德士古水煤浆加压气化技术的应用

1993 1995 1996 2000 2004 2005 2006 2008 在建 在建 2005 2007 在建 2008 在建 在建 在建 在建 2004 2005
氨、甲醇 甲醇、城市煤气
氨 氨 氨 氨 氨 甲醇 甲醇 甲醇 甲醇 甲醇 丁辛醇 甲醇 甲醇 甲醇、二甲醚 烯烃 甲醇、二甲醚、烯烃 甲醇 醋酸
课题“新型水煤浆气化技术”就是将单喷嘴水煤浆气化炉改
为对置式多喷嘴水煤浆气化炉，并配套生产甲醇和联产发
电。多喷嘴对置式水煤浆气化技术含水煤浆制备工序、多喷
嘴对置式水煤浆气化和煤气初步净化工序、含渣水处理工
序。
多喷嘴对置式水煤浆气化技术自动化程度高，全部采用
集散控制系统（DCS）控制，特别是氧煤比完全可以投自动串
工艺的气化炉进行了比较，对目前德士古水煤浆气化在国内的使用情况、投产时间、产品和这种气化方法在使用过
程中存在的问题进行了总结。
关键词:水煤浆；气流床； 应用现状
中图分类号:TD98
文献标识码:A
文章编号:1008-8725（2010）07-0161-02
Application of Texaco Coal-water Slurry Presurized Gasification
表 2 德士古水煤浆气化的应用状况
投产 年份
主要产品
鲁南化肥厂 上海焦化厂 陕西渭河化肥厂 安徽淮南化工厂 黑龙江浩良河化肥厂 中石化金陵化学工业公司 中石化南京化学工业公司 陕西榆林甲醇项目 内蒙古鄂尔多斯甲醇项目 安徽淮北甲醇项目 陕西神木化学工业公司 南京惠生化工有限公司 中石化齐鲁石化二化肥气化装置 兖州煤业榆林能化有限公司 大连大化集团有限责任公司 新奥集团 神华包头煤化工有限公司 宁夏煤业集团 山东华鲁恒升化工股份有限公司 兖矿国泰化工有限公司
国际先进水平，具有自主知识产权的大型煤气化技术。
随着机械化采煤的发展，粉煤产率也在增加，利用此项
技术可以解决粉煤的利用问题，也可以解决煤炭在洗选过程
中产生的大量煤泥，利用水煤浆气化技术联合循环发电也具
有广阔前景。今后煤化工的更多机会是发展新型煤化工，即
煤制甲醇、煤烯烃、二甲醚和煤制油，煤气化生产甲醇及其下
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第 29 卷第 7 期 2010 年7 期
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煤炭转化
煤炭技术
Coal Technology
Vol.29,No.07 July,2010
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德士古水煤浆加压气化技术的应用
高丽
（重庆工程职业技术学院，重庆 400037）
摘 要:论述了德士古水煤浆加压气化技术的特点、工艺，并对德士古水煤浆加压气化和壳牌粉煤加压气化这 2 种
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；
（6）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、环保的气化工艺。
（7）适宜于水煤浆加压气化的是气化反应活性较高的年 轻烟煤，而烟煤中最适宜的是长焰煤、气煤等。
2 水煤浆制气的德士古工艺（Texaco）
工，2006（6）：1- 6. [4] 于广锁，牛苗任，王亦飞，等.气流床煤气化的技术现状和发展趋
势[J].现代化工，2004（5）：23- 24. [5] 王洪记.德士古水煤浆气化技术及应用前景[J].化工时刊，1996
（12）：12- 15. （责任编辑 徐艳杰）
水煤浆制气的德士古工艺见图 1：
图 1 德士古水煤浆制气工艺
收稿日期:2009-10-28;修订日期:2010-04-28 作者简介:高丽(1975-)，女，安徽巢湖人，讲师，硕士，现在重庆工程职业技术学院科技处从事化学工艺教学和研究工作。
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煤炭技术
第 29 卷
3 德士古工艺（Texaco）和气流床粉煤加压 气化工艺（Shell）的比较
此种气化炉用膜式水冷壁代替了耐火砖，喷枪代替了烧嘴，
使维修费用降低。德士古工艺（Texaco）和气流床粉煤加压气
化工艺（Shell）的比较见表 1。 表 1 Shell 与 Texaco 气化炉的比较
Shell
Texaco 气化炉
气化炉形式 直径/mm 气化剂
气化压力/MPa (G) 能量回收型式 气化温度/℃
气流床粉煤加压气化技术象壳牌（Shell）干煤粉气流床
气化目前也仅用于循环发电，未用于化工生产，这种气化技
术是用极细的粉煤为原料，被氧气和水蒸汽组成的气化剂高
速气流携带，喷入气化炉，这种气化是用干煤粉气化，又是干
法除尘，无灰水处理装置，干灰含碳低，污水处理量小，煤种
适应范围广，热效率高，C 的利用率和水煤浆工艺相比更高。
1 300~1 500 750
Texaco 烧嘴 耐火材料 烧嘴、耐火材料
有 锁渣罐 对煤种有一定要求 水煤浆 80.03%
95％
4 德士古水煤浆气化的应用
目前我国采用该技术的在运行装置有 20 多台。鲁南化 肥厂、上海焦化厂、陕西渭河化肥厂、安徽淮南化工厂和黑龙 江浩良河化肥厂是国内使用德士古水煤浆气化炉较早的厂 家，德士古水煤浆气化炉的部分应用情况见表 2。
5 水煤浆气化工艺前景展望
德士古加压水煤浆气化技术虽然是比较成熟的煤气化 技术，但从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看，由 于工程设计和操作经验的不完善，还没有达到长周期、高负 荷、稳定运行的最佳状态，存在的问题还较多。
（1）气化炉烧嘴运行周期较短，一般不超过 3 个月，这是 造成德士古装置必须有备炉的主要原因；
级控制。工业运行证实，该装置具有开车方便、操作灵活、投
煤负荷增减自如的特点，操作的方便程度优于引进水煤浆气
化装置。多喷嘴对置式水煤浆气化技术已被工程实践证实完
全可行，工艺指标也极为先进，对初步的运行结果统计表明：
有效气 CO+H2≥82％，碳转化率≥98%。通过工业化规模的 气化炉的示范运行，我国在水煤浆气流床气化技术方面将达
GAO Li
（Chongqi源自文库g Vocational Institute of Engineering, Chongqing 400037, China）
Abstract:This article discusses the features, process of Texaco coal -water slurry pressurized gasification, comeares the gasifier process of Texaco coal -water slurry pressurized gasification with Shell powder coal pressurized gasification, and summarizes the domestic usage, production time, products and the problems in using this gasification method. Key words:coal-water slurry; air bed; present situation
0 引言
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。水煤浆制气的德士 古工艺在中国的应用有 10 多年了，是较成熟的煤气化技术。
游产品的开发和 IGCC 联合发电也是新型煤化工的一个发
展方向。新型煤化工将成为今后煤化工产业的发展主题。
参考文献： [1] 陈永献.德士古水煤浆加压气化技术存在问题探讨[J].河南化
工，2005（11）：46- 47. [2] 王旭宾. 德士古煤气化工程技术问题探讨 [J]. 化肥工业，2004
（2）：38- 41 [3] 陈家仁.加压气流床煤气化工艺的发展现状及存在问题[J].煤化
单炉生产能力/t 氨/d 加煤装置
炉体保护装置 易损件
破渣装置 排渣装置 适用原料 使用原料粒度 (H2+CO) 碳转化率
加压气流床 φ4 400 氧气 4.0
水冷壁+废锅 1 400~1 700
1 500 煤喷枪 膜式水冷壁
无 有 锁渣罐 煤种适用范围宽 干煤粉 90.30% ≥99％
加压气流床 φ3 200 氧气 4.0 水激冷
（2）耐火砖使用寿命国产约 1 a，进口约 2 a，导致维修费 用较大；
（3）单烧嘴制气，操作弹性较低； 德士古加压水煤浆气化炉耐火砖的寿命问题仍然是一 个难题，对于德士古水煤浆气化炉烧嘴的问题已有一些新的 气化炉将单喷嘴改为对置式多喷嘴，可以增加热质传递，并 且能提高碳的转化率。目前由兖矿集团有限公司、华东理工 大学共同承担的国家高技术研究发展计划（863 计划）重大
（3） 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； （4）灰渣含碳量低； （5）水煤浆进料与干粉进料比较，简化了干粉煤给料及
1 德士古加压水煤浆气化技术特点
（1）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；
（2）高温加压气化，气化采用 1 300℃~1 500℃的高温， 气化压力达 2.7～6.5 Mpa，已工业化水煤浆气化炉气化压力 有 3.0、4.0、6.5 Mpa 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。