年产30万吨合成氨装置气化技术的选择和比较

年产30万吨合成氨装置气化技术的选择和比较

煤化工的龙头是煤气化，煤气化工艺的选择，有时直接打算了企业的生死存亡或

者效益好坏，最典型的例子就是国内出名的三家大型煤制烯嫌企业，采纳了三种不同的

煤气化技术，得到三种不同的结果。

目前成熟的高压粉煤气化技术从进料方式上可以分为干法（干法进料）和湿法（水

煤浆进料）。干法气化目前在国内应用较多的主要有Shell、GSP和航天炉；湿法气化目

前在国内应用较多的主要GE、四喷嘴和清华炉。这些气化技术各有优缺点，就气化炉

本身而言也有许多科研单位和应用单位对其优缺点、性能、使用状况进行了介绍和对比。

由于合成氨工程是技术集成度很高的综合工程，涉及多个单元，因此仅仅从气化炉本身

进行对比不尽全面，不尽合理。本文从合成氨整个流程上对干法气化和湿法气化的主要

流程和消耗进行比较，以便从整个流程上对两种气化方法有更全面的熟悉，以便于气化

技术的选择。

为便于比较，故选用国内目前较成熟的工艺路线进行比较，干法气化流程为，

4.0MPa气化，四段耐硫变换，低温甲醇洗，液氮洗，合成器压缩，合成氨。湿法气化

流程为，6.5MPa气化，三段耐硫变换，低温甲醇洗，液氮洗，合成器压缩，合成氨。

合成氨装置，两种气化技术均相同，故不作比较，仅对前面工序进行对比。

对于空分工段，不是本文比较的重点，仅对氧耗进行比较，一般4.0MPa气化，配

套氧气压力为5.8MPa,6.5MPa气化，配套氧气压力为8.3MPa,如均采纳内压缩流程，

5.8MPalNm3的氧气能耗和8.3MPalNn?的能耗相差约0.02KW,在国内实际的运行案例

中，两者的实际差别儿乎没有，例如，神华宁煤采纳4.0MPa气化，神华包头采纳6.5MPa

气化，但是宁煤空分单位氧气的能耗却比包头的还要高。

1.气化反应

不论是干法气化还是湿法气化，其气化原理是相同的，目前在国内应用的高压气

流床气化均是采纳纯氧气化，主要的反应式为:

GnH/挥发分）+（m+?O2=mCO2+/H2O

2C+O2；~~、2C0

c+o,，=co,*

2co+O,=2CO,

H”O,=HQ

/2，/

C+H,O；——^CO+H2

CO+H2O^^CO2+H2

C+CO27——"2CO

C+2H,；——^CH4

对于湿法气化，由于大量水分随水煤浆进入气化炉，因此气化室内有大量的水蒸

气存在，在炉内会发生部分CO变换反应，有比较多的CO会转化成C02,同时得到相同

摩尔数的H2,而且在高温下变换反应的速率很大，所以湿法气化出气化炉的粗煤气中

CO含量比干粉气化低，H2含量比干粉气化高。

干法气化中为了保证煤粉的顺当输送，通常煤粉中的水份含量要掌握在2%左右,

与湿法气化相比，干法气化入炉一吨干煤粉只有20kg水到炉内。假如湿法气化的水煤

浆浓度依据62%考虑，则入炉一吨干煤约带613kg水到炉内进行气化。不过依据气化技

术不同，在干法气化中需要向气化炉内加入约5~20%的水蒸气（在本文的计算中假定为

8%）,因此干法气化时一吨干煤需要的入炉水量为80kg。

湿法气化炉气化室巴口水蒸气含量通常约20%左右，1000kg煤通常的干气产量约

2200Nm3,因此气化室出口仍旧还有约440Nm3的水蒸气，即约353kg的水没有反应,

只是温度需要加热到气化室出口温度（本文计算中依据1350C考虑）。

假定干法气化炉出口的水蒸气含量为0%。在干粉气化中原煤带入的2%水分需要

从常温加热到气化室出口温度，以蒸汽方式进入的水分需要从饱和温度加热到气化室出

口的温度。

无论是湿法气化还是干法气化，气化炉出口合成气中的氢气来源一部分是煤本身

含有的氢元素，此外一部分进入气化炉的水反应生成的Hz。为了简化计算，假定进入气

化炉中的水和焦炭发生异相水煤气变换反应，即：

C+H2OT——"CO4-H.

依据现有的实际运行阅历，就气化炉本身来说，干法气化的氧耗和煤耗都比湿法

气化要低。从以上分析可以看出，入炉一吨干煤的条件下，主要是由于湿法气化中需要

将带入的水分加热到气化室的出口温度，同时在湿法气化炉中还有约260kg的水要发生

吸热的异相水煤气变换反应，而干法气化炉中发生此反应的水分只有约80kg。经过核算,

湿法气化与干法气化相比，由于要将带入水分加热到气化室出口温度，同时要供应大量

热量供异相水煤气变换反应，需要额外供应的热量差约为2553MJo假定这些额外的热

量供应需要入炉煤完全燃烧并生成C02来供应，则入炉一吨干煤时，湿法气化匕干法气

化约要多103kg煤转化成为C02,并多消耗86Nm3的氧气。这也是湿法气化炉出口中C02

含量高于干法气化的一个缘由。

依据国内气化的典驾结果，吨氨煤耗为1353kg,吨氨氧耗为710Nm3,因此：

表1氧耗和煤耗比较表

项目湿法气化干法气化备注

吨氨煤耗1492.8Kg1353Kg

吨氨氧耗783.3Nm3710Nm3

以上比较的基础是相同煤种

2.煤浆（粉）制备

2.1干粉制备

干粉气化采纳干磨，原料煤在微负压条件和热惰性气条件下，在磨煤机中进行磨粉

和干燥，热惰性气由热风炉供应，采纳加热的惰性气体进行干燥，通过惰性气体对煤粉

粉煤制备干悚系统流程简图

煤骷粉煤储M

V解H

2.2水煤浆制备

水煤浆气化采纳湿磨，原料煤通过煤称重给料机和水、添加剂一起加入磨煤机，磨

机采纳溢流式，合格的煤浆从磨机的出口流出，煤浆浓度一般为58%~65%。煤浆浓度一

般和煤的内水有关，煤的内水越低，成浆性能越好，煤浆浓度越高。

水煤浆制备主要消耗的物料有水、添加剂和电。

添加剂的种类、添加量与煤种、水煤浆浓度，粒度等因素有关，通常通过试验确定,

添加剂的加入量一般为煤浆量的0.1〜0.3%。

依据阅历，制备一吨水煤浆的电耗为10KW（依据煤种不同会有所不同）。

制浆用水可以采纳工厂难以处理的废水。

表2煤浆(粉)制备比较表

项目水煤浆气化干粉气化备注

主要消耗吨浆电耗10KW,折吨粉电吨粉电耗3OKW煤浆浓度62%

耗16KW计

不需烘干吨煤干燥耗能305142KJ煤含水10%计

吨浆添加剂厂3Kg不需添加剂

平安性水煤浆制备是在常温常压下粉煤制各是用可燃气体

操作，平安牢靠性高。燃烧加热惰性气体来加

热煤粉，挥发份易挥发，

简洁发生自燃、爆炸事故

环保无废气排放。有废气排放

制1吨水煤浆(62%)消耗

380Kg废水;

节水可采用废水将煤中的水蒸出，需在后

工段以蒸汽的形式补充

水煤浆制备系统流程简图

麻自知外

/

/

T

3.煤粉（浆）的加压和输送

3.1干粉的加压和输送

如下图所示系统为干粉比较常用的一种加压输送简图，一个煤粉系统给多个煤粉

烧嘴供料。来自干粉制备系统的煤粉首先进入煤粉储仓，然后进入煤粉锁斗，经加压后

进入煤粉给料仓，煤粉锁斗和煤粉给料仓的排气进入煤粉装料袋滤器，其收集下来的煤

粉再排入粉煤储仓。煤粉给料仓的下部有锥形的充气锥，通过高压氮气或二氧亿碳气对

充气锥进行充气，高压氮气（或二氧化碳）的流量和压力必需进行严格掌握。

干煤粉输送过程中主要消耗的物料为高压氮气（或二氧化碳）和低压氮气，高压

氮气（或二氧化碳）由氮气（或二氧化碳）压缩机供应。氮气（或二氧化碳）必需加热

至90℃以上。

目前干粉气化压力最高为4.0MPa,要求输送高压氮气（或二氧化碳）压力为

8.1MPa,输送密度一般为350-400Kg/m3,从国内运行的阅历来看，吨氨输送气电耗约

80KW（和煤种有关）。

为保持煤粉管线的干燥，煤粉输送管线需采纳蒸汽伴热。

粉煤加压及输送系统流程简图

T

X

X

也运用白用幺气法二攵化般

XX7

3.2水煤浆的加压和输送

来自煤浆制备的水煤浆进入煤浆槽，煤浆槽中的水煤浆通过煤浆搅拌器的搅拌保

持悬浮，煤浆通过高压煤浆泵加压，进入水煤浆烧嘴。

煤浆输送主要通过煤浆泵进行输送，如采纳6.5MPa气化，水煤浆压力一般为

7.8MPa,吨氨电耗一般为5KW左右（和煤种有关）,

表3煤粉（浆）的加压和输送比较表

项目湿法气化干法气化备注

主要消耗吨氨电耗一般为5KW吨氨输送气电耗约气化压力4.0MPa

80KW

不需烘干煤粉管线伴热吨氨耗蒸

汽186Kg

高压氮气需加热至90℃

稳定性水煤浆采纳泵加压输送稳定粉煤采纳高压气密相输

性好，流量测量成熟，可以送，流量稳定性差，测

实现氧煤比自调量难度大；

操作性采纳变频调整，操作简洁，采纳锁斗方式，需操作

可以实现氧煤比的自调煤粉储仓、煤粉锁斗、

煤粉给料仓的料位，依

靠煤粉给料仓下部锥形

的充气锥的充气量来调

整入炉煤粉量，操作难

度大，不能实现氧煤比

的自调。

修理水煤浆泵修理量小干粉气化由于采纳锁斗

进料方式，常常进行充

压、泄压操作，对阀门、

管道的磨损较大，有些

厂家还消失过煤粉锁斗

煤复合板开裂、充气锥

破损等事故，修理工作

量大

环保无废气排放泄压时废气排放

无辐射源煤粉测量仪器有辐射

水煤浆输送系统流程简图

集装来自制各系第

煤找

去气化悯寞

7

融柒减

4.进入气化炉的氧气和蒸汽

4.1干法气化的氧气和蒸汽

对于4.0MMPa干法，气化炉必需加入5.1MPa的过热蒸汽，过热蒸汽一般在氧气

管线上加入，过热蒸汽在加入氧气管线之前必需经过过滤，以过滤蒸汽中可能携带的〉

10微米的锈皮颗粒。蒸汽的加入量一般为吨氨120Kg左右

为了僻免蒸汽冷凝，氧气也必需经过预热，氧气一般采纳气化炉的锅炉水预热到

180℃o

4.2水煤浆气化的氧气和蒸汽

水煤浆气化不需加入蒸汽，氧气从空分过来后，不需任何处理即可加入气化炉。

表4进入气化炉的氧气和蒸汽比较表

项目湿法气化干法气化备注

主要消耗不需加蒸汽吨氨耗蒸汽120Kg

氧气不需预热氧气需要预热至180c

操作性只需掌握O2/C比需掌握H2O/O2比和O2/C比，

还需掌握氧气和蒸汽的温度

5.气化炉

5.1干法气化

目前国内已经商业化运行的干法气化均采纳水冷壁形式，但水冷壁的形式也不尽

相同，从国内运行的状况来看，航天炉的运行状况是全部干法气化技术中运行最稳定的,

在本工程中，可以采纳4.0MPa,3200mm炉型，单台气化炉就可达到30万吨合成氨的

要求，所以以下就以航天炉作为干法气化的代表进行论述。

航天炉气化炉采纳水冷盘管结构，从汽包来的锅炉水进入锅炉水循环泵，加压后

先送入氧气预热器加热氧气，出氧气预热器的锅炉水分四路进入气化炉水冷壁盘管，出

盘管的汽液混合物进入汽包进行汽液分别，蒸汽送入管网，锅炉水进行循环。

在水冷壁和气化炉外壳之间的环隙中充有惰性气体，气化炉的烧嘴装在气化炉的

顶部中心位置，三条煤粉输送线分别进入同一个烧嘴，氧气和过热蒸汽混合后也送入工

艺烧嘴，煤粉和氧气、蒸汽在气化炉内进行反应，未反应的炉渣和粗煤气一起通过渣口

进入气化炉激冷室。

气化炉内主要是依靠炉渣来爱护水冷壁，水冷壁的产气量直接和炉渣的厚度有

关。由于水冷壁采纳盘管结构，所以锅炉水循环泵的扬程很高。

航天炉的的炉内流场，煤粉通过三条煤粉管线进入气化炉烧嘴的三个煤粉管，氧

气经预热后和肯定比例的蒸汽混合后，在气化炉内形成旋流，炉内轴向温度梯度为上部

高，下部低。对于液态排渣的气化炉操作，渣口温度的凹凸是打算渣口压差大小的主要

影响因素，也是气化炉能否正常排渣的关键。对于航天炉，需要正常排渣，保持渣口的

温度在灰熔点以上，就必需供应气化炉上部的温度，提高氧煤比。由于其烧嘴没有中心

氧，只能靠提高氧煤比来提高渣口温度。

5.2湿法气化

目前国内已经商业化运行的湿法气化有采纳耐火砖也有采纳水冷壁形式，从水煤

浆气化进展的趋势看，水冷壁将是气化炉进展的方向。在本工程中，可以采纳6.5MPa,

3200mm炉型，单台气化炉就可达到40万吨合成氨的要求，所以以下就以水冷壁清华

炉作为水煤浆气化的代表进行论述。

水冷壁清华炉采纳三直水冷壁结构，在水冷壁设计时，依据自然循环设计，运行

时依据强制循环运行。从汽包来的锅炉水进入锅炉水循环泵，加压后进入水冷壁，出水

冷壁的锅炉水进入汽包进行汽液分别，蒸汽送入管网，锅炉水经锅炉水循环泵加压循环,

由于水冷壁采纳垂直水冷壁结构，所以锅炉水循环泵的扬程较低。

水冷壁和气化炉外壳之间的环隙中充有惰性气体，气化炉的烧嘴装在气化炉的顶

部中心位置，一条煤浆管线和氧气一起送入工艺烧嘴，水煤浆和氧气在气化炉内进行反

应，未反应的炉渣和粗煤气--起通过渣口进入气化炉激冷室。

清华炉的的炉内流场，水煤浆通过一条煤粉管线进入气化炉烧嘴，氧气通过两路

在气化炉内形成旋流，炉内轴向温度梯度为上部高，下部低。对于液态排渣的气化炉操

作，渣口温度的凹凸是打算渣口压差大小的主要影响因素，也是气化炉能否正常排渣的

关键。对于航天炉，需要正常排渣，保持渣口的温度在灰熔点以上，就必需供应气化炉

上部的温度，提高氧煤比。由于其烧嘴没有中心氧，只能靠提高氧煤比来提高渣口温度。

表5气化炉比较表

项目湿法气化干法气化备注

气化压力6.5MPa（最高8.7MPa）最高4.0MPa

气化炉结构垂直水冷壁结构采纳水冷壁盘管结构

平安性可以实现自然循环，不简洁烧不能实现自然循环，简洁烧坏

坏

爱护气一台3200mm气化炉需要密一台3200mm气化炉需要密

封气300Nm3/h封气1000Nm3/h

气化方式气流床液态排渣，灰渣比为气流床液态排渣，灰渣比为

4:62:8

适用煤种褐煤、烟煤、无烟煤全部煤种，褐煤、烟煤、无烟煤全部煤种，

可实现原料煤本地化可实现原料煤本地化

气化炉温1300~1700℃1300~1700℃

度

有效气含80-8383-88（和输送气有关）

量

投资11.8

6.热量回收和灰水处理

目前国内的干法气化和湿法气化热量回收方式均无较大差别，有采纳废锅回收热

量，也有采纳激冷回收热量，详细采纳何种热回收方式，主要和后续工段的产品有关，

生产合成氨一般采纳激冷流程。水煤浆气化由于出气化炉的粗煤气含水量较大，所以在

热回收工段会比干粉气化回收的热量要多，如采纳废锅流程，会多回收蒸汽；如采纳激

冷流程，其出洗气塔的汽气比较高，变换工段不用加蒸汽，而且放热的水煤气变换反应

产生的蒸汽量也比干粉要多。

灰水处理虽然干法气化和湿法气化采纳灰水处理的流程不完全相同，但作用相差

不大，都是进行热量回收和灰水回用。干法气化的灰渣比一般为4:6,湿法气化的灰渣

比一般为2:8,相同投煤量的状况下，干法气化的灰水中含有的灰量较大，比湿法气化

的灰水难以处理。

7.水的消耗

干法气化和湿法气化水的消耗量主要指外排的水量，两种气化工艺外排水量的掌

握均是依据煤种氯离子等有害组分累计程度来排放的，在相同投煤量的状况下，外排水

量基本相同。干法气化比湿法气化多排放的水是在烘煤过程中，将煤中的水分烘干至2%

左右，此部分水分也可视为排放水。

7.1干法气化

在煤粉制备工序，主要是采用燃料气或其他介质将煤中的多余水分进行烘干，一

般要求烘干至2%左右。为保持煤粉管线的干燥，煤粉输送管线需采纳蒸汽伴热，部分

冷凝液无法回收造成铺张C

在煤气化工序，主要用水为脱盐水，脱盐水主要用于水冷壁汽包加水、仪表冲洗

水和机泵密封水。此外还需要在炉内添加部分蒸汽用于气化反应。

在灰水处理工序，由于整个气化系统的水循环使用，需依据煤种氯离子等有害组

分累计程度来排放部分水，并补充部分新奇水和工艺冷凝液，用于系统补水。

7.2湿法气化

在制浆工序，需要加入水进行制浆，制浆用水可以用新奇水，也可以使用工厂难

以处理的废水，如含酚废水、含苯废水等。

在煤气化工序，主要用水为脱盐水，脱盐水主要用于水冷壁汽包加水、仪表冲洗

水和机泵密封水。

在灰水处理工序，由于整个气化系统的水循环使用，需依据煤种氯离子等有害组

分累计程度来排放部分水，并补充部分新奇水或工艺冷凝液，用于系统补水。

从以上用水分析比较可知，干粉气化和湿法气化相比，在生产力量相同的状况下,

外排水量相同。同等用途的状况下(犹如为合成氨或甲醇等)，气化反应需要的水量也

相同。湿法气化是将大部分用水以水煤浆的形式加入，对煤的含水程度没有特别要求，

对加入水的水质的要求也较低，一般制浆用水使用难以处理的有机废水，具有环保效益。

干法气化是将煤种多余的水分去掉，然后再将需要的水分步加入，在气化炉需要的水分,

必需以高压过热蒸汽的形式加入，变换工段需要的水，必需用过热蒸汽或锅炉水的形式

加入。

干法气化和湿法气化相比，干法气化比湿法气化在水的使用上，要求的品质更高,

水量更大。

8.变换

对于合成氨生产而言，干法和湿法气化均采纳激冷工艺，由于湿法气化中，出气化

炉的粗煤气中含水量较大，而且此部分水已经被煤和氧气燃烧加热到1350C,激冷后粗

煤气含水量较大，出洗气塔的汽气比比干法要高0.3左右，变换工段不需加蒸汽，而且

此部分热量在变换工段副产为蒸汽，这也就是湿法气化比干法气化在变换工段副产蒸汽

量大的主要缘由。以下为国内比较常见的变换流程对两种气化技术对应的变换系统能耗

进行对比。

干法气化的变换流程：

从气化来的3.718MPa(G).210.9℃的粗煤气，(其干气中CO约55%(mol%),水气比

约为1.15,经过煤气分别预热后进入变换炉进料换热器，被出第一变换炉的变换气加热

至260℃后，70%的粗煤气进入第一变换炉，在炉内催化剂的作用下，粗煤气中的部分CO

与H20发生变换反应，并放出大量的反应热，反应温度掌握在387℃,CO含量掌握在

32%(mol%丁基)，从第一变换炉底部出来的变换气，进入中压蒸发冷凝器，采用变换气

的热量副产2.5Mpa(G)的饱和蒸汽，在此变换气与此外未经变换的30%的粗煤气混合

后温度为332C,再送入变换炉进料换热器，在此变换气被冷却至284C,再进入冷凝

液加热器，被工艺冷凝液冷却至230c后进入其次变换炉，在炉内催化剂的作用下，进

一步进行变换反应，反应温度掌握在413C,CO含量掌握在6.3%(mol%),从其次变换

炉底部出来的变换气喷入中压锅炉给水，变换气的水气比提高至0.45,进入第三变换炉,

反应后温度掌握在256C,C。含量掌握在1.2%(mol%)左右，从第三变换炉底部出来的

变换气再进入低压蒸发冷凝器，采用变换气的热量副产0.5MPa(G)的低压饱和蒸汽。换

热后降温至200℃的变换气，再进入第四变换炉，反应后温度掌握在205℃,CO含量掌

握在＜0.4%(mol%)。从第四变换炉出来的变换气压力为3.34Mpa(G),副产0.5MPa(G)的

饱和蒸汽。然后经脱盐水预热器，循环水冷却器冷却至40C,再经分别器分别变换气中

的水分，送往甲醇洗工序°

湿法气化的变换流程：从气扮装置来的水煤气(其干气中CO约45%(mol%),水气比

约为1.45,压力约为6.2MPa),煤气经分别预热后，温度为第一变换炉所需要的入口

温度265〜305℃进入第一变换炉进行变换反应，其出口温度为〜436℃,

C06.55%(mol%)。离开第一变换炉后，气体经过热能回收，副产3.8MPa的蒸汽，温度

降为255c后进入其次变换炉，其出口温度为265〜288℃,CO~1.2%(mol%)o气体离开

其次变换炉后，副产1.5MPa的蒸汽回收热能，温度降为245C,进入第三变换炉，其

出口温度为255C,CO^0.4%(mol%)o三变炉出口的气体经0.5MPa废锅副产蒸汽、脱盐

水预热器回收热量、变换气水冷器冷却后，再经分别器分别变换气中的水分，送往甲醇

洗工序。

表八变换系统对比表

对比项目航天炉清华炉(6.5MPa)

变换炉四台，由于压力低设施变换炉三台，由于压力高设施直径较

设施

直径较大小

变换设施多，重量大，触媒多，变换投资低。

投资

投资大。

主要消耗变换时需添加过热蒸汽或喷水变换时需不需添加过热蒸汽或喷水

吨氨副产蒸汽

3.8MPa0.66

2.5MPa0.3

1.5MPa0.19

0.5MPa0.611.08

9.净化

目前国内的大型合成氨系统多采纳低温甲醇洗加液氮洗系统，由于低温甲醇汲取

C02、H2s和其他有机硫化物是一种物理汲取，其特点是：在加压、低温的状况下溶剂甲

醵汲取气体中的CO2、H2S；而在减压、加热时C02、H2s有很简洁的从甲醇中解析出来。

依据实际的工业化运行表明，溶剂甲醇汲取CO2、H2s和其他有机硫化物等的理论基

础是遵循亨利定律的；在实际的工业化运行表明，气体中PC02的上升使C02在溶剂甲醇

中的溶解量是高于成正比例的增加。这也是低温甲醇洗在汲取C02、H2S时，总是选择

较高压力的缘由所在。

如气化系统采纳干粉气化，则低温甲醇洗工段采纳3.35MPa,如气化系统采纳水煤

浆气化，气化压力选择6.5MPa,则低温甲醇洗工段采纳5.6MPa。

表9.1：净化系统对比表

变换气压力约变换气压力约

名称5.5MPa(低3.5MPa(低温甲备注

温甲醇洗+液氮洗)醇洗+液氮洗)

设施直径小投资小设施直径较大投资大

设施如汲取塔4)2650x如汲取塔4)3400x

69600mm,重320吨;73400mm,重470吨;

甲醇循环量(t/h)170310甲醇洗

蒸汽(t/h)913甲醇洗+液氮洗

脱盐水(t/h)2.52.5甲醇洗

循环水

390440甲醇洗+液氮洗

(AT=10℃,t/h)

冷量(Kw)2,6004,800甲醇洗

甲醇损失(kg/h)1520

高压氮气(Nm3/h)27,00030,000液氮洗

低压氮气(Nm3/h)8,00012,500甲醇洗+液氮洗

液氮(Nm3/h)00

电耗(Kw)10391388轴功率

10.压缩

4.0MPa干法气化和6.5MPa湿法气化之后配套的氨合成、冷冻系统的能耗和投资基

本一样，故不作比较，压缩系统进行比较。

表10：压缩系统对比表

对比项目干粉气化湿法气化

1.合成气压缩机增压段功率大，比1.合成气压缩机增压段功率

能耗6.5MPa气化大2000KW：小。

2.合成压缩机循环水的消耗量大。

投资1、合成气压缩机设施投资增大1、合成气压缩机投资削减。

11.成本对比表（见附表11）

12.结论

对于年产30万吨合成氨以上的项目，整个装置压力的提高将使投资和运行费用大幅

度下降。水煤浆气化在平安稳定方面，有干粉气化不行比拟的优越性。

水煤浆的主要劣势在于煤耗和氧耗比干粉的高，但是燃烧的煤和氧气在变换工段以

蒸汽的形式体现出来。

整个合成氨装置的成本，不是仅打算于煤耗和氧耗，要从全系统能耗综合来看，本

项目煤种水分按10%计，假如是含水量更高的煤，烘煤费用将更高；烘煤的燃气，如采

纳液氮洗净化工艺，还需补充大量的粗煤气或采纳液化气进行燃烧，烘煤的成本将更高。

对于缺水的地区，干粉气化一方面将煤中的水分烘干，另一方面要以过热蒸汽、锅

炉水的形式向系统补水，而水煤浆可采用工厂的污水，两者的耗水状况也是合成氨长应

当考虑的重点。

表11水煤浆气化和干粉气化激冷流程合成氨综合能耗比较表

物料消耗干法气化（航天炉）湿法气化（清华炉）单价

吨氨用量金额（元）吨氨用量金额（元）

气化单元吨氨成本

操作压力（MPa）4.06.5

煤制备磨煤耗电（kwh/l）40.620.32311.50.5元/KW.h

煤粉输送耗电（kwh/t）80400

煤浆添加剂02.6124.5元/Kg

烘煤耗能（含水10%）250

气化气化电耗（kwh/t）3316.533.216.6

灰水煤耗（干基kg/t）135310831492.811943.8元/Kg

氧耗(Nm3/t)710319.5783.33520.45元/Nm"

处理

5.1MPa过热蒸汽耗（t/t）0.10662100200元/t

0.5MPa饱和蒸汽耗（t/t）0.1862600140元/I

4.5MPa蒸汽（t/t）副产0.024-3.360140元八

7.OMPa蒸汽(t/t)副产00.024-3.36140元八

脱盐水（t/t）1.278.890.926.447元八

气化单元小计