煤气化几种方式

Shell煤气化Shell煤气化技术从20世纪70年代开始研究，在进行了多次小试、中试、示范化装置建设基础上于1989年在荷兰德姆克勒联合循环发电厂建造了2. 5 105 kW工业化装置，该装置于1993年投入运行。该技术属于气流床技术，工艺流程主要包括原料煤的预处理、煤的加压和投料、煤的气化、除灰、煤气净化、脱硫以及配套的水处理、空分、氮气系统等。装置的造气压力为2. 04. 0 MPa，操作温度14001 600，采用液态排渣技术，渣中含碳量1%，干煤粉进料，碳转化率达99% ，煤气中有效气含量约90% ， 有效气比氧耗约340 m3 /1 000 m3(CO+H2 ) ，比煤耗约590 kg/1000 m3 (CO +H2 )。 对于Shell的煤气化技术，目前除国外的1套工业化装置以外，国内从2001年起已有广西柳州化肥厂、中石化湖南洞庭氮肥厂、中国神华煤制油有限公司、中石化湖北枝江化肥厂、中石化安徽安庆化工总厂、大连大化公司合成氨厂、云南云天化集团、云南云沾化集团等多家单位引进了12 套13台Shell炉工艺，生产能力从2050万t/ a不等，基本都应用于合成氨和甲醇装置。涉及到专利技术转让、设备国产化率低、关键设备需进口等因素，使该技术成为目前国内投资最高的煤气化装置， 20万t/ a合成氨装置配套的煤气化系统，投资约3. 5亿4亿元，其中空分系统投资约1亿元。 Shell煤气化技术的技术优势与不足体现在以下几个方面：(1) 煤种适应性较广，对原料煤几乎没有要求，从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦均可气化，对煤的灰熔融性适应范围宽，即使是高灰分、高水分、高含硫量的煤种也可适应。这是其他煤气化技术难以比拟的。然而该技术对于灰熔点较高的煤种需加入助熔剂(石灰)以降低煤的熔点，因此从经济运行角度考虑，煤种还是要有所选择。(2) 采用加压气化，氧耗低，单炉生产能力大，适合大型化生产， 目前单台设备投煤量可达到2 000 t/d，相应合成氨生产能力可达到1 500 1 600 t/d。(3) 由于采用了水冷壁结构，无需耐火砖衬里，同时气化炉内无运转部件，配套气化炉烧嘴使用寿命长，一般可达1年以上，使该设备连续运转周期长，无需备炉，这也是与其他煤气化技术的一个较大不同点。由于国内同类型装置的开车时间较短，这一优势还需要通过实际运行情况来验证。(4) Shell气化炉使用多个喷嘴，数量一般为46个，采用成双对称布置，从而使装置的操作弹性较大。(5) 高温制气使气化反应进行得很彻底，因此所得煤气中副产物很少，不含重烃，对环境污染较小。(6) 该气化技术的关键设备需要在国外制造，同时喷嘴、煤粉阀等完全依赖进口，装置国产化率低，使该气化装置的投资在目前国内煤气化技术中投资最高，产品成本中折旧所占比例较大。Shell煤气化装置建设周期较长，一般需要3 年甚至更长。这是该技术的一个最大不足。(7) 由于采用干法进料，具有碳转化率高、热效率高、热损失小、能耗低、有效气含量高等优点。虽然有效气含量高，但由于气化炉热利用采用废锅流程，使所产煤气中氢碳比太低，约为0. 5，而甲醇生产所需的氢碳比超过2，合成氨生产要求全部CO和CO2 进行变换，因此该装置所产煤气需在后续的变换工序消耗大量蒸汽来完成CO的变换。如果仅从气体成分角度考虑，该技术更适合于发电装置，而不适合生产甲醇和合成氨等化工产品。(8) 该技术目前国外仅有1套工业化装置用于联合循环发电，没有用于合成氨和甲醇的实际生产装置，因此对于国内引进该技术用于生产合成氨和甲醇，相应缺乏有针对性的设计和生产经验，从而使装置投资加大，工艺复杂，使该装置的优势难以充分发挥。Shell煤气化技术主要具有下列显著特点：气化温度较高（14001600），转化率高、残碳含量低、煤的适用范围较宽。另外，该工艺成熟，自动化程度高，气化炉易维护。Shell煤气化技术是目前世界上较为先进的煤气化工艺之一。Shell煤气化工艺采用干煤粉进料系统。Shell煤气化干粉进料的煤粉磨制中，块煤经预破碎后进入煤的干燥系统，使煤中的水分小于2%，然后，进入磨煤机中被制成煤粉。对烟煤，煤粉细度R90一般为20%30%，磨煤机在常压下运行，制成粉后用N2气送入煤粉仓中；然后，进入2级加压锁斗系统；再用高压N2气，以较高的固气比将煤粉送至4个气化炉喷嘴，煤粉在喷嘴里与氧气（95%纯度）混合并与蒸汽一起进入气化炉反应。Shell煤气化技术对粉煤输送线的稳定性要求高，在相同时间内要求煤种质量稳定。原煤的干燥和磨煤系统与常规电站基本相同，但送料系统是高压N2浓相输送。与水煤浆不同，Shell煤气化整个系统必须采取防爆措施。两段式干煤粉加压气化自1994年开始，西安热工研究院就开始进行干煤粉气流床气化技术的研究。在国家电力公司和科技部的资助下，西安热工研究院于1997 年建成了中国国内第一套干煤粉加压气化特性试验装置并进行了试验研究。该装置的气化能力为0.71.0 t/d 煤粉，压力为3.0MPa。利用该装置完成了14种中国典型动力煤种的干煤粉加压气化试验研究。研究的目标是积累中国主要动力煤在干粉气化状态下的气化数据库，形成一套干煤粉加压气化评价方法，对不同煤种在干煤粉加压气化条件下的气化反应特性进行了评价，研究了煤粉气化的着火和熔渣特性、煤种与煤气成分的关系以及操作条件与气化特性的规律等等。小型气化试验研究的成果为更大型的气化装置的设计和运行提供了依据，小型试验装置见图3-3。在进行干煤粉加压气化小试的基础上，西安热工研究院提出了两段式干煤粉加压气化工艺，并在中国科技部“十五”863 计划的支持下，以西安热工研究院为牵头单位，联合国内其他六家研究院所和生产单位，于2004 年在陕西渭河化肥厂建成日处理3640t 煤的两段式干煤粉加压气化中试装置。2005 年完成试验研究，中试装置如图3-4所示。2006 年5 月16日通过中国科技部的验收。西安热工研究院在该装置上完成了若干种煤的气化试验研究，取得了充分的煤气化过程数据。试验煤种的灰分试验范围为530，挥发分试验范围为840，灰熔点试验范围为11001600，覆盖了从褐煤、烟煤、贫煤到无烟煤的各种煤种。不同煤种的气化煤气成分见表3-3。表3-3 不同煤种的气化煤气成分煤种神木煤华亭煤神华褐煤黄陵煤晋城无烟煤伊南煤CO（%）62.3862.7961.962.3669.9364.96H2（%）29.3628.4627.8428.9821.7826.61CH4（%）0.260.170.050.1400.01CO2（%）2.763.413.594.294.527.64H2O+COS（%）0.370.250.110.240.140.19N2（%）4.874.926.513.993.610.59试装置气化试验达到的气化指标如下：碳转化率98.9，冷煤气效率为83.2，比氧耗298.6Nm3/1000Nm3(CO+H2)，比煤耗518kg/1000 Nm3(CO+H2)，有效气成分（CO+H2）为91.7。与主要进口煤气化工业装置的合成气成分指标的对比显示：两段式气化炉的煤气成分明显好于水煤浆进料的TEXACO 气化炉，与干法进料的SHELL气化炉相当，在部分成分上甚至高于SHELL气化炉。具体比较指标及结果见表3-4：表3-4 与主要进口煤汽化炉合成气成分指标对比煤气成分TEXACOSHELL两段式气化炉CO%39.3546.3063.3063.562.3862.79H2%30.7833.2026.7026.5029.3628.46CO2%11.4319.521.501.601.261.41H2O%16.4302.001.901.502.0CH4%0.040.0500.020.260.17N2+Ar%0.490.585.25.004.874.92H2S+COS%0.880.351.31.480.370.25目前该技术已经进入工程放大阶段，计划首先建设日气化原煤2000吨级的“绿色煤电”煤气化发电示范装置，预计2009年投运。另外，在化工行业中，已与内蒙世林化工有限公司签订技术转让合同，目前已进入施工设计阶段。另外，1000吨/天级两段式干煤粉加压气化炉（激冷流程）已经应用于山西华鹿煤炭化工有限公司年产30万吨甲醇项目。两段式干煤粉加压气化技术是一种先进可行的具有广阔应用前景的气化技术，是具有自主知识产权的加压气流床气化技术。归结起来，两段式干煤粉加压气化技术具有以下特点：（1）加压操作，两段式气化，气化温度高；（2）干煤粉进料，煤种适应范围广；（3）碳转化率高，冷煤气效率高，耗氧低，总热效率高达98%左右。气体产品相对洁净，不含重烃，煤气中有效气体（CO+H2）体积分数高达90%以上。高灰熔点（粉）煤加压气化高灰熔点（粉）煤加压气化是兖矿集团承担的十一五“863”项目，针对我国煤炭中高灰（平均23%）、高灰熔点（流动温度大于1500）的煤占总储量的50%左右的情况，研究和开发适应高灰、高灰熔点煤的新型工业气化技术，以满足未来大规模气化需求，具有重要的战略意义。高灰熔点（粉）煤加压气化技术开发项目的研究目标是建成一套日处理1000吨煤，具有自主知识产权的加压气流床气化工业示范装置，对高灰熔点煤排渣关键技术和设备进行试验研究，完成中国典型高灰熔点煤的工业示范装置气化试验，通过长周期运行稳定性考核，主要技术指标达到国外同类技术水平。该项目的研究内容是通过千吨级工业示范装置的建立和运行，重点研究工业规模高灰熔点粉煤输送与供料过程，排渣工艺、加压气流床气化工艺及关键设备和工程放大技术，过程控制系统及系统模拟，示范装置设计、调试与优化运行，研究解决影响示范装置长周期、稳定、高效运行的技术问题。主要的技术指标如下：（1）单台气化炉日处理煤量 1000吨；（2）采用灰熔点（FT）1500的煤种为气化原料煤；（3）碳转化率 98%（干煤粉），95%（水煤浆）；（4）冷煤气效率 79%（干煤粉），73%（水煤浆）；（5）合成气有效气成分（CO+H2）含量 89%（干煤粉），80%（水煤浆）；（6）比氧耗 350 Nm3O2/1000 Nm3(CO+H2) （干煤粉），380 Nm3O2/1000 Nm3(CO+H2)（水煤浆）；（7）满负荷考核连续稳定运行 72小时。兖矿贵州能化公司计划2010年前在贵州建成处理量1200吨/天的工业示范装置，目前兖矿在山东滕州的水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心建立了一套中试装置。灰熔聚流化床粉煤气化流化床粉煤气化工艺是众多煤气化方法之一。我国在20世纪50年代就从国外引进了Winkler煤气化技术，并经长期不断改进，运行水平不断提高，但始终没有成为一种国内主流的煤气化技术。目前全国绝大部分中、小化肥和化工企业仍采用固定床气化炉，其原料煤主要为山西、宁夏等地的无烟块煤，运输费用以及涨价因素导致原料煤成本大幅度上升，企业经济效益受到较大影响。采用灰熔聚循环流化床粉煤气化技术，企业可使用当地价格相对较低的粉煤，实现原料煤本地化，节约运输费用，降低产品成本，让利于农民，达到支援农业、反哺农业的目的。灰熔聚流化床粉煤气化技术由我国自主开发，并已实现了工业化运用。该技术具有以下特点：（1）煤种适应性广，可实现气化原料本地化；（2）操作温度适中，无特殊材质要求；（3）操作稳定，连续运转可靠性高；（4）工艺流程简单，气化炉及配套设备结构简单，造价低，维护费用低；（5）产品气中不含焦油和挥发份，洗涤水净化容易；（6）设备投资低，气化条件温和，消耗指标低，煤气成本低。从1994年起，中科院山西煤化所已进行了加压灰熔聚流化床气化技术小型装置的研究开发，气化炉设计压力1.5MPa(表压)，直径200mm(后改用为300mm)，处理能力3t/d，完成了神木煤、无烟煤和石油焦加压气化试验。已取得的阶段性成果表明，2400mm工业气化炉加压到1.0MPa时，单炉处理量可达500t煤/d，配套10万t/a合成氨或甲醇；加压到2.5MPa3.0MPa时，单炉处理量可达1000t煤/d，配套20万t/a合成氨或甲醇。2004年在山西省发改委的支持下中科院山西煤化所与山西晋城无烟煤业集团合作成立了“山西省粉煤气化工程研究中心”。20052006年设计并建立了可获得工业放大数据和经验的大型加压灰熔聚流化床粉煤气化半工业装置。2007年初完成建设，经半年的设备调试和完善，进行了17次实验，2007年12月完成了1.0MPa压力的长周期试验，取得了较好的数据并积累了运行经验。图3-6 加压灰熔聚流化床粉煤气化技术半工业化装置中科院山西煤化所在30MPa半工业化加压灰熔聚流化床粉煤气化技术平台上完成1.OMPa的72小时长周期加压试验，设备运行平稳，达到了预期技术指标，标志着加压灰熔聚流化床粉煤气化技术取得重大突破。这次试验以晋城无烟煤为原料，煤处理量2.5吨小时(60吨天)，操作温度为10201050，试验结果为：碳转化率87，煤气产率1.8Nm3干煤气kg煤，有效气体(CO+H2)含量6566。结果表明：1.0MPa工业气化装置(2.4m)处理能力将可达到600吨煤日，单台炉可配套12万吨甲醇(或氨)年系统。图3-6为加压灰熔聚流化床粉煤气化技术半工业化装置照片：陕西秦晋煤气化工程设备有限公司、陕西秦能天脊科技有限公司在部分借鉴陕西煤化所灰熔聚流化床粉煤气化技术的基础上也独立研究开发具有自主知识产权的灰熔聚循环流化床粉煤气化技术(CAGGTM ) 。在常压灰熔聚循环流化床粉煤气化技术的基础上，陕西秦晋煤气化工程设备有限公司和陕西秦能天脊科技有限公司的加压技术的开发也一直在进行着。陕西秦能天脊科技有限公司联合相关单位，正在进行加压(3. 0 MPa)工艺开发单( PDU)的开发研究工作。目前PDU的设计方案已编制完成，正在进行专家评审，PDU装置有望2007年下半年开工建设。届时，我国将拥有自己的加压PDU装置，可开展煤质活性评价以及煤种试烧试验工作，为加压(3. 0 MPa)粉煤气化技术的中试开发提供详实的基础设计数据。加压(3. 0 MPa)粉煤气化技术的成功开发，将可以满足国内广阔的煤化工市场以及煤气化整体联合发电( IGCC)的要求。在现阶段中、小规模煤气化装置原料结构调整中又掀起了利用流化床气化法进行原料煤本地化改造的热潮。2004年国家发改委、中氮协会、小氮协会等已正式将此技术向全国中、小化肥企业推荐，其市场前景良好。在常压灰熔聚循环流化床粉煤气化技术工业示范装置成功运行的基础上，目前工业化装置的市场推广工作进展顺利，已签定技术许可合同的项目有天津碱厂油改煤项目、天脊潞化甲醇补碳项目、平煤飞行公司合成氨改造项目(一期、二期)以及太化集团合成氨改造项目等。天津碱厂油改煤项目已于2005年9月成功开车。天脊潞化项目详细设计工作已结束，预计2007年下半年投料运行。平煤飞行公司项目(一期)计划2006年下半年投料运行，二期工程预计在2007年上半年投料运行。太化集团项目目前正在进行详细设计工作，关键设备订货已结束，计划2006年下半年投料运行。另有若干项目已进入可行性报告编审阶段，山东、河南、湖南以及山西多家化肥企业经过考察已有合作意向。灰熔聚循环流化床粉煤气化技术在燃料气领域的应用灰熔聚循环流化床粉煤气化技术除用于合成氨(或甲醇)原料气生产以外，还可以用于工业燃料气的生产，并且根据对燃料气压力的不同要求，将气化炉操作压力提高至0. 30. 5MPa，并保证可靠、稳定地运行。另外，根据对燃料气热值的不同要求，可进行纯氧、富氧或空气造气。灰熔聚循环流化床粉煤气化技术制氢及羰基合成随着国家环保要求的不断提高，对成品油的质量要求越来越高，成品油需加氢以制得高质量油料。一般炼油厂用炼油过程中所得干气即可实现加氢能力的平衡，而目前石化企业普遍加氢能力不足。用炼油企业的副产品石油焦进行气化制氢是可选方案之一，但国内尚无石油焦气化制氢的工业化运行业绩。另外，石油焦的市场价格远高于粉煤，与粉煤相比，石油焦气化制氢经济性不足。因此，煤制氢技术将成为石化行业补充氢源的理想选择。相对于国外煤气化技术，具有我国自主知识产权的灰熔聚循环流化床粉煤气化技术的投资、消耗、成本低并且产业化装置已成功运行，单套制氢能力分别为12 500 m3 /h (标态，常压) 、32 000 m3 /h (标态，加压) ，可满足不同规模的氢源要求，市场应用前景广阔。另外，灰熔聚循环流化床粉煤气化技术用二氧化碳代替部分水蒸气进行气化，以提高煤气中的一氧化碳产量，可作为羰基合成的在使用该项技术时，炉煤粉的筛分干燥十分重要，煤中水份大于8%则进煤不畅，并且使气化炉进煤量时大时小，操作难以稳定。一般要求入炉煤含水小于5%，粒度小于1毫米的细粉占比重不要大于20%，最好控制在10%以下。灰熔聚流化床粉煤气化对原料煤的具体要求为：（1）入炉煤的粒度6 mm，其中1 mm的不超过40%，0. 14 mm的不超过10% ，6 mm的不超过1%；（2）灰熔点要高，一般要求ST1250 为好，若太低，将影响气化炉能力的发挥；（3）焦渣特性 6，以24为最好；（4）水分 5% （指煤的外表水分），以确保入炉煤的输送畅通；（5）灰分40%便可使用，但灰分为18%20%时最佳。航天炉煤气化国产航天炉气化技术又称HT-L粉煤气化技术，由中国航天科技集团公司下属北京航天石化技术装备工程公司开发。航天炉煤气化技术特性如下:（I）干煤粉进料：20 90微米煤粉颗粒惰性气体输送：氮气或二氧化碳高压气化炉：2.04.0MPa。其优点表现在：干煤粉进料气化效率高严格控制进料煤粉的水含量。与湿法比较，1Kg水煤浆可以减少蒸发0.35Kg水，节约2600KJ的能量，折算标煤0.113Kg（5500Kcal/Kg），占进煤量的17。粉煤气化比水煤浆气化：冷煤气效率提高10，氧耗量降低1525。有效气产量提高6。先进成熟的干煤粉密相输送技术悬浮速度710m/s，固气比480Kg/m3，载气量少。强化燃烧，提高了单位体积的产气率，气化强度高在同样生产能力下，与常压炉相比，设备尺寸最小，结构紧凑，占地面积小，燃烧效率提高。（II）气化炉膛允许操作温度：1400 1900，其优点表现在：煤种适应性范围广煤的灰熔点可选范围宽（1250 1650），气化原料可选范围广；碳转化率高、粗合成气品质好，CH4含量低碳转化率设计值99.5%，出口合成气有效气体(CO+H2)体积90%，CH4体积130PPm。提高反应速率，可缩短反应停留时间高温、高压提高反应速率。与水煤浆气化工艺比，更容易达到平衡状态。平均炉内停留时间10S。干煤粉纯氧燃烧，提高火焰中心温度，火焰短燃烧器火焰的中心温度：18002150。（III）单烧嘴顶烧组合燃烧器优点：燃烧火焰、炉内物料流场与炉膛结构有较好的符合炉内煤粉热解区、火焰燃烧区、烟气射流区、烟气回流区以及二次反应区分布合理。反应停留时间满足气化要求燃烧负荷调节范围大负荷调节范围：60%120 %燃烧器结构设计合理、具有良好的燃烧性能中心氧与旋流煤粉混合充分，煤粉反应完全；火焰形状、稳定性好；安装、调试、维护方便集高能电点火装置、液化气(柴油）点火烧嘴、火检为一体，独立冷却水外盘管，拆装维护方便。精良的加工制造工艺关键材料采用进口材料或同类特制国产材料，焊接和组装工艺严格按规范执行，整体热处理消除热应力。烧嘴的设计寿命大大延长水冷夹套式烧嘴冷却方案，可保证烧嘴长周期运行稳定可靠。设计寿命20年，烧嘴头部局部维护时间6月一次。（IV）密闭式盘管水冷壁辐射室结构，设计寿命20年优点：水流量分布均匀“四进四出”结构可以保证管程流阻分布均匀。控制盘管内水汽化率，调节炉内热平衡水汽化率6.5%，蒸汽产量22000Kg/H（满负荷）。盘管焊接接头少单根直管可达12m。盘管轴向热膨胀量较小盘管热应力分析表明，径向热膨胀量6mm。多组冷却水盘管便于维护和更换烧嘴盘管、渣口盘管分别进水，易于调节和更换制造加工工艺成熟专用盘管热弯、焊接、组装、检验生产线。（V）“自我修复式”耐火材料结构，维护量少优点：“自我修复式”耐火材料结构，提高材料的使用寿命水冷壁外可以形成稳定的固渣层35mm，“以渣抗渣”，抵抗气体和熔渣的冲刷和磨损水冷壁降低耐火材料的蚀损率保证SiC材料的使用温度1400，保证高温强度不降低耐火材料的组合结构，降低炉膛散热损失炉内向外依次有液渣、固渣、SiC耐火材料、水冷壁、惰性气体保护层、高铝不定型耐火材料、外保温层，散热损失小耐火材料的选材具有低的气孔率、较高的高温强度、较好的热稳定性不定型耐火材料最大粒径小于4mm，高温耐压强度85N/mm2，永久热变形0 .73%，有效的不定型结构设计耐火材料的施工、养护、维护和更换方便，价格低（VI）急冷、水浴式合成气冷却及洗涤方案，可靠性好优点：技术方案成熟可靠Texaco工艺成熟结构，理论分析和模拟计算结果与实际情况符合很好。对急冷环有成熟的工程业绩和分析数据对急冷环结构有长期的研究，形成独有的急冷环技术。合成气急冷效果明显降低合成气流速、保持液膜厚度有助于急冷。除渣、除灰效果明显水浴比喷淋、气体降温更有利于合成气中固相的除去合成气中增加的饱和水可直接用于变换工序（VII）燃烧效率高、环保性能好优点：冷煤气效率、热效率都高于湿法工艺控制煤粉进料水含量降低能量消耗，冷煤气效率比湿法提高10，热效率提高6高温煤气化，C转化率高于湿法工艺C转化率99.5%，比湿法工艺提高1%，降低固渣排放纯氧燃烧，比常压炉降低空气排烟损失额定工况热效率不小于95%盘管冷却水副产中压蒸汽回收炉内燃烧热量35%控制N2进炉量，可以降低NOx的排放固气比达12:1，载气量较少废水有害成分极少，生化处理后可直接排放；固渣捕集完全，可用做建筑材料或深埋，对环境无其他污染。（VIII）连续运行时间长、生产调幅能力强优点：采用成熟的工艺路线充分吸收现有煤化工工艺及粉煤锅炉成熟技术，生产工艺流程容易打通，降低投资风险和研制周期；关键设备有大量的工程业绩和专业制造厂家Texaco 炉、燃烧器、水冷壁等都已国产化和在其他类似的工业产品中使用，产品的质量可以保证粉煤燃烧器的使用周期长烧嘴头部的冷却条件比Texaco 炉好，冷却盘管降低烧嘴头部的局部温度，可以延长材料的使用寿命粉煤燃烧器更换维护方便炉膛操作比Shell 炉方便单烧嘴的点火、燃烧负荷调节、控制系统都比多烧嘴优越水冷壁提高耐火材料的使用寿命，更换维护简便归结起来，国产航天炉煤气化技术具有一下显著特点：（1）干煤粉进料，惰性气体输送（N2或CO2）；（2）加压操作（2.04.0MPa），高温煤气化（14001900）；（3）碳转化率高（99%），冷煤气效率高（82%），有效气体成分（90%）；（4）煤种适应范围广，控制系统自动化程度高，燃烧效率高，环保性能好；（5）具有自主知识产权，主要设备可完全实现国产化。航天炉煤气化工艺采用干法进料，运用先进成熟的干煤粉密相输送技术，用高压氮气或加压CO2输送入气化炉。悬浮速度710 m/s，固气比480 Kg/m3，载气量少。干煤粉粒度为2090微米，煤的灰熔点可选范围宽12501650，气化原料可选范围广。该工艺过程对煤的特性，如煤的粒度、粘结性、含水量、含硫量、含氧量及灰分含量均不敏感。恩德炉煤气化恩德炉粉煤流化床气化技术是朝鲜咸竟北道恩德郡的七七化工厂在原温克勒粉煤流化床气化炉的基础上，逐步改进和完善的一种煤气化工艺。该煤气化技术由辽宁恩德工程建设有限公司于20世纪90年代引进中国。恩德炉型以粉煤为原料，采用不同的气化剂，可生产空气煤气、半水煤气和水煤气，分别用于工业加热炉煤气、民用燃料和化工合成气。目前该装置已经全部实现国产化。恩德炉的造气系统主要包括原料煤配置、造气、气体的初步净化以及配套的空分装置。生产工艺为常压气化，操作温度在9001 000 之间，采用固态排灰方式，灰渣含碳量 10% ，所产煤气有效气含量为65%70%。对于气量40 000 m3 /h的装置，如果采用1台造气炉，整套煤气化系统投资约8 000万元，其中恩德炉投资约3 200万元，空分系统投资3 000万元。如果采用2台20 000 m3 /h的造气炉，整套系统投资约9000万元。该技术采用的原料主要是褐煤、长焰煤、不黏性和弱黏性烟煤，不仅要求煤的灰分少于25%30% ，灰熔点高( ST大于1250) ，而且要求低温化学活性好(在950时大于85% ，在1000时大于95%)。目前该设备生产能力主要有10000、20000、40000 m3/h 3种。考虑到设备的检修对装置运行稳定性的影响，一般1套装置需采用2台或2台以上造气炉，从而避免在1台设备出现故障时不会造成装置停车。恩德炉目前在国内的应用装置有18套，其中7套以上用于合成氨装置。国内第1套恩德炉的造气装置于2001 年在江西景德镇投产，装置规模为10000 m3/h，随后黑龙江黑化集团有限公司、吉林长山化肥集团有限公司、安徽淮化集团有限公司、黑龙江倍丰集团宁安化工公司、吉林北方气体等化工企业的恩德炉煤气化装置相继建成投产。恩德炉气化的优势和不足体现在：(1)由于恩德炉造气技术可以全部做到国产化，故投资相对较少， 10 万t/ a合成氨装置投资约7 000万8 000万元，与其他连续造气方式相比，投资较低；(2) 该炉型采用褐煤和长焰煤为原料，价格比山西白煤低，从而可以降低造气成本，但对原料煤的黏性等指标要求较严格。目前该煤种主要分布在吉林、内蒙古、广西、云南、河南义马等地，在国内的分布并不广泛，因此该造气方式由于原料的限制在较大程度上影响了它的推广。这也是该炉型一个较为主要的缺陷；(3) 该炉型最大能力发气量为40 000 m3 /h。由于为常压气化方式，一方面对于取代国内普遍应用的固定床间歇气化造气炉有较大优势，另一方面也使该炉型在装置的大型化方面受到一定限制；(4) 考虑到装置的运行稳定性，一般1套装置需采用2台以上造气炉，从而导致投资增多、占地增大，操作复杂程度增加。多元料浆煤气化多元料浆加压气化技术是西北化工研究院提出的，具有自主知识产权的煤气化技术。对该技术的研究开始于20世纪60年代后期，历时30多年，属于湿法气流床加压气化技术。多元料浆的基本原理是在水煤浆中加入一定的石油焦或油等其他可燃碳质原料， 替代水煤浆中的一部分水， 使气化过程所需的水分更接近于气化反应工艺条件所需要的水蒸气量， 增加入炉料浆中的含碳有效反应物浓度， 提高所生成煤气中CO、H2 的含量， 减少氧气和原料煤的消耗，从而降低能耗和生产成本， 提高经济效益。多元料浆加压气化通过加入固体或液体含碳物质(煤/石油焦/石油沥青/油/煤液化残渣等)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，与氧气进行部分氧化反应，生成以CO和H2为有效组分的原料气，可用于合成氨、合成甲醇、制氢、合成油品、联合循环发电等。其基本生产装置与水煤浆加压气化技术相仿，属气流床单烧嘴下行制气。典型的多元料浆组成为煤60%65%，油料10%15%，水20%30%，黏度不大于2500cP。多元料浆气化技术于2001年实现工业应用。截止到2006年6月底，多元料浆气化技术已在中国大陆十多套工业装置上实现工业应用，涉及3万30万t/ a合成氨、20万60万t/ a甲醇以及50万t/ a煤制油装置，目前国内已经有3套工业装置平稳运行，属于较有前途的煤气化方式，但在原料上仍有一定限制性。多元料浆加压气化技术具有原料适应性广、气化指标先进、技术成熟可靠、投资费用低等特点。该技术也已实现单线500 t/ d 的气化炉加激冷流程的工业化运行。GE水煤浆煤气化GE德士古( Texaco)水煤浆加压气化技术是在20世纪50年代初期，由美国德士古公司在重油部分氧化气化基础上开发成功的，随后在日本、瑞典和意大利等国实现工业应用。1998年该公司和中国水煤浆气化及煤化工中心合资成立德士古气化服务有限公司，介绍推广该公司水煤浆加压气化技术。该技术属气流床加压气化技术，工艺流程主要包括煤的研磨和煤浆制备、煤浆储运、煤气化及合成气洗涤、渣水处理系统以及配套的空分等部分。气化炉热量利用有激冷、废锅、激冷和废锅结合3种流程，可以根据产品选择合适的流程。生产合成氨和甲醇的生产装置一般采用激冷流程，所得煤气的汽气比和氢碳比均较高。气化炉采用湿法进料，液体排渣技术，煤浆含水量约30%40%。装置的造气压力在2.56.5MPa，4.0MPa装置较为普遍。气化炉操作温度为13001400，比原料煤的灰熔点高50100。有效气比氧耗为336410m3/km3 ，比煤耗为550620 kg/km3。气体有效成分80%84% ，碳转化率超过97%。由于是高温气化，气体中含甲烷很低(CH4含量0.1% )，无焦油，对环境影响小，便于气体净化。我国于1989年在兖矿鲁南化肥厂引进了第1套德士古水煤浆加压气化装置，目前上海焦化厂、陕西渭河化肥厂、淮南化肥厂、吉化公司化肥厂和金陵石化等十多家企业采用德士古煤气化技术用于生产合成氨和甲醇等化工产品。由于采用加压气化，气化炉结构简单，因此单炉生产能力高，目前国内装置最大投煤量为1000 t/d，国际最大装置投煤量为2 000 t/d，1台气化炉产甲醇20万30万t/ a。该装置在国内已有多年使用经验，设备国产化率较高，可达90%以上，因此装置投资相对较低。1套投煤量为500 t/d、气化压力为4. 0MPa的气化炉系统投资约7000 万元; 1套投煤量为1 000 t/d、气化压力为4.0MPa的气化炉系统投资约11000万元。该技术的特点之一是对煤种的适应性广，气煤、烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤以及低灰熔点的劣质煤、石油焦等均能用作气化原料，但并不是所有煤种均适合。为了保证系统长周期稳定运行，灰分低、灰熔点低、黏温特性好的煤比较适应该技术，一般要求原料煤灰分控制在20%以下，灰熔点在1300以下。GE德士古水煤浆加压气化技术存在的优势和不足体现在以下方面：(1) 德士古工艺在我国已有十多年的生产应用经验，在该工艺技术涉及到的设计、设备制作、安装、装置开车、操作等方面均具有丰富经验，技术成熟可靠，设备国产化率高。(2) 目前影响德士古气化装置长周期稳定运行的关键因素是气化炉烧嘴运行周期短。气化炉烧嘴运行周期一般不超过2个月，烧嘴即因为喷头磨损、裂纹等问题而需要更换。这是造成德士古气化装置必需有备炉的主要原因，从而导致装置投资增加，运行费用增加。(3) 目前国外向火面耐火砖使用寿命达2年，国内耐火砖使用寿命约1年，耐火砖更换费用占整个装置维修费用的1 /2以上，更换时间超过1个