煤气化工艺论文篇(1)

关键词 煤气化；甲醇；工艺

中图分类号TQ51 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）99-0114-02

0 引言

甲醇是常用的优质燃料和有机化工原料，可以用来制取多种化工产品，用途十分广泛。中国是煤炭生产大国，通过以煤为原材料来提取甲醇合成原料气可以充分将煤炭资源进行科学转化。在大规模的煤转化生产甲醇的工艺中，要求制取甲醇原料气的技术要成熟可靠，效率高，本文针对煤制甲醇气化工艺的选择以及各种工艺的优劣做进一步分析和探讨。

1 工艺的选择原则

1.1经济性原则

所使用的工艺技术要求具有低维护成本、低运行成本、低消耗、少投资等优点，因为只有经济性才是企业发展的根本所在。

1.2适用性原则

企业在选择煤气化工艺的时候要考察所用煤的品种、质量等实际情况。这是因为我国疆域辽阔，不同地区因地质原因，煤炭成份也不同，针对不同品路的煤炭产品适用不同的煤气化技术，从而达到提高转化效率的目的。

1.3安全环保原则

煤炭在生产过程中，因其固有特性，生产中容易产生煤渣、煤灰、废水、废气、煤粉等，这些在煤炭转化生产过程中，处理难度较大，易造成环境污染，因此企业选择的工艺技术应以安全、环保为原则，在确保安全的同时清洁生产，尽量减少对生态环境的污染。

1.4先进性原则

装备水平、工艺水平、产品的性能以及质量等是工艺技术先进性的具体体现。在选择煤气化生产工艺时，要在确保生产工艺具有市场竟争的前提下，针对对转化工艺的技术现状、发展做仔细论证，确保转化工艺技术的先进性和实用性。

1.5可靠性原则

企业在选择生产工艺时都要考虑其可靠性，可靠性也是设备，运行稳定、负荷科学、安全稳定的前提。在煤化工的工艺技术选择方面，要优先考虑已经验证、具有煤化工生产运行业绩、并具有一定先进性的技术工艺。

2 煤气化技术之间的对比

2.1 国外引进的干法粉煤气化工艺

此类技术包括GSP煤气化技术与Shell粉煤气化。

1）经济性

相比于湿法进料水煤浆气化，两类煤气化技术耗氧量少，使配套的空分装置投资减少；都是干法气化，要求原料煤的含水量在2%以下，需要进行原料煤干燥，耗能高 。

2）适用性

两类煤气化技术都是粉状煤入炉，不会出现黏结现象，各微粒各自实现热解、气化、熔渣。因为气化温度高，可以用高灰熔点煤，对不同种类的煤炭的适应性强。

3）安全环保性

如酚、萘、焦油等杂质都不包含在两类煤气化技术生产的粗煤气内，处理污水与净化粗煤气都比较简单。都是采取液态熔渣排放，呈玻璃状的灰渣不会污染环境，可以用作水泥配料。

4）先进性

两类煤气化技术气化温度通常在1400℃～1700℃，具有较高的气化效率，无重烃，低于0.1%甲烷含量，合成气中高达90%以上的（CO+H2），碳转化率高达99%。

5）可靠性

GSP煤气化技术在国外大工业化运行经验较少，在国内是第一次引进，可靠性低。Shell粉煤气化在我国是第一次用在化工上，而在国外只用于电厂，无案例可考。

2.2 ICC灰熔聚流化床粉煤气化工艺

该工艺主要指的是我国开发的流化床煤气化技术。

1）经济性

该技术的所有自主知识产权归中科院山西煤化拥有，国内企业可以制作所有设备。同等规模气化炉，相比于Shell气化炉、德士古，投资大大减少。投资省，备煤系统简单，气化入炉煤粒径0mm～6mm。

2）适用性

该气化装置的灰团聚分离装置与气体分布器是依据射流原理所设计，做成床内局部高温区，使灰渣团聚成球，在非结渣情况下连续有选择地排出低碳含量的灰渣，大大放宽了对原料的要求，煤种适应性广，可以适应低活性、高硫、高灰熔点、高灰的煤。

3）安全环保性

煤气中无多酚类物质及焦油，经生化处理或者汽提后的煤气洗涤水可回用。可以做到“三废”无害化排放及处理，装置环保性好。气化炉灰、排渣等都可循环利用。

4）先进性

碳转化率高达95%～96%，有效气成分通常是75%～80%。煤气中的热效率与（CO+H2）也都比较高。

5）可靠性

相比于高温气流床，灰熔聚流化床因其较温和的操作条件使其运行可靠性较高。操作温度适中，干法排灰对耐火材料要求并不十分严苛，一般不会出现腐蚀现象。

2.3 湿法进料加压气流床气化技术

此类技术主要包括：多元料浆煤气化技术、多喷嘴对置式水煤浆气化技术、GE水煤浆加压气化技术。

1）经济性

三类煤气化炉内衬耐火砖只能使采用1a～2a，而且只能采用60d～150d的喷嘴，不仅寿命短，而且价格高；气化炉维护费用高，连续运行周期短，需设备用炉；在高压下完成气化过程，提升气化强度，同时使合成气压缩功耗下降，单炉产气量高；料浆内有水分，高耗煤，高耗氧；惰性气体在煤气中含量少，循环气量在合成甲醇时小，压缩功耗减少，弛放气量小，是甲醇合成气的最优选择。

2）适用性

含水量低、灰熔点低以及成浆性好是三类煤气化技术对原料煤的要求。不然就要增加助熔剂与添加剂以及进行煤的干燥，增加生产消耗与操作难度。

3）安全环保性

如酚、萘、焦油等杂质都不包含在三类煤气化技术生产的粗煤气内，处理污水与净化粗煤气都比较简单，不会造成环境污染。

4）先进性

三类煤气化技术的气化装置工艺水平先进，产生的煤气中有80%～85%（H2+CO），碳转化率在97%左右。

5）可靠性

三类煤气化技术中引进最早的是GE气化技术，具有最多的建设装置、最长的商业运行时间，可靠性最高。当然，其余两类煤气化技术也都具有较好的可靠性，也都有工业化运行装置。

2.4 国内开发的干法粉煤气化工艺

干法粉煤气化工艺有两类：西安热工院两段式干煤粉加压气化技术、HT-L （航天炉）气化技术。

1）经济性

相比于国外先进干法气化炉，两类气化技术维修费用减少，造价与专利使用费也减少；工作压力约4MPa；都是采取水冷壁结构，烧嘴寿命长达10a，具有较长的使用寿命，维护工作量少；煤粉输送气都是使用氮气，增加甲醇合成时的弛放气量，有效气损失了一部分。

2）适用性

两类技术都是干煤粉气化，可气化高灰熔点煤、高灰分以及无烟煤、褐煤、贫煤、烟煤，气化原料可选范围广。

3）安全环保性

两类气化炉合成气质量好，都不会产生酚、焦油等杂质，对环境无污染。达到了环保要求，可综合利用排放灰渣。

4）先进性

西安热工院两段式干煤粉加压气化98%以上的碳转化率，煤气中的（CO+H2）则在90%以上。

5）可靠性

两类气化技术都没有大规模的长期工业化装置运行，可靠性还有待验证。

3 结论

在煤制甲醇生产中，在考虑产品生产成本和效益的基础上，对甲醇生产系统能否安全、可靠、高效运行也要慎重。总之，因此煤气化技术的选择要慎之又慎。

参考文献

煤气化工艺论文篇(2)

关键词 煤气化 Luigr GSP

煤炭气化是煤炭转化的主导途径之一，也是煤化工技术的核心。气化过程是煤炭的一个热化学加工过程，它是以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸气、CO2等为气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。气化时所得的可燃气体称为煤气，进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。不论采用何种气化炉，产生的煤气都需经过净化、变换工段才能作为原料气使用。故气化炉的不同是各气化工艺最大的区别。目前，Luigr工艺与GSP工艺是工业应用中的最为成熟、应用最为广泛，且是设计首选的工艺技术。本文就这两种工艺的特点进行比较。

一、Luigr工艺

1.Luigr气化工艺概况。Luigr气化工艺是由德国Luigr公司开发设计的以块煤为气化原料的移动床加压气化技术。煤块由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部通入，煤料与气化剂在气化炉内逆流接触。煤在气化炉内从上向下经过干燥层、干馏层、甲烷层、气化层（还原层）、氧化层和灰渣层，而气化剂从下至上进入煤料床层内，一次被预热并与煤焦发生燃烧及气化反应，产生高温煤气的显热使原料煤干馏和干燥，同时降低了出口煤气的温度，有利于后序煤气的净化。灰渣的显热预热了入炉的气化剂后，落入灰锁，间断性地卸到渣箱内，定期排出。液态排渣鲁奇炉特别适合于气化高挥发分、低反应性的次烟煤，而固态排渣鲁奇炉又非常适合处理高灰、高灰熔融性及高反应性的煤，两者可相互补充。但鲁奇固态排渣气化炉在使用焦粘结性煤时，容易造成床体堵塞，使气流不畅，煤气质量不稳定。另外，由于煤在炉内需停留0.5 h～1h，因而单炉气化容量无法设计很大。

2.Luigr气化工艺的特点。（1）原料使用范围广。除黏结性较强的烟煤外，从褐煤到无烟煤均可气化。（2）气化压力高、气流速度低，可气化碎煤。（3）可气化水分、灰分较高的劣质煤。（4）单炉生产能力大。（5）气化过程是连续的，有利于实现自动控制。（6）设备和管道尺寸小。（7）气化较年轻的煤时，可以得到各种有价值的副产品。（8）通过改变压力和后续工艺流程，可以获得不同比例的化工合成原料气。典型Luigr气化工艺流程见图1。

二、 GSP工艺

1.GSP气化技术概况。GSP气化技术是由原东德的德意志燃料研究所开发的加压气流床气化技术。20世纪70年代，前民主德国燃料研究所在弗莱堡先后建成热负荷为3 MW、5 MW的中试装置，对几十种煤进行了试验。1984年在黑水泵气化厂建成投煤量为720 t/d的示范装置。该套装置以煤为原料一直运行到1991年，后来将原料改为焦油、油渣等。

GSP气化技术科采用干煤粉和水煤浆两种方式进料，气化温度达1400 ℃～1700 ℃。压力最高达8 MPa，碳转化率达99%，开工方便，无需备炉，设备投资和运行费用相对较低。工业技术成熟，目前有5套装置运行，国内尚无示范装置。原料煤经粉碎、干燥后，在球磨机中磨成80%以上的煤粉，粒度小于0.2 mm，并同除尘器中返回的飞灰一起，经系统与氧气、水蒸气一起通过炉顶的单烧嘴喷入气化炉发生气化反应，生产粗煤气和熔渣并向下流，进入激冷室。粗煤气经脱氧水喷淋降温到220 ℃，送入洗涤塔洗涤除尘，接着进行粗煤气的变换、冷却、冷凝和脱硫，最后送至往后工序。

2.GSP气化工艺的特点。（1）煤种适应性强。（2）技术指标优越。（3）氧耗低。（4）设备寿命长，维护量小，连续运行周期长，在线率高。（5）开、停车操作方便，且时间短。（6）操作弹性大。（7）自动化水平高。（8）对环境影响小。（9）工艺流程短。

三、Luigr和GSP气工艺技术对比

Luigr气化工艺与GSP气化工艺的主要特性对比，见表1。

1.结构方面。GSP气化炉结构较为简单，气化炉较大，使用稳定性较好；Luigr炉由于煤锁体系较为复杂，导致其整体结构较为复杂，且气化炉较小。但由于GSP炉需进口，而Luigr炉则基本实现国产，故这两种工艺的气化装置的投资费用相差不大，GSP稍高。

2.工艺产品方面。GSP气化工艺产品主要为煤气，副产物种类和产量都较少，粗煤气中CO、H2含量较高，达到95%左右，煤气化程度较高；Luigr碎煤加压气化所产出的粗煤气中，H2、CO2含量较低，为60%左右，且产品除了煤气之外，还主要副产煤焦油。但煤化工的两条最主要合成路线――甲醇合成和SNG合成，其合成产品量都是由氢气的量决定的，而GSP工艺所产生的炉气中CO的量远高于H2（CO约为71%，H2约为24%），故大量的CO需经变换反应生成H2，同时产生大量CO2，使得大量碳质被浪费，而Luigr工艺的炉气中CO约为25%，H2约为40%，CO需要变换的量较少

3.环境影响方面。GSP工艺的废气量高于Luigr工艺（GSP工艺约为Luigr工艺的2倍），其原因一方面是由于GSP的耗空气量较大，空分规模高于Luigr工艺，大量污气N2被排放；另一方面是大量CO需经变换反应生成CO2，CO2基本直接被排入大气中。N2和CO2成为GSP工艺废气量较高的主要因素。GSP工艺的废水量低于Luigr工艺，这是由于Luigr工艺会产生焦油，故需要进行油气水分离阶段，导致污水增多。GSP工艺的废固量高于Luigr工艺，这是由于Luigr工艺中有部分不易气化的残炭进入焦油中，成为焦油中的重要组成部分，而GSP工艺则只能将这部分残炭排入废渣中，因此导致废固量增加。

4.整体投资方面。GSP工艺与Luigr工艺相差不大。分析投资组成，二者差距较大的装置为空分装置和公用工程。GSP工艺的耗气量较大，其空分装置规模较大，GSP工艺空分装置的投资约为Luigr工艺的2倍。由于Luigr工艺有副产品煤焦油，导致污水处理部分的流程长，故投资费用远高于GSP工艺，约为GSP工艺的20倍。GSP工艺需处理的废水量小，环保投资较低。

四、结束语

GSP工艺与Luigr工艺目前都有正式的生产应用，都属于较为成熟的工艺技术，但我国引进Luigr工艺时间较长，对工艺的消化吸收较好，所有设备基本实现国产。而GSP气化工艺由于引进的时间较晚，主体设备需要进口。

参考文献

[1]崔意华，袁善录.GSP加压气流床气化技术工艺分析[J].煤炭转化， 2008， 31（1）.

[2]尤彪，詹俊怀.固定床煤气化技术的发展及前景[J].中氮肥， 2009，（9）.

煤气化工艺论文篇(3)

关键词：燃煤锅炉；除尘脱硫；研究

燃煤锅炉在油田注汽中应用较广泛。目前，国内锅炉设备所用燃料以煤为主，排出的污染物主要有烟气和二氧化硫等气体，随着近年环保标准的不断提高，加之SO2减排任务的日益艰巨，通过对烟气除尘脱硫系统进行技术改造和升级，保留了锅炉尾部多管陶瓷除尘器，在原多管陶瓷除尘器的旁边安装烟气脱硫除尘设备，使SO2 和烟气排放指标达标。

1除尘工艺

1.1选用原则

燃煤锅炉燃烧过程中产生的烟气是由黑烟和飞尘构成的。其中，黑烟是煤受热分解而成的微小碳颗粒在炉膛内未完全燃烧形成的，而飞尘则是由灰颗粒和部分未燃尽的焦炭细颗粒组成。QXL23吨燃煤锅炉构造较为完善，在正常情况下，燃烧工况较好，所以其排烟以飞尘（>5?m）为主要成分，其烟气出口烟尘浓度一般在2000mg/m3―5000 mg/m3，所以，选用多管陶瓷除尘器处理工艺。

1.2基础参数

基础参数见表1.锅炉出口SO2质量浓度按煤含量的1.5%计算，多管陶瓷除尘器出口烟尘质量浓度按除尘效率90%计算。

1.3湿式脱硫除尘器

工作温度t≤200℃，烟气处理量Q≤57700 m3/h，烟气阻力P≤1000Pa，除尘效率≥90%，脱硫效率≥70%。

1.4脱硫工艺

根据国家环保总局文件（环发【2002】26号《燃煤二氧化碳排放污染防治技术标准》的要求，综合考虑本单位的建设用地面积、脱硫剂的来源、脱硫后产物的消化处理，治理目标，在比较各种脱硫工艺后，决定采用双碱法脱硫工艺，具体流程为：锅炉的烟气进入脱硫除尘设备后，先经多个特制的喷头逆向喷向来自锅炉的烟气，使烟气与除尘器的水面没有接触前就与脱硫液进行较好的结合，同时脱硫液与烟气中的二氧化硫进行充分反应，除掉烟气中大部分SO2，经过进一步反应，烟气与脱硫液接触并冲击水面，将脱硫液雾化成直径0.1-1.0mm的液滴，形成良好的雾化吸收区。烟气与脱硫液在雾化区充分接触反应，完成烟气的脱硫和进一步除尘，经脱硫除尘的烟气向上通过除尘器的出风口直接进入风机并由烟囱排放到大气中。

众所周知，除尘是从烟气中分离颗粒物质的物理过程，而脱硫则是涉及气液传质和化学反应吸收过程，即烟气中二氧化硫的脱硫过程分两部分完成：1）气液传质和水合过程，即烟气中的二氧化硫与水接触时，溶解在水中，并与水反应生成亚硫酸；2）硫酸与溶解在水中的碱性脱硫剂作用生成亚硫酸盐。

以上三式视吸收液酸碱度不同而异，碱性较高（PH值>9）以（2）为主要反应；碱性略有降低时以（1）式为主要反应；碱性到中性甚至酸性时（5

2.应用效果

我公司两台锅炉经过技术改造后，气液在雾化反应区得到了充分接触并延长了反应时间，提高了吸收效果。对两台锅炉烟气脱硫除尘系统效果进行了对比（表2），脱硫除尘效果明显，达到了国家排放标准。

3.结论

（1）本除尘与脱硫工艺的理论分析是可行的，工艺改造是合理的，且结构简单，使用方便。

（2）本改造工艺应用于QXL23吨燃煤锅炉，但是对其它锅炉也有借鉴作用，经过一年多的运行，效果非常可靠，达到了改造的预期目的，且运行成本低，非常适合在油田注汽锅炉中推广使用。

参考文献：

煤气化工艺论文篇(4)

关键词：煤制气 方法 技术现状 工艺研究

一、前言

从目前我国煤制气技术的发展及应用来看，煤制气技术可以分成五大类，在具体生产中得到了有效实施。为了保证煤制气技术取得积极的应用效果，我们应对煤制气技术进行深入了解，应认真分析煤制气方法的具体分类以及该技术的发展现状，并对煤制气技术的工艺过程进行深入研究，加深对煤制气技术的理解。基于这一认识，我们应对德士古煤气化技术、壳牌煤气化技术、喷嘴对置式气化技术、

鲁奇气化技术和灰熔聚煤气化技术这五类煤制气技术进行重点分析。

二、煤制气方法的具体分类和技术发展现状

从目前煤制气技术的具体应用来看，煤制气方法主要可以分为五类，其技术发展现状主要为以下特点：

1.德士古煤气化技术

特点是单台气化炉生产能力较大，气化操作温度高，液态排渣，碳转化率高，煤气质量好，甲烷含量低，不产生焦油、萘、酚等污染物。三废处理简单，易于达到环境保护的要求。

对于煤种要求苛刻：

①煤的内在水分含量要低，否则成浆性差。

②煤中氧含量要低，一般不得高于15%，氧含量越高成浆性越差。

③煤的灰熔点不能高于1350℃，

灰分含量要低，一般不能大于20%，否则经济性差。

④灰渣的粘度要低，流动性要好。

⑤煤粉粒度要小，一般在40～90微米之间。

浆液中煤质含量保持在60%以上，否则气化强度低，经济性差。

缺点：

①受气化炉耐火砖的操作条件和使用寿命的限制，气化温度不宜过高。

②气化炉内砌耐火砖冲刷侵蚀严重，更换耐火砖费用大，增加了生产运行成本。

③喷嘴使用周期短，必须每两个月检查更换一次，停炉更换喷嘴对生产连续运行或高负荷运行有影响，一般需要有备用炉，增加了建设投资。

④对管道及设备的材料选择要求严格，一次性工程投资比较高。

⑤对煤种要求有限制。

2.壳牌煤气化技术

特点：

①干煤粉多烧嘴进料，高温高压气化；

②高温高压气化，废热锅炉冷却，回收热能；

③煤气质量好，有效气体成分高；

④炉内无耐火砖衬里和转到设备，维护量小。

缺点：

①气化炉和废热锅炉结构复杂，加工难度大；

②材料选择难度大；

③投资高

④过滤器容易堵塞，运行周期短。

⑤操作难度大，控制系统及其复杂。

3.喷嘴对置式气化技术

喷嘴对置式气化技术是我国自主研发的煤气化技术，

特点：

多喷嘴主要是增加了撞击流，将射流改成了撞击流，改变了流场结构，传质传热加剧，碳转化率从理论上讲有提高，有效气成分适当提高。

缺点：

①氮气消耗量大，对有效气成分影响大

②上部耐火砖易磨蚀损坏。

③设备投资增大，控制系统复杂，维护费用高。

④对煤质要求同GE水煤浆一样苛刻。

4.鲁奇气化技术

鲁奇气化技术具有较长的发展历史，最早由德国鲁奇公司发明并应用。鲁奇炉的生产方式主要有固态排渣与液态排渣两种。

特点：

①可以采用灰熔点较低的煤。

②可以采用粒度较小（一般在5～25毫米）的煤，对煤的机械强度和热稳定性的要求较低。

③可采用一些水分较高（例如20～30）和灰分较高（例如30%）的劣质煤，并生产出优质的城市煤气，这在其它一些气化方法中是难以实现的。

④耗氧量低，在20公斤/厘米2压力下气化所需的氧气量仅为常压气化时的1/3～2/3，压力更高还可以降低。

⑤可以得到各种有价值的焦油和轻质油副产品，前者产率近于低温干馏（例如以煤的可燃物计算达8～9%），后者的产率甚至比低温干馏还多。

缺点：

①除具有高压工厂所固有的复杂性以外，固态排渣的鲁奇炉中水蒸气的分解率低。常压气化炉中水蒸汽的分解率约50%左右，而在20公斤/厘米2压力下，操作的加压气化炉，水蒸汽分解率仅能达到32～38%。但通过选用灰熔点高的煤种，降低汽氧比操作；或采用二氧化碳做气化剂，甚至可大幅提高蒸汽分解率。近年来，新发展的液态排渣式鲁奇炉，水蒸汽的消耗量大大降低，水蒸汽的分解率为95%。

②在生产运行中，设备的损坏检修较为频繁，因此生产运行开工率比较低，一般在75～85%。

5.灰熔聚煤气化技术

灰熔聚煤气化技术是我国自主研发的煤气化技术之一，在实际应用中取得了积极效果。

特点：

①煤种适应性广；

②操作温度适中，无特殊材质要求。操作稳定，连续运转可靠性高；

③工艺流程简单无特殊材质要求；

④产品中不含焦油和酚类，洗涤水处理容易。

缺点：①提高气化炉操作压力低；

②工业业绩规模小；

③净化单元系统庞大；

④煤气含尘处理困难。

三、煤制气方法的技术工艺研究

从目前煤制气技术的应用来看，其工艺流程和要点主要为以下几个方面：

1.德士古气化技术的主要优点是水煤浆带来的，即较容易把压力升上去。在生产中减少了压缩工序，实现了整体能耗的降低。

2.壳牌煤气化技术中气化炉主要结构是干煤粉多喷嘴上行废锅气化，都采用冷炉壁，冷煤气回炉激冷热煤气，煤气冷却都用废锅。本工艺的最大缺点是投资高，设备造价过高；合成气换热采用废锅形式，增加了投资。虽然壳牌煤气化技术在生产效率上有突出优点，但是造价过高限制了其整体应用范围。

3.喷嘴对置式气化技术装置改引进的德士古炉单喷嘴为对置式多喷嘴，强化了热质传递，碳转化率达到98%以上，气化效果优于引进的德士古炉。从喷嘴对置式气化装置的结构来看，主要是在德士古炉的基础上进行的改进，喷嘴更多，生产效率更高。

4.鲁奇气化技术的缺点是高压设备的操作具有一定的复杂性，净化系统复杂（苯、酚、焦油处理），气化过程有大量的甲烷生成（8%～10%），作为燃料煤气是有利的，但作为合成氨的原料气则需要转化，其工艺较为复杂。鲁奇气化技术在实际应用中，虽然生产效率较高，但是相对复杂的工艺给实际应用带来了一定的困难。

5.灰熔聚煤气化技术中，其工艺为流化床气化，下部有一灰熔聚区，对煤粉细度要求不高，为0～6mm左右。由于灰熔聚煤气化技术对煤粉的要求不高，因此该技术比较适于在国内推广。并且其工艺为流化床气化，实现起来难度较低。

四、结论

通过本文的分析可知，在煤化工的发展过程中，煤制气作为重要的煤化工技术得到了快速的发展，在实际生产中得到了重要应用。为了保证煤制气方法取得积极效果，本文重点分析了煤制气方法的技术现状及工艺，为煤制气方法的应用提供了技术支持。

参考文献

[1] 章文；；二氧化碳制取燃料工艺完成验证[J]；石油炼制与化工；2010年07期.

[2] 吴治国；龙军；申海平；王亚民；；油煤共炼的理论基础及工艺过程优选[J]；石油炼制与化工；2011年06期.

[3] 吴国祥；；煤质变化对Shell粉煤气化工艺的影响[J]；大氮肥；2011年04期.

[4] 项爱娟；刘品涛；；Shell粉煤气化工艺激冷循环气系统抗腐蚀改进[J]；化肥工业；2011年02期.

煤气化工艺论文篇(5)

关键词：水煤浆；浓度；煤气化

1 概述

水煤浆是20世纪70年代石油危机以后开发的一种清洁煤基燃料，是一种可以代替重油和固体煤的新型洁净燃料，它具有比固体煤高的燃烧效率[1]，可以在工业锅炉、电站锅炉、和工业窑炉中燃用，亦可作为气化原料生产合成煤气[2]。近年来，空气雾霾备受关注，煤炭不清洁的利用是造成空气雾霾的原因之一，水煤浆便是一种有效的清洁利用煤炭资源的手段，不仅如此，发展水煤浆技术还可以节约燃油、缓解煤炭运输，是一项具有重大意义的，带有方向性的低污染代油技术[3]。

近年来，随着以水煤浆气化为龙头的煤化工产业的快速扩张，气化水煤浆的应用规模也得以迅速扩大[4]。水煤浆的浓度直接影响气化炉气化效率，气化能耗以及生产成本。因此，如何提高水煤浆的浓度直接影响企业的经济效益。国家水煤浆工程技术研究中心对影响水煤浆成浆浓度的因素做了深入的研究，开发出了“分级研磨”的工艺技术，并配合其研发的水煤浆专用添加剂，用以提高气化水煤浆的成浆浓度。文章采用传统制浆工艺与分级研磨制浆工艺对某化工企业所提供的三个煤样进行水煤浆成浆性实验，用以了解分级研磨工艺对于三个煤样的成浆浓度的影响。

2 实验条件

2.1 煤质分析

实验煤样取自榆林-鄂尔多斯地区，分别为永智、张家峁、红柳林，编号为1号、2号、3号，对三种煤样进行煤质分析，结果见表1。

由表1可知，1号煤样属于高水分、特低灰分、高挥发分、低硫、较难磨的难制浆煤种，2号煤样属于低水分、低灰分、中高挥发分、低硫、较难磨煤种，3号煤样属于低水分、特低灰分、中高挥发分、特低硫、较难磨煤种。

2.2 实验器材

TJCPS-180×150全密封锤式破碎缩分机；XMB-Φ240×300棒磨机；QHJM-3超细研磨机；GS-86型电动振筛机；DT500A电子天平；101-DA型电热鼓风干燥箱；HB43型梅特勒快速水分测定仪；NXS-4C型水煤浆粘度仪；BT-2002型激光粒度分布仪；JJ-1型定时电动搅拌器。

2.3 实验方法

生产现场对于水煤浆的粒度分布和粘度的要求为≤0.075mm颗粒比例占≥40.0%，≤0.45mm颗粒比例占≥86.0%，≤1mm颗粒比例占≥97.0%，水煤浆最大表观粘度为≤1200mPa・s。为了使得实验结果更具有参考性，实验中的煤浆粒度分布以及粘度均按照此要求进行。

实验采用干法制浆，找出最佳的制浆条件，然后用湿法按照最佳工艺条件进行验证。干法制浆的过程为：用棒磨机按照现场对水煤浆的粒度分布要求进行棒磨，将磨好的煤粉、一定量的添加剂和水放入烧杯中，用搅拌器搅拌6min。

将制得的水煤浆进行浓度、表观粘度的测试，妥善保存24h后进行流动性和稳定性的测试。

分别采用传统制浆工艺以及分级研磨制浆工艺对三个煤样进行成浆性实验研究，通过对比实验结果来得出分级研磨工艺水煤浆成浆浓度的影响。分级研磨制浆工艺的流程简图如图1所示。

3 结果与讨论

3.1 传统制浆工艺实验

三种煤样采用传统制浆工艺所得煤浆浓度结果见表2。

注：流动性标准：连续流动为A；间断流动为B；不流动为C。同一级别中以“+”“-”表示优劣。稳定性标准：浆体保持其初始状态，无析水和沉淀产生为A；存在少量的析水或少许软沉淀产生为B；有沉淀产生，密度分布不均，但经搅拌作用后可再生为C；产生部分沉淀或全部硬沉淀为D。

由表2可以看出，随着水煤浆浓度的升高，表观粘度随之升高，浆题流动性变差。按照现场需求，当表观粘度控制在1200mPa・s以下时，三个煤样采用传统制浆工艺所得到的煤浆最高浓度分别为54.34%、62.77%和60.33%。

3.2 分级研磨工艺实验

分级研磨工艺的干法实验，即根据现场粒度分布的要求，将棒磨机磨好的粗煤粉以及超细磨机磨好的超细煤粉按照一定的比例混合，在加入一定量的添加剂和水，搅拌6min得到水煤浆产品。三个煤样不同粗细比例的粒度分不见表3。

根据现场气化对粒度分布的要求，确定了三种煤样的级配比例粗：细分别为90：10、85：15以及80：20。按照该比例，三种煤样的采用分级研磨工艺所制得的煤浆浓度见表4所示。

由表4可以看出，采用分级研磨工艺所制得的1号、2号、3号煤样的成浆浓度分别为57.57%、65.63%以及64.20%。对比传统制浆工艺多得到的煤浆浓度分别上涨了3个、3个和4个百分点。

实验证明，分级研磨工艺通过对煤浆的堆积效率进行优化，使得水煤浆浓度得以提高。而煤浆浓度的提高对于煤气化性能有着很大的影响，有研究表明，随着煤浆浓度的升高，进入气化炉的水含量减少，为维持气化炉炉温恒定，气化单元所需氧气量减少，因燃烧而损失的CO、H2减少，有效气含量增加，因而比煤耗、比氧耗均降低，冷煤气效率升高[5]。

4 结束语

（1）取自榆林-鄂尔多斯地区的永智、张家峁、红柳林三个煤样，采用传统制浆工艺所得最高成浆浓度分别为54.34%、62.77%和60.33%；采用分级研磨工艺后，最高成浆浓度分别为57.57%、65.53%以及64.20%，煤浆浓度比传统制浆工艺提高3%-4%。

（2）采用分级研磨工艺，提高了煤浆的堆积效率，煤浆浓度的提高对煤气化性能有着很大的影响，对企业经济效益的提高有着重大的意义。

参考文献

[1]杜长江.水煤浆生产应用在“节能减排”中的价值[A].水煤浆新技术研发与实践[C].北京：中国石化出版社，2012：36-41.

[2]段清兵，等.低阶煤高浓度制浆新技术的研发与应用[A].水煤浆新技术研发与实践[C].北京：中国石化出版社，2012：32-35.

[3]李瑞国，等.水煤浆燃烧技术及其发展[A].水煤浆新技术研发与实践[C].北京：中国石化出版社，2012：58-64.

煤气化工艺论文篇(6)

【关键词】粗苯生产 生产工艺 存在问题 富油 贫油 粗苯

一、引言

粗苯是在煤热解过程中的粗煤气中的产物，是在脱氨之后的焦炉煤气中所回收的笨系化合物。粗苯轻于水，但不溶于水，是淡黄色透明的液体。加工粗苯最常用的方法就是洗油吸收法，生产工艺较为复杂。粗苯主要应用于深加工制笨、二甲苯、甲苯等宝贵的有机化工原料。在粗苯的生产工艺中，存在一定的问题，影响回收效率。

二、粗苯生产流程

焦炉煤气经过硫胺工段后，进入冷却塔，经过直接水冷作用，将煤气温度降低到27摄氏度左右，并依次进入到三个保持串联的钢板网洗笨塔，洗笨贫油经由洗笨塔顶部喷入，按照洗笨塔的前后顺序同煤气逆流接触，经过第一个洗笨塔底部的富油，一部分富油送入洗萘塔内，另一部分和洗萘塔中返回的含有萘的富油进行混合，之后进入到蒸馏工序。

富油首先进入到油气换热器内，同脱笨塔顶的粗苯蒸汽间接换热到70℃-80℃，然后进入到油油换热器，和脱笨塔底部的热贫油换热到120℃-130℃，换热达到温度要求后，进入到脱水塔内进行脱除水份的操作，用泵将脱水之后的富油送入到管式炉的辐射段和对流段，待富油加热到180℃左右之后，1%的富油进入到再生器中，通过中压汽间接加热，并利用直接蒸汽来蒸吹，位于再生器的顶部的蒸出气体进入到脱笨塔，再生器下部排出的其他残渣流入到残渣槽内。脱笨处理之后的热贫油，经过油油换热器和冷富油进行换热后，进入到贫油冷却器中，将其冷却到30℃左右后送回到第三个串联的洗笨塔中来循环使用。

粗苯的蒸汽和富油换热完成后，经过冷凝冷却器的全冷凝，之后进行油水分离，将粗苯流入到中间槽内，利用回流泵，抽出一部分送入到脱笨塔顶部做回流。部分打入两笨塔来生产轻笨和重笨。从管式炉加热之后的富油中引出约1%至2%的富油进入到再生器中。生产中的残渣定期排放到残渣槽内，并和溶剂油仪器输送到焦油工段。

三、粗苯生产工艺存在的问题。

（一）贫油进入到一段冷却器中的温度过高，会导致一段冷却器的结垢严重，降低一段冷却器的冷却效果。经过一段冷却器的冷却处理后，贫油的高温依然高达52℃左右，同时也增加了二段冷却器的运转负荷。

（二）循环洗油恶化严重，导致洗笨塔运行阻力增大，同时也降低了洗笨的效率。在生产过程中，单纯依靠增加洗油消耗，循环洗油指标好转不大，经过化验后，进厂洗油270℃的前馏出量约为75%至80%，能够满足生产的需要。可以分析为，造成洗油严重的主要原因是洗油生产厂家在劣质的洗油中加入了某种添加剂，导致虽改善了270℃前的馏出量，但无法满足生产工艺的需要。

（三）富洗含水量较高，水中的腐蚀介质含量较高，加剧了热油管线和相关设备的腐蚀。导致循环油中含有水的主要原因为：

1.硫胺生产出现非正常状况，煤气经过饱和器之后含氨量增加，从而导致洗油含有水分的腐蚀介质升高，主要为氨升高。2.洗涤部分的油封上的水进入到地下放的空槽后，经过液下泵抽送到富油之中，导致富油含水。3.洗萘富油的温度和煤气温度的波动较大，无法保证油温能够超过煤气进口温度的2至3℃，容易导致洗萘富油含水。4.各类油泵或备用泵的轴亚盖冷却水和填料位置的滴油混合，进入到放空槽后被打入到循环系统中，从而导致富油含水。5.生产用的煤气或蒸汽压力波动较大或压力较低时，难以维持正常的生产，造成油系统空循环运转，最终导致油含水量超高。

（四）洗油质量不稳定且消耗量过大。洗油中含有酚成分较高，导致洗油质量变差；洗油再生器设计采用连续排渣，当焦油精制停建时，洗油残渣无法排出，因而改用间歇排干渣，显然这样的排渣设计有失合理，无法使洗油的高沸点成分能够有效排出，加大分子量和粘度，减少了300℃的前馏出量。另外，生产不稳定，被煤气带走的洗油数量大，空循环较多，出现跑冒漏等问题，导致消耗量增加。

四、解决粗苯生产工艺的相关措施。

（一）停用或改善洗萘塔

洗萘塔影响因素较多，导致洗萘塔的操作条件恶化，从而导致富油含水量过多，加剧腐蚀和造成提取萘油较为困难。针对此种情况，要停用洗萘塔，对鼓冷工段进行改造。采用横管冷却器冷却处理后的轻质焦油和氨水混合液，进入到直冷却塔中进行冷却洗萘的方法，将直冷却塔的煤气温度控制在20℃左右。

（二）增设油水分离器

由于冷却各类运转的油泵轴亚盖的压盖和水露出的油滴是混合后进入地下放空槽内的，之后才被打入到富油系统中。油水混合液中的水分较大，其混合液的油水比例约为1：20，为了解决洗涤部分地下放空槽中含水量过多的问题，可取消轴亚盖的冷却水，但同时要确保油泵运转正常。

（三）增加萘沉淀槽

生产粗苯的生产工艺中，脱萘工艺也存在问题。为了减少萘进入粗苯回收系统的机会，要将终冷煤气冷却系统改变成为终冷洗萘工艺，通过工艺改善，将萘在进入粗苯前洗涤下来，减少煤气系统中的萘堵塞问题，来保证煤气终冷却塔的正常运行。

五、结束语

粗苯生产工艺中存在较多问题，针对存在的具体问题，采用相应的处理措施，优化生产工艺，改善生产技术，改进生产措施，提高粗苯质量，进而提高粗苯生产效率和经济效益。

参考文献：

[1] 陈其军 Chen Qijun 粗苯生产工艺问题分析及解决措施探讨 [期刊论文] 《天津冶金》 -2008年2期

[2]李振华 粗苯生产工艺的优化 [会议论文] 2004 - 河南省第四届青年学术年会

[3]李胜改 尚建芳 张少华 粗苯蒸馏系统工艺改进 [期刊论文] 《河北化工》 -2008年1期

煤气化工艺论文篇(7)

【关键词】水煤浆；气化技术；运行设备；运行水平；国产化

这几年来加压化的煤气化技术发展越来越成熟，比如：鲁奇（Lurgi）炉，德士古（TEXACO）炉，道化学（DOW）炉，谢尔（Shell）炉。TEXACO水煤浆气化技术是第二代煤气化技术在当前世界上发展较快的和普遍应用的。合成氨，甲醇，含氧化物，洁净煤气化联合循环发电等领域已成功应用该技术。安全与绿色是TEXACO水煤浆气化工艺最具有时代特色的优点，此外，它还有许多优点，如操作流程简单易操作，启动和停止比较方便，气化炉的结构也比较简单，加载和卸载的速度较快，煤种适用的范围广泛，合成气质量优，价格低廉，转化率可观。

一、我国水煤浆气化技术概述

八九十年代初，当时在我国有九家企业想改造老式的气头部分，从而引用了德士古水煤浆气化工艺技术，并与之签订了合作意向书，带动了许多企业准备采用德士古气化工艺，由此形成了一股“德士古水煤浆气化热”。但是，由于德士古气化工艺技术需要资金投资较大，氧气的消耗也比较高，再加上我国企业购买的设备调试后生产时出现开停车次数很多的现象等诸多因素，“德士古水煤浆气化热”并未得到广泛应用，以至于有些企业将注意力转向了谢尔干法气流床工艺，谢尔工艺对煤种的适应要求比前者更低，合成气中有效成分也相对前者较高，冷煤气更加高效率，氧气消耗也比较低。但通过调研，谢尔气化工艺的成本需求要相对高出两成到三成，而且干煤粉进料方式不是很成熟尚有些问题需解决，目前就煤气化联合循环发电主要在使用，还没有生产合成气的案例分析。

二、我国水煤浆气化设备的运行水平

鲁南化肥厂，这个全国水煤浆气化装置的第一示范点，给我国的水煤浆气化事业提供优秀的一手资料。当第一套水煤浆气化装置投入生产之后，发现了一系列需要解决的问题，如开车和停车的频率高等问题。因此，经过一步步的改善，装置的运行也不断趋于稳定，大量地应用于各大生产厂家。上海焦化就是继鲁南之后投产的厂家，紧接着，陕西渭河等都开始了水煤浆气化装置的使用，对其操作方法积累的丰富经验，不断地开发出新的设备，为我国水煤浆气化事业贡献力量。

（一）气化炉负载

山东鲁南的合成氨的能了在20世纪90年代末就已经高达十几万吨，经过计算，德士古气化炉的负载可以高于装备设计能力的1.33倍。这样的骄人成绩就是由于各种创新和改革的作用。从不断地提高运行时间开始，到提高气化炉的合理操作压力，再到提高水煤浆的浓度，都凝聚了工作人员的心血，进而提高转化效率。上海焦化德士古气化炉负荷以入炉氧流量计，生产时实际氧流量与设计氧流量之比已经超过了1：1。

（二）烧嘴使用额度

烧嘴的使用额度问题也是需要改革创新的因素之一。在上海焦化气化炉中，几乎没有出现过烧嘴使用问题，通常情况下，一个新的烧嘴可以连续使用超过三个月，即使在生产中出现问题，如果即使修复，也可以再继续使用至少两个月以上。在使用中还可以进行二次修复、三次修复或者是更多次修复后继续使用，最终更换烧嘴。

（三）高温热电偶

德士古公司出品的高温热电偶，其寿命时间长，经过上海焦化公司的进一步改进，使得它所生产的高温热电偶比德士古生产的寿命还要长。

（四）向火面耐火砖

德士古的水煤浆气化工艺对于煤的灰熔点要求不高，如果没有达到要求，可以选择加入石灰石作为助溶剂。正是由于灰熔点不高，造成了灰分中的氧化钙和三氧化二铁的含量高，对耐火材料具有很强的腐蚀能力，因此，对于向火面的要求就很高，相对来说，这种砖的价格就比一般砖的价格要高，砖的耐火性能也影响了整个企业的经济效益。随着科学技术的发展，开车时的耐火砖的使用寿命相比以前大大提高。例如，山东鲁南耐火砖的使用时间已经达到了一万四千小时，陕西渭河的筒体砖的使用时间达到平均1万小时，其锥底砖的使用时间也达到了平均七千小时。

三、我国水煤浆气化工程中的问题讨论

（一）空分装置

空分装置的选型对于德士古水煤浆气化工艺来说，占有很重要的地位。内压式这种选型使得德士古的空分装置不再进行氧气透平，还省去了使用氧气压缩机的步骤。在实际生产管理中，运行装置的减少可以减少管理的麻烦，更重要的是，减少了故障发生的概率。

（二）气化炉问题

在气化炉的问题上，德士古采用的是激冷环，一种新型的措施应用于水煤浆气化炉的实际工作中。从现场操作观察到，激冷环中激冷水的进入方向是以切线的方向来进入的，而不是传统认为的垂直进入，这种方法可以有效减少激冷环的结垢现象发生率。另一方面，从国内的设备运行水平看，激冷室的“带水”现象比较严重，这是由于压力负载的不断加大而产生的把激冷室的水带到洗涤塔所造成的，如此便直接影响到了系统运行的周期性。因此，对于激冷室的结构要进行进一步的改进，让激冷室中的气体和液体分开。

四、我国水煤浆气化设备国产化讨论

新时代背景下赋予我国能源市场上新的结构变化，以水煤浆为例的燃气燃料逐渐代替传统的固态煤，其优势更加显著。在我国，水煤浆的气化工艺势必会产生巨大的发展浪潮，因此，水煤浆技术和设备的国产化就发挥起了重要作用。从水煤浆气化工艺的静止设备、运输设备以及控制仪表这三个方面来进行研究讨论。

在静止设备方面，上海焦化就试用了航天部为其制造的烧嘴，试用效果良好；洛阳耐火砖的国产化为气化炉的工艺夯实了基础；国内各大生产公司都已经掌握了大部分的静止设备的使用经验。

在运输设备方面，棒磨机已经成为这方面的代表，运行平稳，技术成熟。在洗涤塔、冷凝液泵、破渣机、隔膜泵等设备也实现了国产化。

在控制仪表方面，最显著的成就是高温热电偶国产化的实现以及气化炉激冷室中减压阀的国产化，确保系统运行安全。