【正文】 到高熱負荷的噴嘴部件由噴嘴循環(huán)冷卻系統(tǒng)來強制冷卻。 表 2 不同規(guī)模的 GSPTM氣化爐 小 中 大 項目規(guī)模 200MW 400MW 800MW 操作壓力（ MPa） 產(chǎn)氣量（ m3/h） 50000 160000 320200 結(jié)構(gòu) 水冷壁 水冷壁 水冷壁 尺寸（￠ mm/Hmm） 2020/3500 2900/5250 3650/6700 進展情況 已商業(yè)運行 工藝包交付中 完成關(guān)鍵計算 如表所示 ，現(xiàn)今階段主要設(shè)計壓力為 ,如果更換粉煤輸送過程中的閥門組件，操作壓力可以提高到 MPa 以上，相應(yīng)氣化爐的尺寸都將減小。 GSPTM 氣化爐的高效率同時降低了煤和氧氣的消耗量，這意味著生產(chǎn)中原料成本得到降低，表 4 給出了 GSPTM氣化工藝的消耗指標。 另外，氣化爐可依氧氣、煤粉流量調(diào)節(jié)加以控制，亦可參照在線分析的氣體成分和氣化室與激冷室壓差加以調(diào)節(jié)。氣化爐外殼設(shè)有水夾套，用冷卻水進行循環(huán)，故外殼溫度低于 60℃。冷卻盤管的數(shù)量取決于氣化爐的大小和負荷。由于所形成的渣層保護，水冷壁的表面溫度會小于 500℃。 產(chǎn)品規(guī)模 年產(chǎn) 80 萬噸尿素 20 技術(shù)指標 原料煤 : 無煙煤 : 粒度 1525mm 或 25100mm 固定 75%蒸汽 : 壓力 , 13MPa 產(chǎn)品 : 合成氨：氨含量（ %） 殘留物含量（ %） 尿素 GB國家標準 :GB 24402020) 關(guān)鍵設(shè)備 氣化爐 氣化爐的結(jié)構(gòu)包括用耐熱碳鋼制成的水冷壁和激 冷室。 從一段分解、二段分解出來的氣相含有未反應(yīng)的氨和二氧化碳，分別進入一段吸收和二段吸收，氨和二氧化碳被后面閃蒸、一段蒸發(fā)、二段蒸發(fā)工段冷凝下來的冷凝水吸收混合形成水溶液，用泵送入尿素合成塔；一段吸收后剩余的氣體進入惰洗器稀釋后，與二段吸收的殘余氣體混合進入尾氣吸收塔，與一段蒸發(fā)、二段蒸發(fā)工段氣相冷凝除去水后殘余的氣體混 合后放空。合成后的氣液混合物進入一段分解，進行氣液分離，將分離氣相后的尿液送入二段分解，進一步見混合物中 的氣相除去。從合成氨車間氨庫來的液氨進入氨儲罐，經(jīng)過氨升壓泵加壓進入高壓液氨泵，加壓至 20Kg 左右，經(jīng)過預(yù)熱后進入甲胺噴射器作為推動液，將來自甲胺分離器的甲胺溶液增壓后混合一起進入尿素合成塔。 尿素的生產(chǎn) 原理是氨與二氧化碳的合成，生產(chǎn)方法有水溶液全循環(huán)法、氣提法、中壓聯(lián)尿法，小氮企業(yè)大多采用水溶液全循環(huán)法。沉降槽上部的灰水與濾液一起送回激冷室作激冷水使用，將其中少量污水送界區(qū)外污水處理系統(tǒng)。 黑水處理系統(tǒng) 激冷室和文氏管排出的黑水經(jīng)減壓后送入兩級閃蒸罐去除黑水中的氣體成分，閃蒸罐內(nèi)的黑水則送入沉降槽，加入少量絮凝劑以加速灰水中細渣的絮凝沉降。而液態(tài)渣在激冷室底部水浴中成為顆粒狀，定期的從渣鎖斗中排入渣池，并通過鏈條輸送機裝車運出 。根據(jù)進料的組份和爐渣熔化的情況，氣化操作溫度控制在 1350℃～ 1600 ℃之間。氣 18 化爐包括一個帶水冷壁的氣化室和激冷室。再用壓縮氣 (N2或 CO2)從給料器中將干煤粉送到氣化爐的聯(lián)合噴嘴中，其中輸送煤粉線速度為 6～ 8m/s；密相煤粉量為350450Kg/m3；輸送能力為 1200Kg/cm2?h。此系統(tǒng)包括鎖斗和給料器。 備煤系統(tǒng) 工段 預(yù)先被破碎到 0～ 50mm 的經(jīng)過計量的無金屬的煤，通過輸送機送入磨機，在磨機內(nèi)將煤碾碎到適于氣化的微粒（≥ 94%wt,≤ 250 微米）。 以無煙煤為原料生成合成氨常見過程是 : 17 造氣 半水煤氣脫硫 壓縮機 1， 2 工段 變換 變換氣脫硫 壓縮機 3 段 脫硫 壓縮機 4， 5 工段 銅洗 壓縮機 6段 氨合成 產(chǎn)品 NH3 采用甲烷化法脫硫除原料氣中 CO. CO2 時 , 合成氨工藝流程圖如下 : 造氣 半水煤氣脫硫 壓縮機 1,2 段 變換 變換氣脫硫 壓縮機 3段 脫碳 精脫硫 甲烷化 壓縮機 4,5,6段 氨合成 產(chǎn)品 NH3。截止 2020年 1 月底，北京索斯泰克煤氣化技術(shù)有限公司已經(jīng)簽訂了三個技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同，其中與寧夏煤業(yè)集團簽訂了 83 萬噸 /年二甲醚一期 60 萬甲醇氣化島項目合同；與安徽淮化集團簽訂 30 萬噸 /年合成氨氣化島項目合同；與江蘇靈谷化工有限公司簽訂 30 萬噸 /年合成氨氣化島項目合同。 16 表 1 GSPTM氣化工藝應(yīng)用成功范例 氣化類型 氣流床氣化爐 氣流床氣化爐 氣流床氣化爐 用戶 Schwarze Pumpe BASF plc， Sealsands Sokolovskd uhelnd， ． 所在地 Schwarze Pumpe，德國 Middlesbrough，英國 Vresovd，捷克共和國 試車 1984 2020 計劃 2020 年 反應(yīng)器類型 氣流床，水冷壁 氣流床，水冷壁 氣流床，水冷壁 熱容量 130MW 30MW 140MW 壓力 28 bar 29 bar 28 bar 溫度 1400℃ 1400℃ 1400℃ 反應(yīng)器體積 11 M3 M3 15M3 激冷方式 完全激冷 局部激冷 完全激冷 供料系統(tǒng) 煤粉 /液態(tài)供料 液態(tài)供料 液態(tài)供料 氣化原料 19841990 前采用普通的與含鹽的褐煤 1990 年以后采用天然氣、污泥、焦油以及生 物質(zhì)等 尼龍合成過程中產(chǎn)生的液體廢物，包括合氫氰酸和硝酸鹽的副產(chǎn)物以及含硫酸銨的有機物 440MWIGCC 的26 個固定床氣化爐產(chǎn)生的焦油與其它液態(tài)副產(chǎn)品 產(chǎn)品 用于 IGCC 和甲醇的原氣 燃料氣 用于 IGCC 的燃氣 中國是能源消耗大國，更是煤炭大國，石油資源相對缺乏。 2020 年，捷克 Vresova 工廠采用 GSPTM 氣化技術(shù)建設(shè)的 140MW 工業(yè)裝置開車運轉(zhuǎn)，其氣化原料為煤焦油，用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項目（ IGCC）。東西德合并后，德國政府引進天然氣取代了城市煤氣，且對垃圾處理有補貼政策，故 1990 年后，該裝置分別氣化過天然氣、焦油、廢油、漿料和固態(tài)污泥等原料，生產(chǎn)出的合成氣用于甲醇生產(chǎn)及聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（ IGCC）。 1984 年在德國黑水泵工廠采用 GSPTM 氣化技術(shù)建立了一套 200MW 的商業(yè)化裝置，粉煤處理能力為 30t/h。 2020 年德國巴伯高克電力公司破產(chǎn)，瑞士可持續(xù)技術(shù)控股公司（ SUSTEC Holding AG）收購其氣化技術(shù)部門并成立全資子公司 德國未來能源有限責任公司。 1989 年東西德合并后，德國諾爾公司（ Noell）公司收購了前東德燃料研究所氣化工藝部門，成為 GSPTM 氣化技術(shù)的擁有者。目前這兩套裝置屬于瑞士可持續(xù)技術(shù)控股公司下屬的德國未來能源公司，試驗過的煤種來自德國、中國、波蘭、前蘇聯(lián)、南非、西班牙、保加利亞、加拿大、澳大利亞和捷克等國家。針對化工行業(yè)，本著降低投資與成本，而研發(fā)出的 GSPTM 氣化技術(shù)是世界先進的大型粉煤進料氣流床加壓技 15 術(shù)之一。 煤氣化 煤氣化采用 GSPTM 氣化技術(shù) GSPTM 氣化技術(shù)是 20 世紀 70 年代末，由前民主德國燃料研究所（ DBI）開發(fā)并投入商業(yè)化運行的大型粉煤氣化技術(shù)。如銷售于 區(qū)外或市外、省外，交通運輸方便。 旱田年均投入化肥量為 萬噸，其中復(fù)合肥為 3 萬噸；水田年均投入化肥量為 萬噸，其中復(fù)合肥 萬噸。 14 本地化肥市場份額 全區(qū)現(xiàn)有耕地面積 81662 公頃 ,其中 ,旱田 74318 公頃，水田 7344公頃。以氮為主要元素的氮肥產(chǎn)品，承擔著促使枝葉生長的獨特職能。未來，我國生態(tài)環(huán)境建設(shè)任務(wù)非常艱巨，特別是國家最近批準的 “六大林業(yè)工程 ”建設(shè)項目的實施，為化肥產(chǎn)品提供了巨大的商機，各地實施的退耕還林還草，封山育林工程，也使畜牧業(yè) “圈養(yǎng) ”被 “逼上梁山 ”，也將著手人工草場建設(shè)；大中城市人均綠化面積在逐年提高，正以每年 3 萬平方公里的面積增長。 據(jù)中科院南京土壤所研究表明：辣椒吸收的氮、磷養(yǎng)分，五分之三來自肥料；茄子吸收的 氮、鉀養(yǎng)分，有一半來自肥料；西紅柿需要的養(yǎng)分有近一半來自肥料 …… 農(nóng)民要想取得更大的經(jīng)濟利益，不增加化肥投入，別無選擇。 二、經(jīng)濟作物面積的擴大，不意味著化肥使用量的減少，相反，增加了化肥的消費量。如果按國際通行的方法嚴格統(tǒng)計的話，再扣除我國復(fù)種面積的施肥量，實際上，我國化肥 施用量僅為 186 千克，處于世界中下水平。在這種情況下，化肥單位面積的施用量不僅不會減少，反而還會增加。由于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，經(jīng)濟作物種植面積的擴大，種糧面積縮小，因此如何提高單位面積糧食產(chǎn)量，也就成為解決不斷增長的人口壓力的當務(wù)之急。 實施農(nóng)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整，進行生態(tài)環(huán)境建設(shè)后，化肥市場出現(xiàn)的此消彼長、不斷擴張新的需求變化。 以煤代油，煤液化變油，或煤氣化合成油是立足現(xiàn)有可利用的煤炭資源，解決國家能源安全，補充，替代石油短缺的有效途徑。 三、現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的目標：建立以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)能源化工系統(tǒng)，純凈的合成氣可作為原料進行熱、電、氣、化、冶、的聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)，也可用于礦石的還原冶煉。觀點三、以煤氣化為龍頭的多聯(lián)產(chǎn)能源化工系統(tǒng)計劃。 煤不僅是燃料，更應(yīng)該作為資源與原料來進行加工。 二、發(fā)展煤基化工的幾個觀點：觀點一、現(xiàn)在是能源化工與煤化工發(fā)展的最好時機，是氮肥工業(yè)與能源化工相互結(jié)合的最好時機，是甲醇化工、甲醇燃料、甲醇系產(chǎn)品發(fā)展的