【正文】 1）氣化爐底的爐箅改為噴咀布風，解決了爐箅易結渣的問題，有利于提高氣化溫度，提高氣化爐運轉率；（ 2）氣化爐中上部增設二次進風噴咀，出口增設干式旋風除塵器，將煤氣夾帶的細煤粒和熱灰回收，返回氣化爐內，再次流化氣化，形成熱物料循環(huán)，降低飛灰中含碳量，使碳轉化率有所提高。 Ⅰ 期工程建 Ф 3800 魯奇爐二臺，采用魯奇公司專利技術，除灰鎖爐箅引進外，其余設備中國國內制造。魯奇爐內徑 Ф 3800，有廢鍋流程，屬第三代魯奇爐技術。魯奇爐內徑為 Ф 2600，無廢鍋流程，屬第一代魯奇爐技術。試驗證明該技術比空氣間歇氣化可大大延長有效制氣時間，使氣化強度及單爐制氣能力大幅度提高，而且無廢氣排放，可有效地控制對環(huán)境的污染，是環(huán)境友好的工藝。目前有 500 余家合成氨企業(yè)在應用， XXXX 年的合成氨產(chǎn)量占全國氨產(chǎn)量的 ％，是我國目前煤氣化應用最廣泛的技術。 ：從過去作廢渣處理發(fā)展到現(xiàn)在將爐渣回收供低熱值循環(huán)流化床鍋爐或三廢混燃爐作燃料，使原料煤的碳轉化率大大提高。 ： 從過去的 500Nm3/m2 ：從體型、出氣口方位、爐箆的形式與傳統(tǒng)的都 作了很大的變動與改進。該技術設備制造容易，生產(chǎn)操作簡單、運行穩(wěn)定可靠、建設投資少。目前已經(jīng)成功開發(fā)出對煤種適應性廣、氣化壓力高、生產(chǎn)能力大、 4 氣化效率高、污染少的新一代煤氣化工藝，主要有荷蘭殼牌（ Shell）的 SCGP工藝、美國道（ DOW）化學公司的 DOW 氣化工藝、美國德 士古（ Texaco）的水煤漿氣化工藝、德國的 GSP 氣化工藝等。 20 世紀 70 年代初國際上出現(xiàn)了能源危機，發(fā)達國家出于對石油天然氣供應前景預測，紛紛把發(fā)展煤氣化技術作為替代能源重新提到議事日程，并加快了煤氣化新工藝研究的步伐。其特點是能處理含高灰的原料煤，生成煤氣中基本不含焦油和酚等，甲烷含量 ～ 2％，爐內結構簡單，故障少，運轉率可達 95％。魯奇爐要求原料煤有較高的活 性，較弱的粘結性和一定的粒度，能使用含水分和灰分很高的煤。 按床層壓力等級分類：低壓（＜ ）、中壓（ ～ ）、高壓（＞ ） 按排渣狀態(tài)分類：干法（固態(tài)）、熔聚和融渣（液態(tài)） 煤氣化工藝自第一臺常壓固定床空氣間歇氣化爐（又稱 爐） 1882年設計 1913 年工業(yè)化后，至今有 100 多年的歷史。加上我國自行研究開發(fā)的固定床無煙煤富氧氣化技術、灰熔聚流化床粉煤氣化技術、恩德爐粉煤氣化技術、多噴嘴水煤漿加壓氣化技術、多原料煤 2 加壓氣化技術、二段式干煤粉加壓氣化技術、多噴嘴對置式干粉煤加壓氣化技 術、航天爐氣化技術等，可以說我國是世界上研究與應用各種煤氣化技術最多的國家。由于我國化石能源富煤、缺油、少氣的具體條件（詳見我國能源生產(chǎn)總量與構成表 1），因此我國合成氨生產(chǎn)原料的結構是以煤為主要原料，XXXX 年產(chǎn)量中以煤為原料的占到 ％。 表 1 我國能源生產(chǎn)總量與構成 * 年 份 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX 能源生產(chǎn)總量 億噸標準煤 原煤占生產(chǎn)總量比例 ％ 原油占生產(chǎn)總量比例 ％ 天然氣占生產(chǎn)總量比例 ％ 水電占生產(chǎn)總量比例 ％ *摘自 XXXX 年中國統(tǒng)計年鑒 煤氣化在合成氨生產(chǎn)過程中是關鍵工序，它所消耗的能源占有全部生產(chǎn)能耗的 70％左右，是直接影響產(chǎn)品成本與企業(yè)經(jīng)濟效益的主要因素，因此對煤氣化技術的研究已成為大家十分重視與關注的課題。 本文就合成氨生產(chǎn)已使用的各種煤氣化工藝做個技術經(jīng)濟評述，以供各企業(yè)在進行原料結構調整與技術改造中作參考。 德國于 20世紀 30 年代至 50 年代研究開發(fā)成功了固定床碎煤加壓氣化的魯奇爐、流化床的常壓溫克勒爐和氣流床的常壓 KT 爐等。其缺點是煤氣中甲烷含量高， 3 用于化工合成時需專門加以處理；煤氣中夾帶焦油和酚等雜質，為煤氣的凈化和污水處理帶來復雜性。缺點是碳效率低，飛灰含碳高，原料煤單耗高。 80 年代中期完成示范工廠或實現(xiàn)工業(yè)化的煤氣化技術有熔渣魯奇爐（ BCG/Lurgi）、高溫加壓溫克勒爐（ HTW）、西屋流化床氣化爐（ KRW）、 U－ Gas 灰熔聚流化床氣化爐等等。這新一代煤氣化技術主要特點是：氣化爐的生產(chǎn)強度更高，單臺爐處理量更大，能使用多種煤和盡量多的細粉煤，更能滿足環(huán)境要求，且氧耗、煤耗下降、煤氣成分明顯改善，提高了煤氣化的經(jīng)濟性和綜合效率。我國于 20世紀 1935 年引進該技術，主要用于生產(chǎn)合成氨。 5 ：從過去四通考克與水壓自動機發(fā)展到現(xiàn)在 DCS 油壓自動控制與爐況尋優(yōu)控制。 h 左右提高至現(xiàn)在的 1300～1500m3/m2而且爐渣經(jīng)燃燒回收熱量后其灰渣還可以制水泥與粉煤粉磚，使資源得到綜合利用，獲取最大效率。 6 提升型固定床間歇氣化技術的工藝系統(tǒng)流程示意圖 1。目前在應用的廠家有：安徽淮化集團公司化肥廠（ 5 臺Ф 2745 爐）黑龍江化肥廠（ 7 臺Ф 3000 爐與 12020Nm3/h 制氧裝置）、河南平頂山化肥廠（ 3 臺 Ф 3000 爐與 6000Nm3/h 制氧裝置）、吉化公司化肥廠、江蘇新亞集 團化肥廠（ 2 臺Ф 2400 爐與 1500Nm3/h 制氧裝置）等。 甘肅省蘭州煤氣廠， 20 世紀 80 年代末，以易貨貿易方式從原捷克斯洛伐克民主共和國引進，用于生產(chǎn)城市煤氣。 黑龍江省哈爾濱氣化廠， 20 世紀 90 年代初從原德意志民主共和國引進，用于生產(chǎn)城市煤氣并聯(lián)產(chǎn)甲醇。該工藝流程與山西天脊集團公司基本相同，只是局部作了改進。（ 3）廢熱鍋爐裝置于旋風除塵器之后，除塵后煤氣通過廢熱鍋爐，使爐管的磨損大為降低，同時避免了爐管的積灰，延長了廢鍋的使用壽命和檢修周期。 12 圖 4 灰熔聚流化 床粉煤氣化工藝流程示意圖 氣流床方面 ① 水煤漿加壓氣化： 該法是屬濕法進料的氣流床加壓氣化工藝，是世界上先進的氣化技術之一。 2020 年又建成一套 P= 2800 爐一臺水煤漿氣化試驗裝置。第一套工業(yè)生產(chǎn)裝置（ Φ 2800 爐三臺、 P=）在山東德州華魯恒升化工股份公司 于 2020 年 12 月投運，此后兗礦國泰化工有限公司采用該技術的生產(chǎn)裝置（ Φ 3400 爐二臺、P=）也于 2020 年 10 月正式運行。該技術從 20 世紀 70 年代開始，幾十年來經(jīng)歷了小試、中試及工業(yè)示范裝置等不同階段的研究試驗。 2020 年中石化湖北分公司與安慶分公司〈均是 30 萬噸 /年合成氨〉的油改煤工程與云南云天化股份公司，云南沾化集團公司新上的二套50 萬噸 /年合成氨裝置分 別引進投煤量 2020t/d 與 2700t/d 該氣化技術， 2020年遼寧大化集團甲醇項目引進投煤量 1200t/d 該氣化技術，河南省永城煤炭電力集團與中原大化集團甲醇項目分別引進投煤量 2200t/d 與 2020t/d 該氣化技術，中國神華集團公司煤制油制氫裝置引進投煤量 4400t/d 2 臺該化技術，引進裝置建設與投產(chǎn)情況見表 6。 煤種適應范圍與煤質要求 ①提升型 固定床間歇法：適用無煙煤與焦炭，要求灰分＜ 25％，灰熔點＞ 1200℃，粒度 15～ 75mm，也能使用各種無煙粉煤加工成型的型煤（煤制粉系統(tǒng)煤粉倉煤粉鎖斗原料煤 干灰循環(huán)氣化爐噴嘴 噴嘴氧氣蒸汽破渣機渣罐渣池中壓蒸汽廢熱鍋爐過熱蒸汽激冷氣除灰干灰系統(tǒng)干灰外用或返回濕洗返回氣返回氣粗煤氣 18 球與煤棒） 。水份＜ 5％（外在水）、灰分＜ 25％、粒度＜ 6mm 定量控制 ＜ 的比例越少越好。水分（收到基水分）褐煤 6－ 10％，其它 1－ 6％，灰分干基＜ 24％，灰熔點 FT＜ 1350℃，粒度：＜ （ 100目）＞ 90％ 。 氣化型式與工藝條件 五種煤氣化工藝的氣化條件與型式見表 7。 20 表 8 各種氣化技術煤氣成分數(shù)據(jù)表 氣化方法 煤 氣 成 分 （ V％） 煤 種 備 注 CO2 O2 CO H2 N2 CH4 提升型固定層間歇氣化法 5~7 5~6 ~ ~ 31~32 36~ 36~41 54~ 18~21 ~2 ~ ~