国内常用气化炉

1、国内常用气化炉一、 德士古（Texaco）水煤浆加压气化工艺简称TCGP，是美国德士古石油公司在重油气化基础上发展起来的，水煤浆采用柱塞隔膜泵输送入炉。该工艺先后在美国、日本、德国建成多套工业生产装置，我国最早引进该技术的是山东鲁南化肥厂，南化2003年9月投资建2台8.7MPa直径3.2米高压气化炉，一开一备，投资4.3亿，日产氨1000吨，一台每小时产粗有效气（COH2）88200 m3，据统计国内仅12台德士古气化炉。气化原理：水煤浆和+99.6+%的纯氧经TCGP烧嘴呈射流状态进入气化炉，在高温、高压下进行气化反应生成CO+H2O为主要成分的粗合成气对煤质的要求：目前适宜于水煤浆加压气

2、化的是反应活性较高的年轻烟煤，而煤煤中最适宜的是长焰煤、气煤等。从经济运行角度来考虑，对原料煤的具体要求如下：1、 发热量大于25MJ/kg(5980大卡)，越高越好2、 灰分含量15%（包括加入助熔剂CaO后），最好12%3、 挥发分25%（质量分数），挥发分高的煤活性好，才能获得较高的碳转化率，节省氧耗。4、 水分：内水8%，总水分越低越好5、 灰熔点1250度6、 煤粉粒度研磨成小于8目（2.38mm）,煤的可磨性要好7、 可采用多种原料混磨后气化气化条件：1气化压力：2.76.5MPa2气化温度：13001500度3煤浆浓度60%以上，粒度分布70%以上大于200目原料消耗：1原料煤：

3、610（kg/k m3）2氧耗：400（m3/k m3）效率：1碳转化率：95%99%2冷煤气效率：72%3煤气组成：有效成分7882%特点：要求原料的可磨性好，灰熔点1250，难处理的含酚废水可用于水煤浆配制，气体压缩功耗小，专利费相当高。问题：主要是气化炉烧嘴和耐火砖容易损坏。二、Shell煤气化（壳牌）属气流床气化，煤粉、纯氧气及蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，粉煤用N2或CO2经喷嘴送入炉内，在极短的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。对煤质的要求：灰熔点低、活性好、灰分含量较低820%典型壳牌炉煤气成分：H2COCO2CH4N2+Ar23.84%67

4、.1%3.84%微量5.22%特点：1干粉煤进料 粉煤用密封料斗法升压(即间断升压)，常压粉煤经变压仓升压进入工作仓，其压力略高于气化化炉，粉煤用N2或CO2经喷嘴送入炉。2气化温度高14001600度，气体成分中CO含量高；压力34 MPa，碳转化率99%，不产生焦油等，甲烷含量很少，煤气质量好，有效成分达90%；氧耗350（m3/k m3）比水煤浆略低。日处理煤量10002700吨。进气化炉中约83%的煤的热能转化为合成气，15%的热能被回收为高压或中压蒸汽，总效率为98%。3生产能力大，污水容易处理；流程复杂、设备结构复杂、进口设备仪表多、投资高。国内装置建设情况：项目产品处理煤（t/d

5、)台湖北双环合成氨9001广西柳化合成氨11001湖南岳阳中石化合成氨、H220001中石化湖北合成氨20001中石化安庆合成氨、H220001云南天安化工合成氨27001大连大化集团甲醇11001云南沾化合成氨27001中国神华煤制油H244002河南水城煤电甲醇21001河南中原大化甲醇21001湖南义马开祥甲醇11001大唐国际发电甲醇84003天津渤海化工甲醇、合成氨44002贵州天福化工甲醇、合成氨20001河南鹤壁煤电甲醇27001云天化甲醇10001大同煤矿甲醇22001集团河南龙宇煤化工甲醇20001三GSP工艺技术（加压气流床）上世纪70年代由民主德国开发的大中型粉煤气化技术

6、，最初用高灰分褐煤生产民用煤气，粉煤气化过程与壳牌机理是一样的，它具有德士古和壳牌技术的优点。目前这个技术归西门子公司所有。以褐煤为原料的粗煤气组成：氢气一氧化炭二氧化碳甲烷氮气干基热值MJ/M331%55%8%0.10%4.30%10.3以无烟煤为原料的粗煤气组成：氢气一氧化炭二氧化碳甲烷氮气干基热值MJ/M327%64%3%0.10%5.50%11.1特点：1 原料要研磨至小于0.5毫米下，浓相气流输送系统送至烧嘴。2 烧嘴和水冷壁的使用寿命较长3 气化原料适应范围广4 较高的气化效率和碳转化率和壳牌差不多，冷煤气效率80%以上，氧耗600 m3/t煤，蒸汽耗112.5kg/ t煤,干基有

7、效成分95.4%，碳转化率99.6%5 操作弹性大，负荷调节灵活，单炉操作负荷为70110%6 氧耗低：比水煤浆气化工艺低1015%7 开停车操作方便，从冷态到满负荷仅1小时国内GSP气化装置的建设：神华宁煤烯烃项目的520000 m3/h正在建设，中间产品甲醇，最终产品聚丙烯，5台内径3.3米气化炉，日投煤2000吨；另外，山西兰花煤化工有限公司的项目使用2台日投煤2000吨西门子气化炉，生产30万吨合成氨和10万吨甲醇。四鲁奇（Lurgi）煤气化：是固定床纯氧加压连续气化，煤在炉中停留时间13小时。突出改进是熔渣炉（BGL）气化技术。直径3.6米熔渣炉产气40000 m3/h。原料为碎煤0

8、50mm，压力：23 MPa氢气一氧化炭二氧化碳甲烷氮气干基热值大卡固渣42.70%11.90%33.30%10%1.19%2976（低热）BGL31.5%52%7%8.20%1.20%2976（低热）问题：1在温度不高的条件下加压气化，煤气中甲烷含量较高，造成原料气中分离，转化的流程较为复杂。但做为天然气是比较理想的。2废水处理流程长，工艺复杂3低温甲醇洗流程复杂BGL碎煤熔渣气化优点：1综合优势强，具备了鲁奇炉价格低、氧耗低的优点2有效气产率高达84%3气化强度高蒸汽分解率超过90%（固态排渣仅为33%），日耗煤：1200吨4氧耗低132（m3/k m3）5废热回收成本低粗气出口温度300

9、550度6冷煤气效率高大于89%，碳转化率：99.5%7投资低0.8亿/台国内鲁奇碎煤熔渣气化装置的建设：内蒙古呼伦贝尔建设50万吨合成氨、80万吨尿素装置中，采用的BGL气化技术。，内径3.6米，压力4MPa,日投煤1200吨，碳转化率99.5%，冷煤气效率89%，比氧耗100230；云南解化有三台BGL碎煤熔渣气化炉。五、恩德粉煤气化技术：是朝鲜联合企业引进德国温克勒技术后发展起来的流化床气化工艺，可采用纯氧或富氧连续气化，010的粉煤送至由氮气加压密封的气化炉煤仓，空气或氧气由离心式鼓风机吸入加压到0.04MPa，和过热蒸汽混合后作为气化剂和流化剂，分多路从喷嘴进入气化炉，反应温度950

10、1000度，出炉煤气温度900950度。原料要求：灰分40%，水发8%(水分高时应采用干燥措施)，粒度010mm，活性950度时大于65%，T2大于1250度弱粘性褐煤特点：1煤种适应性宽2气化效率高达76%，高于固定层低于水煤浆和壳牌，有效成分达70%，甲烷2%，对城市煤气较有利。3技术成熟可靠、开工率高、操作弹性大单炉生产能力最高可达40000 m3/h。4无三废处理，连续气化，炉渣含碳低5常压气化，投资少，9万吨/年合成氨的气化部分投资约7500万。6运转可靠、检修维护少，气化炉实际就是一个空桶。7运行成本低，煤气成本0.11元/ m3同，固定层为0.19元/ m3;下面是朝鲜恩德联合企

11、业气化炉运行情况：原料为褐煤，采用纯氧气化（9395%），设计能力40000 m3/h（煤气热值2126大卡）；水分8%，挥发分22.5%，灰分39.72%，固定碳33.78%，灰熔点T11180度，T21215度，T31300度H2COCO2CH4N240.40%31.10%21.40%2.50%4.40%干煤气产率1.48 m3/kg，气化强度1036kg/m2*h，碳转化率87%，蒸汽分解率40%，气化效率72%1000 m3标准煤气：耗煤875公斤，耗氧280 m3，蒸汽140公斤国内恩德气化装置的建设：项目规格/m3/h产品台江西景德10000空气煤气2吉林长山40000合成气2黑龙

12、江黑化40000合成气2安徽淮化20000合成氨1葫芦岛锌厂20000燃料气2黑龙江宁安40000合成氨1通院梅花生物科技20000合成气2河南郸城财鑫实业10000合成氨1内蒙古霍煤通顺碳素10000燃料气1六、航天炉气化技术：是航天工业部的一项产业化的成果，其实它是一项化工技术，与航天没有直接的关系。与所有的气流床（士煤粉气化和水煤浆气化一样，在温度13501500度，压力为34 MPa航天炉的主要特点与GSP炉、Shell炉相似：1水冷壁能承受1500度的高温2高效率：热效率95%，碳转化率99%，冷煤气效率82%，有效气体90%。3煤粉喷射与GSP相同从上向下，Shell是从下向上4干

13、煤分密相输送2090微米的干煤粉颗粒用氮气输送。下面是安徽临泉化工股分有限公司航天炉：日处理煤粉800吨，年产氨醇15万吨。工艺有气化、空分、变换、低温甲醇洗、醇烷化和污水处理。气化压力：3.5MPa，干基量：45000 m3/h，炉壁温300350度，投煤量：35t/h，灰渣含碳：1%2%，煤耗1.5t/t，电耗350度/t，蒸汽消耗3 t/t。H2COCO2CH432.00%60.00%9.00%1.00%七、固定层煤气炉（UGL）煤气炉：以块煤为原料，以空气和蒸汽为气化剂间隙通过炉内的原料层，使之与碳反应生成水煤气或半水煤气。它是我国上世纪70年代分布使用最广泛的煤气炉，40多年来，在原

14、基础上进行了原料、炉膛直径、高度，吹风气的回收及其它工艺流程的改进，原料由以前用的块煤或焦炭改为煤棒或煤球，炉膛扩径改进由最初的1.980米到2.74米到3米、3.3米，3.6米，由水压自动机控制改进为油压电脑DCS集中控制。尽管原料拓宽了，气化强度提高了，操作强度也降低了，由于工艺先天不足，造成产气量低，能耗高，在能源越来越紧张的情况下，逐步失去竞争力，被其它气化炉逐渐替代。但由于其投资小，开停车灵活，原料可充分利用本地粉煤资源，目前还广泛存在于中小氮肥厂,全国小氮肥几乎全是UGL型煤气炉。原料：无烟煤粉为原料，用褐煤中含有的腐植酸与碱反应生成腐植酸钠做为粘结剂，通过与粉煤混合搅拌发酵(沤化时间24小时以上)，再通过煤棒机或压球机制做成直径1822mm的煤棒或3550mm椭园形煤球，有干燥和不干燥入炉二种方式，如果是自动加焦形式则必须将煤棒或煤球进行干燥至7%以下。水分：513%，挥发分6%，硫分1%，固定碳60%，灰分2030%，热稳定性70%，灰熔点1200度气化温度：炉面温度300400度，气化温度11001300度产气量：3.3米煤气炉60006500 m3/h吨氨耗煤棒：1.8-2.0吨吨氨耗蒸汽：2.23.0吨蒸汽分解率：40%H2COCO2CH4N2O239%31%7.0%2.%19.6%0.4%固定层煤气炉相对于其它粉煤气化和水煤浆气化，对原料要求比较挑