【正文】 點高的煤經(jīng)濟性較差；氣化效率相對較低，碳轉(zhuǎn)化率約為95%。價值15萬美元的噴嘴只能運行2個月左右就要拆下修理。采用廢鍋流程，可副產(chǎn)高壓蒸汽。Shell 粉煤氣化工序由以下主要單元組成：磨煤及干燥、煤粉加壓及進料、煤氣化、除灰、濕洗、除渣、廢水汽提及澄清等。水冷壁與筒體外殼之間留有環(huán)形空間，便于輸入集水管和輸出集汽管的布置，便于水冷壁的檢查和維修；環(huán)形空間內(nèi)充滿250～300℃溫度的高壓合成氣。對原料煤的灰熔點限制較少?！?由于是干粉進料，粗合成氣中有效氣（CO+H2）濃度高于90%，CO2含量低。● 單爐能力大、運轉(zhuǎn)周期長、無需備用爐，生產(chǎn)連續(xù)性好?！?合成氣比較清潔，高溫氣化的氣體中不含焦油、酚等有害物質(zhì)，便于合成氣的凈化處理。在高溫下產(chǎn)生的熔渣性質(zhì)穩(wěn)定，對環(huán)境影響較小，還可以作建筑材料。Shell工藝存在的不足是：● 入爐煤采用氣流輸送，限制了氣化壓力的進一步提高，壓力限制在2～4MPa，水煤氣經(jīng)變換、凈化后需經(jīng)進一步壓縮后方可進行甲醇合成。國內(nèi)有四套Shell氣化裝置正在建設，另有幾個項目也簽了引進合同。（3）德國Lurgi公司的Lurgi碎煤加壓氣化工藝Lurgi工藝是最早工業(yè)化的加壓氣化工藝，使用Lurgi技術的工業(yè)裝置較多，操作經(jīng)驗最豐富。應當指出的是，上個世紀九十年代此技術經(jīng)過英國煤氣公司和魯奇公司聯(lián)合攻關，開發(fā)出了一種新的爐型BGL爐，變干粉排渣為熔融排渣，氣化效率和氣體成分有了很大改進，污染問題也有所改善，目前有一臺能力日處理500噸煤的示范爐在德國運行，原料為城市垃圾與煤混燒。（1）華東理工大學的四噴嘴水煤漿氣化技術華東理工大學四噴嘴水煤漿加壓氣化技術是為了避開Texco專利而開發(fā)的技術，其核心是將Texco氣化爐頂部單噴嘴燃燒改成側(cè)壁四個噴嘴對燒形式，類似于氣流床電站鍋爐的燃燒器布置。（2） 西北化工研究院的灰融聚氣化技術西北化工研究院的灰融聚氣化技術屬于流化床技術，該技術可用多種煤質(zhì)作原料，如煙煤、焦炭、焦粉等，使用粉煤在1100℃下氣化，固體排渣，無廢氣排放。其煤種適應性廣，操作溫度約為1000℃，（G）。帶出細粉經(jīng)除塵系統(tǒng)捕集后返回氣化爐，再次參加反應，有利于碳利用率的進一步提高。主要的缺點是合成氣中（CO+H2）為68～72％，有效氣體成分較低，其次是氣化壓力低、單爐產(chǎn)氣量小、碳轉(zhuǎn)化率低、含塵高、消耗高，難以同先進的水煤漿或粉煤加壓氣化技術相比。發(fā)展我國具有自主知識產(chǎn)權的先進煤氣化技術，建設具有產(chǎn)業(yè)規(guī)模的煤氣化技術示范工程，是提高我國潔凈煤技術創(chuàng)新能力，促進具有自主知識產(chǎn)權創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化和裝備集成創(chuàng)新的有效途徑，對于推動我國潔凈煤氣化技術及其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展具有重大的帶動作用。其特點如下：● 采用粉煤作原料，適應我國煤炭資源分布廣、種類多的特點。● 采用激冷流程及灰渣水循環(huán)利用等技術，能夠?qū)崿F(xiàn)合成氣灰分、硫等有害元素的有效處理和灰渣的綜合利用，達到潔凈環(huán)保要求?！?目前正在進行包括安徽臨泉化工股份有限公司、濮陽龍宇化工等示范項目的建設，2008年上半年的投運將為該航天煤氣化技術積累寶貴的運行經(jīng)驗。副產(chǎn)中壓飽和蒸汽。冷壁爐、干粉煤供料,下部多噴嘴對噴,承壓外殼內(nèi)有水冷壁,廢鍋流程，充分回收廢熱產(chǎn)蒸汽，材質(zhì)碳鋼、合金鋼、不銹鋼，結構復雜，副產(chǎn)中壓飽和蒸汽和過熱蒸汽。以上兩種技術在國內(nèi)較大型的氮肥和甲醇行業(yè)雖已經(jīng)有一定數(shù)量的引進，但不易在國內(nèi)推廣應用。HTL粉煤加壓煤氣化技術充分吸收了當今世界水煤漿和殼牌兩大先進煤氣化技術的優(yōu)點，利用航天十一所自主知識產(chǎn)權的粉煤氣化爐，和工藝成熟的備煤、輸煤系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)，具有易實現(xiàn)原料煤本地化、工藝路線先進、投資少、關鍵設備國產(chǎn)化的特點。因此，本項目采用HTL粉煤加壓煤氣化技術進行制氣。電力行業(yè)等大型鍋爐通常采用直吹式流程；冶金、建材、化工等行業(yè)通常采用中間貯倉式流程。采用的磨機型式有以下三種：低速磨，即鋼球磨煤機，適用于各種煤種，一般用于中、小工程。中速磨（輥盤式磨煤機是其中的一種型式）也稱立式磨，適用磨損性較強的煙煤、劣質(zhì)煙煤、貧煤、褐煤。高速磨，如風扇磨，適用于高水分、低灰分、磨損性不強的褐煤。我國自二十世紀八十年代以來，大中型電站開始采用中速磨煤機，目前已裝機800余臺。從合作制造到形成自己的系列，三廠共生產(chǎn)各型磨機500臺以上，據(jù)國家電力公司統(tǒng)計，耐磨件壽命接近國外水平，可用系數(shù)達86％以上，運行情況良好。磨機采用引進國外制造技術（如德國Babcock公司MPS型磨機制造技術和美國CE公司的HP型磨機制造技術）、國內(nèi)生產(chǎn)的輥盤式中速磨煤機。本項目備煤裝置的干燥介質(zhì)擬采用熱惰性氣體，補充部分氮氣和空氣以控制氧含量。干燥用熱介質(zhì)由燃氣熱風爐提供。開工用燃料為柴油。近年來，冶金、建材引進美國的Fuller公司氣箱脈沖袋式收塵器，適用于含塵濃度高達1000g/Nm3的粉磨系統(tǒng)的收塵，省掉細粉分離器、旋風收塵器，采用一級分離收塵，其出口排放濃度小于100g/Nm3。該方式流程大為簡化，設備少、阻力較低、運行故障少，可以保證尾氣達到國家排放標準。因此長袋低壓脈沖噴吹高濃度煤粉袋式收塵器適用于磨煤制粉的一級分離收塵，該設備已生產(chǎn)各型共40余臺在武鋼、鄂鋼、鞍鋼、承鋼、邯鋼、湘鋼、攀鋼等鋼鐵企業(yè)的高爐噴煙煤粉系統(tǒng)中應用，效果良好。主要操作條件如下：（1）煤粉粒度： ≤90μm ≥90% ≤5μm ≤10% 水分： ≤2%（2）磨機出口溫度： ≤105℃（3）循環(huán)氣氧含量（濕基）： ≤8%（體積） 露點： ≤70℃采用鎖斗高壓二氧化碳加壓，高壓煤粉給料倉輸送的給料技術。煤氣化工序輸送煤粉CO2氣用量為8000Nm3/h，(A)，(A)，從技術和經(jīng)濟方面考慮本項目推薦采用往復式壓縮機。碎煤倉中的無煙煤通過稱重給煤機送到煤磨中磨粉，同時根據(jù)無煙煤的流量，石灰石倉中的石灰石粉按一定比例配到磨煤機中混磨。從熱風爐送來的熱煙氣送入磨煤機中對煤粉進行干燥，在磨粉的同時，經(jīng)旋轉(zhuǎn)分離器分選，將干燥后合格的煤粉吹入煤粉袋式過濾器分離收集，經(jīng)旋轉(zhuǎn)給料器、螺旋輸送機送入煤粉貯倉中貯存。為控制系統(tǒng)惰性化，設置OCO濃度在線分析儀，根據(jù)要求補充氮氣。煤粉給料倉中的煤粉用高壓CO2由管道以濃相輸送進入氣化爐燒嘴。（3）煤氣化來自粉煤給料罐的粉煤，用氮送至煤氣化燒嘴。煤在氣化爐內(nèi)與氣流（蒸汽稀釋的氧）高溫燃燒反應生成合成氣、飛灰和渣。氣化爐內(nèi)的燃燒溫度設定為1500～1650℃，(G)，比灰渣流動溫度(FT)高100～150℃。爐內(nèi)盤管水冷壁可以將粉煤部分燃燒熱回收，轉(zhuǎn)化為中壓蒸汽（（G））輸出。氣化爐氣化室排出的高溫合成氣和熔渣經(jīng)急冷環(huán)被水急冷后，沿下降管導入急冷室進行水浴，熔渣迅速固化，合成氣被水飽和。出氣化爐的合成氣再經(jīng)文丘里洗滌器和合成氣洗滌塔用水進一步潤濕洗滌，除去殘余的飛灰。大部分渣從底部以熔渣形態(tài)離開氣化爐，用水激冷，再經(jīng)破渣機并通過渣鎖斗系統(tǒng)定期排出界外。⑷ 灰水處理本工段將氣化來的黑水及洗滌塔來的灰水進行渣水分離，處理后的水循環(huán)使用。沉降槽底部的細渣漿經(jīng)泵抽出送往壓濾機過濾，濾液回用，濾餅由汽車拉出廠外。低壓閃蒸氣送除氧器，沉降槽上部清水溢流至灰水槽，由低壓灰水泵送至除氧器，少量灰水作為廢水排往廠區(qū)污水處理站。⑸ 公用系統(tǒng)A 氮氣系統(tǒng)（包含合成氣反吹系統(tǒng)和二氧化碳輸送系統(tǒng)）從空分來的超高壓N2（）進入高壓氮氣緩沖罐。由于氣化系統(tǒng)許多設備為間歇操作，當出現(xiàn)峰值消耗時，氮氣用量可通過高壓氮氣系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。B 循環(huán)水系統(tǒng)中壓循環(huán)水泵的事故補充冷卻水由事故冷卻水泵補充。貯存在循環(huán)水緩沖槽的循環(huán)水由循環(huán)水泵送出。E 二氧化碳壓縮工序從變壓吸附脫碳工序來的CO2氣體，(A)，進入CO2氣體分離器，將氣體中的液滴分離出來后進入CO2氣體壓縮機一段進口，經(jīng)4段壓縮后，(A)，送煤氣化工序使用。根據(jù)相關工程經(jīng)驗，對于氣化要求的煤粉，煤試磨出力與計算出力的差別較大。⑵ 煤粉加壓給料倉為節(jié)省投資，氣化爐設置4個噴嘴，煤粉加壓給料系統(tǒng)按兩個系列設計。全廠物料平衡表見附圖，各工序工藝技術方案、工藝流程、主要設備選型、主要原材料動力消耗分述如下。變換催化劑的選擇取決于粗煤氣條件和變換深度。FeCr系變換催化劑操作溫度在320～500℃，起活溫度較高，抗硫中毒能力差，有最低水氣比要求，蒸汽消耗較高，不適合本項目。CoMo系變換催化劑操作溫度在240～480℃，起活溫度較低，操作溫區(qū)較寬，抗硫中毒能力極強，對總硫含量無上限要求，一般情況對水氣比也無要求，在合理分段的情況下蒸汽消耗較低。⑵ 變換催化劑的分段由于高濃度的CO在高溫、低水汽比情況下會發(fā)生甲烷化幅反應，因此為了防止因高溫發(fā)生甲烷化副反應，降低水汽比，減少蒸汽消耗，本工序變換催化劑宜按如下方式分為二段：70%粗煤氣進入第一變換爐，變換催化劑采用EB6。第一變換爐出口變換氣進第二變換爐和第三變換爐前用工藝冷凝液激冷，達到節(jié)約中壓蒸汽同時調(diào)整水汽比的目的。根據(jù)全廠熱平衡，本工序的余熱用于過熱中壓飽和蒸汽、副產(chǎn)低壓蒸汽和預熱除鹽水。出第一變換爐變換氣溫度460℃，%(vol,濕基)，然后通過換熱冷卻進入增濕器用工藝冷凝液激冷，再進第二變換爐繼續(xù)進行變換反應。依次經(jīng)煤氣預熱器、低壓廢鍋副產(chǎn)低壓蒸汽、鍋爐給水換熱器預熱鍋爐給水，進入變換氣分離器Ⅰ分離水后，進入除鹽水換熱器回收熱量后，入變換器水分離器Ⅱ，分離水后進入變換氣水冷器被冷到40℃分離水分后去酸性氣體脫除工序。設計溫度：480℃設計壓力：2) 第二變換爐 1臺φ4200mm，選用熱壁爐催化劑裝填量：QCS04，90m3。本項目采用以栲膠為催化劑的Na2CO3溶液脫硫工藝，與其他脫硫方法相比，栲膠脫硫具有以下特點：⑴ 我國栲膠資源豐富，原料易得，價格低廉；⑵ 脫硫液無毒性，脫硫性能穩(wěn)定；⑶ 栲膠組分中的羥基能與四價釩離子生成可溶性絡合物，可有效地防止溶液中“釩氧硫”沉淀，從而降低釩消耗；⑷ 在脫硫過程中，栲膠類物質(zhì)逐漸水解為分子量較低的物質(zhì)，這些酚類降解產(chǎn)物仍具有脫硫能力，使得栲膠脫硫效率較高，對吸收H2S的選擇性較好，再生較為容易；脫硫的副產(chǎn)品硫膏顆粒粗大疏松，粘著性低，易于浮選，不易堵塔。自變換工段來的變換氣由脫硫塔低部進入脫硫塔，與塔上噴淋下的脫硫液逆流接觸，變換氣中的H2S被脫硫液吸收，變換氣中H2S降至20mg/m3以下，經(jīng)氣液分離器送往脫碳工段。（1）壓力：系統(tǒng)壓力：≤閃蒸槽壓力：～ MPa（2）溫度： 溶液溫度：40177。根據(jù)物料衡算，操作狀態(tài)下變換氣流量為（干氣）： [（273+40）]/273）（）=（m3/h）根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，則脫硫塔塔徑為：{（）247。}=（m）則選取1臺Φ4400 H=～30m的脫硫塔。 原材料及動力消耗序號名稱規(guī)格單位小時消耗備注1電380Vkwh2蒸汽t3五氧化二釩kg4碳酸鈉kg5栲膠kg6硫磺kg124副產(chǎn)在脫碳工段，從氣體中分離出CO2，用于尿素的生產(chǎn)，同時為氨的合成凈化原料氣。凈化氣中CO2含量可達到≤%；用于尿素生產(chǎn)的CO2產(chǎn)品純度：≥%。40℃下進入變壓吸附裝置。R/V工藝流程。每臺吸附器在不同時間依次經(jīng)歷吸附(A)、第1級壓力均衡降(E1D)、第2級壓力均衡降(E2D)、第3級壓力均衡降(E3D)、第4級壓力均衡降(E4D)、第5級壓力均衡降(E5D)、第6級壓力均衡降(E6D)、第7級壓力均衡降(E7D)、第8級壓力均衡降(E8D)、逆向放壓(D)、抽真空（V）、預升壓（R）、第8級壓力均衡升(E8R)、第7級壓力均衡升(E7R)、第6級壓力均衡升(E6R)、第5級壓力均衡升(E5R)、第4級壓力均衡升(E4R)、第3級壓力均衡升(E3R)、第2級壓力均衡升(E2R)、第1級壓力均衡升(E1R)和最終升壓(FR)。逆放步驟排出了吸附器中吸留的部分CO2組分，剩余的CO2通過抽空步驟進一步解吸，解吸的CO2送入CO2緩沖罐經(jīng)增壓后作為尿素生產(chǎn)使用。PP/V工藝流程。每臺吸附器在不同時間依次經(jīng)歷吸附(A)、第1級壓力均衡降(E1D)、第2級壓力均衡降(E2D)、第3級壓力均衡降(E3D)、第4級壓力均衡降(E4D)、第5級壓力均衡降(E5D)、第6級壓力均衡降(E6D)、第7級壓力均衡降(E7D)、第8級壓力均衡降(E8D)、逆向放壓(D)、抽真空（V）、第8級壓力均衡升(E8R)、第7級壓力均衡升(E7R)、第6級壓力均衡升(E6R)、第5級壓力均衡升(E5R)、第4級壓力均衡升(E4R)、第3級壓力均衡升(E3R)、第2級壓力均衡升(E2R)、第1級壓力均衡升(E1R)和最終升壓(FR)。逆放步驟得到的部分解吸氣通過緩沖罐后返入PSA100變壓吸附裝置作為升壓氣使用，剩余的雜質(zhì)通過抽空步驟進一步解吸，解吸氣送入燃料管網(wǎng)作為燃料。（1）壓力：變換氣入系統(tǒng)：～脫碳氣出系統(tǒng)：≥ MPaCO2氣出系統(tǒng)：≥ MPa（2）氣體成份：凈化氣CO2≤% CO2氣含量：≥%根據(jù)物料衡算，脫碳裝置設計處理氣量為： Nm3/h（脫碳前）。自脫碳工段來的脫碳氣含H2S約6mg/Nm3，經(jīng)氣水分離器進入T102活性碳床，脫除H2S后進入T104轉(zhuǎn)化吸收精脫硫床，脫除有機硫。（1）脫硫氣進口壓力≥（2）氣體成份：出口總硫≤ 催化劑和化學品消耗序號名稱規(guī)格單位初始裝填量設計壽命l精脫硫劑T102m3401年2精脫硫劑T104m3301年氮氫氣壓縮機將氣體由~（~