煤气化压力和炉型的选择

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采用 6. 5 MPa 气化具有以下优点： ( 1 ) 气化压力高，煤气中有效气量略有下降，氧 气用量、原料煤消耗略有增加，增减幅度小于 0. 2% ，影响甚微。但气化反应是体积增大的反应， 压缩 1. 0 m3 的氧气，相当于压缩 3. 1 m3 的煤气效 果，可见提高操作压力可节省压缩功，还可缩小设备 体积，使布置更为紧凑； ( 2 ) 6. 5 MPa 气化时气化炉为 2 台，而 4. 0 MPa 气化则需 3 台，比后者设备减少 17 台，不仅减少了 设备投资，而且减少了日常维护管理的作业量； ( 3 ) 压力提高后，有利于降低净化工序后能耗， 以低温甲醇洗为例，用电下降 15% ，冷冻量节约 28% ； ( 4 ) 6. 5 MPa 气化相对于 4. 0 MPa 气化总的压 缩功耗减少，据计算每吨氨电耗下降 70 kWh。 6. 5 MPa 气化的不足，空分装置需选用内压缩 流程，由液氧泵加压，对于气化和空分两个工序的国 产化难度略大，有的技术和设备制造有一定难度；而 4. 0 MPa 气化，空分选用外压流程，由离心式氧压机 加压供氧，空分装置投资相对较低。综合整个工厂 的能耗和对渭南化肥厂在生产中更换国产部件以及 我们对设备制造厂家的了解，我们认为 6. 5 MPa 气 化设备国产化是完全可能的，所以压力选择 6. 5 MPa。
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工艺与设备
陈广智 煤气化压力和炉型的选择
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煤气化压力和炉型的选择
陈广智
( 山东德州恒升化工集团，山东德州 253024 )
摘要 简要介绍了煤气化的几种工艺，分析了新建大化肥国产化采用德士古 技术的优势，并对德士古的气化压力、选型作了分析，确定了气化炉的型式。 关键词 德士古 煤 气化 压力
工艺与设备
以合成氨为例，使用天然气为原料的合成氨产 量约占世界总产量的 70% 。美国和前苏联两大天然 气生产国以天然气为原料的合成氨和甲醇约占其 本国总产量的 90% 以上，我国情况略有不同，天然 气价格高，比中东高出 4 ～ 8 倍，约为美国的 1. 2 ～ 1. 5 倍，而其产量仅为美国的 1 / 20，前苏联的 1 / 30；因此，在利用和开采上都受到一定限制。我国煤 炭资源丰富且煤炭产地价格便宜，同等热值的煤价 仅为世界煤价的 2 / 3。以煤为原料的合成气生产已 有 150 年的历史，选择适宜煤炭气化技术，不仅是 有效地利用煤炭资源的重要途径，也是其工艺是否 经济合理的高 2 m，其气化室切线以下长 度与内径之比 L / D 比 12. 74 m3 大 1. 2；如果 L / D 太大，气体在气化室内无法内循环，大部分从底部直 接出来，保证不了应有的停留时间，这正是我们所担 心的，况且该炉型目前尚无工业化生产经验，故 16. 98 m3 的炉子不宜采用。12. 74 m3 和 25. 47 m3 2 种炉型均有工业化生产经验，但选择哪一种合适，需 进行多方面的比较后才能确定。12. 74 m3 的炉子在 美国的伊斯曼，日本的宇部及中国的鲁南、渭河、上 海三联供等工程中使用，有丰富的操作经验，炉体设 计合理，运行可靠。据统计在投入运行的德士古炉子 中 12. 74 m3 的炉子占 90% 以上。在满足生产，稳定 可靠的基础上我们选用 12. 74 m3 的标准炉子。
( 译自 Chemical Industry Notes, 2000, 29,（16 ) 24 ）（郑元昌）
档次，解决了消费者最感烦恼的墙面污染问题，给消费者带 来了防墙面污染的福音。
（徐 威，四川蒲江县新科化工研究所，邮编 611631）
美国 HFC 工厂
Honeywell 国际有限公司正在 Geismar, La 建造世界级生 产能力的 HFC-245fa ( 氟烃 -245fa ) 工厂。该工厂计划于 2002 年 7 月 1 日运行。HFC-245fa 是一种新型的无溴氧破坏的发 泡剂，可在泡沫发泡中用于替代 FCFC-141b，主要用于刚性 聚氨基甲酸乙酯和聚异氰尿酸泡沫绝缘。
4 结论
对于新建以煤为原料的合成氨装置的技术比 较，得到的结论是采用先进的德士古技术是适合我 国国情的气化方法。气化压力的选择对于新建厂而 言采用 6. 5 MPa 对于设备制造国产化是完全可能和 有把握的，特别是对整个合成氨工序的能耗无疑是 最低的；通过对德士古运行装置的比较，减少炉子 投运的风险，在炉型上可选用 12. 74 m3，外径均 为2 794 mm，内径均为1 676 mm 的炉子。
( 7 ) 科研部门已掌握了该技术，技术支撑率高， 大部分设备国内能制造，设备能国产化。
德士古的最大缺点是，烧嘴寿命短为 45 d，但国 内更换时间仅为 4 h，耐火砖每年需更换 1 次，更换 时间为 45 d，在 2 台气化炉生产，不增设备用炉情况 下检修期内基本上能保持生产的进行。
鉴于德士古有以上特点，新建大型合成氨国产
德士古水煤浆气化技术除氧耗高外，有如下特
点：
( 1 ) 单台炉处理煤量大，生产能力高； ( 2 ) 气化压力高，合成气压缩功耗省，合成氨能 耗低；
( 3 ) 有效气 ( CO、H2 ) 含量高，适于作合成气； ( 4 ) 煤的适应性宽，可利用粉煤，原料利用率高； ( 5 ) 三废量小，污染环境轻，废渣可做水泥原料； ( 6 ) 国内已有 4 套装置运行，可借鉴的生产管理 经验多；
1 煤气化工艺的选择
以煤为原料制取合成氨原料气的技术主要有 4 种：德士古水煤浆气化、谢尔粉煤气化、鲁奇碎煤气 化和 UGI 常压气化。
UGI 常压气化技术成熟，工艺可靠，但必须使用 无烟块煤，设备能力低，三废量大，不能满足大型化 的要求。鲁奇气化技术虽然技术成熟，在我国已有 大型化装置运转，但其最大缺点是气化温度低，产 生的苯、酚、焦油、废水等有害物质难以处理，污染 大，原料可利用率低，粗合成气中甲烷含量高，只适 于作城市煤气，不宜作合成气。谢尔干粉煤气化技 术，虽然炭转化率高，有效气体成份高，水冷壁寿命 为 25 a，喷嘴设计寿命为 1 a；但由于是干粉进料，气 化压力不能太高，操作有一定难度，目前世界上工 业装置只有 1 套生产粗煤气用于联合循环发电，另 外该技术全面依赖进口，关键设备国内不能制造， 技术支撑率较低，用于生产合成气风险较大。
系，主要从事合成氨及煤气化技术设计研究，现在山东华鲁 恒升集团任职。
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“墙面防污涂料”开发成功
由四川蒲江县新科化工研究所开发成功的“墙面防污 涂料”近日通过专家鉴定，该涂料技术属国内首创，达国际先 进水平，其性能是将墨水、血渍、油污及其他污物洒在墙面 上，只需用湿布轻轻一擦，墙面就洁净如新，而墙面硬度高， 用水龙头对墙面进行冲洗不掉粉、耐擦洗 1 万次以上不露 底，使用寿命在 20 年以上。该涂料由几种高分子材料加助剂 经催化搅拌反应而成，无三废排放，属绿色无毒环保产品，每 平方米墙面施工成本仅 0. 3 元左右，设备投资几百元就可生 产。该涂料的面市将彻底解决市场流行的仿瓷、大白、钢化及 一般乳胶漆涂料不防污染的缺点，使我国涂料业提高了一个
3 气化炉炉型的确定
德士古气化炉有 12. 74 m3、16. 98 m3、25. 47 m3 等 3 种不同气化室容积的炉子。12. 74 m3 和 25. 47 m3 的炉子为标准设计。12. 74 m3、16. 98 m3 的炉子 外径均为 2 794 mm，内径均为 1 676 mm。3 种炉型 的下部激冷室长度因煤种不同，气化压力不同，其长 度分别为 6 m、8 m、10 m。16. 98 m3 的炉子是非标准 设计，其内外径与 12. 74 m3 炉子相同，但气化室高
参考文献
1 孟宪申 . 21 世纪以煤和天然气为原料的 C1 化学 . 化工 技术经济，2000，2：1
2 胡先君 . 煤代油改造工程中煤气化炉型的选择 . 大氮 肥，1995，4：247
3 任榜杰 . Texaco 与 Lurgi 煤气化工艺的比较 . 大氮肥， 1996，1：69
[ 作者简介 ] 陈广智，1992 年毕业于沈阳化工学院化学工程
6. 5 MPa 1 000 1 287 9'2" 2 台 液氧泵内压缩 45. 18 112 000
4. 0 MPa 1 000 1 291 9'2" 3 台 氧压机外压缩 47. 16 114 500
收稿日期：2000 - 06 - 26
2001 年第 8 卷第 4 期
化工生产与技术 Chemical Production and Technology
化工程气化部分采用德士古水煤浆气化技术。
2 气化压力的选择
对于 德 士古 水 煤 浆技 术 采 用 4. 0 MPa 和 6. 5 MPa 2 种工艺，有关专家曾在气化消耗、投资作过对 比，见表 1。
表 1 2 种工艺对比
生产能力 / t / d 折气化煤量 / t / d 气化炉型、台数 空分 合成氨能耗 / GJ / t NH3 投资 / 万元