【正文】 氣化溫度/ ℃950－1050950－1050950－1100爐頂溫度/ ℃900－950900－980950－1000入爐蒸汽溫度/ ℃250－300250－285280－310消耗定額氧氣消耗率/[m179。③按煤與氣化劑在氣化爐內(nèi)運(yùn)動狀態(tài)可分為移動床 (固定床)流化床 (沸騰床)氣流床和熔融氣化方法。E 煤漿濃度煤漿濃度高，黏度小，氣化效率高，產(chǎn)率高，利于氣化。但是，蒸汽煤比也不能過高，因為爐溫的降低將不利于氣化反應(yīng)的進(jìn)行。因此，按原子數(shù)計算，氧與碳之比最高不能超過1。通?；げ僮髦型ㄟ^改變煤氣化和蒸汽煤比來調(diào)節(jié)氣化爐溫度。氣化爐是進(jìn)行煤炭氣化作業(yè)的主要設(shè)備；氣化原料包括各種煤或焦炭；氣化劑為氧氣或其他含氧物質(zhì) (空氣、水蒸汽、二氧化碳等)或它們的混合物。由對稱布置的四個燃燒 器噴入的煤粉、氧氣和蒸汽的混合物在爐內(nèi)迅速 發(fā)生氣化反應(yīng),反應(yīng)溫度在1400℃～1700℃。 （2） Shell氣化 Shell 氣化爐為立式圓筒形氣化爐，爐膛周 圍安裝有由沸水冷卻管組成的膜式水冷壁，其內(nèi) 壁襯有耐熱涂層，氣化時熔融灰渣在水冷壁內(nèi)壁 涂層上形成液膜，沿壁順流而下進(jìn)行分離，采用以渣改渣的防腐辦法，基本解決了高溫耐火材料 損壞嚴(yán)重和檢修頻繁的難題。粉煤的氣化在以氧氣和蒸汽為氣化劑的火焰反應(yīng)中進(jìn)行。 （1）Texaco（德士古）氣化爐 ： 德士古氣化工藝是20世紀(jì)80年 代煤氣化的最新工藝之一,它是由 美國德士古公司開發(fā)的以水煤漿為 原料、液態(tài)排渣氣流床加壓氣化技 術(shù)。 常壓KT爐常壓KT爐：KT煤氣化工藝是最早工業(yè)化的常壓氣流床煤氣化方法，第一 臺工業(yè)化KT爐于1949年建在法國。在氣化爐內(nèi)，煤炭 細(xì)粉粒與氣化劑經(jīng)特殊噴嘴進(jìn)入反 應(yīng)室，會在瞬間著火，直接發(fā)生火 焰反應(yīng)，同時處于不充分的氧化條 件下。主要特點(diǎn)：對原煤的適應(yīng)性寬 廣，碳效率高、環(huán)境影響小， 爐內(nèi)無運(yùn)轉(zhuǎn)部件，操作簡便、 穩(wěn)定，操作彈性大。二者主要 的差別在于底部排灰方式不同。在這種氣化爐內(nèi)， 允許灰成分中熔點(diǎn)較低的 部分先熔化，黏結(jié)其他為 熔化的灰，并形成團(tuán)聚。其以小顆 粒煤為氣化原料。 魯奇改進(jìn)（BGL）氣化爐 固定床氣化BGL爐：由魯奇公司和英國煤 氣公司聯(lián)合開發(fā)，將固體燃料 全部氣化產(chǎn)生燃料氣和合成氣。 Lurgi加壓氣化爐 Lurgi加壓氣化爐：該技術(shù)是20世紀(jì)30年代由聯(lián)邦德國魯奇 公司開發(fā)，是目前世界上建廠數(shù)量最多的煤氣化技術(shù)，主要用 于生產(chǎn)城市煤氣和合成原料氣。 間歇固定床氣化爐( UGI) 固定床氣化 UGI爐：世界上第一臺氣化爐是德 國于1882年設(shè)計的規(guī)范為200t/d的 煤氣發(fā)生爐，1913年在德國 OPPAU建設(shè)第一套用炭制半水煤 氣的常壓固定層造氣爐，能力為 300t/d，這種爐與后來演變成UGI 爐?！靶滦退簼{氣化技術(shù)”獲“十五”國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)立項，由兗礦集團(tuán)有限公司、華東理工大學(xué)承擔(dān)，在兗礦魯南化肥廠建設(shè)多噴嘴對置式水煤漿氣化爐及配套工程，利用兩臺日處理1150噸煤多噴嘴對置式水煤漿氣化爐()配套生產(chǎn)24萬噸甲醇、總投資為16億元。我國先后從國外引進(jìn)的煤氣化技術(shù)多種多樣。它廣泛用于冶金、化工、建材、機(jī)械等工業(yè)行業(yè)和民用燃?xì)?，以UGI、水煤氣兩段爐、發(fā)生爐兩段爐等固定床氣化技術(shù)為主?？傊?，先進(jìn)的流化床、氣流床煤氣化技術(shù)目前已成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和大型化，并不斷改進(jìn)和完善，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，是今后的主要發(fā)展方向。(5) 現(xiàn)代煤氣化技術(shù)與其他先進(jìn)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用 如與燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電組合的IGCC發(fā)電技術(shù)，高壓氣化 ( MPa)與低壓合成甲醇、二甲醚技術(shù)聯(lián)合實(shí)現(xiàn)等壓合成，省去合成氣壓縮機(jī)，使生產(chǎn)過程簡化、總能耗降低。(3) 氣化溫度向高溫發(fā)展 Texaco氣化溫度1400－1500 ℃，Shell氣化溫度高達(dá)1400－1700 ℃，流化床氣化溫度為1000－1200 ℃。(1) 氣化壓力向高壓發(fā)展氣化壓力由常壓低壓 (﹤ MPa)向高壓 (－ MPa)氣化發(fā)展，從而提高氣化效率、硫轉(zhuǎn)化率和氣化爐能力，實(shí)現(xiàn)氣化裝置大型化和能量高效利用，降低合成氣的壓縮能耗或?qū)崿F(xiàn)等壓合成 (如甲醇低壓合成)降低生產(chǎn)成本。 煤氣化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢目前世界正在應(yīng)用和開發(fā)的煤氣化技術(shù)有數(shù)十種之多，氣化爐型也是多種多樣，最有發(fā)展前途的有10余種，所有煤氣化技術(shù)都有一個共同的特征，即氣化爐內(nèi)煤炭在高溫條件下與氣化劑反應(yīng)，使固體煤炭轉(zhuǎn)化為氣體燃料，剩下的含灰殘渣排出爐外。2 . 煤氣化工藝 煤氣化的應(yīng)用及重要性進(jìn)入21世紀(jì)，為了保護(hù)中國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)施《京都議定書》減少燃煤對大氣的污染，必須大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，煤炭氣化是最重要的應(yīng)用廣泛的潔凈煤技術(shù)，是發(fā)展現(xiàn)代煤化工最重要的單元技術(shù)，煤炭氣化可以生產(chǎn)工業(yè)燃料氣、民用燃料氣、化工合成原料氣、合成燃料油原料氣、氫燃料電池、煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、合成天然氣和火箭燃料等。醋酸的合成通常采用CH4和CO的羥基化法，用Rh－I2作催化劑。在烴類合成中，甲烷合成作為從合成氣中脫出微量CO+CO2的手段已在合成氨等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)階段大規(guī)模制取高濃度甲烷的工藝已在美國實(shí)現(xiàn)工業(yè)性生產(chǎn)。近來研究表明，大多數(shù)化工原料 (烷烴，烯烴，芳烴等)均可以用合成氣直接合成，而其一次產(chǎn)物 (如甲醇)又可進(jìn)一步合成更多不同產(chǎn)物。所以，煤氣化制合成氣 (主要成分為CO+H2)將成為目前主要發(fā)展方向。3產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及粗甲醇組成本產(chǎn)品（精甲醇）執(zhí)行國家《GB338—92》標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見下表表1 甲醇《GB338—92》項 目指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品色度（鉑—鈷），號 ≤510密度（200C），g/cm3～～溫度范圍(0℃,101325Pa)，℃沸程（177。2原料煤規(guī)格原料煤的元素分析為：C %；H % ；O %；N % ；S（可燃）%；S（不可燃）%； Cl/（mg/kg）229；F/（mg/kg）104；Na/（mg/kg）2180；K/（mg/kg）292 。如今，國內(nèi)外正在把煤化學(xué)發(fā)展成以煤炭氣化為基礎(chǔ)的碳化學(xué)工業(yè)，使煤化工由能源型逐漸轉(zhuǎn)向化工型。 當(dāng)前國內(nèi)外進(jìn)行合成研究的重點(diǎn)包含以下三個方面：（1） 醇類：甲醇、乙醇、低碳混合醇、乙二醇；（2） 烴類：烷烴 (CH4)、烯烴、芳烴 (汽油、柴油)；（3） 酸類：醋酸。能直接用CO+H2 合成的大部分產(chǎn)物，都可以通過甲醇間接制取，而且間接過程往往在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上更簡便，綜合考慮本裝置所生產(chǎn)的合成氣將被應(yīng)用于制取甲醇。它是煤炭間接液化的基礎(chǔ)，其制取烯烴的直接液化過程目前還處于試驗階段，并不成熟。 簡要結(jié)論(1) 產(chǎn)品市場前景良好，符合國家能源發(fā)展戰(zhàn)略和國家產(chǎn)業(yè)政策；工藝技術(shù)先進(jìn)、成熟、可靠，能耗低，安全、衛(wèi)生、環(huán)保等各項措施完善、符合國家標(biāo)準(zhǔn)；(2) 從財務(wù)分析看，%，大于行業(yè)基準(zhǔn)收益率12%；(3) 敏感性分析表明本項目有較好的抗風(fēng)險能力；(4) 增加地區(qū)和國家稅收、擴(kuò)大就業(yè)崗位，拉動社會需求，促進(jìn)地區(qū)社會繁榮，社會效益良好，因此本項目是可行的。因此，煤氣化過去和今后在中國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活中，特別是對現(xiàn)代煤化工和潔凈煤技術(shù)的發(fā)展占有十分重要的地位，是實(shí)現(xiàn)中國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要技術(shù)手段之一。各種煤氣的組成和熱值取決于煤的種類、氣化工藝、氣化壓力、氣化溫度和氣化劑組成。大型化便于實(shí)現(xiàn)自動控制和優(yōu)化操作、降低能耗和操作費(fèi)用。目前硫轉(zhuǎn)化率高達(dá)98%－99%，煤氣中含CO+H2 達(dá)到80%－90%。采用高效除塵器使煤氣中含塵降到1－2 mg/m3以下。目前在國內(nèi)較為成熟的仍然只是常壓固定床氣化技術(shù)。　　近40年來，在國家的支持下，中國在研究與開發(fā)、消化引進(jìn)技術(shù)方面進(jìn)行了大量工作。 “十五”期間多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)示范階段。將不同的工藝進(jìn)行優(yōu)化組合實(shí)現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)，并于尾氣發(fā)電，廢渣利用等形成綜合聯(lián)產(chǎn)，達(dá)到資源能源綜合利用的目的，能有效地減少工程建設(shè)投資，降低生產(chǎn)成本，減少污染物或廢物排放。但在日益重視規(guī)模化、環(huán)境 保護(hù)和能源利用率的今天，其設(shè)備 能力低、三廢量大以及必須使用無 煙塊煤等缺點(diǎn)變得日益突出。 主要特點(diǎn)：固態(tài)排渣，適宜弱黏結(jié)性碎煤（550mm）；生 產(chǎn)能力大；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，爐內(nèi)設(shè)有破黏和煤分布器、爐箅等轉(zhuǎn)動 設(shè)備，制造和維修費(fèi)用大；入爐煤必須為塊煤，原料來源受限 制；出爐煤氣中含焦油、酚等，污水處理和煤氣凈化工藝復(fù)雜、 流程長、設(shè)備多，爐渣含碳5%左右。 流化床氣化流化床煤氣化又稱為 沸騰床氣化。 UGas氣化爐 UGas氣化爐是應(yīng)用灰團(tuán) 聚的原理，來進(jìn)行反應(yīng)和 排灰的。 KelloggRust Westinghouse(KRW) 氣化爐KRW也是采用灰團(tuán)聚的流化 床氣化爐，其運(yùn)行狀況與UGas系統(tǒng)非常相似。 產(chǎn)生的熱量迅速傳到整個床層。也可將煤粉制成煤漿，用 泵送入氣化爐。這種運(yùn)動形 態(tài)，相當(dāng)于流化技術(shù)領(lǐng)域里對固體 顆粒的“氣流輸送”，習(xí)慣上稱為 “氣流床氣化”。 缺點(diǎn)：氧耗高，常壓下操作，低活性煤較難達(dá)到高轉(zhuǎn)化率，同時也帶來許多 經(jīng)濟(jì)上和操作上的問題。 GSP氣化爐GSP氣化法，是下噴式加壓氣流床液態(tài)排 渣氣化爐，用粉煤、 氧氣鼓風(fēng)，其結(jié)構(gòu)及工作原理與德士古氣 化爐相類似。特點(diǎn)：產(chǎn)品煤氣高氫、高一氧化碳、低甲烷可在多種行業(yè)用作燃料氣、合成氣或 制氫；工藝技術(shù)簡單，整個氣化過程沒有冷凝產(chǎn)物；反應(yīng)速率高，氣化裝置生產(chǎn)能 力大；燒嘴和水冷壁的使用壽命較長；氣化原料適應(yīng)范圍廣；能夠獲得較高氣化效 率和碳轉(zhuǎn)化率；氣化爐操作彈性大，負(fù)荷 調(diào)節(jié)靈活。原料煤經(jīng)破碎、干燥后進(jìn)入 磨煤機(jī)中被磨成粒度90%能通過170目篩孔的煤粉, 用氮?dú)獍衙悍蹚某好悍蹅}送到加壓煤粉倉,再以 較高的固氣比將煤粉送至氣化爐四個噴嘴,煤粉在 噴嘴里與來自空分并預(yù)熱的氧氣(95%純度)混合后 與蒸汽一起進(jìn)入氣化爐。 煤氣化的本質(zhì) 煤質(zhì)大分子子活性的不穩(wěn)定的碳氧化煤焦焦炭焦化氣態(tài)物（CO、HCH4）氣化劑揮發(fā)分氣化劑氣化劑煤氣化過程的實(shí)現(xiàn)，必須有氣化爐，原料和氣化劑。通常在高溫狀態(tài)下進(jìn)行的反應(yīng)，必須要考慮到氣化爐的耐火材料、液渣能否順利排放以及高溫煤氣的廢熱回收等問題。此時，煤漿中的碳通過部分氧化反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為一氧化碳；但如果氧的用量超過了這個比值，則一部分碳將被完全氧化，生成二氧化碳。C 蒸汽煤比在氣化劑中加入適量的水蒸汽可增加煤氣中氫的含量，降低氧耗，并能控制爐膛的溫度。在高壓下，生產(chǎn)能力提高，氣相分壓增大，氣化反應(yīng)加快，停留時間延長，則使碳的轉(zhuǎn)化率提高。②按煤氣熱值可分為低熱值煤氣 (8340kJ/m)，中熱值煤氣 (16000－33000 kJ/m)和高熱值煤氣(33000 kJ/m)三類。 表1－ 固定床氣化不同方法的比較氣化方法爐型氣化爐直徑/mm煤種氧氣含量/%氣化壓力/ MPa粗煤氣組成/%COH2CO2O2N2間歇?dú)饣疷GIφ3000焦炭常壓氣化方法空氣富氧純氧發(fā)生爐改良UGILurgi爐φ3000φ3000φ3000無煙煤焦炭焦炭約50》95常壓常壓~間歇?dú)饣簹鉄嶂?(KJ/m3)冷煤氣效率/%氣化強(qiáng)度/m3/()產(chǎn)氣率/(m3/kg)φ(CO+H2)含量/%氧耗/m3/m3/(CO+H2)煤耗/Kg/m3(CO+H2)蒸汽耗/Kg/m3(CO+H2)間歇?dú)饣?34710600空氣富氧純氧52088122957812502290》30000 表2 － 流化床氣化爐技術(shù)指標(biāo)項目HTW爐U－gas型爐灰熔聚流化床氣化爐規(guī)格爐膛內(nèi)徑/m－－－氣化爐總高/m16－23－15－18原料煤種褐煤、次煙煤褐煤、木屑煙煤，焦炭入爐煤粒度/mm0－100－60－8入爐煤含水量/％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))＜12＜3＜3氣化爐進(jìn)煤量/(t.t (煤)]1600－18504680－49702200－2400干煤氣組成H2/％(體積分?jǐn)?shù))32－3415－1638－39CO/％(體積分?jǐn)?shù))36－3820－2131－32CO2/％(體積分?jǐn)?shù))－8－921－22CH4/％(體積分?jǐn)?shù))－－－O2/％(體積分?jǐn)?shù))－－－N2/％(體積分?jǐn)?shù))－－－煤氣低熱值(標(biāo)態(tài))/(MJ.t (煤)]－－－干煤氣組成H2/％(體積分?jǐn)?shù))35－3626－28－CO/％(體積分?jǐn)?shù))45－4661－6363－65CO2/％(體積分?jǐn)?shù))－－－CH4/％(體積分?jǐn)?shù))－－CO+ H2％(體積分?jǐn)?shù))80－8289－92－N2+Ar/％(體積分?jǐn)?shù))－－－O2/％(體積分?jǐn)?shù))－煤氣低熱值(標(biāo)態(tài))/(MJ （2）生產(chǎn)的連續(xù)性德士古水煤漿氣化工藝采用連續(xù)進(jìn)料、液態(tài)排渣,在排渣時不影響氣化爐運(yùn)行,克服