【正文】 灰熔聚煤氣化工藝特點(diǎn)及說(shuō)明 特點(diǎn)灰熔聚粉煤流化床氣化以純氧和蒸汽為氣化劑，在0—6mm煤粒度和適當(dāng)?shù)臍馑傧?，使床層中的粉煤沸騰，氣固兩相充分混合，在局部燃燒產(chǎn)生的高溫下進(jìn)行煤的氣化，煤在床內(nèi)一次實(shí)現(xiàn)破粘、脫揮發(fā)分、氣化、灰團(tuán)聚及分離、焦油及酚類(lèi)的裂解等過(guò)程。2003年，晉城煤業(yè)集團(tuán)委托中科院山西煤化所對(duì)晉城15“三高煤”進(jìn)行了中試和評(píng)價(jià)，各項(xiàng)氣化指標(biāo)較好，通過(guò)了山西省發(fā)改委組織的專(zhuān)家評(píng)審?；胰劬蹥饣瘜龠B續(xù)加壓氣化，沒(méi)有廢氣排入大氣，氣化溫度在1000℃左右，干法排灰，煤氣冷凝水中有害物含量極少，易處理。由于高硫特點(diǎn)，固定床間歇?dú)饣懦龅拇碉L(fēng)氣含有大量硫化物，造成大氣污染，并且需要2570mm的塊煤，煤利用率低；再加上常壓氣化，氣化強(qiáng)度小，碳轉(zhuǎn)化率低，因此不應(yīng)選用。常壓間歇?dú)饣?，有旋轉(zhuǎn)爐蓖，爐殼外有水夾套保護(hù)，內(nèi)襯耐火磚，可生產(chǎn)水煤氣或半水煤氣，有廢鍋回收廢熱。煤粉爐頂噴入，承壓殼內(nèi)設(shè)有水冷壁，爐上部為氣化室，下部為冷激室，濕法除塵。氣化爐由旋轉(zhuǎn)爐蓖和承壓外殼組成，殼體用水夾套保護(hù)。主要?dú)饣椒ǖ谋容^見(jiàn)下表4—1：190 / 190表4—1 主要?dú)饣椒üに噮?shù)比較序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)規(guī)格魯奇LURGI德士古TEXACO謝爾SHELLGSP灰熔聚間歇?dú)饣?氣化類(lèi)型移動(dòng)床氣流床氣流床氣流床流化床移動(dòng)床2進(jìn)料要求550mm煤弱粘結(jié)性煤＜200目 80%65%水煤漿＜150200目含水2%干粉煤200～500μm含水2%干粉煤06mm含水干煤2570mm無(wú)煙塊煤3排渣特征干灰液態(tài)渣液態(tài)渣液態(tài)渣干灰干灰4氣化溫度℃1400800145014501450～1500110012008005氣化壓力MPa33～43～4～6氣化劑9099% O2氧+蒸汽氧氧+蒸汽氧+蒸汽氧+蒸汽空氣+蒸汽7氧耗1000Nm3(CO+H2+CH4)192240420440360370360～3702602908粗煤氣組成V%COH2CO2CH4N21628384027327124546333419205556353660～7224～353～～13132374115373847487869碳轉(zhuǎn)化率%＞99(包括副產(chǎn)品)＞95989998～99859060(不包括吹風(fēng)氣中碳)10冷煤氣效率%8589包括副產(chǎn)品768080717261626872(半水煤氣)11氣化爐及工藝流程特點(diǎn)煤和氣化劑逆流接觸煤在爐內(nèi)有干燥、干餾、氣化、燃燒過(guò)程。所以投資省，同規(guī)模氣化裝置若用于制合成氣，Shell粉煤氣化投資比GSP氣化高90%，每Nm3煤氣成本高15%左右。GSP高溫煤氣采用冷激流程和德士古相似。中國(guó)洞庭、雙環(huán)等十多個(gè)廠已引進(jìn)多套謝爾煤氣化技術(shù)裝置，但尚未建成投產(chǎn)。以謝爾（Shell）煤氣化工藝生產(chǎn)合成氣的示范廠于1987年建成投料試車(chē)，這座命名為SCGP1的示范廠，加煤量為250t/d至400t/d，操作壓力是24MPa，該示范廠連續(xù)運(yùn)行最長(zhǎng)達(dá)1500小時(shí)。h 要求煤中灰分小于15%，灰熔點(diǎn)低于1400℃，否則要加入大量助熔劑，不經(jīng)濟(jì)。f 操作彈性大，可以快速改變。d 粗煤氣中不含焦油、萘、酚等雜質(zhì)，因此粗煤氣的凈化及污水處理流程簡(jiǎn)單。b 氣化爐為鋼制外殼，水冷壁，不需專(zhuān)門(mén)的耐火磚，無(wú)傳動(dòng)設(shè)備，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高，一般不需備用爐，運(yùn)行穩(wěn)定，維修工作量少。F 謝爾（Shell）干粉煤加壓氣流床氣化謝爾氣化技術(shù)特點(diǎn):a 謝爾干粉煤氣化技術(shù)是將原料煤干磨粉碎后，煤粒度80%（重量）≤150目，噴入的粉煤在氣化爐中用氧和高壓蒸汽在高溫下以氣流床形式氣化。淮南也采用德士古氣化工藝生產(chǎn)18萬(wàn)t/a 合成氨。陜西渭河化肥廠德士古氣化年產(chǎn)合成氨30萬(wàn)噸、尿素52萬(wàn)噸，氣化爐三臺(tái)，激冷流程。i 與其它煤氣化工藝相比，德士古氣化工藝氧耗高，煤耗高，煤氣化效率相對(duì)較低，對(duì)耐火材料的要求較高，操作周期短，管理水平、維護(hù)水平要求高。h 操作彈性大，可以快速轉(zhuǎn)變。f 生產(chǎn)的粗煤氣不含焦油、萘、酚等雜質(zhì)，對(duì)粗煤氣的凈化及污水的處理流程簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境。對(duì)灰熔點(diǎn)高的煤若降低溫度操作，灰渣中碳含量達(dá)25～30%，降低了碳的轉(zhuǎn)化率。d 氣化過(guò)程可在高壓（最高可達(dá)8MPa）下完成，降低了合成氣壓縮功耗，同時(shí)使氣化強(qiáng)度提高，單臺(tái)爐產(chǎn)氣量更大。但耐火磚壽命較短，最多為一年，噴嘴僅60天左右，設(shè)備運(yùn)行周期較短。b 采用濕法磨煤，水煤漿供料安全可靠。E 德士古氣化技術(shù)德士古氣化技術(shù)的特點(diǎn)a 德士古煤氣化技術(shù)，是將原料煤制成水煤漿，以噴流霧化的形式進(jìn)入氣化爐進(jìn)行高溫氣化，對(duì)原料煤的特性(如粒度、成漿性能、灰熔點(diǎn)等)均有較嚴(yán)格要求，要求入爐煤粒徑200目左右，煤漿濃度63～65%(wt)，灰熔點(diǎn)小于1300℃，煤中灰含量小于15%，故適用煤種較窄。h 操作彈性小。f 維修簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)率可達(dá)95%以上。c 氣化溫度950℃左右，屬固態(tài)排渣。D 流化床溫克勒（恩德?tīng)t）煤氣化技術(shù)常壓溫克勒（恩德?tīng)t）氣化技術(shù)特點(diǎn)：a 對(duì)煤的適應(yīng)性差，僅適應(yīng)年輕煤種，特別適應(yīng)高揮發(fā)份年輕褐煤。g 中科院山西煤化所擁有該技術(shù)的全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所有設(shè)備完全可以國(guó)產(chǎn)化，在同等規(guī)模下，與德士古、謝爾氣化技術(shù)相比，投資大幅度降低。f 產(chǎn)品氣中不含焦油，含酚量低，廢水處理簡(jiǎn)單。d 操作溫度1000℃左右，~ MPa，高溫煤氣經(jīng)廢熱回收系統(tǒng)使煤氣顯熱得到充分利用，提高了過(guò)程總熱效率。b 部分氣化劑氧、蒸汽從底部中央進(jìn)入氣化區(qū)，使?fàn)t內(nèi)形成一局部高溫區(qū)，促使灰團(tuán)聚成球，從而降低了灰渣中含碳量，提高了碳的轉(zhuǎn)化率?？傊畬?duì)于生產(chǎn)甲醇合成氣，魯奇加壓氣化沒(méi)有像生產(chǎn)城市煤氣或城市煤氣聯(lián)產(chǎn)甲醇那樣的優(yōu)越性。Lurgi加壓氣化技術(shù)生產(chǎn)的粗煤氣成份中甲烷含量較高，故適用于用作城市煤氣，如果作為合成原料氣則需增加甲烷轉(zhuǎn)化裝置，流程較長(zhǎng)；由于固定床逆流氣化，故粗煤氣中焦油、酚等含量較高，增加了焦油、酚等凈化系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)。d 操作彈性較大，操作穩(wěn)定，技術(shù)成熟。c 副產(chǎn)焦油、酚等副產(chǎn)品，可綜合利用。B 魯奇（Lurgi）碎煤加壓氣化技術(shù)Lurgi碎煤加壓氣化，在世界上是工業(yè)化最早的煤加壓氣化技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外都得到廣泛應(yīng)用。e 雖然有吹風(fēng)氣熱回收系統(tǒng)，但解決不了SOCO塵、廢氣的污染，環(huán)保問(wèn)題嚴(yán)重。c 由于用的是塊煤，煤氣后處理簡(jiǎn)單，廢熱鍋爐磨損小，壽命長(zhǎng)，但塊煤價(jià)高。A 常壓固定床間歇?dú)饣║GI）技術(shù)常壓固定床間歇?dú)饣に嚰夹g(shù)特點(diǎn)：a 采用2570mm 的塊煤間歇?dú)饣?，吹風(fēng)階段利用空氣中氧與煤燃燒產(chǎn)生熱量，提高炭層溫度，達(dá)到蓄熱的目的，吹風(fēng)氣主要是N COCO、 SO2排放到大氣，制氣階段是用蒸汽為氣化劑進(jìn)行煤氣化反應(yīng)，主要產(chǎn)出HCO，（H2+CO）達(dá)8586%，煤氣質(zhì)量高。 煤氣化工藝選擇及說(shuō)明 煤氣化工藝技術(shù)的選擇 國(guó)內(nèi)外煤氣化技術(shù)概況目前，世界上以煤為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的工廠中，采用了各種煤氣化工藝，如常壓固定床間歇?dú)饣?UGI)，魯奇加壓固定床氣化(Lurgi)，加壓流化床氣化(高溫溫克勒氣化工藝)，常壓流化床氣化(Ugas、灰熔聚)，加壓氣流床氣化(德士古氣化工藝，謝爾氣化工藝，GSP氣化工藝)等等。另一部分0～6mm篩下物作為原料煤進(jìn)入煤干燥器，用煤或工廠廢氣燃燒成的煙氣將其水分從6～8%（wt）干燥至3%。篩上物再返回破碎機(jī)入口。4 工藝技術(shù)方案選擇及工藝說(shuō)明 備煤原料煤、燃料煤用汽車(chē)運(yùn)到干煤棚或堆場(chǎng)?！妫? ℃ ≤高錳酸鉀試/min ≥503020水混溶性試驗(yàn)通過(guò)試驗(yàn)（1+3）通過(guò)試驗(yàn)（1+9）——水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%——酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以HCOOH計(jì)）/% ≤或堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以NH3計(jì)）/% ≤羧基化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以HCHO計(jì)）/% ≤蒸發(fā)殘?jiān)馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)/%硫酸洗滌試驗(yàn)/Hazen單位（鉑鈷色號(hào)）≤50乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%供求雙方協(xié)商－雜醇油： 374t/a硫磺： 374 kg/h 一級(jí)品。產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品的規(guī)格和性質(zhì)詳見(jiàn)下表 燃料級(jí)二甲醚序 號(hào)項(xiàng) 目指 標(biāo)1二甲醚 (CH3OCH3) 含量，wt%2甲醇 (CH3OH) 含量，wt %12PPm3水份 (H2O) 含量，wt %10PPm4其它化合物含量， wt %5密度（20℃），kg/m36蒸汽壓（40℃），kpa工業(yè)硫磺組分（單位）規(guī)格性質(zhì)1S，mol%≥硫有α硫(黃色斜方晶體)、β硫(淺黃色單斜晶體)、γ硫(淺黃色非晶體)三種同素異形體；硫不溶于水；α硫磺溶于二硫化碳，微溶于苯、甲苯、乙醇和乙醚，℃；β硫磺溶于二硫化碳、乙醇和苯，熔點(diǎn)119℃；γ硫磺不溶于二硫化碳，熔點(diǎn)120℃；℃；水生生物毒性限值TLm96：1000ppm。甲醇在正常情況下僅作為二甲醚生產(chǎn)的中間產(chǎn)品，必要時(shí)也將作為副產(chǎn)品生產(chǎn)，其規(guī)格按甲醇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB3382004）一等品考慮，可作為有機(jī)溶劑、燃料以及基本化工原料。生產(chǎn)能力按年操作日300天（7200小時(shí)）計(jì)。針對(duì)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)容量的因素考慮，最終確定生產(chǎn)規(guī)模如下：甲醇裝置：200kt/a二甲醚裝置：100kt/a年操作日300天。目前甲醇合成裝置向大型化或超大型化發(fā)展，有的裝置能力已超過(guò)1000kt/a級(jí)，以降低投資比和提高經(jīng)濟(jì)效益。故產(chǎn)品方案初步確定生產(chǎn)二甲醚。由碳、氫、氧元素合成的產(chǎn)品種類(lèi)繁多，其中最基本的一個(gè)領(lǐng)域就是合成甲醇及其后加工。蘭花股份公司是以煤為原料生產(chǎn)合成氨的化肥企業(yè)煤炭生產(chǎn)企業(yè)，也可以說(shuō)是一個(gè)煤化工企業(yè)。我國(guó)已加入WTO，化肥行業(yè)有多少企業(yè)能在國(guó)際化肥市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中生存下來(lái)？企業(yè)如何發(fā)展是擺在全體化肥行業(yè)同仁面前的一個(gè)嚴(yán)肅課題。3 建設(shè)規(guī)模與目標(biāo)產(chǎn)品方案 建設(shè)規(guī)模與產(chǎn)品方案選擇蘭花股份公司是大型化工、煤礦企業(yè)。一元相關(guān)相線(xiàn)回歸方程的一般式為：yt=a+bxt式中，yt第t期因變量值甲醇價(jià)格，即預(yù)測(cè)對(duì)象；xt是第t期自變量值甲醇進(jìn)口價(jià)格，a,b是回歸方程參數(shù)，是根據(jù)X、Y的實(shí)際觀察值求得。一元回歸分析法是根據(jù)一個(gè)自變量對(duì)一個(gè)因變量進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法。 甲醇價(jià)格分析盡管為國(guó)內(nèi)甲醇市場(chǎng)提供了更加廣闊的空間，但同時(shí)面臨低成本進(jìn)口貨沖擊，市場(chǎng)價(jià)格仍然受進(jìn)口價(jià)格的影響。另一方面，正如早些時(shí)候討論過(guò)的，二甲醚燃燒試驗(yàn)表明二甲醚具有燃燒效率高和其它的優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)該按照LPG價(jià)格的7580%來(lái)定二甲醚的價(jià)格。首先，二甲醚的熱值只有LPG的70%。隨著國(guó)際原油價(jià)格的不斷上漲，液化石油氣價(jià)格也在隨著上升，到今年液化石油氣零售價(jià)隨地區(qū)不同已上漲到7090元/瓶，國(guó)家為規(guī)范LPG市場(chǎng)，LPG的批發(fā)價(jià)接近40004500元/噸。 在過(guò)去10年里，液化石油氣的批發(fā)價(jià)從1400元/噸增加到2700元/噸?，F(xiàn)有的LPG的設(shè)備（如：油箱，鐵路運(yùn)輸車(chē)及儲(chǔ)氣筒等）可以運(yùn)輸和儲(chǔ)存二甲醚。 二甲醚價(jià)格分析從工廠生產(chǎn)的二甲醚將替代液化石油氣用于山西及周邊地區(qū)的居民和飯店使用。中國(guó)已加入WTO，逐漸由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變。這些城市中，使用各種氣體燃料的分配比例是：%, %, LPG占63% 。到2000年底，已經(jīng)有666個(gè)城市使用清潔燃料。在這些城市及周邊地區(qū)，煤炭的使用和機(jī)動(dòng)車(chē)的迅速增加產(chǎn)生了污染問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題日趨明顯而且正在影響著中國(guó)大部分的人口。平均年增長(zhǎng)率為11％，城市化率由1990年的26％增長(zhǎng)到2001年底的36％，尤其是西部地區(qū)，建設(shè)小城鎮(zhèn)有利于保護(hù)西部的生態(tài)環(huán)境，國(guó)家提出25％以上坡地，有計(jì)劃由步驟退耕還林（草），這是改善西部地區(qū)生存環(huán)境的根本措施。從1990年至今，我國(guó)小城市建設(shè)得到了快速發(fā)展。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，在廣東珠江三角洲、上海長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，城市的發(fā)展已率先進(jìn)入了工業(yè)化時(shí)代，也率先進(jìn)入了城市天然氣時(shí)代。 中國(guó)LPG的需求和進(jìn)口量年LPG需求量（噸）LPG進(jìn)口量（噸）1979210，00001985547，000019901，428，000117，000200013，427，0004，818，000200522，200，00011，400，000201029，700，000不詳我國(guó)城鎮(zhèn)的發(fā)展導(dǎo)致了LPG需求的增長(zhǎng)。在二甲醚替代LPG使用時(shí)，盡管煤氣灶需要進(jìn)行一些改進(jìn)（替換燃燒口的口徑），這些改進(jìn)的費(fèi)用很低，估計(jì)每個(gè)爐子的費(fèi)用是1元人民幣。在這些儲(chǔ)氣站，二甲醚將用瓶子裝進(jìn)LPG的儲(chǔ)氣筒中，用汽車(chē)發(fā)送到最終用