恩德粉煤气化炉的气化工艺及应用
恩德粉煤气化技术应用与推广
学术论坛山西科技报/2004年/07月/29日/第007版/恩德粉煤气化技术应用与推广山西原平化学工业集团公司杜军关于恩德粉煤气化技术已在许多刊物和会议做了多次介绍,这项技术已开始被人们广泛认识、接受、关注,我公司为了降低能耗,彻底改变制约我公司生产的原料路线问题,解决制约公司生产的瓶颈问题,提高煤炭的综合利用率,减少不可再生资料的严重浪费,保护环境,对恩德粉煤气化技术进行了详细的调研、总结,现归纳一下供同行参考。
一、恩德粉煤气化技术的发展和技术引进恩德粉煤气化技术是在温克勒气化炉技术基础上,经过多次技术改造而逐步发展起来的。
温克勒气化技术早在上世纪30-40年代,先后在德国、日本、苏联、印度等国家用来大规模生产水煤气以制取氢气,生产甲醇和合成氨的原料气或作工业燃气。
我国吉林化肥厂和兰州化肥厂50年代从苏联引进了温克勒气化炉,用于生产合成氨和甲醇。
但是在生产实践中存在两个比较突出的问题。
一是温克勒气化炉炉底设置炉篦,目的是分布气化剂和排渣。
但在生产过程中,经常会出现炉底局部高温、结渣、偏炉,使炉子的运转率较低,只有68%;另一个问题是,炉口带出物多,炭的利用率低。
这两个问题虽然经过多次改造,但都不尽如人意,所以这两个厂也于1974年利用这些装置由烧煤改烧重油一直至今。
在吉林化肥厂引进温克勒气化炉的同时,朝鲜 七七!化工厂也从苏联引进此技术,并根据生产实践经验不断地改造完善,形成具有自己特点的实用新型粉煤气化技术。
1995年,由鞍山焦化耐火材料设计研究总院经过认真细致的考察和研究,引进此项技术,并结合中国的国情进行必要的改进,已于2001年投入使用,情况良好。
这样为恩德粉煤气化技术在我国的应用、推广打下了良好的基础。
二、恩德粉煤气化技术的工艺简介1.恩德粉煤气化工艺流程(以长山化肥厂为例):原料煤经干燥、破碎、筛分后由皮带送到加压密封仓,其粒度<10mm,水份<8%,950∀活性>65%,入底部锥体段;蒸汽与富氧空气混合后,再与过垫蒸汽混合,分两路一次喷咀和二次喷咀进入气化炉,制得半水煤气先经分离器,分离下的固体颗粒流回造气炉进料段,半水煤气经废热锅炉进入空塔喷循环水汽激塔,再经填料洗涤塔,最后经文丘里清洗,洗涤除尘后入气柜,由煤气风机送出工段。
恩德炉粉煤流化床气化工艺简介
/!%(( 的粒度经干燥系统干燥至水含量 /.0 ，进入煤
贮斗中贮存， 煤斗采用 12& 安全气加压密封。 煤料通过煤仓底部的 & 个螺旋加煤机送入气化炉 底部锥体段。空气 （ 或富氧空气）和来自废热锅炉的过 热蒸汽混合作为气化剂和流化介质， 分别从一次喷嘴和 二次喷嘴进入气化炉。 一次喷嘴设在加煤机下方的气化 炉锥体部位， 与切线方向成一定的仰角和斜角， 使入炉 原料流化。 入炉煤料中大部分较粗颗粒在炉底锥体段附 近形成密相段， 呈沸腾状态。在此， 气、 固两相发生剧烈 传质和传热， 并发生燃烧反应和水煤气反应。密相段温 度分布均匀， 反应温度为 $3%’!%%%(。 这样， 煤料受热后 快速热解产生焦油、 酚和轻油等， 并在床层高温条件下 裂解成小分子。 其余入炉细粉和大颗粒因受热而裂解产
（ 见图 ! ） &-" 恩德炉的工艺流程
图 !---- 恩德炉的工艺流程
义马煤经输送皮带、破碎机、振动筛、粉碎筛， 为
生的小颗粒由反应气体携带离开密相段， 在气化炉的上 部形成稀相区， 并在此处与二次风嘴喷入的二次风进一 步发生反应， 甲烷和高碳化合物进一步燃烧和裂解。因 此， 一般稀相段温度比密相段温度要高一些， 同时排出 的废水中基本不含焦油和酚类， 有利于环境保护。 灰渣比重较大， 由床层落到气化炉底部， 经水内冷 的螺旋出渣机排于密闭灰斗， 定期排到炉底渣车， 送出 界外。 未经过反应完全的细粉颗粒由煤气夹带从气化炉 顶部出来， 经旋风除尘器将其中较粗颗粒分离出来。较 粗颗粒靠自身重力经回流管返回气化炉底部， 再次参加 气化反应， 以提高碳转化率， 降低飞灰含碳量。 温度为 $%%’$3%(的出炉煤气， 先通过旋风除尘器， 再经飞灰沉降室后进入废热锅炉，以回收煤气中的显 热， 产生过热蒸汽。由于煤气先经过除尘器再进废热锅
恩德炉工艺
恩德炉工艺由备煤系统送来的粉煤（粒径＜10mm，水分＜12%）由皮带送至下料口，粉煤受其自身重力作用，落入两个小贮煤槽（容量各20吨），又下落至大贮煤槽（容量200吨），在大小贮煤槽内通入氮气（纯度＞99.9%，0.04mpa）做保护气（目的是防止煤气泄漏，使大小贮煤槽压力均等）。
通过三台螺旋供煤机，将粉煤送入恩德炉下部（上部900-950℃，中部975-985℃，下部700-800℃），与其下面一次喷嘴（6个），该喷嘴与恩德炉断面构成一定角度，二次喷嘴（24个）垂直于恩德炉喷入气化剂发生水煤气反应，恩德炉底部生成的炉灰（温度370℃）通过两台螺旋排灰机排出，炉灰冷却后进入两组并联的贮灰槽（上部储量为11m³，下部储量为12m³）在贮灰槽内也加入氮气做保护气。
由气动阀控制炉灰的排出，之后由车运走。
恩德炉内部生成的热煤气（温度917℃，压力5.9kpa），由恩德炉上部进入回流旋风分离器，未反应完全的煤粉（温度913℃）通过回流管又回到恩德炉底部进行二次气化。
出自回流旋风分离器的煤气（温度821℃，压力5.3kpa），进入到高温旋风分离器，下部的粉尘由水封排出。
从高温旋风分离器上部出来的煤气（温度807℃，压力4.9kpa）进入大三通，粉尘由大三通水封排出。
之后煤气进入一废锅炉，与其上汽包中软化水（温度＞90℃，2mpa为了防止结垢）换热，产生的饱和蒸汽进入省煤气中，下面的粉尘由废锅水封排出。
由废锅出来的热煤气将过热器中饱和蒸汽加热成过热蒸汽。
产生的过热蒸汽一部分做为恩德炉的气化剂循环利用，一部分供外部供热，下部的粉尘由省煤气水封排出。
从省煤气中出来的煤气进入二废锅，产生的饱和蒸汽送至外网供热。
下部的粉尘由二废锅水封排出，出至二废锅的煤气（温度127℃，压力3.8kpa），进入两台并联的低温旋风分离器，下部粉尘进入粉尘槽（温度38.4℃），由水封将灰排出，出自低温旋风分离器的煤气（温度120℃）进入两台串联的空喷塔，洗涤下的粉尘由空喷塔高位水封排出。
恩德粉煤气化工艺优化操作总结
恩德粉煤气化工艺优化操作总结恩德粉煤气化工艺是一种高效的煤气化工艺，广泛应用于能源、化工、石化等领域。
在恩德粉煤气化工艺的生产过程中，操作的精细程度直接关系到工艺的效率和产品质量。
为此，对恩德粉煤气化工艺的优化操作进行总结，旨在提高工艺的生产效率和产品的品质。
一、优化操作策略(1) 熟悉工艺流程。
理解煤的储运、干燥、粉煤输送、气化反应、残留物处理等工艺环节，掌握物料流动的规律和运行机理，以便在操作中随时调整。
(2) 注意煤的选择。
不同的煤适用不同的工艺，选择适宜的煤种，对提高产品质量和生产效率有着重要意义。
(3) 严格控制工艺参数。
合理设置氧气浓度、气化炉的温度、压力、流量等关键参数，确保工艺的稳定运行，同时根据不同的产品要求，进行相应的调整。
(4) 合理控制料液比。
料液比是影响产品质量的重要参数之一，通过调节料液比来控制产物的组成、量和品质。
二、精细化操作(1) 坚持全程监测。
对关键参数进行实时监测，及时进行数据分析和处理，进行精细化控制，以保持工艺的稳定运行。
(2) 优化气化炉结构。
合理设计气化炉的结构，优化气化炉的燃烧效率、热交换效率等，提高气化炉的使用寿命和气化效率。
(3) 加强热力学分析。
根据实际生产中的数据，加强热力学计算和模拟分析，优化工艺流程，提高生产效率并降低成本。
(4) 强化现场管理。
严格执行操作规程和安全操作规定，加强人员培训和技能提升，从而提高操作人员的责任心和专业水平，保证工艺的安全、稳定运行。
三、完善质量控制(1) 建立完善的质量体系。
建立完善的质量控制体系，明确产品质量标准和控制指标，严格执行质量管理规定，以保证产品质量。
(2) 加强质量检测。
加强在线检测，建立检测数据档案，对产品质量进行持续跟踪和分析，及时发现问题，并采取有效的措施进行纠正。
(3) 强化品质意识。
质量是企业发展的命脉，操作人员应强化品质意识，认真执行操作规程和检测标准，保证产品的稳定质量，提高企业的市场竞争力。
恩德粉煤气化工艺生产实践
ＣｍＨｎ＋ ｍＨ２ Ｏ—ｍＣ Ｏ＋ （ ｍ＋ ｎ ／ ２ ） Ｈ２ 一 Ｑ
挥 发份 的裂解 反 应 ：
ＣｍＨｎ 一（ ｎ ／ ４ ） ＣＨ ＋（ ｍ— ｎ ／ ４ ） Ｃ ＣｍＨｎ＋ （ ｍ— ｎ ／ ２ ） Ｈ２ － ￣ｍＣＨ ４
第 ２ ９ 卷 第 ４期
２ ０ １ ３年 ８月
有 色 矿 冶
Ｎｏ Ｎ — ＦＥＲＲｏ ＵＳ ＭＩ ＮＩ Ｎ Ｇ ＡＮＤ Ｍ ＥＴＡＬＬＵ ＲＧ Ｙ
Ｖｏ１ ． ２ ９． №４
Ａｕ ｇｕ ｓ ｔ ２ ０１ ３
文章编号 ： １ ０ ０ ７ —９ ６ ７ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ —０ ０ ２ ４ —０ ４
＋（ ｎ ／ ２ ） Ｈ ＋ Ｑ
生产 的需要 ， 正逐 渐被 以粉 煤为 主 的流化床 所代 替 。 ２ ０ ０ ０年 恩德粉 煤气 化炉 在 中 国落户 ， 以其 低廉 的价 格、 合 理 的工期 、 成熟 的技 术 、 丰 富 的操 作经 验 等 优 势逐渐 占有 一席 之地 ， 大有 星火燎 原之 势 。
关键词 ： 粉煤气化 ； 工艺流程 ； 技 术 指 标 中图分类号 ： Ｔ Ｆ ０ ５ １ 文献 标 识 码 ： Ａ
０ 概 述
随 着经 济 的发展 ， 能源 的 日益 紧张逐 渐 显 现 出 来 。虽然 我 国原煤 储 量 丰 富 ， 但 是也 受 到 了一 定 的 影 响 。无论 是冶炼 行 业 ， 还 是 化 工 行业 都 受 到 了前 所 未有 的 冲击 。作 为 燃 料 和 原料 的煤 气 ， 其 生 产 成
恩德 粉 煤气 化 工 艺 生产 实践
杨 尚锋 ， 杨 宏
第12讲恩德粉煤气化技术初步知识
第12讲恩德粉煤气化技术初步知识第12讲恩德粉煤气化技术一、恩德粉煤气化技术简介1、恩德粉煤气化技术的开发和引进朝鲜恩德郡循环流化床技术是朝鲜恩德郡“七·七”化工厂，在原温克勒粉煤流化床气化炉的基础上，历经近40年逐步改进和完善的一种较为先进实用的煤气化工艺技术，一直从事技术完善和改进的设计研发单位，便是与我们合作的朝鲜七·七化工厂设计研发团队。
原温克勒煤气化技术源于德国。
在德国、日本、苏联、印度、西班牙、捷克、南斯拉夫、朝鲜及中国等世界各国均有广泛应用，主要用于生产合成氨、甲醇原料气及作业燃气。
目前该技术在朝鲜已经成功使用了近40年，在生产实践中进行了多次重大技术改造，已经将运行过程中的缺陷逐一完善，并优化了原有的生产工艺，属于成熟、实用且较为先进的新型煤气化技术。
原料要求辽宁中能煤气化工艺所用原料廉价且范围较广，适应的煤种主要有褐煤、长焰煤、烟煤等贫瘦且不粘、弱粘的年轻煤种，要求所用煤种具有较好的活性。
原料的指标要求为：煤的粒度要求：0~10mm活性要求：950℃时大于70%，1000℃时大于90% ；干燥后含水要求：不大于12%，小于8%为宜；灰份要求：10%~40%，不超过25%为宜；灰熔点要求：大于1200℃，大于1250℃为宜；热值要求：大于12.54MJ/kg，越高越有利；反应过程粉煤在炉内以沸腾状态流化，与气化剂充分接触，煤粉及气体在炉内旋流向上运行。
粉煤在气化炉内的反应相当复杂。
主要反应有：2C+O2→2CO+QC+O2→CO2+QC+H2O→H2 + CO-Q2C+H2O+H2→CH4 + CO-QC+CO2→2CO+Q气化剂入炉温度：120℃左右。
2、恩德粉煤气化技术与其他技术的比较恩德粉煤气化技术同国外的德士古水煤浆气化、壳牌粉煤气化、鲁奇碎煤加压气化技术相比，煤种适应性较宽，气化效率高，三废处理简单，环境影响小，技术成熟可靠，可用于较大规模生产。
但恩德炉是常压操作，操作温度不是太高，炭的转化率低于国外高温、高压操作的气化炉。
恩德粉煤气化工艺的设计与应用
业装置的工艺流程及其改进措施。 关键词：恩德炉 中图分类号：>?5<82 3 文献标识码： @
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武钢 !82: ; ( 干熄焦的调试与评定
魏松波
摘
< 武汉钢铁集团焦化公司= 武汉 8422>1 ?
要：介绍了 !82: ; ( 干熄焦装置试运行的设备改进和生产调试，评价了试生产过程中的工况。结果表明，干 设备改进 调试与评定 文章编号：!22! 9 4B2C < 1223 ? 21 9 22!! 9 28
表!
气化剂种类 空气 M 蒸汽 富氧空气 M 蒸汽 氧气 M 蒸汽 氧气 M 蒸汽 煤气种类 燃料气 合成气 水煤气 水煤气 ?1 <1 15 62 43 : 4
水分：@7 !32= 活性K C 537 !" & 气化剂 恩德粉煤气化炉生产的煤气组成因气化剂而 异，典型的煤气组成见表 <。 通常情况下，恩德粉煤气化炉生产的是合成 气，气化剂可选用过热蒸汽加氧气或富氧空气。蒸 汽与吹风量 9 氧和富氧空气 ; 的配比原则上由氧与 碳、蒸汽与碳反应的放热和吸热平衡确定。但实际 的热平衡与理论计算值有一定差距。在实际操作 中，过热蒸汽与富氧空气的配比只能从生产中逐渐 摸索，见表 1。
恩德炉煤气化技术
入时 ， 中国又基 于 本 国国 情 ， 应 用 ＤＣ Ｓ控制 等 先进 技术 完 善 了恩德粉 煤 气化 技术 整体 架 构 ， 大 大提升 了恩德 炉煤 气 关键词 ： 煤 气 化 技 术 恩德 炉 化 技术 水平 。 恩德 炉煤 气 化三 大技 术核 心 ： 流 化床 粉 煤气 １概 述 化 装置 及 使用 该装 置生 产 煤气 的 方法 ： 沸腾 床粉 煤 气化 发 近 年来 全 国 雾 霾 天气 频 发 ， 研究显示 ， 不 清 洁 用 煤 是 生炉 ； 废 热 锅炉 。 上 述技术 构 成恩德 技 术核 心 ， 使 该粉 煤气 雾霾 天 气频 发 的主 要原 因。 如何 清 洁 、 集 中地使 用 好煤炭 化 装 置形 成 了其 固有 的特 点 ： ① 气 化强 度 大。 流化 床 的气 资源， 则 成 为我 国有 效治 理 雾霾 的 必然 选择 。用 于 煤炭 清 固相 接 触 好 ， 热 传 导及 热 交换速 率 快 ， 传 热 效 率高 ， 气 化效 洁 转化 的煤 气 化技 术 ， 是煤 化 工 的 龙头 产 业 ， 同 时也 是 合 果符合 预期 要 求。 最 大单 炉 产气量 基 本超过 ４ ０ ０ ０ ０ Ｎｍ３ ／ ｈ 。 成煤基 化 学 品、 液 体燃 料 、 多联产 系统 、 制氢 、 燃 料 电池 、 直 ② 煤 源丰富 价 廉。恩德炉 适 用于 多种煤 源 。即便 是高灰 份 接还原 炼 铁 等工业 的基 础 。 的劣质 粉 煤也 能 正常燃 烧 ， 因此可 大 大提 高煤 资 源 的利 用 ２ 煤 气化 分 类 率。 另外， 褐煤储 量 丰富 ， 价格便宜， 挨 近褐煤 产地 建 厂 ， 一 煤 气化 技术 在 国 内的成 功 问世 ， 进 一步 优化 调 整 了本 是 可 节省 运费 ， 二是 与其他 煤 源相 比 ， 燃 烧 成 本低 ， 经 济效 土煤 化 工产 业 能源 结构 ， 同时标 志着 煤 化工 领域 国外技 术 益 良好。 ⑧ 气化 温度较 高 ， 煤气 中有 害物质 少 。 恩德炉 在运 垄 断时 代 的终结 。 现 阶段 ， 国 内的煤 气 化工 艺 技术 主要 涉 行 阶 段极 少产 生 焦油 ， 煤 气净 化 系统 简单 。流 化床 中 的温 及 固定床 、 流 化床 、 气流 床 三大 类 ， 并 且 有恩 德炉 、 Ｔ ｅ ｘ ａ ｃ ｏ 、 度 都 保持 在 ９ ０ ０ ℃ 以上 ，各 处 温 度 基 本 维 持 在 ９ ０ ０ ｏ Ｃ～ 固定 床 间歇 气化 炉 、 灰熔 聚 等 多种炉 型 ， 其造 气 方式 各 异 ， ９ ５ ０ ｏ Ｃ 之 间 。 原 料 中所 含 挥 发 份 在 如 此 高 的 温 度 条 件 下 迅 厂 家会根 据 各 自的使 用需 要选择 合 适 的炉 型 。 速 分解 ， 焦油 、 重质 碳 氢化 合物 等 充 分裂解 ， 使 得煤 气 中所 ２ ． １ 固定 床气 化 技术 碎煤 固定 层 加压 气 化 主 要使 用 含 焦油 、 油 渣等 成 分迅 速 减 少 ， 最 终在 低 污 染 的条 件下 使 粒 径 为 ６～５ ０ ａ ｍ 的煤原 料 ，所 用气 化 剂 是 水 蒸 汽 和 纯 ｒ 系统 得到 净化 。 ④ 废 热利 用率 高 ， 蒸 汽 品质 高。 恩德炉 废 热 氧。 该技 术 耗氧量 少 ， 对原 料类 型没 有太 多 的 限制 条件 ， 像 能利 用 回 收 ， 自产蒸汽 量 大 。每 万 立 方米 煤气 可 产 ５ ＿ ５吨 泥煤、 褐 煤 等 变质 程 度 低 的煤 种 也 能 充 分气 化 ， 并且 能获 蒸汽 （ Ｐ ＝ ０ ． ６ ＭＰ ａ ） ， 其 中 的五 分 之 一外 送 ， 其 余 的 自用 ， 总 得 多种优 质 副产 品 ， 比如 粗 酚 、 轻质 油 、 焦油 等。 在我国， 在 之造 气蒸 汽 自给 ， 有 时还 有富 余。 ⑤ 适 用性和 可 靠性 。 恩德 该 技 术领 域 中做 得 比较 出色 的技 术 类 型 是 鲁 奇加 压 气 化 炉 的运行 负 荷与 流化 速度 和 残 留物 完全燃 烧 的速 度 有 关。 技 术和 Ｂ ＧＬ碎 煤熔 渣气 化技 术。 残 留物完 全燃 烧 的速 度决 定炉 体 所 要承担 的最 大负荷 ， 流 ２ ． ２ 流化 床 气化 技 术 粉煤 流 化 床加 压 气化 技术 在 国 化 时的最 小速 度决 定 恩德炉 运行 的最 小 负荷。气化炉 运 行 内的研 究 已达到 了一 个 比较 成 熟 的阶段 。 该 技术 还 有一个 负荷 都 可以在 ６ ０ ％ ～１ １ ０ ％ 的范 围 内 自主调 节。 别称， Ⅱ ｑ 作“ 沸 腾 床气 化技 术 ” 。目前 ， 国外 对这项 技术 的研 气 化炉 开炉 和停 炉 的操作 过 程 非 常简单 。 比如 停炉 ， 究 也 已炉 火纯青 。它 可直接 采用 Ｏ～６ ｍｍ 碎煤作 原 料 ， 只 只 需停 止供氧 ， 或 停止 煤 或蒸 汽供 给 ， 即可 快速 停炉 。 停 炉 需 通 过 简 单 的操作 备煤 ， 气 化剂 作 流 化 介质 ， 炉 内 气化 温 后 流化 床不 会快 速冷 却 ， 几 天后 如 需开炉 ， 只需 重新 供 氧 、 度 必须 是 均 匀 的。现 如今 ， 在 国际享 有 盛名 的流 床气 化 技 煤 或蒸 汽 即可开 炉 。在 停炉 期 间 ， 需要 每天 向炉 内喷 少量 术 主要 是 山西煤 化所 的 Ｉ Ｃ Ｃ灰 融 聚气 化 技术 、 德 国 温克 勒 空气 以维 持炉 温 。 汽化 炉开 停炉 便捷 的 这个特 点 对工 业燃 气 化技 术 以及 由此衍 生 出 的恩德粉 煤 气化 技术 。 气 的生 产组 织与调 度 十分 有利。 ２ ． ３ 气流 床 气化 技 术 ① 以壳 牌 、 Ｇ Ｓ Ｐ 、 科林 、 航 天炉 、 ４ 结语 伍 德、 熔 渣 一非熔 渣为代表 的气流 床技术 。 壳牌煤 气化 需要 先 进 清 洁煤 气 化 技 术 对煤 化 工 的发展 至 关 重 要。 未 高 温高压 的外部 条件 。加压 后 ， 煤粉、 氧 气 和 少 量 蒸 汽 进 入 来， 部 分气 化 分级 转化 技术 、 热 解气 化 分级 转化 技 术 、 催 化 气 化炉 ， 快速升 温发 生一 系列 物理 化 学反应 。一般 来讲 ， 壳 气 化技 术 、 加 氢气 化技 术 富有 发展 潜力 。相 较 于传 统 煤制 牌 气化炉 的气化 温度 要求在 １ ４ ０ ０ ｏ Ｃ以上 。 该煤 气化技 术 的 煤加 氢 气 化制 代用 煤 炭转 化率较 高 ， 能产 出高质 量 气体 ， 并 且 对煤种 无严格 限 天然气 方法合 成气 催化 甲烷化 的过 程 ， 天然气 的方式 ， 效 率更 高 ， 造价 更低 ， 而且 简单 快 捷。 因此 制。② 以德 士古 、 多喷嘴 为代 表 的水 煤 浆气 流床 技术。以气 可 以预 见 ， 未来社 会 中 ， 煤气 化 技 术 必将 发 展 成 为最 主要 化炉 为主 设备 的 Ｔ ｅ ｘ ａ ｃ ｏ （ 德 ±古 ） 水煤 浆加压 气化 工 艺 ， 是 的清 洁 能源 ， 为社会 经济 的可 持续 发展做 出巨 大贡献 。 从 重油 气化技 术延伸 而来 的技术 类型。它只 涉及煤 浆制备 、 灰 渣清理 、 水 煤 浆气 化 等几 个简 单 的工 艺流 程 ， 压 力较 高 ， … 我 国 煤 气 化 装 置 的 发展 趋 势 ． 化 肥论 文 ． 成本低 ， 目前 国内 对该 项技 术的研 究 已相 当成熟。 【 ２ 】 董广财． 浅谈恩德炉 粉煤气 化技术【 Ｊ ］ ． 煤炭加 工与 综合利用 ， ３ 恩德炉 煤气 化 技术及 特点 ２ ０ ０ ４ （ ２ ） ． 德 国温 克 勒技 术移植 到 韩 国后 ，韩 国根 据 本 国 国情 ， 【 ３ 】 刘思 明． 关 于 我 国煤 气 化 技 术 进 展 和 升 级 发 展 方 向 的 思 考 ［ Ｊ ］ ． 在 其 运行 实践 中进 行 了数 次技 术 改 良 ， 得 到 了一种 新 型煤 化学 工 业 ． ２ ０１ ３ （ ０ ８ ） ．
浅谈恩德炉粉煤气化技术
2004年第2期煤炭加工与综合利用C OA L PROCESSI NG &C OMPREHE NSI VE UTI LIZ ATI ONN o.2,2004浅谈恩德炉粉煤气化技术董广财(哈尔滨气化厂,黑龙江哈尔滨 154854)摘 要:介绍了朝鲜的恩德炉粉煤气化工艺流程、技术特点及工艺条件,该技术是温克勒流化床气化技术的改进和完善,具有气化强度大、煤源丰富、工艺简单、操作方便、维修工作量少、生产成本低等优点。
关键词:煤炭气化;流化床;粉煤;恩德炉;工艺流程;技术特点中图分类号:T Q54612 文献标识码:A 文章编号:100528397(2004)022*******收稿日期:2003212224作者简介:董广财(1966—),男,黑龙江富锦人,1988年毕业于哈尔滨大学城市燃气专业,工学学士,哈尔滨气化厂安全技术处副处长、工程师,电话:0451-********转达3287。
我国工业燃气和化肥行业大量使用的常压固定床气化炉,由于设备老化、原料块煤价格高、气化效率低以及环境污染严重等原因,亟待进行改造。
随着洁净煤技术的快速发展,煤炭的合理、有效利用日益受到重视,以煤炭气化为“龙头”生产各种煤基化学品,提高煤炭的附加值也受到不少煤炭企业的关注。
恩德炉粉煤气化技术能直接用价格低廉的粉煤作原料,生产能力适中,气化效率高,环境污染少,设备投资不高,是煤气生产成本较低的新型煤气化技术。
恩德炉粉煤气化技术是朝鲜恩施“七・七”联合企业引进温克勒流化床气化技术,在生产运营实践中结合本国实际,经多次革新改造后发展完善起来的,已正常运行30多年。
1 工艺技术1.1 工艺流程恩德炉使用的是0～10mm 粉煤,合格煤料送至氮气加压密封的气化炉煤仓。
煤通过煤仓底部的3个螺旋加煤机送入气化炉底部的锥体段。
该工艺利用流化床气化原理,富氧空气或氧气和过热蒸汽混合作为气化剂和流化剂。
混合气分两路从一次喷嘴和二次喷嘴进入气化炉。
恩德炉资料
恩德粉煤气化技术是在德国温克勒技术的基础上，对温克勒炉进行了三项大的改造之后而来。
抚顺恩德机械有限公司引进了该技术，并结合中国国情加以开发、完善，采用先进的DCS控制等技术，提高了原来恩德炉的技术水平；恩德粉煤气化炉同原温改进：第一，炉底炉箅改为喷嘴布风。
温克勒气化炉的炉底均设有炉箅，目的是为了分布气化剂和排渣。
在生产过程中，大的灰颗粒要落在炉箅上，但为了保证气化剂的均匀分布，在炉箅上不能有炉渣粘结，所以要求炉床温度要低，这就限制了炉子的生产能力；另外，在实际生产中，经常会出现炉底局部高温、结渣、偏渣等情况需停炉处理，缩短了炉子生产运行时间。
为解决这一问题，恩德炉取消了炉箅，将炉体下部改成一定形状的锥体，用喷嘴向炉内送风，气化剂和流化剂通过喷嘴，使煤粉得以充分流化，解决了炉底结渣问题，使气化炉的运转变得稳定可靠，炉子的运转率一般都在90％以上(365天／年计)。
第二，解决了带出物含碳量高的问题。
在生产过程中，由于摩擦、碰撞、热解使煤的颗粒变小，包括入炉煤料中含有较多的细粉。
发生炉出口煤气带出物较多，含碳量较高从而使得原料碳的利用率低。
为了解决这个问题，采取了两项措施：一是在炉体中上部增设二次喷嘴，使小颗粒进一步气化；另一个方法是采取热回流的方法，即用干式旋风除尘器。
一般情况下，炉渣从炉底部排出40％，60%从炉顶随煤气一起带出。
从粗煤气中分离出的固体颗粒通过回流管返回气化炉内再次流化气化，使飞尘中含碳量降低，从而提高碳的利用率，可达92％。
第三，改变废热锅炉的设置。
恩德炉将废热锅炉设置在旋风除尘器的后面，出炉煤气经除尘器后再进入废热—锅炉。
由于煤气中含灰量降低，对锅炉炉管的磨损大为减少，这样大大延长了废热锅炉的寿命检修期。
恩德粉煤气化技术同其它气化技术相比，其技术特点与优势在于：1．技术成熟可靠，可用于较大规模生产。
目前该技术已经系列化，单炉生产能力有：5000m3／h、10000 m3／h 、20000 m3／h 、40000 m3／h 。
恩德粉煤气化工艺优化操作总结
恩德粉煤气化工艺优化操作总结【摘要】本文简要介绍了恩德粉煤气化炉的优化操作过程，对同类型粉煤气化具有借鉴作用。
【关健词】恩德粉煤气化；工艺优化中化吉林长山化工有限公司设计合成氨装置生产能力为600 t/d，气化工段采用恩德粉煤气化工艺，自2003年底开车以来氨产始终在530-550t/d徘徊，压缩机打气量有限及煤气中有效气成分低是其主要原因，对此我车间从优化恩德炉工艺操作方面入手进行改造与攻关，取得了可喜的效果，我公司从2007年大修开车后合成氨生产屡创新高，平均在580t/d左右，到目前为止最高日氨产达到625吨，去年年产合成氨18.83万吨。
恩德系统处于稳定运行状态。
下面将恩德系统的运行情况归纳如下。
造气系统两台恩德炉自2003年底开车到目前已连续运行10年多，这期间围绕恩德炉的稳定运行、增产降耗一直在不断的进行探讨与摸索，其间在优化工艺操作指标方面取得了很大成效，主要从以下方面进行工艺指标的调整，下面简要作以介绍。
1.入炉蒸汽量的工艺优化（2005.9-2006.7）1.1优化的目的及原因根据沸腾炉气化原理，气化剂中富氧空气与其中蒸汽比例与气化反应中吸收热量各放热量、生产过程中热量损失，以及燃料性质有关。
蒸汽用量过多，利于C+2H2O=CO2+2H2的反应，生成气中H2含量有所增加，气体中CO2含量也相应增加，而CO含量下降，总体CO+H2含量下降，此外大量未分解蒸汽会带出热量，增加煤耗。
蒸汽用量过少，经济上不合理，并易造成气体质量恶化及操作上出现不稳。
在我厂恩德炉03年底开车投入运行到2005年上半年，我们按照恩德公司提供的操作指标操作，汽气比（蒸汽（kg）/富氧空气（Nm3））控制在0.9左右，在当时出现的主要问题是煤气中CO含量低，CO2含量偏高，CO含量在27-31%左右，CO2含量为22-24%，由于CO含量偏低，造成净化中变触媒床层温度经常下滑，另外煤气中有效气成分不高，各种消耗较高。
恩德粉煤气化技术的特点及应用
进 的煤 气化 技术 ，如 德士古 水煤 浆气化 、壳 牌粉 煤气 化 、鲁 奇碎 煤加 压气 化 。这 三种气 化技 术的 共 同特 点 是采用 纯 氧加 压气化 、 单炉 生产 能力大 、
５ ０年 代 初 ，朝 鲜 从 苏 联 引 进 了两 台 １ ０ ０ ０ ０
消 了原有 的炉算 ，代之 以 布风喷 嘴 ，以解 决 炉底 结渣 、偏 炉问题 ，提 高单 炉的生产 能 力 ｝其 二是 在发 生炉 出 口增加 旋 风除尘 返料装 置 ，以减 少带 出物 的吉 炭量 ；其三是 改 变废热锅 炉 的布置 ，减
轻锅 炉管 的磨 损 ，延 长废热 锅 炉的运行 时 间 。 经过 多年 的生产实 践证 明，恩德粉 煤气 化 技 术 具有 如下 的特点 。
周 永 顺
（ 山焦化耐火材 料设 计研 究总院 ．辽宁 鞍 山 ｉ４ ０ ） 鞍 ０ ２ １
［ 中囤分类号 ］Ｔ ４ ． ［ Ｑ５６ ２ 文献标识码］Ｂ ［ 文章鳙号］ ０４９ ３ （０ ２ ０—０ ６０ １０— ９ ２２ ０ ）２００ －２
１ 国 内粉 煤 气 化 技 术 现 状
产运行 的时间较 短 。 如流 化床 水煤气 炉气 化技 术 ，
虽 然在郑州 和南 阳已投入运行 ，但 最 大单炉 生产
能 力为 １ ０ ￣ １ ０ ｈ ０ ０ ７ ０ｍ ／ ，化 肥厂 的改造 需建 多 台气化炉 。 且这 项技术 目前 是用 于城 市煤气 生产 ， 尚缺乏在 合成 氨装置 上成 功运行 的经验 。
我 国 目前 中小 型 化肥 厂的造 气工 艺 ，多数 仍 采 用 固定层 常压间歇 气 化炉 ，工 艺比较 落后 ，外 排 的烟 气 污染 环境 。制气 所用 的原料 大部 分是 山 西 晋城 的无烟块 煤 ，少 量来源 于宁 夏 、贵 州等 地 的无 烟块 煤 ，个 别 的还 使用焦 炭 。无烟块煤 以外
关于恩德粉煤气化的一些情况说明及实际运行参数
关于恩德粉煤气化的一些情况说明及实际运行参数1发展历史恩德粉煤气化技术是在温克勒气化技术基础上，经过多次技术改造而逐步发展起来的。
温克勒气化技术早在20世纪三四十年代先后在德国、日本、前苏联、印度、捷克、西班牙等国家用来大规模生产半水煤气以制取氢气、生产甲醇和合成氨原料气或城市燃气。
我国吉林化肥厂和兰州化肥厂也于20世纪50年代从前苏联引进了温克勒气化炉用于生产合成氨和甲醇。
但温克勒炉在生产中存在两个突出问题：①炉箅使用效果不好，在生产过程中经常会出现炉底局部超温、结渣、偏炉现象，缩短了生产周期，运转率仅为68%；②炉顶带出物较多，碳利用率低。
针对这两个问题，朝鲜“七七”化工厂在温克勒炉基础上进行了改造：取消了炉箅，改用喷嘴向炉内送风；炉底出灰由圆盘出灰机改为两台螺旋排灰机；气化炉出口增加了旋风除尘器，分离出的固体颗粒通过回流管依靠重力自行返回气化炉，解决了带出物较多和碳利用率低等问题，延长了废热锅炉的使用寿命。
经过30多年的生产实践和不断改造，形成了具有自己特点的实用新型粉煤气化技术。
2特点和优势（1）煤种适应性较宽恩德粉煤气化炉适用于褐煤、长焰煤、不粘或弱粘结煤，仅对煤的活性和灰熔点有一定的要求，对灰分、煤的粒度等要求不高，因此气化煤种较易寻找。
与国内、外其它技术相比，只有Shell粉煤气化工艺的煤种适应性强于恩德粉煤气化技术。
与固定层煤气化技术相比，原料煤种大大拓宽，加上脱硫措施后，还可适用于高硫煤气化。
（2）气化效率高，气体质量符合要求恩德粉煤气化炉的气化效率达76% ，虽达不到德士古煤气化和Shell粉煤气化技术水平，但高于固定层气化炉，与鲁奇煤气化炉相当。
气体成分中有效气（CO + H2 ）体积分数达69% ～70% ，最高可达76%以上，甲烷体积分数2% ～3% ，对生产城市煤气有利，但对生产合成气不利。
国内现有相应技术已可以减少甲烷对后系统的影响，如合成系统加大弛放气量、采用膜分离或变压吸附回收氢、采用变压吸附脱碳等。
恩德操作手册
编写本操作指南的目的在于，便于操作恩德粉煤气化装置，其叙述重点放在恩德份煤气化装置。
1、制气系统及其相关系统1.1、制气系统本工艺为在发生炉内利用富氧空气和蒸汽将粉煤转化为煤气。
恩德粉煤气化装置与其它煤气发生炉的不同点在于，它是借助于特殊的喷嘴喷入气化剂，以使粉煤在沸腾状态下气化1.1.1生产工艺—供煤系统组成，粒度，水分等均满足要求，并去除碎铁的合格粉煤，利用胶带输送机送入粉煤漏斗，然后，通过气动放料阀，进入中间贮煤槽。
贮煤槽的上下部均充入安全气，使之压力大于发生炉0.2～0.5KPa，以防发生炉煤气倒流。
贮煤槽内的粉煤通过3台螺旋供煤机送入发生炉，而供煤量则借助于变频器改变螺旋供煤机转速来调节。
—煤气发生炉系统发生炉内的粉煤，被气化剂（富氧空气与蒸汽的混合物）沸腾并气化。
为往发生炉吹入气化剂，设有6个下喷嘴和24个上喷嘴。
来自外部网的富氧空气，进入混合器与蒸汽混合之后进入发生炉；而供入下喷嘴的气化剂量为气化剂总量的75～80%，其余在供入上喷嘴。
发生炉内温度为950～1050℃，压力为0.01～0.02MPa；其压力决定于负荷条件及下游系统的阻力大小。
出自发生炉顶部的带有粉尘的湿煤气，通过煤气管进入发生炉下部进行第二次气化。
出自旋风分离器的煤气通过煤气主管将进入肺热锅炉，此时煤气温度为900～950℃。
出自发生炉底部的炉灰，通过两台螺旋排灰机（交替运转）进入贮灰槽。
螺旋排灰机出口处的喷水，使600～700℃的炉灰降至200℃而出自贮灰槽的蒸汽及灰尘，则被混合冷凝器上部3个喷嘴的水冷凝而通过管进入水封。
往螺旋排灰器入口短管施加安全气，以防发生炉煤气向排灰系统倒流。
贮灰槽内的炉灰，利用手动式启动排灰阀卸入运灰车。
—废热锅炉系统出自旋风分离器顶部的发生炉煤气通过煤气主管进入肺热锅炉之后由900～950℃冷却到150～200℃；并生产压力为3.82MPa，温度为248℃的饱和蒸汽，该饱和蒸汽将进入厂内蒸汽网。
煤气化技术综述
煤气化技术综述1恩德粉煤气化技术1.1技术开发恩德粉煤气化技术是在常压温克勒气化技术基础上，经过多次技术改造而逐步发展起来的。
20世纪50年代，朝鲜咸竞北道恩德郡七七”化工厂，从前苏联引进两台温克勒气化炉。
60年代末，便对其存在的问题进行了一系列的改造：(1)取消了炉算，改为布风喷嘴向炉内送风，使煤粉得以充分流化，并解决了炉底结渣的问题；(2)在发生炉出口增设了旋风除尘返料装置，减少了气体带出物，提高了碳转化率；(3)将废热锅炉改设在旋风除尘器后面，减轻尘粒对锅炉炉管的磨损，大大延长了废热锅炉的使用寿命和检修期。
经过一系列的革新改造后，运转率可达90%以上，单炉生产能力也逐渐扩大，形成了独具特性的恩德粉煤气化技术。
1.2技术特点(1)对煤种适应性较宽，可适用于褐煤、长焰煤、不粘或弱粘煤。
对煤的活性和灰熔点有一定要求，对灰分、粒度等要求不高，同固定层炉相比，原料煤种已明显拓宽。
(2)碳转化率高。
炉出口的旋风分离器，可将煤气夹带和含碳颗粒分离出来，并返回气化炉再次气化，从而提高了碳的转化率，可达92%。
⑶气化强度大。
单炉产气量可达4 X04m3/ h。
⑷自产蒸汽量大，每10 m3煤气可产5. 5t蒸汽(P=0 . 6MPa), 80%自用，20%外送。
(5)极少产生焦油，煤气中焦油油渣等含量很低，净化系统简单，污染少。
1. 3技术指标(1)操作温度：要低于灰熔点80〜120 C，一般为〜950 C。
⑵操作压力：炉内压力〜14k Pa。
(3)气化剂，采用不同气化剂可产生不同组成的煤气。
表1—1典型煤气组成煤P爆咒胡成/加｛休积)气化利kJ/詔H；CO CH,co,陶箜兀+燕汽燃料气13.022.00.710.055.3 4 J4e富氣+蒸汽含逡气站.00.214.021,87 7S8氯代+40.0烁0 2.019.0 1 .010 ]2S3534a.2ra13.30,910 706(4)主要工艺参数① 以褐煤为原料，4X10 m3/ (h台)气化炉，生产水煤气，其主要工艺数据见表表1 —2主要工艺数据序号标名称fttfi1羅分A33.!^-40.0虑分即9.0戰C58.0-43.0X H 3.6W总ft<0.11E料烘按佶kJ"肘(i.z?- 1 .(*7)If itr⑥；料煤曙点Ti/X 1 250 - 1 300斗匣料繰粒疫尸™™10S水煤弋组hV嘛枳）to、COs21 4 24H=i5 - 38■w 0.2t甩< 2w< 4 54煤r慝值Ftp卅 a 1S7 -7 5317葆1呦打煤陀耗區料91+ fJ*代（游并）几"标）2*S.3議汽八8500.0S荻藏屮可燃物/嶋（质ft）12g气化效率/诵7610热放率/味S4U役卷运flS-QO②以河南义马长焰煤为原料，生产的煤气，其主要工艺数据见表表1 —3主要工艺数据序号W标名算数偵操气謝成（卸积）1CO2? m *29.00爲J2.00- AG.00CQ.17.00-10,00Nj[h(»F ao」ODCH,『T W-200Q0.30▼< OJH毎1 UtWo?煤吒罐燉料2原«Ag450-480350^430O1 WTSf/m^170-2002 德士古水煤浆气化技术2．1 技术开发德士古(TEXACO) 水煤浆气化技术是20世纪50年代由美国德士古公司开发的。
恩德炉煤制气与利用途径
燃料与化工Fuel&Chemical ProcessesJuly.2009 Vol.40No.41998年，鞍山焦耐院与景德镇焦化煤气总厂共同引进恩德粉煤气化炉，生产的低热值煤制气可以与不同的实用技术工艺联供，代替焦炉煤气。
恩德炉煤制气操作稳定，生产效率高，有利于燃气结构的调整。
1恩德炉煤制气的基本原理1.1主要反应恩德炉集煤气化炉、煤气热裂解炉、水煤气炉于一体。
粉煤在恩德炉中经部分燃烧，在还原气氛中气化，在加氧的条件下热裂解成还原性气体，在加入水蒸汽的条件下发生水煤气反应，加入不同成分的气化剂，产生不同性质的还原性气体。
其主要的反应式如下：C＋O2→COC＋H2O→CO＋H2C＋H2→CH4CO＋H2O→CO2＋H2CH4＋O2→CO＋H2CH4＋H2O→CO＋H2OC m H n＋O2→H2＋CO1.2工艺流程及技术特点工艺流程见图1，主要技术特点：1）恩德炉为粉煤沸腾床高温气化炉，煤气化率较高，生产效率高。
2）恩德炉集气化炉、热裂解炉、水煤气炉于一体，鼓入不同的气化剂，高温重整后产生不同成分的还原性气体，因此，煤的产气率增加。
3）恩德炉原料煤可采用不同的劣质粉煤（褐煤、长焰煤或其他非炼焦煤），煤源广，价格低廉。
4）恩德炉煤制气过程的冷却循环水不外流，不产生废水、焦油等污染物，煤渣可作煤渣砖或烧结配料。
5）恩德炉单位体积产气率高，建1台40000m3/h 的恩德炉可以代替16台直径3m的常规煤气发生炉，建设费用较低。
2恩德炉煤制气的应用途径恩德炉加入不同的气化剂可生产出具有不同用途的煤制气，煤制气的种类及煤气组成见表1。
煤制气主要有以下几个方面的用途：2.1与焦炉加热联供独立焦化厂普遍采用焦炉煤气作为焦炉自身加热燃料，用恩德炉的煤制气（气化剂为空气、水蒸汽）的低热值燃气可代替发生量50%的焦炉煤气作为城市高热值的燃料。
2.2与高炉煤气发电联供鞍钢钢铁联合企业普遍采用高炉煤气和焦炉煤气发电，用恩德炉煤制气代替焦炉煤气不仅能保证恩德炉煤制气与利用途径韩海涛（中冶焦耐工程技术有限公司，鞍山114002）王太炎（鞍山钢铁集团公司，鞍山114021）收稿日期：2008-08-10作者简介：韩海涛（1969-），男，高级工程师氧气、富氧、空气水蒸汽、原煤发生炉旋风分离器备煤渣煤气洗涤冷却废热锅炉煤气循环水软水循环水带出物蒸汽表1煤制气的种类及煤气组成气化剂生成气种类干煤气高热值/kJ·m-2H2CO CH4CO2N2空气+蒸汽燃气12.519.0 1.38.958.24190富氧+蒸汽燃气21.524.5 2.314.537.56270富氧+蒸汽合成气3930 1.619.59.68987纯氧+蒸汽还原性40.534.5 1.8220.99459煤气组成/%恩德炉制气燃气轮发电机焦炉煤气直接还原铁高炉煤气+焦炉煤气恩德炉制气炼焦炉焦炉煤气城市燃气原焦炉煤气图1恩德炉煤制气工艺简图24燃料与化工Fuel &Chemical Processes2009年7月第40卷第4期别设置5个，共28个。
恩德炉气化技术介绍
恩德炉气化技术介绍1．恩德炉生产工艺简介技术系列化：单炉生产能力有：5000立方米／时、10000立方米／时20000立方米／时、40000立方米／时。
净化简单：煤气中不含焦油及油渣，净化系统简单、污染少；操作弹性大：气化炉生产负荷可在设计负荷40％～110％范围内调节。
开停炉方便：对于工业燃气的生产组织和调度创造了条件；运转率高：由于取消了炉篦，气化炉没有传动部分和易损件，故不需太多的维修即可获得较高连续运转率，一般可达90％以上；气化效率高：气化强度大：恩德粉煤气化炉的气化效率达76％。
投资小：设备已完全实现了国产化，恩德粉煤气化炉投资仅为引进气化炉的30％～50％。
生产成本低：气化一般原料煤的成本占煤气生产成本的40％～50％。
煤种要求低：可以使用高灰份的劣质粉煤，使煤源得到很大拓展，可适用于褐煤、长焰煤、不黏或弱黏结煤；2.控制难点保持一个较高的转化率是非常重要的，过量的富氧必然造成有效成份的消耗，过低的富氧会造成较低的煤转化率，水碳比、氧碳比控制在合理的范围内非常关键，但因煤的质量波动、负荷的波动都会对系统的平衡产生影响。
系统想要在高负荷下运行，就必须解决循环流化床所特有的高温结焦问题。
3.控制策略富氧流量及控制系统的故障检测、比对，报警与自动处理负荷、炉温多参数结合的水碳比、氧碳比控制专有循环流化床负荷与炉温协调防结焦优化控制软件包。
4.气化炉联锁控制氧量过高必须紧急停车，废锅压力高、液位低等煤斗、煤锁变压加料操作及防止误操作程控与联锁灰斗、灰锁变压加料操作及防止误操作程控与联锁恩德炉粉煤气化技术在长化的应用现状1、恩德粉煤气化技术工艺流程叙述:工艺流程主要由输煤系统;排渣系统、热量回收及气化系统、煤烘干系统、黑水处理系统等组成. 工艺流程:原料由两条皮带送入270M3的煤仓,内加N2气保护(P=0.015MP), 煤仓下部有三个螺旋输送机(325×2600mm)，将原料煤从一侧进入气炉(Φ6000×31000 mm),富氧空气由外面配制(浓度70%左右),分别进入一,二次空气混合器,蒸气用本系统产生的过热蒸气(温度210℃),空气30%也分别进入一次富氧混合器和二次富氧混合器,一次风通过六个喷嘴喷射入炉, 喷嘴设在加煤机下方的气化炉锥体部位,距离入煤口1.5米左右.与气化炉体成切线方向,成一定仰角(约15~17度)和斜角(约21度)，使入炉原料易流化,入炉煤中大部分较粗颗粒在炉内的下部形成密相段,原料成为沸腾状态,在此区域气、固两相发生剧烈的传质和传热及燃烧氧化反应,反应温度950~1000℃，入炉的细粉和大颗粒因受热而裂解产生的小颗粒由反应气体携带离开密相段，在气化炉的上部形成稀相区，并在此处与从炉外引进的二次风进一步发生反应（二次风从混合器出来分为24个喷嘴，从炉筒体水平方向引入气化炉内），加入二次风目的有两个作用：一是阻挡上升气体降低流速增加停留时间，以便进一步反应和分离气体中的夹带物；二是促进反应，使气体中夹带的细颗粒中的碳继续气化反应，密相段产生的甲烷和高炭化合物进一步燃烧和裂解。
恩德粉煤气化工艺
恩德粉煤气化工艺1 发展历史恩德粉煤气化技术是在温克勒气化技术基础上，经过多次技术改造而逐步发展起来的。
温克勒气化技术早在20世纪三四十年代先后在德国、日本、前苏联、印度、捷克、西班牙等国家用来大规模生产半水煤气以制取氢气、生产甲醇和合成氨原料气或城市燃气。
我国吉林化肥厂和兰州化肥厂也于20世纪50年代从前苏联引进了温克勒气化炉用于生产合成氨和甲醇。
但温克勒炉在生产中存在两个突出问题：①炉箅使用效果不好，在生产过程中经常会出现炉底局部超温、结渣、偏炉现象，缩短了生产周期，运转率仅为68％；②炉顶带出物较多，碳利用率低。
针对这两个问题，朝鲜“七七”化工厂在温克勒炉基础上进行了改造：取消了炉箅，改用喷嘴向炉内送风；炉底出灰由圆盘出灰机改为两台螺旋排灰机；气化炉出口增加了旋风除尘器，分离出的固体颗粒通过回流管依靠重力白行返回气化炉，解决了带出物较多和碳利用率低等问题，延长了废热锅炉的使用寿命。
经过30多年的生产实践和不断改造，形成了具有自己特点的实用新型粉煤气化技术。
2 特点和优势(1)煤种适应性较宽恩德粉煤气化炉适用于褐煤、长焰煤、不粘或弱粘结煤，仅对煤的活性和灰熔点有一定的要求，对灰分、煤的粒度等要求不高，因此气化煤种较易寻找。
与国内、外其它技术相比，只有Shell粉煤气化工艺的煤种适应性强于恩德粉煤气化技术。
与固定层煤气化技术相比，原料煤种大大拓宽，加上脱硫措施后，还可适用于高硫煤气化。
(2)气化效率高，气体质量符合要求恩德粉煤气化炉的气化效率达76％，虽达不到德士古煤气化和Shell粉煤气化技术水平，但高于固定层气化炉，与鲁奇煤气化炉相当。
气体成分中有效气(CO+H2)体积分数达69％～70％，最高可达76％以上，甲烷体积分数2％～3％，对生产城市煤气有利，但对生产合成气不利。
国内现有相应技术已可以减少甲烷对后系统的影响，如合成系统加大弛放气量、采用膜分离或变压吸附回收氢、采用变压吸附脱碳等。
恩德粉煤气化法工艺的探析
环 境 和新 的世 纪 资源 可 持续 发展 是 现在 最 关心 的 问题 。我 国的 化工 原 料 并 不是 十分 的 丰 富 ，按 照 比例 划 分 的话 ，这个 比 例并 不 高 ，而随 着 人 口的增加 ，对 于化工 原料 的需求 在不 断扩大 ，使 现有 资源 更 为紧 张。 化工 资 源和 其 他 资源 一样 ，都是 人类 一种 宝 贵 的 自然 资 源 ，它 的开 发 和 利用 应 作长 期 认真 的规 划 管理 ，以确 保这 种 自然 资源 有效 利 用 。必 须进 行 科 学的 作 业 ，同 时利 用现 代化 的 手段 。对 于如 何 控制 化工 生 产 的质 量 ，提 高 化工 原 料 的利 用率 ，使 化 工生 产达 到 经济 与社 会 ，环 境 的协 调发 展 ，成为 我们 迫切解 决 的重要课 题 。
二 、逐步提 高化 工工 艺技术 水平
伴 随 着 我国 城 市化进 程 的加 快 ，城 市建 设 快速 发展 ，城市 规 模 不 断扩 大 ，很 多产 业 对 于化 工产 品 的需 求量 非常 大 ，使 化工 产 品 的供应 量 出现 非常 紧张 的状 况 。化工 的 应用 历史 悠久 ，是我 们使 用 的原 材料 之 一 。化 工 与 石油 ，矿 产 等是 重要 的 原材 料 。近 年来 ，我 国为 保 护有 限的 自然 资 源 ，化 工应 用 有很 大发 展 。化 工产 品 具有 独特 的优 点 ，它
喷塔பைடு நூலகம்和 填料 洗涤 塔 除尘 冷却 后进 入 串联 的文 丘里 除尘 器 中 ，出站 的净
煤 气含 尘量小 于 ６ Ｏ 毫 克 ，温度 输送机 和气 动 斗笠 阀进入 氮气 密封 的气 化 炉 煤仓 。通 过螺 旋供 煤 机进 入 气化 炉 内 ，富氧空 气和 过热 蒸 汽在 混 合 器 中混 合后 作 为气化 剂 和流 化 剂 。分别 从一 次 喷嘴和 二次 喷 嘴进 入
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２ １ 恩德粉煤 气化 炉的工 艺流程 ．
见图 １ ，
空气或富氧空气或氧气 水蒸气
中含碳量的质量分数降低到 ３ ％以下。因煤气 ０ （０ ＾９０ 是经旋风分离器和飞灰沉降室后进 ９０ － ＂） ５Ｃ 入废热锅炉， 可使废热锅炉磨损大为减轻 。离开废 热锅炉的煤气（ ２０℃） 约 ４ 进入洗涤冷却塔除尘冷 却， 温度降为 ３ ℃后进人湿式电除尘器ｒ； ５ ６ ．
ｐ ｃ ｓ ａｄ ｎａｏｅ ｔｎ ｈ Ｅｄ＇ｃ ｌ ｆａｏ ｆ ｎｃａ ａａ ｚ ， ｔ ｉ Ｊ ｇ ｒ ｅ ｆｗ ｔｈｉｌ ａｏ ｏｔ ｎｅ ｏ ｇｓｉｔｎ ａ ｒ ｎｌｅ ａｄ ｎ ｉ － ｏ ｓ ｌ ｎ ｅ ｃ ｐｒｉ ｆ ｏ ｃ ｅ ｓ ａ ｃ ｉ ｕ ｅ ａ ｉ ｒ ｅ ｙ ｄ ｎ ａ ｇ ｋ ｎ ｄｚｅ Ｃｋ－ ｅ Ｐ ｎａｅａ ｐ ， ｏｅ ｔｎ ｅ ａｄ ｃｎｙ ｎｅ ｃ ｌ ｆａｏ ｔ ｈｏ － ｅ ｎ ｅ ｖｎ ｔ ｘｍ ｌ ｔ ｐｒｉ ｉ ｘ ｅｉｅｃｏＥｄ＇ ｏ ｇｓｉｔｎ ｎｌ ｈ ｏ ｏ ｌ ｓ ｅ ｈ ａ ｅ ａｏ ｎ ｎ ｆ ｉ ｄ ｆ ｆ ｓ ａ ｃ ｉ ｅ ｏ ａ ｉ ｃ
方 月 兰 ， 阿彪 林
（ 华北电力大学 能源与动力工程学院， 河北 保定 ０１０） ７０３ 摘要： 煤气化技术对于促进煤炭的综合利用、 改善当前资源紧缺状况并减少环境污染具有重要的意 义。对恩德粉煤气化炉的特点和气化工艺流程、 工艺操作进行了分析， 并以景德镇市焦化煤气总厂应用 恩德粉煤气化炉实现煤气化的工程实例， 分析了恩德粉煤气化技术的运行指标和投资效益。 关键词： 煤气化； 恩德气化炉； 气化工艺； 工程应用 中图分类号： Ｑ ４ 文献标识码： 文章编号：０６ ７０ （０７０ － ００ ４ Ｔ ５６ Ａ １０ 一 ９６２０）４ ３ － ０ ０
万方数据
３ ２
化学工业与工程技术
２０ 年第 ２ 卷第 ４ ０７ ｓ 期
风区温度增高时， 可适当减少吹风量或加人二次蒸
升高［ 。 ” 〕
３ 恩德粉煤气化炉的工程应用
３ １ 工程概 况 ．
汽， 以控制该区温度不超过灰熔点［７ Ｃ ａ ． ｓ
２２２ 床层阻力 ．． 床层阻力是指气体吹人发生炉后通过煤层时所 产生的压力降， 可用炉底与炉膛的压力差表示。床 层阻力的大小除了与生产负荷等有关外， 主要与煤 层静止时的高度有关。因此， 在操作中虽然无法直 接看到煤层的高度， 但可以根据床层阻力判断煤层 的高度。床层阻力大， 说明煤层厚； 反之， 说明煤
Ｆ ｎ Ｙ ｅ ｎ Ｌ ｎ ｉｏ ａ ｇ ｌ ， ｉ Ａ ａ ｕａ ｂ
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层薄 。
景德镇市焦化煤气总厂有 １ ４ 孔和１ ２ 孔 Ｘ２ Ｘ１
焦炉 ２ 焦炉煤气主要供给陶瓷工业烧窑和城市 座， 民用。焦炉加热用燃料由 ７台 ＷＧ型固定床煤气 发生炉供给， 发生炉使用 １ ＾ ２ ｍ ３ －５ ｍ的块焦作原 料。因焦炭价高， 致使发生炉煤气的成本居高不下， 直接影响企业的经济效益。现采用恩德粉煤气化装
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我国具有丰富的煤炭资源， 但主要是通过直接 燃烧从煤炭中获取能量， 这种能源利用方式造成了 资源大量浪费和环境污染问题。随着能源紧缺及环 境污染问题的日渐突出， 研究煤炭气化技术， 对于促 进能源的综合利用、 改善当前资源紧缺状况并减少
低， 可显著降低煤气的生产成本。 ｃ煤气净化系统简单。由于流化床的温度高 ） （０ ＾９０ ， ９０ ５ ０）且分布均匀， Ｃ 原料煤中的挥发分受 热迅速分解 ， 且热裂解较完全， 焦油及油渣的生成量 极少， 故污染较轻； 同时， 因无吹风气的排放， 也无空
２２ 恩德粉煤气化炉的工艺操作 ．
２２ １ 温 度 ．． 由气化反应原理可知， 提高反应温度， 能加快反 应速率， 提高煤气中氢和一氧化碳的量 ， 降低二氧化 碳和甲烷的量， 有利于煤气产量和质量的提高。但 受燃料灰熔点的限制， 反应温度不宜过高， 否则易结 渣。原料层区温度控制在 ９０ －５ ０ ＾９０℃、 二次风区温
影响原料层温度的因素很多， 如气化剂中氧含 量和蒸汽比例、 加煤量、 煤的性质及床层阻力等。在 操作中， 气化层温度主要根据炉上、 炉下温度， 煤气 中二氧化碳含量等进行判断。炉上和炉下温度同时 下降， 表明燃料层温度下降； 若同时上升 ， 表明气化 层温度上升或气化层加厚； 若炉上温度上升、 炉下温 度下降， 表明气化层位置上移； 反之， 表明气化层位 置下移。一般以煤气中的二氧化碳量的变化作为衡 量气化层温度和厚度变化的主要标志。气化层温度 上升或厚度增加， 二氧化碳含量下降； 气化层温度下 降或厚度减小， 二氧化碳含量增加。 当其他条件不变时， 若增加气化剂中的氧浓度， 炉温上升， 能加速二氧化碳还原和水蒸气分解反应， 使煤气中一氧化碳含量增加； 但若只增加氧含量， 不 增加蒸汽， 易造成结渣事故。反之， 当气化剂中氧浓 度不变时， 增加蒸汽比例， 会使反应温度降低， 造成 煤气中二氧化碳含量上升。因此， 应根据反应温度， 及时调节气化剂中氧含量和蒸汽的比例， 以维持系 统 自热平衡， 保证气化过程连续稳定进行。 刚加人炉内的煤温度低， 吸收热量而使炉温降 低。故增加加煤量， 炉温降低； 反之， 炉温升高。在 操作中， 通常采用加、 减煤量的办法控制温度。为避 免炉温突然降低或升高， 应防止加煤量过多或过少， 煤层太薄， 氧气容易透过煤层而引起爆炸事故。若 原料层温度过高， 已发生结渣现象， 应加大蒸汽量， 降低炉温； 或降低生产负荷， 防止事故扩大。若结渣 严重， 车处理。 需停 二次风的温度主要受原料层温度的影响， 当其 他条件不变时， 随原料层温度的升降而升降。其次， 二次风量和氧含量增加， 温度也随之增高。当二次
ｄ操作弹性大、 ） 开停炉方便。气化炉负荷可在 设计负荷的 ５ ％－１５ ５ ０ ％范围内调节， 如需停炉， 可
１ 恩德粉煤气化炉的特点［ ［ ｓ １ ａ气化强度大。由于流化床气 固两相的接触 ） 好， 增强了热传导和热交换， 气化强度大， 直径 ５ ｍ
停供氧气（ 或富氧空气）煤和蒸汽。由于流化床冷 、 却速度缓慢， 即使在停炉几天后仍可重新启动， 但停 炉期间， 应每天喷人 １ 次少量空气， －２ 以维持床温。 ｅ运行稳定可靠、 ） 维护工作量少。由于取消了
度控制在 １ ＾１ ℃为宜， ００ ００ ０ － ５ 原料层温度波动范
围在 １ ５℃左右。
图 １ 恩德粉煤气化的工艺流程
恩德粉煤气化炉使用的粉煤粒度为。 － ｍ ＾１ ｍ， ０ 如图 １ 所示， 煤料由备煤工段送至恩德炉的煤仓， 经 煤仓底部的 ３ 个螺旋加煤机送人炉底锥体段。该工 艺利用流化床气化原理， 以富氧空气（ 或氧气） 与过 热蒸汽混合气作为气化剂和流化剂。低压工业氧气 （ 纯度 ９ ％） ５ 在富氧鼓风机吸人管与空气混合， 加压 至 ００ ＭＰ 的混合气与废热锅炉产生的蒸汽（４ ． ａ ４ ２０ ℃） 混合， ２路从一次喷嘴和二次喷嘴送人恩德 分 炉， 按煤气组分的要求， 可采用浓度不同的富氧空气 或氧气。气化剂和流化剂在炉内形成密相段和稀相 段， 煤料与气化剂直接接触反应。密相段温度分布 均匀， 反应温度 ９０ ００℃； ５ －１ ０ 稀相段温度稍高一 些， 以利于煤的高温裂解。 恩德炉的一次喷嘴设在加煤机下方的锥体部 位， 与切线方向成一定的仰角和斜角， 以使人炉煤较 好地流化、 燃烧和发生水煤气反应。大部分较粗颗 粒的煤在炉底锥体段附近形成密相段， 沸腾气化 ； 细 粒煤粉随反应气带出密相段， 在上部形成稀相区， 并 在此处与二次喷嘴喷人的二次风发生气化反应。 煤粉夹带的杂质及反应后团聚的灰渣落人炉 底， 经螺旋出渣机排人渣仓， 再经短皮带送到临时储 渣场， 灰渣约占总灰量的 ４ ％。未反应的细煤粉由 ０ 煤气带出炉外， 在旋风分离器中分离出的较粗颗粒 自行返回炉底 ， 以提高原料煤的利用效率， 可使飞灰
收稿日期：０７ ０ － ８ ２０ － ３ ２ 作者简介： 方月兰（９２ ， 吉林公主岭市人， １８－）女， 华北电力大
学能源与动力工程学院硕士研究生， 主要从事高效、 清洁然烧与污 染控制方面的研究。
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如果床层阻力过小， 炉内燃料过少， 则容易发生 透氧事故； 若煤层过厚， 则阻力增加， 气化剂流量下 降， 炉温降低， 煤气ｄ＇ｃ ｌ ｆａｏ ｆ ｎｃ ｒ ｅ ｎ ａｐｃ ｉ ｆ ｅ ｏ ｇ ｉｃ ｉ ｕ ａ ｃ ｓ ｐ ｉｔｎ ｎ ｓ ａ ｉｔｎ ｅ ａ ｓ ｒ
（ｃｏｌ ｎｒｙ ｄ ｗ ｒ ｇｎｅｉ ， Ｓｈｏ ｏ Ｅ ｅｇ ａ Ｐ ｅ Ｅ ｉｅｒ ｇ ｆ ｎ ｏ ｎ ｎ Ｎ ｒ Ｃ ｉ Ｅｅｔｃ ｗ ｒ ｉ ｒ ｔ， ｄｎ ７０３ Ｃ ｉ ） ｏｉ ０ １０ ， ｈ ａ ｏｔ ｈ ａ ｃ ｉＰ ｅ Ｕｎ ｅｓ ｙ Ｂ ｈ ｎ ｌ ｒ ｏ ｖ ｉ ａ ｇ ｎ