西北院煤气化及多元料浆气化技术简介

1.开发背景 1.开发背景
本院在多年煤气化技术研究基础上，特别是水煤浆加压气 化技术开发研究及工业化应用积累的经验和教训，结合国内市 场背景及需求情况，本项技术开发基于以下几方面原因：
1）配合实现国家“煤代油”的能源发展战略。 ）配合实现国家“煤代油” 2）解决水煤浆加压气化技术在工业化应用过程中暴露的问 题，更有利于实现装置长周期安全稳定运行，克服水煤浆 气化技术缺陷。 3）获得自主知识产权、节省技术引进费。 4）实现气化原料多样化，扩大原料使用范围。 在国家、中石化、中石油及企业的支持下，先后承担并 完成了 “煤油水混合料浆制备及气化研究”、“煤焦水乳 煤油水混合料浆制备及气化研究” 化制浆及气化研究” 化制浆及气化研究”、“煤沥青水浆制备及气化研究”和 煤沥青水浆制备及气化研究” 国家科技部攻关项目“多元料浆新型气化技术开发研究” 国家科技部攻关项目“多元料浆新型气化技术开发研究”。 并同相关企业进行了卓有成效的研究，成功开发了多元料 浆新型气化技术(MCSG)，并实现工业化应用。 浆新型气化技术(MCSG)，并实现工业化应用。
煤气化及多元料浆新型气化技术
西北化工研究院
主要内容
一、西北化工研究院煤气化简介 二、煤气化开发历程及工作内容 三、水煤浆加压气化技术 四、多元料浆新型气化技术 1.开发背景 1.开发背景 2.技术特点、创新点及关键技术 2.技术特点、创新点及关键技术 3.自主知识产权及获奖情况 3.自主知识产权及获奖情况 4.工业化应用业绩 4.工业化应用业绩 5.与工程公司合作情况 5.与工程公司合作情况 五、多元料浆气化技术工作内容及进度
2.技术特点、创新点和关键技术 2.技术特点、 技术特点
多元料浆新型气化技术使用工艺氧气，对固 态或液态含碳物质所制备的料浆进行部分氧化反 应，生产合成气（CO＋H2）。 应，生产合成气（CO＋H2）。 工艺技术包括： 工艺技术包括： ■ 料浆制备 ■ 料浆气化 ■ 粗煤气洗涤净化 ■ 灰水处理
主要技术特点： 主要技术特点：
1）通过不同原料（特别是难成浆原料）的制浆技术研究， 大大提高料浆的有效组成，降低气化过程的消耗。 2）该技术原料适应性广，包括煤、石油焦、石油沥青、渣 油、煤液化残渣、生物质等含碳物质以及纸浆废液、有 机废水等。 3）长距离料浆输送技术，解决了高浓度、高粘度料浆难输 送的问题。 4）新型结构的气化炉，具有结构简单，操作安全易控的特 点，而且有利于热量回收和耐火材料保护，使用周期延 长两倍左右。 5）富有特色的固态排渣和液态排渣工艺技术，不仅解决了 高灰熔点原料的气化难题，而且从技术角度解决了原料 适应性问题。
专利授权号:200420041980.1 专利授权号:200420041980.1
专利名称: 专利名称:一种多元料浆加压气化工艺 专利授权号:ZL200410073361.5 专利授权号:ZL200410073361.5
获奖情况： 获奖情况：
国家石化系统科技进步一等奖 陕西省石化行业办科技进步一等奖 陕西省人民政府科技进步一等奖
4. 工业化应用业绩
已工业化并实现长周期稳定运行的装置
浙江丰登公司， 万吨 万吨/a合成氨装置 浙江丰登公司，3万吨 合成氨装置 浙江巨化公司， 万吨 万吨/a甲醇装置 浙江巨化公司，6万吨 甲醇装置 山东华鲁恒升公司， 万吨 万吨/a合成氨装置 山东华鲁恒升公司，30万吨 合成氨装置 山东华鲁恒升公司，二期 万吨 万吨/a甲醇项目 山东华鲁恒升公司，二期20万吨 甲醇项目
6）通过配煤技术，优化资源配置，既解决了原料成浆性问 题，又解决了灰熔点问题，为多元料浆主要特色之一。 7）独具特色的灰水处理技术（Ⅰ～Ⅲ级换热闪蒸技术）， ）独具特色的灰水处理技术（Ⅰ 减少了设备投资，简化了工艺流程。 8）成熟完善的系统放大技术，解决了不同规模、不同压力 等级装置的气化工程化问题。 9）设备完全立足于国内，投资少，效益显著。 10）三废排放少，环境友好，属洁净气化技术。 10）三废排放少，环境友好，属洁净气化技术。 11）通过十余年的开发和完善，多元料浆气化技术形成了完 11）通过十余年的开发和完善，多元料浆气化技术形成了完 整、系统的气化专利技术。
本院是水煤浆气化及煤化工国家工程中心的主要成员单位 和技术依托单位，是中西部煤气化工程中心的核心成员单位， 为陕西省煤化工工程中心的挂牌单位。多年来，西北化工研究 院作为全国唯一的煤种评价及气化方法选择的科研机构，出具 的评价结果和方法受到国内外政府及企业的肯定和认同。 西北化工研究院从事的气化研究涉及固定床、流化床和气 流床煤气化技术的三大领域，并以固定床和气流床煤气化技术 开发研究为主要特长。 自2000年以后，本院重点进行多元料浆（水煤浆）气化专 2000年以后，本院重点进行多元料浆（水煤浆）气化专 利技术的推广工作及干煤粉加压气化技术的研究开发工作。
3.气流床气化技术 3.气流床气化技术 A.干法气化技术 A.干法气化技术 1976～1982年,进行常压粉煤（K-T）气流床煤气化技术研究 1982年 进行常压粉煤（K 1983年山东黄县建立了一套5000吨 1983年山东黄县建立了一套5000吨/年合成氨的常压粉煤气化 工业化试验装置. 工业化试验装置. 1998～1999年承担了国家科委软课题研究，完成了“Shell煤 1999年承担了国家科委软课题研究，完成了“Shell煤 气化工艺过程模型的开发研究” 气化工艺过程模型的开发研究” 。 2001至今，进行干煤粉加压气化技术的开发研究 2001至今，进行干煤粉加压气化技术的开发研究 国家863课题: 国家863课题:干煤粉加压气化技术的研究，采用下喷对置式 两段气化工艺，已完成中试研究 。 陕西省科技攻关项目：干煤粉加压气化加压进料技术研究 陕西省人民政府重点项目：干煤粉加压气化技术研究，采用 顶喷式单喷嘴气化工艺技术，目前已完成试验研究，并在河南 两家企业建立工业化示范装置。申请专利三项。
2.流化床气化技术 2.流化床气化技术 1997年开始参与了河北宣化化肥厂常压循环流化床（CFB） 1997年开始参与了河北宣化化肥厂常压循环流化床（CFB） 煤气化技术的前期技术开发。 2000年在陕西联合中西部煤气化工程技术中心主持下参与 2000年在陕西联合中西部煤气化工程技术中心主持下参与 陕西城化股份有限公司循环流化床气化制合成氨原料气工业 试验。
一、西北化工研究院煤气化简介
西北化工研究院是原化工部唯一研究煤气化及煤气净化 为主的科研单位，煤气化技术开发及工程化业绩显著。 建有煤质分析、料浆制备及煤气化实验室；建立了湿法 加压气化模型试验和中间试验装置；建有富氧连续气化试验 装置及干法粉煤加压气化试验装置。完成了国内外600余个 装置及干法粉煤加压气化试验装置。完成了国内外600余个 煤种的不同气化性能、气化方法及煤炭综合利用的评价试验 工作，并建立了气化性能数据库，为国内煤化工项目的建设 提供前期技术支持。 近40年来，本院煤气化研究成果在国内数十家不同规模 40年来，本院煤气化研究成果在国内数十家不同规模 的煤化工项目中实现了应用。32项科研成果获国家及省部级 的煤化工项目中实现了应用。32项科研成果获国家及省部级 科技进步奖，已获专利15项。 科技进步奖，已获专利15项。
1）进行了煤种的评价试烧试验，建立煤种评价计算模型。 2）开发了高灰熔点、高灰粘度煤的气化技术。 3）开发了高性能的水煤浆喷嘴。 4）通过实验室基础研究和中间试验研究，解决了水煤浆制 备技术关键 。 5）气化炉直接测温研究。 6）气化炉间接测温研究。 7）进行了污水及环保测定及分析方法研究。 8）进行了多项配套技术及设备的开发研究 。 水煤浆加压气化技术研究成果，已成功配套应用于国内 山东鲁南化肥厂、陕西渭河化肥厂、上海焦化厂等厂家， 并获国家及省部级科技奖励10余项。 并获国家及省部级科技奖励10余项。
B.湿法气化技术 B.湿法气化技术 水煤浆加压气化技术 多元料浆新型气化技术
三、水煤浆加压气化技术
西北化工研究院从1967年开始就进行水煤浆加压气化技 术探索性研究，建立了全流程试验装置。 1979年至1983年，建立了两套水煤浆加压气化模试装置 （规模分别为20kg/h、1.0MPa； 40kg/h、2.0MPa）。 1983年在西北化工研究院建立了中试装置（规模为 1.5t/h，气化压力为3.4MPa，气化炉型分为热壁炉和冷壁 炉），并开展试验研究工作。 本院开展的水煤浆加压气化技术研究工作，主要解决了 如下技术问题，为水煤浆加压气化技术在我国的推广应用奠 定了坚实的基础。
3.自主知识产权及获奖情况 3.自主知识产权及获奖情况
自主知识产权：
专利名称: 专利名称:多元料浆的制备方法及工艺 专利授权号:ZL00113911.8 专利授权号:ZL00113911.8 专利名称: 专利名称:水煤浆添加剂及制备方法 专利名称: 专利名称:多元料浆气化炉 专利名称: 专利名称:气化灰水气液分离设备 专利名称: 专利名称:气体洗涤器 专利名称: 专利名称:气流床反应器排灰装置 专利名称: 专利名称:气化灰水处理系统 专利名称: 专利名称:气体洗涤净化装置及工艺 专利名称: 专利名称:多元料浆气化喷嘴 专利授权号:ZL99115929.2 专利授权号:ZL99115929.2 专利授权号:ZL03218866.8 专利授权号:ZL03218866.8 专利授权号:ZL03262652.5 专利授权号:ZL03262652.5 专利授权号:ZL200320109792.3 专利授权号:ZL200320109792.3 专利授权号:ZL200320109793.8 专利授权号:ZL200320109793.8 申请号: 申请号: 申请号: 申请号: 03134511.5 200310105939.6
1）完备的多元料浆制备技术 料浆组成优化技术，研磨体级配技术，难成浆原料的料 浆制备工艺技术，添加剂技术，料浆长距离输送技术等。 2）系统的多元料浆气化技术 料浆气化工艺技术，气化喷嘴技术，新型结构气化炉， 煤气激冷系统，排渣系统，气化过程自控及测温系统等。 3）一体化的粗煤气洗涤净化及灰水处理技术 简洁的换热闪蒸技术、真空过滤技术等。
二、煤气化技术开发历程及工作内容
1.固定床气化技术 1.固定床气化技术 从1976年开始，进行固定床煤气化技术研究，主要研究成果 1976年开始，进行固定床煤气化技术研究，主要研究成果 有： 1976年，“长焰煤直接入炉气化制合成氨原料气中间试验” 1976年，“长焰煤直接入炉气化制合成氨原料气中间试验”， 1981年获陕西省人民政府科技进步二等奖。 1981年获陕西省人民政府科技进步二等奖。 1981～1986年 1981～1986年，“长焰煤直接入炉制民用燃料煤气工业化试 验”，成果先后应用于：陕西铜川陈家山煤矿、陕西咸阳西北 橡胶总厂、内蒙东胜常鑫陶瓷有限公司等。 1991～1994年，“CO2还原制CO技术”，应用于山东勃海化肥 1994年，“CO2还原制CO技术” 厂、兰州炼油厂。 1991～1999年，“煤焦富氧连续气化及气体净化新技术开 1999年，“ 发”,在四川大竹氮肥厂建立工业化示范装置。
技术主要创新点： 技术主要创新点：
1）多元料浆组成的优化设计，提高料浆有效组成，降低消 耗的系统技术； 2）多元料浆制备工艺技术和添加剂技术； 3）多元料浆气化工艺技术； 4）新型结构的气化炉； 5）灰水处理系统及排渣技术； 6）系统放大技术； 7）多元料浆气化软件评价体系。
技术所形成的关键技术： 技术所形成的关键技源自文库：
四、多元料浆新型气化技术
多元料浆新型气化技术属湿法气流床加压气化技术，是指 对固体或液体含碳物质（包括煤/石油焦/沥青/ 对固体或液体含碳物质（包括煤/石油焦/沥青/油/煤液化残渣） 与流动相（水、废液、废水）通过添加助剂（分散剂、稳定剂、 PH值调节剂、湿润剂、乳化剂）所制备的料浆，与氧气进行部 PH值调节剂、湿润剂、乳化剂）所制备的料浆，与氧气进行部 分氧化反应，生产CO+H2为主的合成气。水煤浆加压气化属多 分氧化反应，生产CO+H2为主的合成气。水煤浆加压气化属多 元料浆气化的特定型式。