煤制甲醇讲解
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煤大致可分为：褐煤、烟煤和无烟煤。 煤的组成：固定碳、水分、灰分、挥发分、以 及少量的硫、磷。
单位重量燃料燃烧时放出的热量称为发 热量，人为规定以每公斤发热量7000千卡的 煤作为标准煤，并以此标准折算耗煤量。
新员工培训
气化 目前商业运行的主流气化技术
水煤浆
TEXACO（GE） 在美国EASTMAN 化工 83年
工艺流程简图
Gห้องสมุดไป่ตู้P粉煤气化工艺
• GSP 工艺技术由前民主德国的德意志燃料研 究所(German Fuel Institute) 开发, 始于上世 纪70 年代末。最初目的是用高灰分褐煤生产 民用煤气
• 1979年在弗来堡(Freiburg) 分别建立了一套 3MW 和5MW中试装置
• 1984 年, 在黑水泵市的劳柏格(Laubag) 电厂 建立了一套130MW 冷壁炉的商业化装置, 原 料处理能力为30t/h
多元料浆气化技术
气化装置采用西北化工研究院的多元料浆 加压气化技术，以水煤浆和纯氧为原料，气化 压力为6.5MPa(G)，反应温度大约（1320℃） 有效气成份（CO+H2）高达80%左右，该工艺 对煤种的适应范围较宽 • 碳转化率最高可达98%；煤气中甲烷含量低，
1994
荷兰 电厂
新员工培训
壳牌粉煤气化工艺 SCGP
2001
湖南 洞氮
2010
全国建 成19套
2012
全世界 共有22 套
壳牌粉煤气化工艺 SCGP
• Shell干煤气化技术的关键设备是气化炉、气 体冷却器（废热锅炉）和陶瓷过滤器
• 气化炉包括膜式水冷室、环形空间和高压容 器
• Shell干煤气化技术优点： 膜式水冷壁设计（以渣抗渣）及烧嘴寿命长 决定气化炉坚固耐用，烧嘴寿命可达到3年 碳转化率高（大于99%） 氧气和煤的消耗低 原料的高灵活性（操作温度1500—1700度） 有利于环境保护
GSP煤气化工艺流程简图
小结
• GE- Texaco工艺气化指标比干法气化差些， 煤耗、氧耗等主要指标均高，分别约高出10% 和15%，但其工艺配置、流程简洁，专有设备 台件少，系统设备国产化率高达90%，而且国 内已经有过引进消化吸收的工程开发，积累了 建设和生产管理的经验，建成投产后很快能达 标生产。
小结
• Shell工艺技术先进（气化部分），但综合前端 制粉、加压进料，空分的送氮量以及后端耐硫 变换的补加蒸汽，节能效果乃至工艺技术的先 进性要大打折扣，工程实施技术要求高、难度 大，施工周期相对长，试生产到正常连续生产 的磨合期相对较长。
• 对下游为甲醇产品的气化装置，采用CO2作为 煤粉的加压输送介质，在CO2减压时会产生干 冰。
• 碳转化率高达98%以上 • 调节比大、负荷变换简单
德士古水煤浆技术概况
• 对环境污染较小，三废处理较方便 • 德士古工艺对煤种有较强的选择性，最适宜气
化煤种为低灰分、低灰熔点的年轻烟煤 • 氧耗较高 • 工艺烧嘴使用寿命不长，一般约2个月就需停
炉更换
磨煤工艺流程
气化工艺流程
灰水处理 工艺流程
• 缺点是煤种选择上要注意内水低些，以使煤浆 浓度＞60%；灰融点不超过1320℃，以使运行 周期更长。
小结
• 华东理工的对置式四喷嘴气化工艺技术，属国 内自主开发技术，在消化吸收GE-TEXACO工 艺的基础上，加以改进创新，克服了GETEXACO气化技术的弱点及弊端，有利于气化 系统长周期稳定运行；该工艺流程简洁，没有 专有设备，系统设备国产化率高达95%。到目 前为止，工艺烧嘴的结构、材质及使用寿命日 趋完善， 并且积累了大量的建设和生产管理经 验。
德国鲁尔化学/鲁尔煤公司（RCH/RAG）于 1978年对水煤浆制备、烧嘴、耐火材料、渣水处理 和废热回收等进一步研究和改进，为工业化奠定了 基础
德士古水煤浆气化工艺特点
• 水煤浆进料简单可靠，气化炉结构简单， 有利于稳定操作
• 工艺灵活，合成气质量高，产品气可适用 于化工合成、制氢和联合循环发电
新员工培训
2012年7月23日
新员工培训
• 煤气化净化中心所属装置
煤气化 净化中心
气化
变换
净化
硫 回收
制 冷压 缩机
什么是煤？
煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化 学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产，一 种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作 用，埋藏后再经地质作用转变而成。俗称煤炭。
多喷嘴对置式水煤浆气化
• 工艺流程与德士古水煤浆气化技术相似，在气化炉、 灰水处理装置上进行了改进
• 气化炉：上部水平对置4个喷嘴，高效雾化+撞击三相 混合好，气化反应完全,转化率高，多喷嘴使气化炉 负荷调节范围大，有利于装置的大型化
• 激冷室：增加多层横相分隔器，破除泡沫，减少灰水 夹带
• 灰水处理：三级/四级闪蒸；换热器改为蒸发热水塔， 不易堵塞
在美国Cool-water IGCC 84年 四喷嘴 在山东兖矿国泰 化工 95年
粉煤
Shell 在荷兰DEMKOLEC IGCC 94年 GSP 在德国黑水泵市 IGCC 84年
德士古水煤浆技术概况
德士古（Texaco）公司由重油气化工艺启发，于 1948年提出水煤浆气化工艺
第一套中试装置于1948年在洛杉矶孟特培罗实 验室建成，规模1.5吨煤/天
小结
• GSP工艺的气化炉是水冷壁和急冷相结合，吸 取了Shell和Texaco的优点，粗煤气最终经二 级文丘里冷却除尘等，工艺流程新颖,生产控制 也简明合理，扬长避短，先进可行。建设工程 量也比Shell小，估计工期在30个月左右，有 独到之处。但缺乏工业化的业绩。
• 航天炉气化工艺和GSP有点类似。
壳牌粉煤气化工艺流程简图
多喷嘴对置式水煤浆气化
九五国家重点科技攻关项目“新型多喷嘴对置式水煤浆 气化技术”，由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、天辰化学 工程公司共同承担，并于2000年10月通过国家石油和化学 工业局考核和鉴定
十五国家（863）重大课题“新型水煤浆气化技术” 在鲁南建成1150吨煤/日多喷嘴对置式气化炉，配套 24万吨甲醇/年和71.8MW联合发电装置，由兖矿集 团公司、华东理工大学共同承担，并于2005年12月、 2006年1月通过国家石化协会考核和鉴定
单位重量燃料燃烧时放出的热量称为发 热量，人为规定以每公斤发热量7000千卡的 煤作为标准煤，并以此标准折算耗煤量。
新员工培训
气化 目前商业运行的主流气化技术
水煤浆
TEXACO（GE） 在美国EASTMAN 化工 83年
工艺流程简图
Gห้องสมุดไป่ตู้P粉煤气化工艺
• GSP 工艺技术由前民主德国的德意志燃料研 究所(German Fuel Institute) 开发, 始于上世 纪70 年代末。最初目的是用高灰分褐煤生产 民用煤气
• 1979年在弗来堡(Freiburg) 分别建立了一套 3MW 和5MW中试装置
• 1984 年, 在黑水泵市的劳柏格(Laubag) 电厂 建立了一套130MW 冷壁炉的商业化装置, 原 料处理能力为30t/h
多元料浆气化技术
气化装置采用西北化工研究院的多元料浆 加压气化技术，以水煤浆和纯氧为原料，气化 压力为6.5MPa(G)，反应温度大约（1320℃） 有效气成份（CO+H2）高达80%左右，该工艺 对煤种的适应范围较宽 • 碳转化率最高可达98%；煤气中甲烷含量低，
1994
荷兰 电厂
新员工培训
壳牌粉煤气化工艺 SCGP
2001
湖南 洞氮
2010
全国建 成19套
2012
全世界 共有22 套
壳牌粉煤气化工艺 SCGP
• Shell干煤气化技术的关键设备是气化炉、气 体冷却器（废热锅炉）和陶瓷过滤器
• 气化炉包括膜式水冷室、环形空间和高压容 器
• Shell干煤气化技术优点： 膜式水冷壁设计（以渣抗渣）及烧嘴寿命长 决定气化炉坚固耐用，烧嘴寿命可达到3年 碳转化率高（大于99%） 氧气和煤的消耗低 原料的高灵活性（操作温度1500—1700度） 有利于环境保护
GSP煤气化工艺流程简图
小结
• GE- Texaco工艺气化指标比干法气化差些， 煤耗、氧耗等主要指标均高，分别约高出10% 和15%，但其工艺配置、流程简洁，专有设备 台件少，系统设备国产化率高达90%，而且国 内已经有过引进消化吸收的工程开发，积累了 建设和生产管理的经验，建成投产后很快能达 标生产。
小结
• Shell工艺技术先进（气化部分），但综合前端 制粉、加压进料，空分的送氮量以及后端耐硫 变换的补加蒸汽，节能效果乃至工艺技术的先 进性要大打折扣，工程实施技术要求高、难度 大，施工周期相对长，试生产到正常连续生产 的磨合期相对较长。
• 对下游为甲醇产品的气化装置，采用CO2作为 煤粉的加压输送介质，在CO2减压时会产生干 冰。
• 碳转化率高达98%以上 • 调节比大、负荷变换简单
德士古水煤浆技术概况
• 对环境污染较小，三废处理较方便 • 德士古工艺对煤种有较强的选择性，最适宜气
化煤种为低灰分、低灰熔点的年轻烟煤 • 氧耗较高 • 工艺烧嘴使用寿命不长，一般约2个月就需停
炉更换
磨煤工艺流程
气化工艺流程
灰水处理 工艺流程
• 缺点是煤种选择上要注意内水低些，以使煤浆 浓度＞60%；灰融点不超过1320℃，以使运行 周期更长。
小结
• 华东理工的对置式四喷嘴气化工艺技术，属国 内自主开发技术，在消化吸收GE-TEXACO工 艺的基础上，加以改进创新，克服了GETEXACO气化技术的弱点及弊端，有利于气化 系统长周期稳定运行；该工艺流程简洁，没有 专有设备，系统设备国产化率高达95%。到目 前为止，工艺烧嘴的结构、材质及使用寿命日 趋完善， 并且积累了大量的建设和生产管理经 验。
德国鲁尔化学/鲁尔煤公司（RCH/RAG）于 1978年对水煤浆制备、烧嘴、耐火材料、渣水处理 和废热回收等进一步研究和改进，为工业化奠定了 基础
德士古水煤浆气化工艺特点
• 水煤浆进料简单可靠，气化炉结构简单， 有利于稳定操作
• 工艺灵活，合成气质量高，产品气可适用 于化工合成、制氢和联合循环发电
新员工培训
2012年7月23日
新员工培训
• 煤气化净化中心所属装置
煤气化 净化中心
气化
变换
净化
硫 回收
制 冷压 缩机
什么是煤？
煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化 学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产，一 种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作 用，埋藏后再经地质作用转变而成。俗称煤炭。
多喷嘴对置式水煤浆气化
• 工艺流程与德士古水煤浆气化技术相似，在气化炉、 灰水处理装置上进行了改进
• 气化炉：上部水平对置4个喷嘴，高效雾化+撞击三相 混合好，气化反应完全,转化率高，多喷嘴使气化炉 负荷调节范围大，有利于装置的大型化
• 激冷室：增加多层横相分隔器，破除泡沫，减少灰水 夹带
• 灰水处理：三级/四级闪蒸；换热器改为蒸发热水塔， 不易堵塞
在美国Cool-water IGCC 84年 四喷嘴 在山东兖矿国泰 化工 95年
粉煤
Shell 在荷兰DEMKOLEC IGCC 94年 GSP 在德国黑水泵市 IGCC 84年
德士古水煤浆技术概况
德士古（Texaco）公司由重油气化工艺启发，于 1948年提出水煤浆气化工艺
第一套中试装置于1948年在洛杉矶孟特培罗实 验室建成，规模1.5吨煤/天
小结
• GSP工艺的气化炉是水冷壁和急冷相结合，吸 取了Shell和Texaco的优点，粗煤气最终经二 级文丘里冷却除尘等，工艺流程新颖,生产控制 也简明合理，扬长避短，先进可行。建设工程 量也比Shell小，估计工期在30个月左右，有 独到之处。但缺乏工业化的业绩。
• 航天炉气化工艺和GSP有点类似。
壳牌粉煤气化工艺流程简图
多喷嘴对置式水煤浆气化
九五国家重点科技攻关项目“新型多喷嘴对置式水煤浆 气化技术”，由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、天辰化学 工程公司共同承担，并于2000年10月通过国家石油和化学 工业局考核和鉴定
十五国家（863）重大课题“新型水煤浆气化技术” 在鲁南建成1150吨煤/日多喷嘴对置式气化炉，配套 24万吨甲醇/年和71.8MW联合发电装置，由兖矿集 团公司、华东理工大学共同承担，并于2005年12月、 2006年1月通过国家石化协会考核和鉴定