煤化工 水煤浆

水煤浆加压气化技术主要内容历史背景及分类国内外发展工艺原理及流程图工艺的优缺点历史背景及分类

煤气化已有一百多年的发展历史，先后开发了一百多种气化工艺和气化炉型，有工业应用前景的十余种。煤气化分类无统一规定，最常用的是按原料在气化炉内的移动方式分为固定床、流化床和气流床三种：固定床气化是块煤从炉顶加入，自上而下经历干燥、干馏、还原、氧化和灰渣层，灰渣最终经灰箱排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热灰渣层预热后进入氧化层和还原层，生成的煤气显热用于煤的干馏和干燥。固定床气化的局限性是对床层均匀性和透气性要求很高，要求入炉煤要有一定的粒（块）度及均匀性，对煤的机械强度、热稳定性、含碳量、灰熔点、粘结性、结渣性等指标都有比较严格的限制。国外发展情况

水煤浆气化工艺国外称作德士古煤气化工艺（TCGP），至今已有50多年的历史。1948年美国德士古石油公司受重油气化的启发，首先创造了水煤浆气化工艺，并在加州洛杉矶近郊蒙特贝洛建设第一套中试装置，规模约15t/d。这在煤气化发展史上是个重大的开端，但由于当时煤无法与天然气和石油相竞争，没有得道认可，直至

第一次世界性石油危机（1973年），煤气化又被提到议事日程上来。其中包括德士古于1975年重建MRL的实验装置。1978年、1981年又分别建成两套中试装置。鉴于在加压下连续输送煤粉难度大，德士古公司提出水煤浆的概念，即将煤粉和水混配成可用泵输送的水煤浆。

国内发展情况

德士古气化炉属于湿法进料气流床的一种，由上海化工研究院负责仿制早期的德士古气化工艺设计的我国第一套水煤浆气化装置(0.7t/hr),于1969年在浙江省巨州化工厂投运。因碰到煤浆蒸发等技术问题(蒸发器易结垢、堵塞、管道磨损大)，气化炉不能连续运行，于1971年中止。

1971年化工部化肥研究所即现在的西北化工研究院建成一套模试装置，规模为10kg/hr，气化压力为1.0Mpa。1984年底建成另一套模试

炉20kg/hr，气化压力为2.0Mpa。为了进行中试，化工部一院和化肥所共同协作设计了一套双废锅流程的中试装置，规模为1.0～1.5t/d,压力为2.0Mpa，并于85年建成，先后共试烧了十几种煤，其中为鲁南化肥厂试烧了山东七五煤，为上海焦化厂试烧了陕西神府煤，为渭河化肥厂试烧了陕西黄陵煤，为淮南化肥厂试烧了河南义马煤。神化20万吨/年甲醇项目采用三台激冷式气化炉（二开一备），以神府煤为原料，湿法棒磨制浆，二级闪蒸灰水处理的气化工艺流程。

水煤浆加压气化工艺德士古水煤浆加压气化属气流床，氧气和水煤浆通过德士古烧嘴混合后喷射时立即雾化进入气化炉，在0.1秒内煤浆中水被气化，煤粒子被气体隔开，各煤粒独立的进行反应，气化炉在煤灰熔点以上温度发生反应，固体在气化炉内停留3～5秒钟，反应生成的粗合成气甲烷含量减少，一般仅为0.1%以下，碳转化率高达98%，由于反应温度高，不生成渣油、酚及高级烃等可凝聚的副产物。水煤浆加压气化工艺流程图

水煤浆加压气化工艺,该技术有以下特点：

1、煤种适应范围广

可以利用次烟煤、烟煤、焦、石油焦、煤加氢液化残渣等，不受灰熔点限制（灰熔点高可加助熔剂）；不受煤的块度大小限制，因最终要经湿磨制成水煤浆使用；不受煤的灰分高低限制，仅经济性有差异。

2、连续生产强

加工后的原料——煤浆，氧气可以连续不断地入炉，排渣也不需要停车，气化开、停车少，系统操作稳定。

3、气化压力高

气化压力高，单炉产量高。目前在美国已建成日处理煤量为2000吨／台，压力为6.7Mpa的生产装置。4、合成气质量好

一般情况下，产品煤气中有效成分CO+H2≥80%5、气化温度高

气化炉在1400℃左右操作，煤在熔融后呈液态排出燃烧室，碳转化率高达96%以上。生产的高温煤气采用直接冷激回收热能，产生的蒸汽用于加热灰水。

6、有利于环境保护

由于气化温度高，煤中的挥发份直接燃烧，所以不生成焦油、酚等污染环境的副产物，废水主要成分是含氰化合物，远比炼焦产生的废水易于处理；同时气化系统的水在本系统内循环使用，外排废水很少，远比其它气化方法产生的废水量少对于固体排放物，在气化中没有飞灰等带出，生成的熔渣不污染环境，而且是良好的建筑材料。

缺点

一、水煤浆气化氧耗高

二、需热备用炉

三、气化炉耐火材料寿命短

四、气化炉炉膛热电偶寿命短

五、工艺烧嘴寿命短

六、气化装置投资大

七、激冷环寿命短德士古对水煤浆性质的要求

一、较高的浓度

水煤浆的浓度就是指物质中的含固量。若水煤浆的浓度低，它的粘度也相对的低，虽然有利于泵送，但它的气化效率就会降低，进入气化炉水份大，大量水蒸发，使炉温下降，为维持炉温，就须增加氧气用量，从而使比氧耗增高。而且每期质量也有所下降。一般气化用水煤浆浓度在60～70wt%之间。二、较好的流动性

水煤浆的流动性我们用其表观粘度来表示。如粘度大，流动性就差，不易泵送，雾化效果也差。

三、较好的稳定性水煤浆的稳定性是指煤粒在水中的悬浮能力。水煤浆的稳定性与煤粒粒度分布和煤的亲水