【正文】 ③ 北京盈德清大水煤漿水冷壁加壓氣化技術(shù)簡介 清華大學水煤漿水冷壁氣化工藝由清華大學（ Tsinghua University，TU）和北京盈德清大有限責任公司開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的氣化工藝，利用氧氣（空氣或者富氧）對含碳物質(zhì)進行部分氧化來生產(chǎn)粗合成氣（主要成分為一氧化碳和氫氣）的過程。 30 因高溫氣化，氣體中甲烷含量很低（ CH4≤ %），無焦油。 而且氣流床氣化爐是加壓操作，單爐生產(chǎn)量大，是同直徑固定床氣化爐的幾倍到十幾倍。 從上塔中部抽取一定量的氬餾份送入粗氬塔，粗氬塔在結(jié)構(gòu)上分為 28 兩段，從第二段氬塔底部抽取的液體經(jīng)液體泵送入第一段頂 部作為回流液，經(jīng)粗氬塔精餾得到 ?Ar， 2ppmO2的工藝氬氣，送入精氬塔中部，經(jīng)精氬塔精餾在精氬塔底部得到純液氬 (? Ar,≤ 2ppm O2, ≤3ppm N2)，送入液氬貯槽。在那里原料空氣中的水分、 CO CO、C2H氮氧化物等不純物質(zhì)被分子篩吸附。在不同條件和不同產(chǎn)量要求下，該工藝能優(yōu)化裝置的運行狀況，在設置產(chǎn)量的情況下能自動調(diào)節(jié)致使各單元始終在最佳和最經(jīng)濟點運行，以達到節(jié)能的目的。由于濟寧市煤礦煤暫無煤種分析數(shù)據(jù)，故暫按神華一號煤計算 原料煤的規(guī)格 : 表 1：煤質(zhì)工業(yè)分析 序號 成分 符號 單位 煤種 1 固定碳 FC ar % 2 揮發(fā)份 Var % 3 水份 Mar % 4 灰份 Aar % 5 低端熱值 Qat,p kcal/kg 5600 表 2：煤質(zhì)元素分析 24 序號 成分 符號 單位 煤種 1 碳 Car % 2 氫 Har % 3 氧 Oar % 4 氮 Nar % 5 硫 Sar % 表 3：水煤漿濃度和灰熔點數(shù)據(jù)表 序號 成分 單位 設計煤種 1 水煤漿濃度 % 60 2 灰熔點 ℃ 1170 本可研重點研究的內(nèi)容 本 項目 從生產(chǎn)的產(chǎn)品來看主要 分 為四 部分，第一部分為合成氨， 包括： 空分、煤氣化爐、低溫甲醇洗、液氮洗等 、 合成氣體壓縮機、氨壓縮機、低壓氨合成（ ）、聯(lián)醇 生產(chǎn) 等 ； 第 二 部分為尿素裝置 ，包括：二氧化碳壓縮機、 尿素 （即尿素合成）框架、造粒、包裝儲運等 ；第 三 部分 為 硝基復肥，分為硝酸裝置、硝酸磷肥裝置、高塔硝基復合肥裝置、噴漿硝基復合肥裝置；第 四 部分為精細化工部分，分為液體二氧化碳裝置、甲醛裝置、烏洛托品裝置、甲縮醛裝置等 。 ● 硝基復肥 : 每年 60 萬噸。 副產(chǎn)品液氧、液氮、液氬、二氧化碳、石膏粉等外銷 。它是國際上先進的、應用較廣的合成氣精制工藝，安全、穩(wěn)定、無污染、無耗氫問題。水煤漿水冷壁氣化技術(shù)屬 氣流床氣化 工藝，是目前最 先進的第三代煤氣化技術(shù)，已經(jīng)有許多工業(yè)化業(yè)績。 因此，本項目的建設是符合國家和地方政府的產(chǎn)業(yè)政策和經(jīng)濟發(fā)展需要的，對穩(wěn)定當?shù)亟?jīng)濟園區(qū)的健康發(fā)展、提高相關企業(yè)的市場抗風險能力和經(jīng)濟效益，顯得非常必要且具有重要意義。 3) 符合國家能源、環(huán)保及產(chǎn)業(yè)政策 國家在發(fā)展煤化工的過程中特別強調(diào)環(huán)境保護。 XXXX 化工有限公司根據(jù)我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整需要，在充分考 慮山東濟寧附近的煤炭、水資源條件，以及國內(nèi)、國際能源市場環(huán)境的具體情況后，結(jié)合自身所擁有的技術(shù)優(yōu)勢，綜合考慮建設規(guī)模的技術(shù)經(jīng)濟可行性等多方面因素，擬采用當代先進的煤炭潔凈氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氣，以滿足 30 萬噸 /年尿素 15 萬噸 /年 硝酸 60萬噸 /年 硝基復肥和精細化工產(chǎn)品以及其它企業(yè)用戶對氮氣、二氧化碳等工業(yè)氣體的需求。 二是放寬出口。為此，未來的尿素市場前景較為廣闊。 氮肥是中國農(nóng)業(yè)消費最多的一種化肥，我國氮肥種類主要包括尿素、硝 銨、碳銨、硫銨等品種，其中尿素是主要品種，占中國氮肥總消費量的 60％以上，而世界上大多數(shù)發(fā)達國家的氮肥消費基本全是尿素。根據(jù)濟寧市 “ 危險化學品 ” 生產(chǎn)企業(yè) “ 退城進園 ” 的要求，經(jīng)濟寧市、 XX縣政府以及濟寧市化工開發(fā)區(qū)等有關部門，與企業(yè)多次研討協(xié)調(diào)，濟寧市恒立化工有限公司和山東 XX 德華化工有限 公司從主城區(qū)搬遷至濟寧市化工開發(fā)區(qū)（濟寧 XX胡集）， 而本項目的建成將為這些化工廠提供液氨、甲醇、尿素、硝酸等產(chǎn)品，為 硝酸磷肥、高塔硝基復合肥、噴漿硝基復合肥 及 精細化工 的生產(chǎn)提供原料。 山東 XX 德華化工有限公司前身 ， 為始建于 1969 年的 XX 縣化肥廠， 20xx年改制后注冊成立，注冊資本金人民幣 4400 萬元。公司現(xiàn)有員工 1120余人，其中各類技術(shù)人員 260人。 項目申報單位概況 公司名稱： XXXX化工有限公司 公司選址： 濟寧市化學工業(yè)經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū) 建設地點： 山東省 XX 縣胡集鎮(zhèn) 項目名稱： 30 萬噸尿素裝置退城進園等量搬遷改造升級項目 生產(chǎn)規(guī)模 ：尿素 30 萬噸 /年，硝酸 15 萬噸 /年，硝基復肥 60 萬噸 /年，烏洛托品 萬噸 /年，液體二氧化碳 10 萬噸 /年，甲醛16 萬噸 /年，甲縮醛 5 萬噸 /年。外排廢水、廢氣、廢渣達到國家和當?shù)丨h(huán)保排放的要 8 求，盡可能實現(xiàn)綜合利用與零排放的目標。 （ 3） 國家發(fā)展和改革委員會文件發(fā)改工業(yè)〔 20xx〕 1350號《國家發(fā)展改革委關于加強煤化工項目建設管理促進產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》。 （ 2） 工藝 技術(shù)先進、適用、穩(wěn)妥可靠；以當?shù)孛簽樵希谎b置運行開工率高、操作和維修方便。 （ 7） 最大限度地減少建設投資，使項目取得較好的經(jīng)濟效益。公司性質(zhì)為有限責任公司。 公司先后獲得 “ 全國質(zhì)量穩(wěn)定合格產(chǎn)品 ” 、 “ 消費者滿意單位 ” 、“ 中國知名品牌重點保護單位 ” 、 “ 濟寧市安全生產(chǎn)先進單位 ” 、 “ 濟寧市節(jié)能先進集體 ” 等榮譽稱號。根據(jù) XX 縣發(fā)展規(guī)劃，也在實施 “ 退城進園 ” 方案。 20xx年，全市實現(xiàn)現(xiàn)價生產(chǎn)總值（ GDP） 2820 億元，按可比價格計算增長 %，其 中第一產(chǎn)業(yè)增加值為 ；人均 GDP達到 33571元，增長 %；農(nóng)民人均純收入達到 8712元，增長 %。隨著環(huán)保意識的增強及環(huán)保要求的提高，尿素將不 再 14 局限于對農(nóng)用化肥使用，在建筑、木材加工行業(yè)所用的添加劑、膠粘劑方面的廣泛使用，逐漸成為新利潤增長點，膠粘劑的需求量較大。國內(nèi)尿素市場也比較火爆，尿素價格也一直處在上漲之中。由于國際市場原油價格長期在100 美元以上徘徊，使得國際市場上化肥價格越漲越高；另外，一些非洲國家連年糧 食減產(chǎn)，使得國際糧農(nóng)組織不得不加大對農(nóng)業(yè)的投入，這進一步推高了尿素價格的上揚。同時本項目是山東省采用大型化先進氣化工藝的化肥生產(chǎn)裝置中，具有極強的技術(shù)優(yōu)勢、成本優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢，市場競爭能力非常強。 4) 增加就業(yè)機會，改善投資環(huán)境 本項目除了生產(chǎn)合成氨、尿素、硝酸供應企業(yè)外，還有液氧、液氮、液氬、二氧化碳等液體產(chǎn)品，這些都是重要的基礎化工原料，可用于冶金、化工、化肥、電子和電力等許多工業(yè)用戶，與這些產(chǎn)業(yè)相關性強、帶動力大。 1) 資源節(jié)約、環(huán)境友好 由于本項目是以煤炭為原料，因此煤氣化所采用的技術(shù)，是工藝先進性及煤炭能否被合理利用的因素。該技術(shù)凈化度高、溶劑損失 少、污染少。 20 氨合成采用卡薩利合成技術(shù) （或國內(nèi)外相同的先進技術(shù)），軸徑向合成塔，系統(tǒng)阻力小、氨凈值高、技術(shù)先進。 產(chǎn)品 規(guī)模 1）年操作 : 7200 小時。 ● 甲醛 : 每年 2*8 萬噸。 配套公用 工程及辦公設施 、總供配電站和工序變電 站、循環(huán)水場、脫鹽水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、事故水系統(tǒng)、污水處理場、主控樓、化驗室、備品倉庫、原料和成品倉庫、辦公樓 及綜合服務 等 按重點研究和論述的部份進行，特別說明 。 原料空氣在過濾器中 除去了灰塵和機械雜質(zhì)后，進入空氣透平壓縮機壓縮，然后送入空氣冷卻塔進行清洗和預冷。空氣經(jīng)下塔初步精餾后，在下塔底部獲得富氧液空，在下塔頂部獲得純液氮。 氣流床氣化爐屬第三代先進的煤氣化技術(shù)，是最清潔，也是效率最高的煤氣化類型。 氣化爐熱量利用由激冷工藝制得含蒸汽量高的合成氣在變換工序不需再外加蒸汽。 碳轉(zhuǎn)化率高 最高可達 98%。 氣化爐水冷壁的冷卻水采用鍋爐給水，汽包中的水通過鍋爐水循環(huán)泵送入水冷壁系統(tǒng)和燒嘴冷卻水系統(tǒng)，通過水冷壁系統(tǒng)和燒嘴冷卻水系統(tǒng)的鍋爐水進入汽包，在汽包中產(chǎn)生部分蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽進入全廠蒸汽管網(wǎng)，汽包給水由鍋爐的給 水母管進行補充。使用氣化壓力在 ～ ， 氣化溫度在 1300～ 1400℃ ， CO+H2達到 80%。所以干粉氣， GSP 電耗最高。 水煤漿水冷壁氣化工藝是目前使用的先進的煤氣化工藝中最成熟可靠，經(jīng)驗最多，國產(chǎn)化最高的工藝，從生產(chǎn)經(jīng)驗、設備制造、施工、投資等各方面綜合考慮均具有優(yōu)勢。出變換裝置的合成氣與熱回收的粗煤氣混合后，溫度降至 40℃左右進入下一工序。 178。 本 項目選擇超優(yōu)克勞斯硫回收工藝 專利技術(shù)，因它有以下優(yōu)點：一是硫黃回收率高 ，可達 99%或 %以上水品。合成氣 /循環(huán)氣壓縮機是合成氨廠的關鍵設備，壓縮機可以采用離心壓縮機，也可以采用往復式壓縮機，其組合方案為： 178。 可以和合成氣壓縮機合并 178。 離心壓縮機方案 178。 合成氣：103731 178。 178。 11000(包括循環(huán)氣 ) 178。 全開無備用 178。 離心壓縮機和往復式壓縮機相比，具有下列特點： 178。 178。 40 178。 ～ 2400 178。 同步電機驅(qū)動 178。 7000 178。 178。 1 178。 178。 合成氣壓縮機 178。 38 合成氣壓縮及氨合成 178。這兩種硫回收工藝的硫回收率低，只達 9495%，且尾氣需再處理，已很少使用。上述工藝雖然存在部分設備和工藝管道需要采用低溫鋼材，需要引進歐洲或日本的材料，所以基建投資較高，但其最大優(yōu)點是溶劑價 格便宜，消耗指標和能耗均低于其它凈化工藝，在大型合成氨廠和甲醇生產(chǎn)廠中普遍采用。因此采用清華大學水煤漿水冷壁氣化專利技術(shù)較適宜。 三廢排放最多的是魯奇爐，廢氣排放點多，廢水排放量大，且其中污染物種類多，濃度高。這也是為什么近年來所建煤化工 34 裝置絕大多數(shù)采用水煤漿氣化與干粉氣化的主要原因之一。 （ 3） 氣流床氣化爐 的比較與選擇 氣流床氣化爐根據(jù)進料形式的不同，可分為兩大類：一類是干煤粉（干法）進料的氣化技術(shù)；一類是水煤漿（濕法）進料的氣化技術(shù)。 ② 兗礦華東理工大學水煤漿加壓氣化技術(shù)簡介 由兗礦集團、華東理工大學、原化工部第一設計院等聯(lián)合開發(fā)的多噴嘴對置式水煤漿氣化爐技術(shù)， 20xx 年 7 月 30 日第一套中試裝置在兗 31 礦魯南化肥廠建成并一次投料成功、累計運行 400 多個小時后，通過國家技術(shù)測定和鑒定。有效氣成分高， CO+H2≥ 80%。 這種氣化方法因為工作溫度高，采用液態(tài)排渣，因而煤種適應性寬，幾乎電站鍋爐使用的煤種在 氣流床氣化爐中都可以使用， 使用氧氣可以使 氣化效率高 ，并可避免合成氣被氮氣稀釋，合成氣的熱值也高于空氣 29 氧化爐所產(chǎn)生的合成氣的熱值。在下塔頂部得到純液氮一部分直接抽取經(jīng)液氮泵加壓氣化后送出，另一部分經(jīng)過冷器過冷后分為兩股：一股直接送入的液氮貯槽，另一股經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后送入上塔頂部作為下流液體，在上塔頂部得到純氮氣經(jīng)換熱器換熱后送出。出空冷塔的空氣進入交替使用的分子篩吸附器。 采用先進的大型全低壓、液氧泵、液氮泵內(nèi)壓縮工藝流程具有運行連續(xù)、穩(wěn)定、安全、操作維護方便等特點。 本項目采用原煤主要來源于濟寧市煤礦。 23 ●硝酸（ 100%）： 每年 15 萬噸。 主要技術(shù)經(jīng)濟指標 尿素 30 萬噸 /年，硝酸 15 萬噸 /年，硝基復肥 60 萬噸 /年，烏洛托品 萬噸 /年，液體二氧化碳 10 萬噸 /年，甲縮醛 5 萬噸 /年 裝置主要技術(shù)經(jīng)濟指標如下： 經(jīng)濟評價指標匯總表 序號 項 目 單位 指標 備 注 1 合成氨 噸 /年 300000 尿素 噸 /年 300000 硝酸（ 100%） 噸 /年 150000 硝基復肥 噸 /年 600000 液體二氧化碳 噸 /年 100000 烏洛托品 噸 /年 25000 甲醛 噸 /年 160000 甲縮醛 噸 /年 50000 21 序號 項 目 單位 指標 備 注 2 計算資本金總投資 萬元 按國發(fā) 1996(35)號文 3 總投資 (資金需求總量 ) 萬元 按《方法與參數(shù)》 建設投資 萬元 265806 建設期利息 萬元 13706 流動資金 萬元 68541 年營業(yè)收入 萬元 288317 4 年總成本及費用 萬元 247175 5 年銷售稅 萬元 842 6 年銷售利潤 萬元 40301 7 年所得稅 萬元 10075