排废水较少，比较环保。
1.2.2缺点。
煤在磨制成煤浆的过程中，由于磨料的相互碰撞，不可避免地产生噪音污染，一般制浆厂房的噪音都在95dB以上，给现场操作人员的身体健康带来极为不利的影响。
煤浆泵备件消耗高，购买周期长，水煤浆气化耗氧量高，需要备用热源，气化炉耐火材料寿命短。
2德士古煤气化工艺分析2.1工艺流程水煤浆气化过程有煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序：将煤、石灰石、添加剂称量后加入到磨煤机中，与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆；煤浆由高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在1300-1400℃下送入气化炉工艺喷嘴开始氧化成为粗煤气；经喷嘴洗涤器粗煤气进入碳洗塔，冷却除尘后进入一氧化碳变换工序；经灰水处理工段4级闪蒸处理后，一部分气化炉出口灰水返回碳洗塔作洗涤水，通过泵进入气化炉，剩余部分灰水作废水处理。
几种常用煤气化技术的优缺点
几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛，种类很多，目前在国内应用的主要有：传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等，下别分别加以介绍。
一 Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后，发展迅速，目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行，在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。
Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序：将煤、石灰石（助熔剂）、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中，与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆；煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在1300～1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔，冷却除尘后进入CO变换工序，一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水，经泵进入气化炉，另一部分灰水作废水处理。
其优点如下：（1）适用于加压下（中、高压）气化，成功的工业化气化压力一般在4.0MPa 和6.5Mpa。
在较高气化压力下，可以降低合成气压缩能耗。
（2）气化炉进料稳定，由于气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送，所以煤浆的流量和压力容易得到保证。
便于气化炉的负荷调节，使装置具有较大的操作弹性。
（3）工艺技术成熟可靠，设备国产化率高。
同等生产规模，装置投资少。
该技术的缺点是：（1）由于气化炉采用的是热壁，为延长耐火衬里的使用寿命，煤的灰熔点尽可能的低，通常要求不大于1300℃。
对于灰熔点较高的煤，为了降低煤的灰熔点，必须添加一定量的助熔剂，这样就降低了煤浆的有效浓度，增加了煤耗和氧耗，降低了生产的经济效益。
而且，煤种的选择面也受到了限制，不能实现原料采购本地化。
（2）烧嘴的使用寿命短，停车更换烧嘴频繁（一般45～60天更换一次），为稳定后工序生产必须设置备用炉。
无形中就增加了建设投资。
Texaco、GSP两种煤气化工艺在神华宁煤的应用分析
送 出界 区进行处 理 ， 外排量 很少 ， 且 可 以将 难 以处理 的工业废水用 于水煤浆的配制 ， 减轻 了对环境 的污染 。
１ ． ２ ＧＳ Ｐ气 化 工 艺
利用 宁夏地 区的煤 炭资源 ， 宁东能源化工基 地开 发建 设 了多个 大 型煤化 工项 目 ，其 中已建成 投产 的
有 耐火保温材料 可分为热炉壁 和水冷壁 两种 ； 按 进料
丘里洗涤器进入洗涤塔除尘和冷却后 ， 送往变换工序 。 气化 炉 与洗涤 塔排 出的 黑水进 入黑水 闪蒸 系统
进 行处理 ， 处 理后 的灰水 大部分 循环 利用 ， 另 有少量
方式 可分 为一段 和两段两种 乜 ］ 。因此 ， 气 流床气 化技 术形 式和种类很 多 ，有各种不 同的组合 方式和 炉型 ， 其 中 比较典型 的有 Ｔ ｅ ｘ ａ ｃ ｏ 工艺 、四喷嘴工艺 、 Ｇ Ｓ Ｐ工
１ 工 艺 流 程
１ ． １ Ｔｅ ｘ ａ ｃ ｏ气 化 工 艺
冷后落 入底部水浴 中固化 ， 同样经锁渣 罐定期 排人渣
池 。从激 冷室 出来 的粗合 成气 经两 级文丘 里洗 涤除
宁煤 煤化工 甲醇项 目采 用 Ｔ ｅ ｘ ａ ｃ ｏ 水 煤浆气 化工
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － ０ ９ — ２ ３
２ ５万 ｔ ／ ａ甲醇项 目和 ５ Ｏ 万 ｔ ／ ａ 烯烃项 目气化装 置分
宁煤 煤化 工烯 烃项 目气 化装 置采 用 Ｇ Ｓ Ｐ气 化工
艺 。在 煤粉制备工段 ， 原煤经磨煤机磨 碎至合 适的粒 度（ ８ ０ ％ 以上 的煤 粉粒 度 ＜０ ． ２ ｍ ｍ ） ， 同时 采用 加 热 的
德士古气化
一、Texaco煤气化工艺介绍德士古水煤浆加压气化工艺简称TCGP，是美国德士古石油公司TEXACO在重油气化的基础上发展起来的。
1 945年德士古公司在洛杉矶近郊蒙特贝洛建成第一套中试装置，并提出了水煤浆的概念，水煤浆采用柱塞隔膜泵输送，克服了煤粉输送困难及不安全的缺点。
7 0年代开发并推出具有代表性的第二代煤气化技术，即加压水煤浆气化工艺，70年代末80年代初完成示范工作并实现工业化，80年代投入工业化生产，成为具有代表性的第二代煤气化技术。
德士古水煤浆气化技术包括煤浆制备、灰渣排除、水煤浆气化等技术。
先后在美国、日本、德国及我国渭河、鲁南、上海三联供建成投产多套工业生产装置，经多年的运行实践证明，德士古加压水煤浆气化技术是先进并成熟可靠的。
见下图。
水煤浆经高压煤浆泵加压后与高压氧气(纯度为98％以上)经德士古烧嘴混合后呈雾状，分别经喷嘴中心管及外环隙喷入气化炉燃烧室，在燃烧室中进行复杂的气化反应，反应温度为1350-1450℃，压力为4.0-6.0Mpa，生成的煤气(称为合成气)和熔渣，经激冷环及下降管进入气化炉激冷室冷却，冷却后的合成气经喷嘴洗涤器进入碳洗塔，熔碴落入激冷室底部冷却、固化，定期排出。
在碳洗塔中，合成气进一步冷却、除尘，并控制水气比(即水汽与干气的摩尔比)，然后合成气出碳洗塔进入后工序。
气化炉和碳洗塔排出的含固量较高黑水，送往水处理系统处理后循环使用。
首先黑水送入高压、真空闪蒸系统，进行减压闪蒸，以降低黑水温度，释放不溶性气体及浓缩黑水，经闪蒸后的黑水含固量进一步提高，送往沉降槽澄清，澄清后的水循环使用。
二、德士古水煤浆气化工艺的环保优势德士古水煤浆气化工艺的气化反应是在1200~1500℃的高温下进行的，炉膛中的还原气氛使煤或残留物的有机成分几乎完全分解，并且阻碍了有害于环境的新化合物例如烃类的生成。
典型的灰渣组成如下：灰分组成：这些灰渣与燃煤电厂的灰渣没有什么区别，也被广泛的应用在建材行业中。
Texaco、Shell、GSP三种气化技术对比
• 即选用GSP煤气化技术！
各性能对比见下表：
五、主要工艺指标对比
• 经过以上学习和对比，我组认为：
• 德士古技术是单喷嘴，进料流向不均匀， 煤炭浪费较多。 • shell必须用干粉煤，且煤气中焦油及酚含 量高，污水处理复杂，难以大规模推广. • GSP没有工业化经验，因而没有竞争力，而 相同煤化工规模投资额度比较：Shell>德士 古
3、GSP气化反应原理
GSP 连续气化炉是在高温加压条件下进行的，属 气流床反应器，几根煤粉输送管均布进入最外环隙， 并在通道内盘旋，使煤粉旋转喷出给煤管线末端与喷 嘴顶端相切，在喷嘴外形成一个相当均匀的煤粉层， 与气化介质混合后在气化室中进行气化，反应完后最 终形成以 CO、H2为主的煤气进入激冷室。 以上 3 种气化炉其反应原理基本相同，其反应均 为不完全氧化还原反应生成粗合成气；不同之处是 前者采用的是水煤浆气化，而后两者采用干煤粉气 化。
3、GSP气化炉工艺流程
将预处理好的原料煤在磨煤机内磨碎到适于气化的粒度（对不同煤种有不 同的要求）并进行干燥用输气（N2 或CO2）从加料斗中将干煤粉送到气化 炉的组合喷嘴中。 加压干煤粉，氧气及少量蒸汽通过组合喷嘴进入到气化炉中。气化炉的操 作压力为2.5~4.0MP，根据煤粉的灰熔特性，气化操作温度控制在 1350~1750 ℃。高温气体与液态渣一起离开气化室向下流动直接进入激冷 室，被喷射的高压激冷水冷却，液态渣在激冷室底部水浴中成为颗粒状，定 期的从排渣锁斗中排入渣池，并通过捞渣机装车运出。从激冷室出来的达到 饱和的粗合成气经两级文氏管洗涤后，使含尘量达到要求后送出界区。 激冷室和文氏管排出的黑水经减压后送入两级闪蒸罐去除黑பைடு நூலகம்中的气体成 分，闪蒸罐内的黑水则送入沉降槽，加入少量絮凝剂以加速灰水中细渣的絮 凝沉降。沉降槽下部沉降物经过滤机滤出并压制成渣饼装车外送。沉降槽上 部的灰水与滤液一起送回激冷室作激冷水使用，为控制回水中的总盐含量， 需将少量污水送界区外的全厂污水处理系统。
Texaco-Shell-GSP煤气化技术比较
730 2200 小试厂
商业化装 压力 4.0MPa 1986 年 6
置，生产 温度 1500℃ 月建成，投
H2 和羰
资 2.2 亿马
基合成气
克
联合发电 压力 2.8-3.0 96 年 7 月 MPa，温度 投用，投资
1200-1500℃ 5.1 亿美元
小试装置 气化压力 1.4 小 试 厂 79
气化装 Φ2×10ft，二段反应
发电
年投运。 示 范 厂 83 年 7 月投运
1430 1832
商业化生 压力 2.1MPa 87 年 4 月 产装置， 一段温度 投运 联合循环 1316-1427 发电 ℃，二段
1038℃
中国水煤浆气化装置概况一览表
序 气化装 气化炉台数和形式
号置
煤浆制备
单炉干煤 用途
量（t/d）
主要工 艺条件
2、国内外水煤浆气化装置
到目前为止，国内外已建、在建和拟建德士古水煤浆加压气化装置，加上技 术上相似的道化学气化装置，已达 20 多座，如下表所示：
国外水煤浆气装置概况一览表
序 气化 气化炉台数和形式
号 装置
煤浆制备
单炉干煤 用途
量（t/d）
主要工 艺条件
备注
1 美国蒙 3 台，第 l 台为废锅 棒磨机，试烧评 15～20 中试装 第 1 台设计 3 台分别于
⑦、单台气化炉的投煤量选择范围大。根据气化压力等级及炉径的不同，单 炉投煤量一般在 400～1000t/d（干煤）左右，在美国 Tampa 气化装置最大气化能 力达到 2200t/d（干煤）。
一、Texaco 水煤浆纯氧加压气化技术
1、发展历史 鉴于在加压下连续输送粉煤的难度较大，1948 年美国德士古发展公司 （Texaco Development Corporation）受重油气化的启发，首先创建了水煤浆气化 工 艺 (Texaco coal gasification process) ， 并 在 加 利 福 尼 亚 州 洛 杉 矶 近 郊 的 Montebello 建设第一套投煤量 15t/d 的中试装置。当时水煤浆制备采用干磨湿配 工艺，即先将原煤磨成定细度的粉状物，再与水等添加物混合一起制成水煤浆， 其水煤浆浓度只能达到 50%左右。为了避免过多不必要的水分进入气化炉，采取 了将人炉前的水煤浆进行预热、蒸发和分离的方法。由于水煤浆加热汽化分离的 技术路线在实际操作中遇到一些结垢堵塞和磨损的麻烦，1958 年中断了试验。 早期的德士古气化工艺存在以下明显的缺点。如①、配置煤浆不会应用水煤 浆添加剂和未掌握粒级配比技术，煤浆浓度较低；②、水煤浆制备采用干磨湿配， 操作复杂，环境较差；③、煤浆在蒸发过程中易结垢和磨损；④、分离出的部分 蒸汽（约 50%）夹带少量煤粉无法利用，且在放空时造成污染。 由于在 20 世纪 50～60 年代油价较低，水煤浆气化无法发挥资源优势，再加 上工程技术上的问题，水煤浆气化技术的发展停顿了 10 多年，直到 20 世纪 70 年代初期发生了第一次世界性石油危机才出现了新的转机。德士古发展公司重新 恢复了 Montebello 试验装置，于 1975 年建设一台压力为 2.5MPa 的低压气化炉， 采用激冷和废锅流程可互相切换的工艺，由于水煤浆制备技术得到长足的进步， 水煤浆不再经过其他环节而直接喷人炉内。1978 年和 1981 年再建两台压力为 8.5MPa 的高压气化炉，这两台气化炉均为激冷流程，用于煤种评价和其他研究。 1973 年德士古发展公司与联邦德国鲁尔公司开始合作，于 1978 年在联邦德 国建成了一套德士古水煤浆气化工业试验装置(RCH/RAG 装置)，该装置是将德 士古发展公司中试成果推向工业化的关键性一步，通过实验获得了全套工程放大 技术，并为以后各套工业化装置的建设奠定了良好的基础。
SHELL煤气化工艺与TEXACO水煤浆气化工艺的比较
SHELL煤气化工艺与TEXACO水煤浆气化工艺的比较SHELL煤气化工艺与TEXACO水煤浆气化工艺，是当前先迚而又成熟的两种煤气化技术，已成功地在工业规模上应用多年。
现将两种气化工艺对比分析如下：（1）原料的适应性SHELL煤气化是洁净的煤气化工艺，可以使用褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤等煤种以及石油焦为原料，也可使用两种煤掺合的混煤。
幵成功地将高灰分（5.7～24.5%，最高35%）、高水分（4.5～30.7%）和高硫分的劣质煤种迚行气化。
对于原料煤和燃料煤价差较大地区有可能使其两者合一，既简化贮运系统可又降低生产成本。
对SHELL 煤粉气化工艺，煤种选择已经不是气化技术的制约因素，而是经济因素。
可见该工艺在煤种选择上极具灵活性。
在TEXACO水煤浆气化工艺中也能使用很多煤种：如烟煤、次烟煤、石油焦和煤液化残渣，因而对原料适应性同样是很广的。
但是在煤种选择上需考虑以下两点：1应选用含水低，尤其是内水含量低的煤种，以满足制取高浓度水煤浆的需要；2选用灰融点低和灰粘度适宜的煤种。
灰融点FT（T3）最好低于1300℃，以利于控制合适的气化温度，延长炉内耐火砖的使用寿命，达到降低消耗减轻成本的目的。
（2）入炉煤的准备原料用煤通常是粉、粒混杂不均，需筛选和研磨破碎使其达到一定粒度，以满足输送和气化操作要求。
在SHELL煤气化工艺中，将煤研磨至气化合适粒度的同时，用惰性气体的热风迚行干燥。
出磨机时煤粉的粒度90%wt<100μ，对本项目煤种，煤粉含水量控制在5%（wt）左右，以满足气相输送干粉迚料的要求。
在TEXACO水煤浆气化工艺中，通常采用一段湿磨工艺，小于10毫米粉煤与水、添加剂同时加至磨煤机，过筛后制得高浓度水煤浆。
制浆要求煤粉的“粗”“细”颗粒要有合理比例：一般通过420μ煤粉占90～95%，通过44μ占25～35%较为适宜。
研磨操作中加入稳定剂后，可使煤浆浓度提高1～2%，使煤浆浓度达到60～67%工业应用的水平。
德士古气化技术
Texaco Texaco（（德士古德士古））气化技术德士古气化是一种以水煤气为进料的加压气流床气化工艺。
一、德士古气化的基本原理德士古气化的基本原理德士古水煤浆加压气化过程属于气化床疏相并流反应，水煤浆通过 喷嘴在高速氧气流的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。
氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火砖里的高温辐射作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成一氧化碳，氢气二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气，熔渣和未反应的碳，一起同向流下，离开反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截流在水中，落入渣罐，经排渣系统定时排放。
煤气和饱和蒸汽进入煤气冷却系统。
水煤浆是一种最现实的煤基流体燃料,燃烧效率达96~99%或更高,锅炉效率在90%左右,达到燃油等同水平。
也是一种制备相对简单,便于输送储存,安全可靠,低污染的新型清洁燃料。
具有较好的发展与应用前景。
水煤浆的气化是将一定粒度的煤颗粒及少量的添加剂在磨机中磨成可以泵送的非牛顿型流体,与氧气在加压及高温条件下不完全燃烧,制得高温合成气的技术,以其合成气质量好、碳转化率高、单炉产气能力大、三废排放少的优点一直受到国际社会的关注。
二、Texaco Texaco（（德士古德士古））气化炉技术特点德士古气化炉是一种以水煤浆进料的加压气流床气化装置，水煤浆由气化剂夹带由专门的喷嘴喷入炉内，瞬间气化。
优点优点：：（1）甲烷含量低，利于甲醇与氨的合成（2）设备结构简单，内件很少；理论上可以用于任何煤种（3）具有较长的实际运行经验，操作危险性小，可用率达80%-85%（4）利用水煤浆便于高压泵送的特点，可以制备压力很高的粗煤气（5）能充分利用一切污水源制作水煤浆（6）气化炉的运行费用较低（7）后续的除灰系统比较简化缺点缺点：：对煤质要求方面，要求活性好，灰熔点低，由于其工艺原料是水煤浆（含碳60%左右）要求流动性、成浆性、灰熔点、可磨性、灰份要求严格必须试烧认可，改变煤种也需要经过试烧认可。
任务四：Texaco德士古煤气化技术
项目三
④气化炉炉膛热电偶寿命短 由于气化炉外壳与耐火砖的受热后膨胀系数不同，而发生相互剪切，进而损坏热电偶。
⑤工艺烧嘴寿命短 烧嘴的稳定运行时操作好气化炉的另一个重要因素。烧嘴的寿命短〔1.5个月左右〕而且昂贵〔8万
美元/个。 实际上对水煤浆气化而言，烧嘴的寿命确实较短，目前一般运行周期在两个月左右，主要是由于煤
TEXACO水煤浆气化属气流床气化工艺技术，即水煤浆与气化剂——纯氧在气化炉内特殊喷 嘴中混合，高速进入气化炉反应室，遇灼热的耐火砖瞬间燃烧，直接发生火焰反应。微小的煤粒 与气化剂在火焰中作并流流动，煤粒在火焰中来不及相互熔结而急剧发生部分氧化反应，反应在 数秒内完成。在上述反应时间内，放热反应和吸热反应几乎是同时进行的，因此产生的煤气在离 开气化炉之前，碳几乎全部参与了反应。在高温下所有干馏产物都迅速分解转变为均相水煤气的 组分，因而生成的煤气中只含有极少量的CH4。
兖矿鲁南化肥厂的德士古气化装置，是我国从国外引进的第一套德士古煤炭 气化装置，采用水煤浆进辩在加压下来生产台成氨的原料气体。
目前Texaco气化装置在第二代气流床技术中，建设装置最多、商业运行时间最长、 用于化工生产技术成熟可靠
2
项目三
2、Texaco气化技术特点
主要特点如下：
(1)气化炉结构简单。该技术关键设备气化炉属于加压气流床湿法加料液态排渣设备， 结构简单，无机械传动装置。
冷却水夹套
三套管式烧嘴（三流式）
中心管：１５％氧气； 外环系：８５％氧气； 内环系：水煤浆。
15
项目三
德士古烧嘴是德士古煤气化工艺的核心设 备，一般情况下运行初期，雾化效果好．气体 成份稳定．系统工况稳定；运行到后期，喷嘴 头部变形，雾化效果不好．这时气体成份变化 较大，有效气成份下降．特别是发生偏喷时， 使局部温度过高，烧坏热偶，严重时．发生窜 气导致炉壁超温。
Texaco气化工艺
FC
PC LC
气化炉
LC
放空
LC
PC
一级闪蒸
真空泵
PC LC
LC
FC
二级闪蒸
P-1
LC
灰水槽
FC
出焦化处理 高压灰水泵 低压灰水泵 沉降槽 固液分离
主要操作条件及工艺技术指标： •煤处理能力：20～22t干煤/h.台 •氧气消耗：13700～14800Nm3/h.台（氧纯度： 99.6%） •煤浆浓度：≥61.5wt% •气化炉压力：4.0MPa •气化炉温度：1250～1350 ℃
投产时间
1984 1984 1993 1995
国别
美国 日本 中国 中国
规模t/d
900 1400 360 1500
压力MPa
6.5 4.0 2.6 4.0
流程
激冷 激冷 激冷 激冷
产品
醋酐 合成氨 尿素 甲醇、CO
渭化
淮化 Tampa 浩化 *德州恒升 *山东国泰 金陵石化
1996
2000 1996 2005 2004 2005 2005.9
合成气有效气（CO+H2 ）80%，相对较高；CH4<0.2%、 N2<1.6%，含量低；不含烯烃及高级烃，有利于甲醇合成 气耗的降低以及保证甲醇质量。
1300℃以上高温反应，不产生含酚、氰、焦油废水 处理废水：气化、甲醇产生的废水可用作制浆 灰渣是砖窑生产的上好原料
Texaco工艺缺点
合成气去甲醇 氧气 除盐水 蒸汽 除氧器 原煤 添加剂 德士古 气化炉 变换冷凝液
真空泵
真空闪蒸 分离罐 中压闪蒸 分离罐 闪蒸汽去火炬
煤磨机
冷凝液泵
德士古水煤浆气化工艺概况
水煤浆和９９．６％纯氧经德士古烧嘴呈射流状态进 入气化炉，在高温、高压下进行气化反应，生成以ＣＯ＋ Ｈ２为主要成分的粗合成气。在气化炉内进行的反应相 当复杂，一般认为气化分三步进行：
（１）煤的裂解和挥发份的燃烧 水煤浆和氧气进入高温气化炉后，水份迅速蒸发为 水蒸汽。煤粉发生热裂解并释放出挥发份。裂解产物 及挥发份在高温、高氧浓度下迅速完全燃烧，同时煤粉 变成煤焦，放出大量的反应热。因此，在合成气中不含 有焦油、酚类和高分子烃类。这个过程进行的相当短 促。 （２）燃烧及气化反应 煤裂解后生成的煤焦一方面和剩余的氧气发生燃 烧反应，生成ＣＯ、ｃ０２等气体，放出反应热；另一方面， 煤焦又和水蒸汽、ｃ０２等发生化学反应，生成ＣＯ、Ｈ２。 （３）气化反应 经过前面两步的反应，气化炉中的氧气已完全消 耗。这时主要进行的是煤焦、甲烷等与水蒸汽、ｃ０２发 生的气化反应，生成ＣＯ和Ｈ２。 一般认为，在气化炉中主要进行以下化学反应： （ｃ。Ｈ。ｓｒ代表煤） 部分氧化反应：
士古石油公司ＴＥＸＡＣＯ在重油气化的基础上发展起来
的。１９４５年德士古公司在洛杉矶近郊蒙特贝洛建成第
一套中试装置，并提出了水煤浆的概念，水煤浆采用柱 塞隔膜泵输送，克服了煤粉输送困难及不安全的缺点，
后经各国生产厂家的第二代煤气化技术。
目前使用德士古煤气化技术的装置如表１所示。
煤浆泵用于将水煤浆加压到要求的压力，由于水煤 浆是高粘度，易沉降，含有固体颗粒的流体，故对煤浆泵 的要求很高，一般采用荷兰制造的（ＧＥＨＯ）三缸往复式 隔膜泵。煤浆泵主要由主电机、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。 ４．３德士古烧嘴
壳牌与德士古煤气化技术比较
壳牌与德士古煤气化技术比较（一）对煤质的要求壳牌煤气化工艺（SCGP）采用干法粉煤进料及气流床气化，因而对煤种的适应性广，能气化无烟煤、石油焦、烟煤及褐煤等各种煤。
能成功地处理高灰份、高水份和高硫煤种。
该工艺过程对煤的性质诸如煤的活性、黏结性、机械强度、水份、灰份、挥发份等煤的一些关键理化特性要求不十分严格。
在美国休顿壳牌的Deer Park示范装置上气化了约18种煤（包括褐煤和石油焦）；在荷兰Demkolec工厂中成功地使用过包括澳大利亚煤、哥伦比亚煤、印尼煤、南非煤、美国煤、波兰煤等14种煤。
其中煤的水分在4.7-12.1%、灰分在4.5-16.2%（最高曾达35%）、高位发热27.2-32.9MJ/kg。
德士古煤气化工艺（TCGP）的原料是水煤浆，可用于水煤浆气化的原料种类比较广泛，例如各种烟煤、褐煤、泥煤、石油焦甚至城市垃圾。
但由于制备的水煤浆需要有良好的流动性和稳定性，以及炉内耐火砖对炉温的限制，因此德士古水煤浆气化工艺对原料煤的灰含量（宜不大于13%）、灰熔点（FT宜不高于1300℃）、可磨性（HGI宜大于50）、内水含量（宜不大于8%）以及化学活性均有一定的要求。
(二) 工艺特点比较1、壳牌粉煤气化技术壳牌煤气化工艺（SCGP）属加压气流床粉煤气化，采用废锅流程。
干煤粉用加压氮气（或二氧化碳）送入侧壁对称布置的气化炉烧嘴，气化所需的氧气和蒸汽也送入烧嘴。
气化炉在1400-1700℃范围内运行，火焰中心温度可1600-2200℃，气化炉操作压力为2-4 Mpa。
在气化炉内煤中的灰份以熔渣形式排出，其中绝大部份是从炉底经水激冷后成为惰性玻璃状排出。
出气化炉的粗煤气挟带的熔渣粒子被循环冷煤气激冷后（约800-900℃）进入合成气冷却器（水管式废热锅炉），以回收煤气热量并副产过热蒸汽。
然后煤气进入陶瓷过滤器除去细灰（﹤20mg/Nm3），再进入湿洗，进一步除尘（飞灰残留量﹤1mg/Nm3）和脱除煤气中的微量氯化物、氨、硫化物等。
texaco水煤浆气化炉筑炉施工工法
texaco水煤浆气化炉筑炉施工工法目录一、工艺原理 (2)二、工艺程序 (3)三、机具设备 (7)四、劳动组织与施工管理 (8)五、质量标准及质量管理 (9)六、安全措施 (10)七、技术经济效果 (11)八、工程实例 (11)TEXACO水煤浆气化炉筑炉是国内首次引进的新型化工用炉，•其主要工艺指标目前居世界领先水平，且节能效果显著，被国家计委、国家科委列为“八五”期间重点引进的高新技术项目之一。
该炉耐火衬里由法国***公司承担设计••（目前国际上独家具备TEXACO水煤浆气化炉耐火衬里设计资格），耐火材料均由法国***公司提供（其中ZIRCHROM80型向火面耐火砖和CHROMCOR 10LC 耐火浇注料在国际上为独家专利产品）。
耐火衬里施工是TEXACO水煤浆气化炉安装工程的关键。
和国内一般常见的化工用炉相比，其筑炉工程具有以下显著特点：１、炉膛工作温度高（1600 C）、压力大（正压2.94MPa），且锥底区域物料冲刷剥蚀力很强，•因此，对耐火衬里施工质量要求十分严格；２、•施工程序复杂，施工各环节衔接紧密，交叉平行作业多；３、•向火面耐火砖大都为特异型，含铬、锆量达92％，组砌、加工难度大；４、•主要耐火材料价格十分昂贵，备品少，国内目前亦无相近理化指标的耐火材料进行代换，•故对材料检验、保管、运输、使用等环节必须进行系统强化管理；• ５、•炉型和主要耐火材料均为国内首次使用，缺乏可借鉴的施工经验。
本工法是在山东***化肥厂TEXACO水煤浆气化炉筑炉施工实践中开发的。
•它采用了先进合理的工艺流程和严密完整的特异型耐火砖组砌方法，使施工全过程始终处于程序化管理和质量受控状态；在施工测量方法上，它运用误差控制理论，突破传统的施工测量模式，•采用独特的基准中心线设置方式；并相应设计、制作若干专用炉内检测工具，形成了高精度、易操作的施工测量方法；又根据向火面耐火材料高硬度、高抗磨性的物理特性，对国内筑炉机具进行了重要的改进，使之具备了与进口刀具、钻头等组合使用的功能，较大幅度地提高了加工效率和精度。
气化炉及其工艺操作技术
Texaco煤气化劣势
1.炉内耐火砖冲刷侵蚀严重，选用的高铬耐火砖寿命 为1-2年。更换耐火砖费用大，增加了生产运行成本。
2.喷嘴使用周期短，一般使用40-90天就需要更换或修 复，停炉更换喷嘴对生产连续运行或高负荷运行有影响， 一般需要有备用炉，这增加了建设投资。
3.煤浆泵备件消耗高。我公司二期高压煤浆泵为双软 管隔膜泵。其主要备件软管、隔膜及单向阀的使用寿命基 本在4～6 个月, 且 维护费用很高; 且该类备件基本依赖进 口, 购买周期长, 给稳定生产带来隐患。
气化炉结构
水煤浆气化炉是美国德士古公司根据 重油气化炉改进而成，分为燃烧室和激冷 室两个部分。燃烧室为一个衬有耐火材料 的钢制容器，顶部接工艺烧嘴，锥口下部 接激冷室，炉内耐火砖分拱顶、筒体、锥 体三个独立部分，相互不以支撑可局部更 换。炉壁表面有测温系统，炉膛上安装有 高温热偶，用以指导气化炉操作。燃烧室 锥部上支撑托架是用来支撑支撑砖，下支 撑托架用来支撑向火面砖。
上升。因CH4含量本来就很低，是PPM级，测量值相对误差大，当微小温度变化时， CH4含量指示的曲线变化幅度大且不稳，故CH4含量可用于观察炉温的变化趋势。
煤气中CO%、CO2% 与温度变化的关系是：炉温上升，CO%下降，CO2%上升； 炉温下降，则CO%上升，CO2%下降。因CO2%变化幅度大一些，有些操作人员用煤气 中CO2%变化来指导操作温度：CO2%上升，表示炉温上升；CO2%下降，表示炉温下 降。因煤气中CO2%与煤的组分、煤浆的浓度等有关，所以实际操作时不能视煤气中 CO2%与炉温之间有一定关系值，应当每天总结上一天的生产情况，判断当天两者之间 的关系值。
（3）工艺技术成熟，流程简单，过程控制安全可靠， 设备布置紧凑，运转率高。气化炉内结构设计简单，炉内 没有机械传动装置，操作性能好，可靠程度高。
德士古TCGP气化技术流程
德士古TCGP气化技术流程Texaco（德士古）水煤浆加压气化工艺简称TCGP，是美国德士古石油公司在重油气化基础上发展起来的。
TCGP技术包括煤浆制备、灰渣排除、水煤浆气化等技术，其核心和关键设备是气化炉。
它的主要优点是流程简单、压力较高、技术成熟、投资低。
1、制浆系统制浆系统用于水煤浆的制备。
原料煤经煤称重给料机计量后送人磨机，同时在磨机中加入水、添加剂、石灰石、氨水，经磨机研磨成具有适当粒度分布的水煤浆，合格的水煤浆由低压煤浆泵送人煤浆槽中。
2、合成气系统水煤浆经高压煤浆泵加压后与高压氧气经德士古烧嘴混合后呈雾状喷入气化炉燃烧室，在燃烧室中进行复杂的气化反应，生成的煤气(称为合成气)和熔渣经激冷环及下降管进人气化炉激冷室冷却，冷却后的合成气经喷嘴洗涤器进人碳洗塔，熔碴落人激冷室底部冷却、固化，定期排出。
在碳洗塔中，合成气进一步冷却、除尘，并控制水气比(即水汽与干气的摩尔比)，然后合成气出碳洗塔进入后工序。
3、烧嘴冷却系统德士古工艺烧嘴是气化装置的关键设备，一般为三流道外混式设计，在烧嘴中煤浆被高速氧气流充分雾化，以利于气化反应。
由于德士古烧嘴插人气化炉燃烧室中，承受1400℃左右的高温，为了防止烧嘴损坏，在烧嘴外侧设置了冷却艋管，在烧嘴头部设置了水夹套，并由一套单独的系统向烧嘴供应冷却水，该系统设置了复杂的安全联锁。
4、锁斗系统落入激冷室底部的固态熔渣，经破渣机破碎后进人锁斗系统（锁渣系统），锁斗系统设置了一套复杂的自动循环控制系统，用于定期收集炉渣。
在排渣时锁斗和气化炉隔离锁斗循环分为减压、清洗、排渣、充压四部分，每个循环约30分钟，保证在不中断气化炉运行的情况下定期排渣。
锁渣系统主要有渣罐、锁渣阀、排渣阀、渣罐和冲洗水罐组成，锁渣阀一般有两个，排渣阀一个，在集渣时需给渣罐充压，渣罐压力与气化炉接近时打开锁渣阀，集渣结束后关闭锁渣阀门，对渣罐卸压，排到常压后打开排渣阀门，排渣结束并冲洗完渣罐后，关闭排渣阀，对渣罐充压，重复循环。
德士古气化炉工艺
一、德士古(TEXACO)气化法德士古气化法是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺。
德士古气化炉由美国德士古石油公司所属的德士古开发公司在1946年研制成功的。
1953年第一台德士古重油气化工业装置投产。
在此基础上，1956年开始开发煤的气化。
本世纪70年代初期发生世界性能源危机，美国能源部制订了煤液化开发计划，于是，德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛(Moutebello)研究所建设了日处理15t的德士古气化装置，用于试烧煤和煤液化残渣。
联邦德国鲁尔化学公司(Ruhrchemie)和鲁尔煤炭公司l(R1flhrkohie)取得德士古气化专利，于1977年在奥伯豪森一霍尔顿(Oberl!fausezi-Hoiten)建成目处理煤150t的示范工厂。
此后，德士古气化技术得到了迅速发展。
目前国外共有一套中试装置，三套示范装置和四套生产装置，见下表。
除这些已建成的装置外，还有一些装置在设计或计划之中。
德士古气化炉是所有第二代气化炉中发展最迅速、开发最成功的一个，并已实现工业化。
(一)德士吉气化的基本原理和德士古气化炉德士古水煤浆加压气化过程属于气流床疏相并流反应。
德士吉气化炉的结构如下图所示。
水煤浆通过喷嘴在高速氧气流的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。
氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火衬里的高温辐衬作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成以一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气、熔渣和未反应的碳，一起同流向下离开反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截留在水中，落入渣罐，经排渣系统定时排放。
煤气和饱和蒸气进入煤气冷却净化系统。
气化炉是一直立圆筒形钢制受压容器，炉膛内壁衬以高质量的耐火材料，以防止热渣和热粗煤气的侵蚀。
气化炉近于绝热容器，其热损失非常低。
蒙特贝洛中试用气化炉直径1.5m，高6m，操作压为在2.07~8.27MPa。
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• 加入水煤浆制备添加剂为改善水煤浆的流动
特性，提高煤浆浓度。使用过的添加剂主要有
四类： 木质素磺酸盐系列 萘磺酸盐系列
腐植酸类
丙烯酸的共聚物
•水煤浆添加剂企业(上焦)标准 Q/GHBC202-2003
固体含量％ 38±2
密度（20℃ ）g/cm3 1.14~1.22 PH 表面张力mN/m 9~12 ≥ 45
合成气去甲醇 氧气 除盐水 蒸汽 除氧器 原煤 添加剂 德士古 气化炉 变换冷凝液
真空泵
真空闪蒸 分离罐 中压闪蒸 分离罐 闪蒸汽去火炬
煤磨机
冷凝液泵
絮凝剂 洗涤塔 洗涤塔 循环泵 煤浆槽
高压煤浆泵
重力 沉降槽
中压 闪蒸罐 锁斗
压滤机
甲醇废水
新鲜水
锁斗冲 洗水罐 研磨水泵 锁斗 循环泵 渣池 粗渣
灰水槽
放空（酸性气） 洗塔
FC
PC LC
气化炉
LC
放空
LC
PC
一级闪蒸
真空泵
PC LC
LC
FC
二级闪蒸
P-1
LC
灰水槽
FC
出焦化处理 高压灰水泵 低压灰水泵 沉降槽 固液分离
主要操作条件及工艺技术指标： •煤处理能力：20～22t干煤/h.台 •氧气消耗：13700～14800Nm3/h.台（氧纯度： 99.6%） •煤浆浓度：≥61.5wt% •气化炉压力：4.0MPa •气化炉温度：1250～1350 ℃
→与系统压差<0.18MPa时，开KV02阀→关
KV07阀→开KV08阀，关KV10阀→集渣状态
第三章 关键设备
1. 磨煤机
• 为气化工艺提供合格的水煤浆 • 钢制筒体，内衬橡胶（或钢）衬里 • 研磨体：钢棒（或球）
焦化磨机参数： •规格：Φ 3.3(3.4)×5.8 •研磨体类型：钢棒 配比： Φ 75 Φ 65 30％ 40％ 长度：L＝5500mm 材质：65Mn •电机功率：800kW •磨机转速：14.6r/min •最大处理能力：50t干煤/h
投产时间
1984 1984 1993 1995
国别
美国 日本 中国 中国
规模t/d
900 1400 360 1500
压力MPa
6.5 4.0 2.6 4.0
流程
激冷 激冷 激冷 激冷
产品
醋酐 合成氨 尿素 甲醇、CO
渭化
淮化 Tampa 浩化 *德州恒升 *山东国泰 金陵石化
1996
2000 1996 2005 2004 2005 2005.9
（汽）液（水）的分离。
•由于合成气及黑水中含有一定的硫化物，
合成气有效气（CO+H2 ）80%，相对较高；CH4<0.2%、 N2<1.6%，含量低；不含烯烃及高级烃，有利于甲醇合成 气耗的降低以及保证甲醇质量。
1300℃以上高温反应，不产生含酚、氰、焦油废水 处理废水：气化、甲醇产生的废水可用作制浆 灰渣是砖窑生产的上好原料
Texaco工艺缺点
中国
中国 中国 中国
900
1000 700 1500
8.5
4.0 6.5 4.0
激冷
激冷 激冷 激冷
尿素
甲醇 甲醇 甲醇、CO
国内水煤浆气化研发进展
• 六十年代上海化工研究院BSU • 七十年代西北化工研究院PDU • 八十年代西北化工研究院PP(36t/d),完成国
家“六.五”、 “七.五”及国产化科技攻关 项目开发了多元料浆煤气化技术 • 华东理工大学与兖矿集团水煤浆技术研究 所合作开发四喷嘴气化技术
• 在中试装置上，先后对美国、澳大利亚、印度等 十余个煤种进行了试验，取得了基础设计的全套 数据。 • 试验与研究的内容包括： 煤浆制备研究：包括添加剂、助熔剂、煤粉粒度 分布、煤浆流变特性、浓度等方面的研究。 气化条件的优化：操作温度、压力、氧煤比、负 荷、煤种等 喷嘴研究：结构与材质
耐火砖研究：结构、材质及操作条件的影响等
2. 喷嘴安全联锁 触发条件：以下三选二 冷却水入喷嘴流量低低
冷却水入喷嘴压力高高(现大部分调 整为冷却水出喷嘴流量高高） 冷却水出喷嘴温度高高
3. 锁斗PLC排渣，每个循环约30分钟 关KV08阀，开KV10阀→关闭KV02阀→开 KV05阀卸压→锁斗压力<0.28MPa时，关闭 KV05→冲洗水罐高液位时，开KV04阀→开 KV03阀→冲洗水罐低液位时，关KV03阀→ 锁斗高液位时，关KV04阀→开KV07阀冲压
细渣
低压灰水泵
真空 闪蒸罐
高压灰水泵
渣池泵 研磨水池
பைடு நூலகம்沉降槽给料泵
废水去硝 化反硝化
FIC
原煤
甲醇废水
FC
添加剂
工业水 原煤储罐
WC
皮带计量秤 棒磨机
去煤浆储槽
LC
煤浆缓冲罐
M
低压煤浆泵
高压氮气
FC
中压蒸汽
FC
放空
FC
储槽
M 高压煤浆泵 气化炉
FC
高压氮气 氧气
煤浆制备的主要技术经济指标： •磨机能力：50t/h •煤浆浓度（含固量）：≥61.5％ •煤浆粘度：700～1300mPa.S
Texaco气化工艺
2013年7月17日
第一章
绪
论
一、德士古煤气化工艺技术的开发历史及概况
•德士古煤气化工艺由美国德士古(Texaco)石油 公司开发，该技术现属美国GE公司所拥有。
•德士古公司於上世纪七十年代世界石油危机 时开始大规模开发，在美国加尼福利亚州蒙 特贝罗试验基地建设了二套中试装置 （2.6MPa，8.5MPa)
第二章 工艺原理及工艺流程
一、基本原理
1.水煤浆制备 • 水煤浆为煤的细小颗粒均匀分散悬浮 於水中的可泵送的浆状流体
• 为确保快速反应完全，减少在气化炉内反应 停留时间，煤在磨煤机中被磨制成粒度很小的 水煤浆悬浮粒，其粒度分布为：
通过8目（2.38mm）：100wt%
通过325目（0.047mm)：35～45wt%
•磨煤机有球磨与棒磨。通过调整研磨体（钢
球或钢棒）的配比来调节煤粉的粒度分布。 •不同的煤种具有不同的内部孔隙率及表面亲 水性，可通过添加不同的添加剂调整煤粒的表 面活性来调节煤浆浓度、粘度及流动性。
•水煤浆为牛顿性流体中的假塑性流体，其煤
浆特性（表面粘度）将与剪切速率及时间的
变化而发生改变。
•高浓度、低粘度、低析水率及良好的流动特
耐火砖寿命8000h（国内最好水平16000h），需定期更换， 成本相对较高 洗涤塔结构简单运行稳定可靠，维护费用低 高压煤浆泵 变频器双电源，运行稳定，隔膜寿命达2年
洗涤塔循环泵问题相对较多，已实现国产化
锁斗系统及阀门运行相对可靠，已实现国产化 黑水及闪蒸系统问题相对较多，易堵塞、磨损
• 1984年，Texaco公司首次将该技术推向 工业化
在美国西部冷水滩建立了示范装置：以 废锅流程工艺联合循环发电 在日本宇部（Ube）氨厂以激冷流程制 合成氨 在美国中部田纳西州的Kingsport以激冷 流程生产CO及其下游产品醋酐
•目前世界上在运行的水煤浆气化装置概况：
厂名
Eastman Ube 鲁化 上焦
• 炉内典型的反应可概括描述为： C+O2 CO
C+O2
CO2
CO2+H2 等
CO+H2O( g)
即C、H、N、S、O、Ash + O2 + H2O
CO、H2、CO2、H2O H2S、N2、CH4、NH3 COS、HCN 残C、粗渣、细渣
二、工艺流程（原理图）
流程总图
Texaco工艺流程示意图
Φ 55 30％
2.气化炉、激冷室 ① 气化炉 • 气化炉为一钢制外壳，内衬耐火材料与保 温材料的立式反应器。在反应器内煤与氢 气发生部分氧化反应生成主要含CO+H2的 合成气。
•气化炉设计参数
炉壳内径： Φ2800mm
耐火材料内径： Φ1676mm
反应区高：4877mm
气化炉反应区炉膛容积：12.7m3(450立方英尺）
工艺技术应用：
• 合成氨（尿素）
• 甲醇 • CO • H2 • 联合循环发电(IGCC)
三、德士古煤气化工艺技术的发展方向
• 气化原料的多样化 石油焦、石油残渣、煤泥、油煤浆、有机垃圾、废轮胎等
• 高压气化（配合后续工艺实现等压合成)
• 大型化（单台炉2000t/d以上） • 联合循环发电 • 工程技术优化（高负荷、长周期、关键设备长周期） • 提高气化效率（高浓、低耗）
•温度：60℃
•PH：7.5 •粘度分布： （棒） •通过8目：100％ •通过200目：40～55％
•通过325目：35～45％
LC
放空 氧气 煤浆 去后系统
P-3
FC
FC
LC
去闪蒸系统
去闪蒸系统
去闪蒸系统
激冷室
高位槽
低压灰水 卸压至渣池
FC FC
V-3
锁斗
循环泵 高压冷凝液
渣池
黑水闪蒸工艺流程图
中国
中国 美国 中国 中国 中国 中国
1400
1000 2000 1000 1400 1000 2100
6.5
4.0 4.0 4.0 6.5 4.0 4.0
激冷
激冷 废锅 激冷 激冷 激冷 激冷
尿素
尿素 电力 尿素 甲醇、合成氨 甲醇 尿素,氢气
南化公司
榆林化工 渭化 上焦
2006.3
2005.9 2006.6 2007.12
德士古煤气化工艺联锁系统