德士古水煤浆气化技术概况与发展讲解
德士古水煤浆气化技术及装置运行探讨
德士古水煤浆气化技术及装置运行探讨德士古气化技术在粉煤气化处理中具有重要的行业地位，通过技术优化与装置改进，能够显著提升设备运行效率，从而获得良好的经济效益。
立足于现状，首先介绍了德士古水煤浆气化技术定义、原材料制备与技术特征，其次对德士古水煤浆气化技术的实现现状进行了探讨，最后则对德士古水煤浆气化技术装置的运行问题进行了解析，希望可以为我国水煤浆气化行业的快速发展提供新的思路与借鉴。
标签：德士古水煤浆气化技术;装置运行;现状引言煤气化处理中，德士古水煤浆气化技术属于并流气化，该模式条件下气化剂与气化介质在同方向进入，受到有限空间的限制，整个过程需要在较短的时间内完成，所以对于技术工艺水平以及装置质量具有更高的要求。
为了进一步探讨德士古水煤浆气化技术装置运行条件，现就技术内涵简单介绍如下。
一、德士古水煤浆气化技术概述1.原料制备在进行料机顶端的设置时，需要考虑到可泵送的高浓度煤浆制备需要，这个时候需要参考相应的技术理论。
在制备过程中，一方面需要考虑到煤质的类别，需要结合试验来找到最佳级配要求，另外还需要及时对高浓度煤的流动性进行改善，添加一些适当的添加剂可以达到相应的效果。
在实验室的处理过程中还需要考虑到小型磨机，设置好验证的曲线，并通过工业磨机来满足操作的条件与需求，包括的内容有装球量、直径等等。
在原料制备过程中要做好设置参数，确保原料质量。
2.气化处理气化处理主要包括工艺烧嘴、燃烧室、破渣机以及其他各种类型的设备，并流气化本身属于火焰反应，所以与雾化的混合效果是影响最终结果的关键因素。
在进行强度计算以及内部结构设计时，则需要考虑到锁斗设计的内容，确保气化炉的气化功能。
在气化炉的内部具有温度高、还原气氛充分的特征，但是其反应的条件十分苛刻，需要处理好耐火材料，提升耐温性能。
3.粗煤气冷却除尘粗煤气冷却除尘是生产过程中必须要经历的过程，该过程主要采用激冷处理的方式来去除絕大多数的气体带出物质，相比于油气化处理，粗煤气冷却除尘技术的除尘效率更高，同时成本更低，更适应德士古水煤浆气化技术的控制要求。
德士古水煤浆气化技术概况与发展讲解
毕业设计（论文）题目德士古水煤浆气化技术概况与发展专业学生姓名学号小组成员指导教师完成日期新疆石油学院1、论文（设计）题目：德士古水煤浆气化技术概况与发展2、论文（设计）要求：3、论文（设计）日期：任务下达日期完成日期4、系部负责人审核（签名）：新疆石油学院毕业论文（设计）成绩评定1、论文（设计）题目：德士古水煤浆气化技术概况与发展2、论文（设计）评阅人:姓名职称3、论文（设计）评定意见：成绩：5、论文（设计）评阅人（签名）：日期：德士古气化技术概况与发展摘要本文简要介绍了德士古气化技术现状、原理、工艺流程，以及一些存在的问题。
煤气化，即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物)，是对煤炭进行化学加工的一个重要方法，是实现煤炭洁净利用的关键。
1984年我国建设了我国第一套Texaco水煤浆气化装置，气化炉是水煤浆加压气化技术的关键设备之一。
目前，国内外最常用的水煤浆气化炉是德士古气化炉。
Texaco气化炉由喷嘴、气化室、激冷室(或废热锅炉)组成。
其中喷嘴为三通道，工艺氧走一、三通道，水煤浆走二通道。
介于两股氧射流之间。
水煤浆气化喷嘴经常面临喷口磨损问题，主要是由于水煤浆在较高线速下(约30 m ／s)对金属材质的冲刷腐蚀。
喷嘴、气化炉、激冷环等为Texaco水煤浆气化的技术关键。
最后是对德士古气化技术的展望，还有新型煤气化技术发展前景，及发展重要意义。
从我国经济发展全局出发，结合我国的能源资源结构和分布，寻求行之有效的替代石油技术，以缓解我国石油进口的压力．水煤浆代替燃油技术在国内外已经成熟，用水煤浆代替原油对我国国民经济发展具有重要的战略意义．关键词德士古煤气化，水煤浆，气化炉，工艺烧嘴目录1.德士古水煤浆气化技术概述 (1)1.1 水煤浆技术的发展 (1)1.2 德士古水煤浆加压气化技术............................................................................... 错误!未定义书签。
德士古水煤浆气化的运行及改造
德士古水煤浆气化的运行及改造摘要：德士古水煤浆气化是一种先进的化学工艺，可以将水煤浆转化为合成气，从而生产出各种化学品和燃料。
然而，在其运行过程中存在一些问题，如低效率、高能耗、安全隐患等，需要进行改造和优化。
通过本文的介绍，读者可以更好地了解德士古水煤浆气化技术的特点和存在的问题，为其改造和优化提供参考。
关键词：德士古水煤浆；气化；运行引言水煤浆气化技术是一种将煤制成水煤浆并进行气化的技术，其具有高效、环保、经济等优点。
德士古水煤浆气化厂是中国首个采用水煤浆气化技术的大型煤化工企业，其运行和改造对于推动我国煤化工产业的发展具有重要意义。
本文旨在介绍德士古水煤浆气化厂的运行及改造情况，并分析其对我国煤化工产业的影响和启示。
1德士古水煤浆加压气化技术的优点德士古水煤浆加压气化技术是一种先进的化学工艺，具有以下优点：1）适用性广：德士古水煤浆加压气化技术适用于各种类型的水煤浆，包括高灰分、高硫分和低质量的水煤浆。
2）生产效率高：德士古水煤浆加压气化技术能够在较短的时间内将水煤浆转化为合成气，从而提高生产效率。
3）燃料利用率高：德士古水煤浆加压气化技术可以将废气和尾气再利用，从而提高燃料利用率和能源效率。
4）粉尘排放少：德士古水煤浆加压气化技术采用密闭式运行方式，可以避免粉尘的大量排放，减少对环境的污染。
5）燃气质量高：德士古水煤浆加压气化技术生产的合成气质量高，可以满足不同领域的需求，包括工业、交通和民用等方面。
6）投资成本低：德士古水煤浆加压气化技术的设备投资成本相对较低，可以降低生产成本和运营成本，提高经济效益。
7）可持续发展性强：德士古水煤浆加压气化技术可以利用废弃物和生物质等资源进行生产，具有可持续发展的潜力。
2我国水煤浆气化技术发展现状氢燃料气化技术起源于20世纪70年代,水燃料作为液体燃料具有燃烧稳定、污染少等特点,可作为燃料或合成气原料广泛应用于工业生产。
煤粉是由煤、水和其他化学品以固定的比例形成的混合物,因为它有水的成分,所以煤是粉化的,所以它也是生产生活的流动燃料液体,因为它是一种液体,所以它可以被气溶胶,在它的气溶胶状态下,它的燃烧效率高,可以完全转化为二氧化碳。
德士古气化炉简介与基本原理和特点
德士古气化炉TeXaCo(德士古）气化炉德士古气化炉是一种以水煤气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危机,美国能源部制定了煤液化开发计划，于是，德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛 (Montebello) 研究所建设了日处理 15t 的德士古气化装置，用于烧制煤和煤液化残渣. 目前国内大化肥装置较多采用德士古气化炉，并且世界范围内IGCC电站多采用德士古式气化炉.典型代表产品我厂制造过的德士古气化炉典型的产品有 : 渭河气化炉、恒升气化炉、神木气化炉、神华气化炉等。
1992 年为渭河研制的德士古气化炉是国际 80 年代的新技术，制造技术为国内先例，该气化炉获1995年度国家级新产品奖。
它的研制成功为化工设备实现国产化，替代进口做出了重要贡献。
德士古气化炉是所以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［1］.具有较好的发展与应用前景。
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。
德士古水煤浆气化工艺分析
德士古水煤浆气化工艺分析摘要：近些年，水煤浆逐渐发展起来，已成为我国重点发展的环保类产品。
德士古水煤浆气化技术作为一种环保型煤气化技术，已在我国应用较长时间。
笔者就德士古水煤浆气化技术展开研究，从相关概述入手，随即对其工艺流程及工艺原理进行分析，最后提出这一工艺的优、缺点，以期丰富学术上该项技术的研究内容。
关键词：水煤浆；新型燃料；气化工艺前言所谓的水煤浆技术，实际上是使固态煤燃料转化为液态煤基燃料的过程，一方面，该项技术会保留煤的燃烧特性，另一方面，又会使其拥有重油液态相类似的特点。
液态煤基燃料作为新型清洁燃料，具有制备简单、安全可靠以及便于运输储存等特点，西方较为发达的国家已将其用到较多工程中，我国关于煤炭资源较多，相对石油资源较少，在工业化进程不断发展的时代背景下，大力发展该项技术对我国发展意义重大。
一、德士古水煤浆气化工艺概述德士古水煤浆气化工艺作为从天然气及重油中生成合成气的工艺，由美国的德士古公司研发[1]，在1948年，美国研究出了首套15吨煤的测试设备，进行20种固体原料的测试，主要有：无烟煤、褐煤、石油焦、烟煤以及煤液化。
又于1956年建立气化炉，运行压力为2.8MPa，每日的处理量达到了100吨。
现今，在不断发展下日投煤量已达到1600吨，该技术已成为二代气化技术中发展最迅速、最成熟的技术，其喷嘴位于气化炉顶部，由于它实际喷射速度较高，会发生物料短路，还会出现碳转化率低等不良现象。
该技术的关键在于气化炉，气化炉的关键在于喷嘴，因此，关于这一技术的实际发展方向，应重点对新型喷嘴进行研究，才是关键所在，我国在“九五”时期，对多喷嘴对置式水煤浆气化炉进行大力研究，已在国际上领先，更是在“十五”期间，使其进入商业示范推广发展环节。
我国研究出的这一技术作为一种新型技术，是经四喷嘴对置产生撞击流，从而进一步强化混合效果，使热质传递效果更佳，最终提升气化反应效果，与传统的水煤浆气化技术相比，成本更低、效果更好。
关于对德士古气化工艺技术分析
关于对德士古气化工艺技术分析摘要：对于德士古水煤浆气化工艺在生产过程中所出现的问题，我们一直都在努力改善。
以下是我根据多年累积的经验针对德士古气化工艺技术所做的分析。
关键词：德士古气化工艺改造分析水煤浆一、气化工艺的特点（一）流程特点在德士古气化工艺中，气化炉是一个立式圆筒形的。
上面是气化室，内里衬有耐火材料。
水煤浆先和氧气进行混合，然后一起进到气化室。
在高温熔渣条件下，煤、蒸汽和氧气反应产生的煤气与熔渣一起流向下方，用水对其喷淋后进入辐射式冷却器中进行冷却操作。
煤气与熔渣分离后先对其降温然后出气化炉。
煤气去到净化工段，或者是出气化炉以后先去到对流式冷却器然后再进入净化工段。
而熔渣经过急冷操作后也从底部出气化器，在灰渣处理设备中被集中进行处理。
气化器下部的温度比上部低，所以下面没有耐火的衬里，由于不经过冷却因此会产生高压蒸汽。
通常，德士古气化炉的外径约为3m，高有4.5m，在4.5MPa 的操作压力下，每小时的煤处理量达80吨。
在净化系统中，粗煤气被水洗净化以后，出来的清洁煤气为中热值的合成气。
只需要进行脱硫不必除去二氧化碳就可以作为燃气使用。
之所以在燃烧以前就进行脱除硫化氢的操作是因为燃烧之前的脱硫工艺比较成熟，并且压力高、体积小，所得的副产品有更好的市场。
而实际上，在其他的煤气净化工艺中，都需要在脱除硫化氢的同时也对二氧化碳进行脱除操作，这是考虑到二氧化碳的存在对工艺的影响。
由于工艺的原料是水煤浆，因此还另有一套制备水煤浆的系统，此处就不再赘述了。
水煤浆进料与干粉进料相比，减小了系统的压力，系统的运行安全性更高。
（二）装置的特点在气化器的上面，温度高达1650摄氏度，比灰熔点还要高。
然后煤气在200到360摄氏度左右出气化炉。
对于装置的压力，用于中间试验的气化炉压力较小，在2.7MPa到8.3MPa之间，而一般的工业装置，在用煤气制取合成氨时气化时的压力都在8.3MPa到10MPa之间，合成甲醇的气化压力也在6MPa与7MPa之间。
德士古水煤浆加压气化技术
德士古水煤浆加压气化技术目录第一章：德士古水煤浆加压气化技术概况第一节：概述第二节：国外开展情况第三节: 国内开展情况第四节：德士古水煤浆加压气化技术有待改良第二章：煤及水煤浆的性质第一节：煤的工业分析和元素分析第二节：煤的工艺性试验第三节：德士古对水煤浆性质的要求第三章：气化原理及操作条件的选择第一节：德士古水煤浆加压气化原理第二节：气化反响条件的选择第四章：德士古水煤浆加压气化工艺流程及主要设备第一节：工艺流程表达第二节：主要设备介绍第五章：开停车方法第一节：原始开车前的检查准备工作第二节：气化炉的烘炉第三节：正常开车第四节：正常停车第五节：紧急停车第六章：正常操作要点第七章：PLC和DCS简介第一节：联锁和可编程控制器〔PLC〕第二节：集中分散控制系统〔DCS〕第八章：一般故障及处理第九章：平安生产第一节：概述第二节：装置设计中的防范措施第三节：平安生产管理第一章德士古水煤浆加压气化技术概况第一节概述****化学工业20万吨/年甲醇工程是新建一套利用神木本地所产烟煤作为原料，经空分、气化、净化、合成等几个化工工序，年产20万吨甲醇的生产装置。
其中气化装置是采用德士古水煤浆加压气化工艺，向甲醇生产制备合格水煤气。
煤气化已有一百多年的开展历史，先后开发了一百多种气化工艺和气化炉型，有工业应用前景的十余种。
煤气化分类无统一规定，最常用的是按原料在气化炉内的移动方式分为固定床、流化床和气流床三种：固定床气化是块煤从炉顶参加，自上而下经历枯燥、干馏、复原、氧化和灰渣层，灰渣最终经灰箱排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和复原层，生成的煤气显热用于煤的干馏和枯燥。
固定床气化的局限性是对床层均匀性和透气性要求很高，要求入炉煤要有一定的粒〔块〕度及均匀性，对煤的机械强度、热稳定性、含碳量、灰熔点、粘结性、结渣性等指标都有比拟严格的限制。
流化床气化是气化剂由炉下部吹入，使细粒煤〔﹤6mm〕在炉内呈并逆流反响，为了维持炉内的“沸腾〞状态并保证不结疤，气化温度应控制在灰软化温度〔T2〕以下，要防止煤颗粒相聚而变大以致破坏流态化，显然不能使用粘结性煤。
德士古水煤浆加压气化说明
德士古水煤浆加压气化属于先进的第二代煤气化技术。
炉型主要分为激冷型和废热锅炉型，国内引进的鲁南、渭河、上海焦化、淮南等几套德士古煤气化装置均采用激冷型气化炉。
从厂家运行的实际情况来看，都存在着合成气偏流问题，现就此作简明介绍，仅供有关技术人员和操作人员参考。
1 工艺过程简述德士古水煤浆加压气化的基本工艺过程是用高压煤浆泵将煤浆送入烧嘴，同时将来自空分的高压氧也送入烧嘴，氧走烧嘴的外环隙和中心管，煤浆走内环隙，二者一起由烧嘴喷入气化炉中，充分混合雾化，在1350～1400 ℃温度下进行气化反应，生成的高温合成气和熔融渣一起流经渣口，激冷环、下降管，进入激冷室的激冷水中。
高温合成气和熔融渣与激冷水直接接触激冷，激冷的目的是将高温气体直接冷却到该压力下的饱和蒸汽温度，将熔融渣冷却后沉积，实现气渣分离。
分离出的渣经破渣机，通过锁斗定期排入渣池，由捞渣机捞出装车外运。
激冷水是由激冷水泵从洗涤塔抽出，送入激冷环，并沿下降管内壁旋转均匀分布下流。
激冷水在下降管内壁形成的水膜，不仅避免高温气流及熔渣与下降管内壁直接接触而保护下降管，同时也逐渐降低气体温度。
在激冷水中激冷后的合成气沿下降管和上升管的环隙空间均匀鼓泡上升，出激冷室后，经文丘里洗涤器和洗摘要：结合渭化德士古气化装置运行实际情况，从加强原料煤质量管理，选择适当的操作温度和抓好备炉工作等3方面论述了德士古气化炉稳定运行的要点。
关键词：德士古煤气化炉稳定运行要点我厂德士古水煤浆气化装置是目前国内运行中压力等级最高的一套装置，它的长周期稳定运行，不仅可以使我集团公司的生产水平再上新台阶，同时也为我国的煤化工发展提供有益借鉴。
结合我公司实际运行情况及本人多年操作经验，仅就德士古气化炉稳定运行的要点浅谈一下笔者的看法。
1.加强原料煤的质量管理，提高煤浆浓度为了进一步提高气化炉的生产能力，实现气化炉长周期，安全稳定运行，并达到高产、优质、低耗之目的。
首先要加强煤的质量管理，固定碳、化学活性、机械强度、热稳定性、灰熔点等指标入厂前要严格把关，力求提高；尽量降低硫份、灰分等杂质的含量。
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。
德士古水煤浆气化技术特点
德士古水煤浆气化技术特点摘要：由于工业化时代的降临，能源在人们生活中的位置越来越重要，资源变得不可或缺，能源被越来越多的人们所需要，同时，也提高了我国能源开发和加工的技术水平。
且主要分析了德士古水煤浆气化技术的特点与工艺，探究了我国德士古水煤浆气化技术的发展历程，综合实际状况对存在的问题进行了梳理总结，对德士古水煤浆气化技术的研发与应用进行了简单的分析。
关键词：德士古水煤浆气化技术；特点；发展水煤浆是70年代末国际石油危机时出现的一项煤炭高新技术产品，它是由70%左右的煤炭、30%的水和少量添加剂组成的外观像重油的产品。
水煤浆技术是将固态的煤燃料变为液态的煤基燃料。
它既保留了煤的燃烧特性，又具备了类似重油的液态应有的特点。
用它代替重油燃烧，是一种制备相对简单、便于运输储存、安全可靠的新型清洁燃料，在西方发达国家已经得到工程应用。
我国是一个煤炭资源丰富而石油资源相对短缺的国家，煤炭消耗占我国能源总消耗的75%。
煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分，具有主导性地位，而德士古水煤浆气化技术又是煤炭气化技术的典型代表。
它是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺，具有对煤种适应性大、整体热利用率高等优点。
本文介绍了德士古水煤浆气化工艺，并对其应用前景进行了展望。
一、加压水煤浆气化的优点1.对煤种的要求较传统的方式来说更宽泛年份浅一点的烟煤和粉煤都可以作为原料。
对1350℃的要求是不超过灰熔点的温度。
煤的耐磨性和塑性都很好，60％为水煤浆最低浓度。
2.气化压力范围大工业装置操作压力可以在2.5~8.0MPa，其中4.0MPa更常见，现在对越来越大的设备需求增大，越来越多地采用6.5MPa，高气化压力可以节省合成压缩功。
3.气化炉热利用率高热冷却过程中产生的蒸汽含量高的合成气体用于合成氨的生产。
在转化过程中不再需要蒸汽。
废锅工艺也可回收热量，产生高压蒸汽。
4.气化炉内无传动装置，结构比较简单。
5.单位体积产量大，直径2800mm，4.0MPa气化炉，日产氨或甲醇500t，目前中国最大直径气化炉为4000mm。
德士古水煤浆加压气化技术
德士古水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术是一种将水和煤混合制成煤浆，然后用高压气化的方法将其转化为可燃气体的技术。
这种技术具有高效、环保、节能等优点，是中国能源行业的一种重要技术。
德士古水煤浆加压气化技术最早是在20世纪七十年代由德国士古公司开发的。
这种技术可以有效地将具有低质、高湿度、高灰、高硫的煤转化为具有高热值、低污染的气体，适用于许多工业用途，如化肥生产、城市燃气供应和发电等领域。
德士古水煤浆加压气化技术的主要工艺流程包括煤浆制备、加压气化、气体制取、洗涤和废水处理等过程。
具体来说，首先通过粉碎和磨煤技术将煤转化为适合水煤浆制备的小颗粒，然后将煤浆加压进入气化炉，使用高压氧气进行气化，将煤转化为气体。
在气化过程中，产生的高温和高压使得煤中的气态、液态和固态化合物分解，生成一种称为合成气的气体，包括氢气、一氧化碳和少量二氧化碳等。
接下来，通过一系列的升压、冷却和过滤等处理步骤将合成气中的污染物和杂质去除，使其达到燃烧要求，并且可以作为城市燃气或者发电等用途。
与传统的气化技术相比，德士古水煤浆加压气化技术具有以下几个重要的优点：一、高效、节能。
因为可以将煤浆气化成为完全燃烧的气体，其能量利用率高达85%以上，比传统的煤炭燃烧技术高出约三分之一，有利于提高能源利用效率和降低排放污染；二、环保、减排。
与传统煤炭燃烧技术相比，德士古水煤浆加压气化技术的排放主要为CO2、H2O和NOX等低污染物，几乎不产生煤灰和煤渣等废弃物，对环境污染小，也降低了煤炭产业的二氧化碳排放；三、适用性广泛。
德士古水煤浆加压气化技术对煤炭的适应性强，可以利用各种不同种类的煤进行气化，包括低质煤、高灰煤等煤种，有利于煤炭产业的利用；四、可持续性、发展性。
德士古水煤浆加压气化技术具有较好的可持续性和发展性，可以配套使用风力、太阳能等可再生能源，增加可再生能源的利用比例，有利于推进能源结构转型升级。
总之，德士古水煤浆加压气化技术技术是一种可持续性、高效率、环保的煤炭转化技术，在中国能源产业的广泛推广和应用有极为重要的意义和实际价值。
任务四：Texaco德士古煤气化技术
气化炉一般能开二个月左右就要单炉停车检修，或出现故障，须有计划的停车，而备用炉必须在 1000℃以上才可投料，若临时把冷备用炉升温至1000℃以上，势必影响全系统生产，所以有备用炉应处 于热备用状态的要求。而维持热备用炉耗能较大，需煤气150～1500 Nm3/h,空气150～1500 Nm3/h及部 分抽引蒸汽、冷却水。
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。
最后生成以CO、H2、CO2、 H2O为主要成分的湿煤气及熔渣。
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项目三
二、TEXACO水煤浆气化工艺核心设备
思考：据你所知，描绘一下德士古气化炉的结构特点？
小组讨论，谈谈看法！
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项目三
1、TEXACO气化炉
气化炉为一直立圆筒形钢 制耐压容器，内壁村以高质量 的耐火材料，可以防止热渣和 粗煤气的侵蚀。
4
项目三
基本原理 水煤浆通过喷嘴在高速氧气流作用下破碎、雾化喷入炉内。 ａ：裂解、挥发分燃烧
水迅速变为水蒸气；煤粉发生干镏及热解；挥发份燃烧。
b:燃烧气化:
燃烧：C+O2→CO2 +Q 气化:C+H2O→CO+H2 -Q；CO2+C→CO-Q; 燃烧:O2+H2→H2O +Q; CO+O2→CO2 +Q ; c:气化（氧气耗尽时）： C+H2O→CO+H2 -Q； CO2+C→CO-Q; CO+H2→CH4+H2O +Q；
德士古煤气化技术发展概况及简介
德士古煤气化技术发展概况及简介Texaco水煤浆加压气化工艺简称TCGP ,是由美国德士古石油公司开发的。
第一套处理15 t/d煤的中试装置于1948年在美国洛杉矶附近的MONTEBELLO建成。
1958年在美国圣弗吉里MONGANTOWN建立了处理100 t/ d煤的原形炉，操作压力2.8MPa,气化剂为空气,生产的合成气用于合成氨，1979年在联邦德国完成工业操作试验。
Texaco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,经过研究机构的逐步完善,已于20世纪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。
中国从20世纪90年代初开始大量引进该技术。
如山东鲁南化肥厂、上海焦化厂、陕西渭河化肥厂、淮化集团有限公司等均采用该流程。
GE德士古（Texaco）水煤浆加压气化技术，属气流床加压气化技术，原料煤经磨制成水煤浆后泵送进气化炉顶部单烧嘴下行制气，原料煤运输、制浆、泵送入炉系统比干粉煤加压气化要简单。
单炉生产能力大，目前国际上最大的气化炉日投煤量为2000t，国内已投产的气化炉能力最大为1000t/d。
设计中的气化炉能力最大为1600t/d。
对原料煤适应性较广，气煤、烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点的劣质煤、石油焦等均能用作气化原料。
但要求原料煤含灰量较低、还原性气氛下的灰熔点低于1300C，灰渣粘温特性好。
气化压力从2.5、4.0、6.5到8.5MPa皆有工业性生产装置在稳定长周期运行，装置建成投产后即可正常稳定生产。
气化系统的热利用有两种形式，一种是废热锅炉型，可回收煤气中的显热副产高压蒸汽，适用于联合循环发电；另一种是水激冷型，制得的合成气的水气比高达1.4，适用于制氢、制合成氨、制甲醇等化工产品。
气化系统不需要外供过热蒸汽及输送气化用原料煤的N2或CO2。
气化系统总热效率高达94-96%。
气化炉结构简单，为耐火砖衬里。
气化炉内无转动装置或复杂的膜式水冷壁内件，所以制造方便、造价低，在开停车和正常生产时无需连续燃烧一部分液化气或燃料气（合成气），煤气除尘比较简单。
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
德士古水煤浆气化技术特点及应用探讨
《装备维修技术》2020年第18期—267—空泵停运功耗为0KW。
机组年运行小时数按6500h 计算，则全年可节省厂用电：130×6500=84.5万kw.h。
以目前电厂上网电价0.38元/KWh 计算，则全年可节电费用32.1万元。
3.2 节煤效益a.真空提高带来的节煤收益。
对于660MW 空冷机组真空每提高1kPa 节约煤耗1.5 g/(KW.h)。
由试验数据表可知，改用蒸汽喷射器系统后，真空提高了0.55 kPa。
机组真空提高后煤耗下降0.825 g/kW.h。
b.动力蒸汽消耗对煤耗的影响。
对于660MW 空冷机组，每消耗1吨0.4MPa 的动力蒸汽影响煤耗增加0.1g/kW.h。
由试验数据表可知，三级蒸汽喷射器运行时，动力蒸汽的消耗量大概约 2.1t/h，将会影响机组煤耗增加0.21g/kW.h。
c.热量回收加热凝结水的节煤收益。
由试验数据表可知，三级蒸汽喷射器运行时，凝结水温度升高了3.18℃，凝结水流量为920t/h。
凝结水温度升高可减少七段抽汽约5t/h，折合煤耗可降低0.2g/kW.h。
综合上面abc 三部分，则煤耗下降0.815g/kWh，按照年利用小时数4700h 计算 ，则每年节约标煤2528t，标煤单价以500元/吨计算，则每年可实现节煤收益126.4万元。
3.3 节省除盐水的消耗 空冷机组在实际运行中真空泵抽出的不凝结气体中含有水蒸汽较多，在真空泵中冷却成水，会造成大量水在汽水分离器溢流，从而浪费了大量的除盐水，水蒸汽的热量也不能得到回收利用；另外水环真空泵工作液也需要不定时的补充。
3.4 节省维护费用 采用三级蒸汽喷射器抽真空系统后，无运转单元几乎零维护，原水环式真空泵由于长期备用，也大大降低了维修换件等维护成本。
维护费用不好量化，暂不计算收益。
4 结论 通过真空系统节能优化改造后的现场试验结果和节能效果分析，初步得出采用三级蒸汽喷射器抽真空系统后，单机经济效益每年约为150万元。
德士古水煤浆气化炉简介
德士古水煤浆气化炉一、简介我国石油和化学工业在快速发展的同时，正面临着资源、能源和环境等多重压力”。
由于我国石油和天然气短缺，煤炭相对丰富的资源特征，加之国际油价的持续高位运行状态，煤炭在我国的能源和化工的未来发展中所处的地位会变得越来越重要。
目前，煤炭在我国的能源消费比重不断加大，用于发电和工业锅炉及窑炉的比例大约为70%左右，其余主要是作为化工原料及民用生活。
随着煤化工技术的不断发展，煤炭作为化工原料的比重将会得到不断的提高。
传统的煤化工特点是高能耗、高排放、高污染、低效益，即通常所说用煤行业的“三高一低”。
随着科技的不断进步，新型的煤气化技术得到了快速的发展，煤炭作为化工原料的重要性得到了普遍的认可。
煤化工目前采用的方法主要有三个途径：煤的焦化、煤的气化、煤的液化。
由于最终产品的不同，三种途径均有存在的市场。
煤焦化的直接产品主要有焦炭、煤焦油及焦炉气，煤气化的直接产品主要有合成气、一氧化碳和氢气，煤液化后可直接得到液体燃料。
煤焦化产业相对比较成熟，煤液化存在直接液化和间接液化两种方法，技术的成熟程度和投资等原因，制约了产业化和规模化的进一步发展。
随着煤气化技术的不断成熟，特别是加压气化方法的逐步完善和下游产品的多样化，煤气化已成为我国目前煤化工的重中之重。
其中煤炭气化中以德士古水煤浆气化炉为典型代表。
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。
它是由美国德士古石油公司下属德士古开发公司在以重油和天然气为原料制造合成气的德士古工艺基础上开发成功的。
第一套日处理15t煤的中试装置于1948年在美国建成，试验了20种固体燃料，包括褐煤、烟煤、无烟煤、煤液化半焦以及石油焦等。
1956年在美国摩根城(MorganTown)又建立了日处理100t煤、操作压力为2．8MPa的德士古炉。
目前，德士古气化的工业装置规模已达到日处理煤量1600t。
它是经过示范性验证的、既先进又成熟的第二代煤气化技术。
德士古气化讲座2
德士古煤气化工艺联锁系统
气化炉安全联锁系统 触发气化炉安全联锁的条件： ➢ 煤浆流量低低 三选二（二只流量计加泵转速） ➢ 高压煤浆泵跳车（断电）（后加） ➢ 氧气流量低低 三选二（一只流量计、三只变送器） ➢ 激冷室液位低低 二选二 ➢ 激冷室出口合成气温度高高 三选二 ➢ 喷嘴安全联锁触发
喷嘴安全联锁 触发条件：以下三选二
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，已部分实现国产化 ➢ 黑水及闪蒸系统问题相对较多，易堵塞、磨损
Texaco炉目前原料与产品性质
➢原料煤
灰份： S： 灰熔点：
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）
二、 工艺原理及工艺流程
Texaco工艺与环保特点
➢ 水煤浆连续进料纯氧气化，耐火砖热壁炉，液态排渣，激冷 或废锅流程，生产能力大，流程简单，可靠，实现计算机集 散控制
➢ 原料适应性相对较宽，可气化广泛采用水力开采的粉煤、石 油焦、煤液化残渣等，
➢ 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。
•高浓度、低粘度、低析水率及良好的流动特 性将是水煤浆制备中所追求的目标。
• 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：
德士古加压水煤浆气化技术
德士古加压水煤浆气化技术德士古加压水煤浆气化技术一、德士古加压水煤浆气化工艺技术特点德士古加压水煤浆气化技术是由美国德士古公司在重油气化的基础上开发成功的第二代煤气化技术，是一种以水煤浆为进料、氧气为气化剂的加压气流床并流气化工艺，属于气流床湿法加料、液态排渣的加压气化技术。
气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序。
德士古加压水煤浆气化技术有以下特点：1、德士古加压水煤浆气化工艺要求原料水煤浆要有良好的稳定性、流动性，较低的灰熔点及泵易输送等特点；2、气化炉内结构简单，炉内无机械传动装置，操作性能好，操作弹性大，可靠程度高；3、高温加压气化，气化采用1300-1500℃的高温，气化压力达2.7～6.5Mpa，已工业化水煤浆气化炉气化压力有3.0、4.0、6.5Mpa 几种。
气化炉能力与压力成正比，气化压力高，能增加反应的速度及增加反应物在气化炉内的停留时间，增加碳的转化率，增加单台气化炉的生产能力，同时可节省后工序气体压缩功，但压力过高工程设计和设备制造难度也就更大。
如产品气用作燃料，气化压力不宜太高；如用作合成氨或甲醇原料气，可以选用4.0-6.5Mpa，应根据工程规模合理选定。
4、碳转化气化效率高，碳转化率高，一般可达90-93%，灰渣中粗渣含碳量约5%，少量细渣含碳量约25%。
单位体积产气量大，粗煤气质量好，有效气成份高，产品气中（CO+H2）可达80%左右；气体中甲烷低、无焦油，可用来生产合成氨、甲醇、制氢、羟基合成原料气，用途广泛；5、灰渣含碳量低；6、水煤浆进料与干粉进料比较，简化了干粉煤给料及加压煤仓加料的问题，具有安全并容易控制的特点，取消了气化前的干燥，节约能量；7、采用半封闭供煤、湿法磨煤以及气流床气化，全过程污染轻微，无焦油等污染物，是一种先进、可靠的气化工艺，世界各国基本公认该技术为环境友好型工艺。
德士古加压水煤浆气化工艺不足之处为：1、受气化炉耐火砖的操作条件和使用寿命的限制，气化温度不宜过高；2、气化炉内砌耐火砖冲刷侵蚀严重，更换耐火砖费用大，增加了生产运行成本；3、喷嘴使用周期短，必须每两个月检查更换一次，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，增加了建设投资；4、水煤浆含水量高，使冷煤气效率和煤气中的有效气体成份（CO+H2）比干法气流床低，氧耗、煤耗均比干法气流床高；5、对管道及设备的材料选择要求严格，一次性工程投资比较高；6、制备水煤浆需多种添加剂，适用于生产合成氨的激冷流程有庞大的灰水处理系统，且细灰中含碳量高达25～30％不易处理。
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毕业设计（论文）题目德士古水煤浆气化技术概况与发展专业学生姓名学号小组成员指导教师完成日期新疆石油学院1、论文（设计）题目：德士古水煤浆气化技术概况与发展2、论文（设计）要求：3、论文（设计）日期：任务下达日期完成日期4、系部负责人审核（签名）：新疆石油学院毕业论文（设计）成绩评定1、论文（设计）题目：德士古水煤浆气化技术概况与发展2、论文（设计）评阅人:姓名职称3、论文（设计）评定意见：成绩：5、论文（设计）评阅人（签名）：日期：德士古气化技术概况与发展摘要本文简要介绍了德士古气化技术现状、原理、工艺流程，以及一些存在的问题。
煤气化，即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物)，是对煤炭进行化学加工的一个重要方法，是实现煤炭洁净利用的关键。
1984年我国建设了我国第一套Texaco水煤浆气化装置，气化炉是水煤浆加压气化技术的关键设备之一。
目前，国内外最常用的水煤浆气化炉是德士古气化炉。
Texaco气化炉由喷嘴、气化室、激冷室(或废热锅炉)组成。
其中喷嘴为三通道，工艺氧走一、三通道，水煤浆走二通道。
介于两股氧射流之间。
水煤浆气化喷嘴经常面临喷口磨损问题，主要是由于水煤浆在较高线速下(约30 m ／s)对金属材质的冲刷腐蚀。
喷嘴、气化炉、激冷环等为Texaco水煤浆气化的技术关键。
最后是对德士古气化技术的展望，还有新型煤气化技术发展前景，及发展重要意义。
从我国经济发展全局出发，结合我国的能源资源结构和分布，寻求行之有效的替代石油技术，以缓解我国石油进口的压力．水煤浆代替燃油技术在国内外已经成熟，用水煤浆代替原油对我国国民经济发展具有重要的战略意义．关键词德士古煤气化，水煤浆，气化炉，工艺烧嘴目录1.德士古水煤浆气化技术概述 (1)1.1 水煤浆技术的发展 (1)1.2 德士古水煤浆加压气化技术............................................................................... 错误!未定义书签。
2.德士古水煤浆气化工艺流程 (1)2.1 制浆系统 (1)2.2 合成气系统 (2)2.3 烧嘴冷却系统 (4)2.4 锁斗系统 (4)2.5 闪蒸及水处理系统 (5)2.6 德士古水煤浆气化工艺过程简述 (6)3．德士古水煤浆气化反应原理 (7)4. 德士古水煤浆技术发展的重要意义 (7)4.1 水煤浆代替燃油是国家经济发展之需要 (8)4.2 水煤浆产品有着巨大的国际国内市场 (8)4.3 水煤浆是洁净燃料，环保效益好 (8)参考文献 (9)致谢 (10)1.德士古水煤浆气化技术概述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。
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，后经各国生产厂家及研究单位逐步完善，于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。
水煤浆是70年代末国际石油危机时出现的一项煤炭高新技术产品，它是由70％左右的煤炭、30％的水和少量添加剂组成的外观像重油的产品．水煤浆技术是将固态的煤燃料变为液态的煤基燃料．它既保留了煤的燃烧特性，又具备了类似重油的液态应有的特点．用它代替重油燃烧，是一种制备相对简单、便于运输储存、安全可靠的新型清洁燃料，在西方发达国家已经得到工程应用．我国是一个煤炭资源丰富而石油资源相对短缺的国家，煤炭消耗占我国能源总消耗的75％．随着我国工业化进程的加快的战略选择，是“十五”期间我国煤炭结构调整的一个重要方向，实施洁净煤战略，发展水煤浆技术是保证我国能源安全和可持续发展。
1.1 水煤浆技术的发展能源是社会和经济发展的重要物质基础国外水煤浆技术的发展和应用主要受国际油价市场的影响, 多数科技发达国家是作为技术储备来研究。
煤炭是我国的主要能源, 在未来的相当长的时间内, 我国能源以煤炭为主的格局不会改变, 自1990 ～2006年, 煤炭在我国能源生产构成中的比例已经超过75%。
2005年, 我国能源生产构成: 原煤76.3%,原油12.6%, 天然气3.2% , 水电7.9%[ 1 ]。
由此可见, 我国石油资源十分短缺, 同年我国石油净进口量1136亿t, 对外依存度达到4219% , 预计到2010年,国产原油只能满足需求量的58%, 2020年我国石油对国际市场的依赖程度将达50%以上。
因此, 立足于我国能源资源的特点, 开发煤代油技术, 对于我国的经济建设和能源安全具有战略意义。
水煤浆是70年代石油危机中发展起来的一种煤基流体燃料。
它是由约70%的煤粉、30%的水和少量化学添加剂组成的混合体, 约2 t或215 t普通水煤浆代替1 t重油。
因水煤浆具有良好的流动性和稳定性, 可以象油一样实现全密封储运和高效率的雾化燃烧。
制浆过程基本上属于物理过程, 工艺简单, 生产成本低, 投资小, 属于一种见效快、节能和环保型的较为理想代油燃料。
实际上, 水煤浆应用领域相当广泛, 如许多种类工业锅炉、窑炉等, 可以实现水煤浆替代燃油。
2.德士古水煤浆气化工艺流程2.1 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入磨煤机，同时在磨煤机中加入水、添加剂、石灰石、氨水，经磨煤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入煤浆槽中。
磨机高浓度磨矿制浆工艺：原煤→破碎→高浓度磨碎→搅拌→滤浆→成品水煤浆↑↑↑水添加剂稳定物图2.1.1 磨煤系统2.2 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，生成的煤气和熔渣经激冷环及下降管进入气化炉激冷室冷却，冷却后合成气经文丘里洗涤器进入碳洗塔，熔渣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，然后合成气出碳洗塔进入后工序。
图2.2.1 气化炉工艺PID图2.2.2 碳洗塔工艺PID2.3 烧嘴冷却系统德士古工艺烧嘴是气化装置的关键设备，一般为三流道外混合式，在烧嘴中煤浆被高速氧气流充分雾化，以利于气化反应。
由于德士古烧嘴插入气化炉燃烧室中，承受1400度座右的高温，为了防止烧嘴损坏，在烧嘴外侧设置了冷却盘管，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连锁。
2.4 锁斗系统落入激冷室底部的固态熔渣，经破渣机破碎后进入锁斗系统，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。
图2.4.1 锁斗系统PID2.5 闪蒸及水处理系统该系统主要用于水的回收处理。
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。
图2.5.1 灰水处理系统2.6 德士古水煤浆气化工艺过程简述德士古水煤浆加压气化的基本工艺过程是用高压煤浆泵将煤浆送入烧嘴，同时将来自空分的高压氧也送入烧嘴，氧走烧嘴的外环隙和中心管，煤浆走内环隙，二者一起由烧嘴喷入气化炉中，充分混合雾化，在1350～1400 ℃温度下进行气化反应，生成的高温合成气和熔融渣一起流经渣口，激冷环、下降管，进入激冷室的激冷水中。
高温合成气和熔融渣与激冷水直接接触激冷，激冷的目的是将高温气体直接冷却到该压力下的饱和蒸汽温度，将熔融渣冷却后沉积，实现气渣分离。
分离出的渣经破渣机，通过锁斗定期排入渣池，由捞渣机捞出装车外运。
激冷水是由激冷水泵从洗涤塔抽出，送入激冷环，并沿下降管内壁旋转均匀分布下流。
激冷水在下降管内壁形成的水膜，不仅避免高温气流及熔渣与下降管内壁直接接触而保护下降管，同时也逐渐降低气体温度。
在激冷水中激冷后的合成气沿下降管和上升管的环隙空间均匀鼓泡上升，出激冷室后，经文丘里洗涤器和洗涤塔进一步降温除尘，再送往CO变换。
图2.6.1 德士古水煤浆工艺流程3.德士古水煤浆气化反应原理水煤浆和99.6%纯氧经德士古烧嘴呈射流状太进入气化炉，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。
进入气化炉的水煤浆在气化炉内的反应过程大体可分为三个反应区段:裂解区、燃烧区、气化区。
在裂解区主要进行了水煤浆中水分的蒸发、挥发份的脱除和热裂解,该过程需要的热量主要来源于炉内高温环境辐射的热量,回流过来的高温反应气的加热。
煤脱除挥发份以后变成煤焦。
在燃烧区主要进行的是燃烧反应。
首先发生燃烧反应的是裂解区产生的可燃气体,以及少量的从回流区卷吸进来的反应气,紧接着发生煤焦的燃烧反应。
燃烧反应的主要产物为CO2 ,只有在气化炉内的大部分氧气消耗掉以后才产生CO的反应。
气化炉内的氧气消耗过程为:与可燃气反应约占入炉总氧的10 % ,与煤焦反应产生CO2约占炉总氧的60 % ,与煤焦反应产生CO 约占炉总氧的30 %。
与氧气的消耗情况相对应,煤焦的消耗情况为:燃烧产生CO2消耗煤焦总量的30 % ,燃烧产生CO约占煤焦30 % ,还有约40 %的煤焦在燃烧区未能参加燃烧反应而直接进入了气化区。
在气化区主要发生煤焦和水蒸气的反应、煤焦和CO2的还原反应以及其他一些氧化还原反应。
气化反应是气化炉内的主要反应,存在着化学反应平衡的问题,需要较长的时间,较多的热量,对气化反应的结果影响也比较大。
在各阶段反应所需要的时间划分上,裂解反应和燃烧反应所占的比例很小,约占不到10 % ,气化还原反应所占的时间较多约占90 %以上。
下面是气化炉内几种物质与碳的反应速率对比:燃烧反应:C + O2 = CO2的反应速率为10000 ;还原反应:C + H2O = CO + H2的反应速率为4 ,C + CO2 = 2CO 的反应速率为1 。
从碳的反应速率可以看出,燃烧反应的速率非常大,还原反应的速率相对比较小,所以还原反应所占的时间比例比较大水煤浆制备其内容主要侧重于研究各种外在和内在因素对水煤浆流变性质的影响, 对高浓度水煤浆制备和改善水煤浆流变学性质等起到了至关重要的指导作用。
煤炭特性对煤成浆性和煤浆流变性的影响[1]煤质是影响煤浆流变性的首要因素。
能否制备出高浓度、低黏度水煤浆, 煤质是关键。
这取决于煤的表面物理的、化学的结构特征, 包括煤表面亲水性、煤孔隙度及煤孔结构特征、煤岩相组成、煤矿物质组成、可磨性、介质中离子强度组成、煤表面电化学性质等因素。