【正文】 合中小型裝置使用。碳轉(zhuǎn)化率殼牌法最高、水煤漿法其次、恩德法第三、灰熔聚法第四、 提升型固定床間歇?dú)饣ǖ谖澹ㄈ绨褷t渣、飛屑回收至流化床作燃料一起計(jì)，則綜合碳轉(zhuǎn)化率＞ 96％）。 從技術(shù)成熟性看，提升 型固定床間歇法最成熟，水煤漿法與恩德爐法、灰熔聚法較成熟，殼牌法技術(shù)還存在這樣與那樣的問題，不太成熟。從表 12 中可見，當(dāng)原料煙煤到廠價(jià)格為 200 元 /噸時(shí)，采用殼牌氣化工藝比固定床間歇?dú)饣に嚾旯?jié)省成本 4631 萬元，就是這種情況，也要花 8 年左右時(shí)間將多投資的費(fèi)用收回，如考慮開工率低的因素，則回收年數(shù)還要更長。 ： 魯奇加壓氣化技術(shù)較適合用于城市煤氣，不宜合成氨使用。 灰熔聚流化床氣化技術(shù)與恩德爐粉煤氣化技術(shù)，該二種技術(shù)具有原料適應(yīng)范圍較寬（適用煙煤、褐煤）技術(shù)成熟、氣化爐結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、操作彈性大、建設(shè)投資較少（與引進(jìn)技術(shù)相比）等優(yōu)勢(shì)，較適用中小型合成氨企業(yè)實(shí)施原料煤本地化改造。該技術(shù)比引進(jìn)的德士古水煤漿氣 化技術(shù)相比，具有氣化效率高、技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)、負(fù)荷可調(diào)節(jié)范圍大，有利裝置大型化、專利實(shí)施許可費(fèi)低等優(yōu)勢(shì)。 27 項(xiàng) 要求，不可能有萬能爐取代所有工藝，我國煤炭資源分布各地，各種煤種都有，各企業(yè)應(yīng)按就近不同煤炭資源條件（產(chǎn)量、煤種、煤價(jià)、溶距等）與本企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模與產(chǎn)品要求，選擇不同的氣化工藝作詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比后再從中擇優(yōu)選擇。 分析其成本的各項(xiàng)組成可見，雖然殼牌氣化工藝可采用煙煤其價(jià)格較低，原料煤成本一項(xiàng)要比固定床間歇?dú)饣に囀褂脽o煙煤要低 元 /噸氨，但由于建設(shè)投資很高，其制造費(fèi)用比固定床間歇?dú)饣に嚫?元 /噸氨，加上投資高、比固定床間歇?dú)饣に囃顿Y高 億元，故其多支付貸款利息每年達(dá) 萬元，折噸氨的財(cái)務(wù)費(fèi)用達(dá) 元，再加上使用氧氣的費(fèi)用每噸氨為 元，這三項(xiàng)共計(jì)為 元，已全部抵消了原料煤下降的 成本。 從上可見，氣化爐單爐生產(chǎn)能力殼牌爐最大，水煤漿爐第二，恩德爐第三、灰熔聚爐第四、提升型固定床爐第五。 表 9 五種煤氣化工藝的消耗指標(biāo)與氣化效率 氣 化 方 法 提升型固定床間歇法 恩德法 灰熔聚法 水煤漿法 殼牌法 消耗指標(biāo) 原料煤 Kg/KNm3 550590 781797 709 610 520 氧氣耗 Nm3/KNm3 330340 287 410 330 蒸汽耗 Kg/KNm3 498521 47 120 碳轉(zhuǎn)化率％ 8087* 91 ＞ 85 9596 9899 *如把爐渣、飛屑回收至流化床作燃料一起計(jì)，則綜合碳轉(zhuǎn)化率為＞ 96％。 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。水份＜ 5％（外在水）、灰分＜ 25％、粒度＜ 6mm 定量控制 ＜ 的比例越少越好。 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(tuán)公司新上的二套50 萬噸 /年合成氨裝置分 別引進(jìn)投煤量 2020t/d 與 2700t/d 該氣化技術(shù)， 2020年遼寧大化集團(tuán)甲醇項(xiàng)目引進(jìn)投煤量 1200t/d 該氣化技術(shù)，河南省永城煤炭電力集團(tuán)與中原大化集團(tuán)甲醇項(xiàng)目分別引進(jìn)投煤量 2200t/d 與 2020t/d 該氣化技術(shù)，中國神華集團(tuán)公司煤制油制氫裝置引進(jìn)投煤量 4400t/d 2 臺(tái)該化技術(shù)，引進(jìn)裝置建設(shè)與投產(chǎn)情況見表 6。第一套工業(yè)生產(chǎn)裝置（ Φ 2800 爐三臺(tái)、 P=）在山東德州華魯恒升化工股份公司 于 2020 年 12 月投運(yùn)，此后兗礦國泰化工有限公司采用該技術(shù)的生產(chǎn)裝置（ Φ 3400 爐二臺(tái)、P=）也于 2020 年 10 月正式運(yùn)行。 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(jìn)料的氣流床加壓氣化工藝，是世界上先進(jìn)的氣化技術(shù)之一。該工藝流程與山西天脊集團(tuán)公司基本相同，只是局部作了改進(jìn)。 甘肅省蘭州煤氣廠， 20 世紀(jì) 80 年代末，以易貨貿(mào)易方式從原捷克斯洛伐克民主共和國引進(jìn)，用于生產(chǎn)城市煤氣。 6 提升型固定床間歇?dú)饣夹g(shù)的工藝系統(tǒng)流程示意圖 1。 h 左右提高至現(xiàn)在的 1300～1500m3/m2我國于 20世紀(jì) 1935 年引進(jìn)該技術(shù)，主要用于生產(chǎn)合成氨。 80 年代中期完成示范工廠或?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化的煤氣化技術(shù)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。其缺點(diǎn)是煤氣中甲烷含量高， 3 用于化工合成時(shí)需專門加以處理；煤氣中夾帶焦油和酚等雜質(zhì)，為煤氣的凈化和污水處理帶來復(fù)雜性。 本文就合成氨生產(chǎn)已使用的各種煤氣化工藝做個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)述，以供各企業(yè)在進(jìn)行原料結(jié)構(gòu)調(diào)整與技術(shù)改造中作參考。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(gòu)成表 1），因此我國合成氨生產(chǎn)原料的結(jié)構(gòu)是以煤為主要原料，XXXX 年產(chǎn)量中以煤為原料的占到 ％。 按床層壓力等級(jí)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(tái)常壓固定床空氣間歇?dú)饣癄t（又稱 爐） 1882年設(shè)計(jì) 1913 年工業(yè)化后，至今有 100 多年的歷史。其特點(diǎn)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(nèi)結(jié)構(gòu)簡單，故障少，運(yùn)轉(zhuǎn)率可達(dá) 95％。目前已經(jīng)成功開發(fā)出對(duì)煤種適應(yīng)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(xué)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。 ：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(dòng)與改進(jìn)。 ：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(zhuǎn)化率大大提高。試驗(yàn)證明該技術(shù)比空氣間歇?dú)饣纱蟠笱娱L有效制氣時(shí)間，使氣化強(qiáng)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(duì)環(huán)境的污染，是環(huán)境友好的工藝。魯奇爐內(nèi)徑 Ф 3800，有廢鍋流程，屬第三代魯奇爐技術(shù)。改進(jìn)的主要內(nèi)容是：（ 1）氣化爐底的爐箅改為噴咀布風(fēng)，解決了爐箅易結(jié)渣的問題，有利于提高氣化溫度，提高氣化爐運(yùn)轉(zhuǎn)率；（ 2）氣化爐中上部增設(shè)二次進(jìn)風(fēng)噴咀，出口增設(shè)干式旋風(fēng)除塵器，將煤氣夾帶的細(xì)煤粒和熱灰回收，返回氣化爐內(nèi)，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(zhuǎn)化率有所提高。該裝置采用激冷工藝流程，氣化爐 Φ 2800 一開一備，操作壓力 ，單爐投煤量 360t/d（干煤）。 15 圖 6 多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化工藝流程示意圖 ② 殼牌粉煤加壓氣化： 該煤氣化工藝簡稱 SCGP，是荷蘭 Shell 國際石油公司開發(fā)的一種加壓氣流床粉煤氣化技術(shù)。 圖 7 殼牌粉煤加壓氣化工藝（ SCGP）流程示意圖 三、技術(shù)評(píng)論 現(xiàn)選擇前面介紹中的提升型固定床間歇?dú)饣?、恩德爐、灰熔聚、水煤漿及殼牌等五種氣化工藝作一技術(shù)評(píng)論。 ⑤ 殼牌法：廣泛適應(yīng)性，褐煤至無煙煤等各種煤，對(duì)煤的適應(yīng)性，粘結(jié)性、機(jī)械強(qiáng)度、水分、灰分、揮發(fā)分等關(guān)鍵理化特性要求顯得不十分嚴(yán)格，但從技術(shù)角度考慮仍有一定要求。 氣體組分 五種煤氣化工藝的氣體組分見表 8。 單臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)能力 ①提升型 固定床間歇法：常壓（ ）最大氣化爐單爐生產(chǎn)能力是投煤量 180t/d（ Ф 內(nèi) 3600） 。 環(huán)境影響： 這五種氣化工藝技術(shù)只要采取相應(yīng)技術(shù)措施、配套到位，對(duì)環(huán)境影響都較低。 24 表 11 產(chǎn)品氣化成本估算表 單位：噸氨 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 單位 單價(jià) （元） 提升型固定床間歇?dú)饣? 殼牌氣化 單耗 金額 單耗 金額 一 原材料 1 原料煤無煙煤 t 750 － － 煙煤 t 350 － － 2 氧氣（ ％） 3 冷卻水 32℃