论德士古水煤浆加压气化在生产中的应用

[摘 要]本文简要介绍了德土古水煤浆加压气化的现状、原理、工艺流程、关键设备存在问题及在生产中应用的前景。

[关键词]德土古 水煤浆

中图分类号：F416.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0380-01

引言

德士古加压水煤浆气化技术是由美国德士古公司在重油气化的基础上开发成功的第二代煤气化技术，是一种以水煤浆为进料、氧气为气化剂的加压气流床并流气化工艺，属于气流床湿法加料、液态排渣的加压气化技术。气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序。水煤浆制气的德士古工艺在中国的应用有10 多年了，是较成熟的煤气化技术。

1 德士古加压水煤浆气化技术特点

（1）气化炉内结构简单，炉内无机械传动装置，操作性能好，操作弹性大，可靠程度高；

（2）高温加压气化，气化采用1300℃～1500℃的高温，气化压力达2.7～6.5Mpa，已工业化水煤浆气化炉气化压力有3.0、4.0、6.5Mpa几种。气化炉能力与压力成正比，气化压力高，能增加反应的速度及增加反应物在气化炉内的停留时间，增加碳的转化率，增加单台气化炉的生产能力，同时可节省后工序气体压缩功，但压力过高工程设计和设备制造难度也就更大。

（3）碳转化气化效率高，碳转化率高，一般可达90%～93%，灰渣中粗渣含碳量约5%，少量细渣含碳量约25%。单位体积产气量大，粗煤气质量好，有效气成份高，产品气中（CO+H2）可达80%左右；气体中甲烷低、无焦油，可用来生产合成氨、甲醇、制氢、羟基合成原料气，用途广泛；

（4）灰渣含碳量低；

（5）水煤浆进料与干粉进料比较，简化了干粉煤给料及加压煤仓加料的问题，具有安全并容易控制的特点，取消了气化前的干燥，节约能量；

（6）采用半封闭供煤、湿法磨煤以及气流床气化，全过程污染轻微，无焦油等污染物，是一种先进、环保的气化工艺。

（7）适宜于水煤浆加压气化的是气化反应活性较高的年轻烟煤，而烟煤中最适宜的是长焰煤、气煤等。

2 水煤浆制气的德士古工艺（Texaco）

水煤浆制气的德士古工艺见图1：

3 德士古工艺（Texaco）和气流床粉煤加压气化工艺（Shell）的比较

气流床粉煤加压气化技术象壳牌（Shell）干煤粉气流床气化目前也仅用于循环发电，未用于化工生产，这种气化技术是用极细的粉煤为原料，被氧气和水蒸汽组成的气化剂高速气流携带，喷入气化炉，这种气化是用干煤粉气化，又是干法除尘，无灰水处理装置，干灰含碳低，污水处理量小，煤种适应范围广，热效率高，C 的利用率和水煤浆工艺相比更高。此种气化炉用膜式水冷壁代替了耐火砖，喷枪代替了烧嘴，使维修费用降低。

4 德士古水煤浆气化的应用

目前我国采用该技术的在运行装置有20 多台。鲁南化肥厂、上海焦化厂、陕西渭河化肥厂、安徽淮南化工厂和黑龙江浩良河化肥厂是国内使用德士古水煤浆气化炉较早的厂家.

5 水煤浆气化工艺前景展望

德士古加压水煤浆气化技术虽然是比较成熟的煤气化技术，但从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看，由于工程设计和操作经验的不完善，还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态，存在的问题还较多。

（1）气化炉烧嘴运行周期较短，一般不超过3个月，这是造成德士古装置必须有备炉的主要原因；

（2）耐火砖使用寿命国产约1a，进口约2a，导致维修费用较大；

（3）单烧嘴制气，操作弹性较低；德士古加压水煤浆气化炉耐火砖的寿命问题仍然是一个难题，对于德士古水煤浆气化炉烧嘴的问题已有一些新的气化炉将单喷嘴改为对置式多喷嘴，可以增加热质传递，并且能提高碳的转化率。目前由兖矿集团有限公司、华东理工大学共同承担的国家高技术研究发展计划（863 计划）重大课题“新型水煤浆气化技术”就是将单喷嘴水煤浆气化炉改为对置式多喷嘴水煤浆气化炉，并配套生产甲醇和联产发电。多喷嘴对置式水煤浆气化技术含水煤浆制备工序、多喷嘴对置式水煤浆气化和煤气初步净化工序、含渣水处理工序；同时西北化工研究院多元料浆气化技术应用在久泰能源内蒙古公司、兴化、咸阳化工等多家公司，装置已经投产运行，应用该技术正在建设的陕西延长中煤榆林能源化工有限公司即将投产。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术自动化程度高，全部采用集散控制系统（DCS）控制，特别是氧煤比完全可以投自动串级控制。工业运行证实，该装置具有开车方便、操作灵活、投煤负荷增减自如的特点，操作的方便程度优于引进水煤浆气化装置。多喷嘴对置式水煤浆气化技术已被工程实践证实完全可行，工艺指标也极为先进，对初步的运行结果统计表明：有效气CO+H2≥82%，碳转化率≥98%。通过工业化规模的气化炉的示范运行，我国在水煤浆气流床气化技术方面将达国际先进水平，具有自主知识产权的大型煤气化技术。

西北化工研究院多元料浆气化技术，是在西北化工研究院水煤浆气化技术研究的基础上开发出来的，该技术在一定程度上，解决了水煤浆加压气化技术在工业生产中出现的问题，更有利于实现装置长周期稳定运行，并且扩大了原料的使用范围。

随着机械化采煤的发展，粉煤产率也在增加，利用此项技术可以解决粉煤的利用问题，也可以解决煤炭在洗选过程中产生的大量煤泥，利用水煤浆气化技术联合循环发电也具有广阔前景。今后煤化工的更多机会是发展新型煤化工，即煤制甲醇、煤烯烃、二甲醚和煤制油，煤气化生产甲醇及其下游产品的开发和IGCC 联合发电也是新型煤化工的一个发展方向。新型煤化工将成为今后煤化工产业的发展主题。

参考文献

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