德士古气化炉的优缺点
淮化“1830”工程是于2000 年建成投产的一套年产18 万吨合成氨并加工成30 万吨尿素的生产装臵, 它由空分、气化、净化、合成、尿素等几个工序组成, 其中气化是制备合格煤气的工序, 采用的是最新一代德士古水煤浆加压气化工艺技术。该工艺是美国德士古石油公司受重油气化的启发, 于1948 年首先开发的煤气化工艺, 后经前西德鲁尔煤/鲁尔化学公司在磨煤、热回收方面的进一步改进, 以及日本对系统关键设备进行合理改造后, 逐步形成比较完善的煤气化工艺。相继在美国、德国、日本等地建成了多套工业性示范及工业化生产装臵, 其系统工艺技术已基本成熟。
淮化公司的气化装臵由磨煤、低压煤浆泵、煤浆槽、高压煤浆泵、气化炉、收排渣系统、洗气系统及渣水系统组成。投产 6 年来, 总体运行情况良好, 同时也暴露出一些问题。在此之前, 国内的上海焦化厂、山东鲁南化肥厂、陕西渭河化肥厂等企业都先后建成投产了多套类似的煤气化装臵。虽然在煤浆制备、操作压力及装臵能力等方面存在小的差异, 但核心技术基本相同。根据公司六年来的使用实践, 结合国内其它兄弟单位的使用经验以及国外的相关资料, 总结出德士古水煤浆加压气化工艺技术相对于传统的固定床、流化床等气化工艺, 具有如下优点:
( 1) 煤种适应性广。德士古气化工艺可以利用次烟煤、烟煤、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) , 同时因煤最终要磨制成水煤浆,故不受煤的块度大小限制。原设计为河南义马煤, 但在近几年煤炭市场紧俏的情况下, 我们经常掺烧山东、陕西等地的煤种, 经过局部的工艺调节, 同样能够平稳运行。( 2) 连续生产性强。气化炉的原料———煤浆、氧气的生产是连续的, 因此也就能够连续不断地进入气化炉。排渣经排渣系统固定程序控制, 不需停车, 气化开停少, 系统操作稳定。迄今单炉连续稳定运行最长已达53天。
( 3) 气化压力高。气化炉内的高压, 首先是相同质量的产品气大幅度减小了比容积, 提高了单炉产量; 其次产品气具有的高压节省了煤气压缩所需要的能耗和费用。对于淮化公司4.0MPa 级的气化炉而言, 仅在合成气压缩一项, 年节约开支约合950 万元( 根据单炉实际产干气量34500Nm3/h、气体平均分子量23、出炉压力3.85MPa 及市场电价折算而得) 。对于压力级别更高的气化工艺而言, 则收益更多。
( 4) 合成气质量好。国内外已有的德士古水煤浆气化工艺产品煤气中有效成份( CO+H2) 一般都在80%以上。淮化公司采用的义马煤因成浆性较差, 煤气中CO+H2≥75%, CH4<0.1%, 可作为生产氨、甲醇的原料气, 也可用于联合循环发电。
( 5) 气化温度高。气化炉运行温度一般在1100～1540℃, 提高了煤的碳转化率。淮化公司气化炉实际运行温度在1370±30℃左右, 碳转化率高达96%～98%以上; 同时, 高温产生的热能回收后生产蒸汽, 能满足其它工序的生产需要。
( 6) 安全性能好。由于德士古工艺采用湿法磨煤,避免了干磨法中煤粉这一易燃易爆物质给工业生产带来的巨大安全隐患。德士古公司最初的设计为将原料煤干燥后磨制成煤粉, 再进入混合槽调配成煤浆。1978年, 前西德鲁尔煤/鲁尔化学公司在德国豪伯荷森建成一套工业性示范装臵, 该装臵是在对德士古煤气化法进一步研究的基础上建成的, 其相对于最初的德士古工艺两大显著特点就是将煤的干磨改为湿磨以及提供了比较完善的热回收流程。
( 7) 有利于环保。首先, 德士古气化工艺由于气化炉内温度高, 所以不生成焦油、酚等污染环境的副产物,废水主要成份是含氰化合物, 远比煤焦产生的废水易于处理; 其次, 气化系统的水在本系统内循环使用, 外排废水很少( 在0.5t/tNH3 以下) , 远比其它气化方法产生的废水量少; 第三, 配制水煤浆时, 可利用工厂排出的含大量有机物、较难生化处理的废水。如淮化公司使用焦化含酚废水16t/h, 用于配制水煤浆, 从而大幅度降低了因满足环保要求而支出的废水
处理费用; 第四, 气化炉渣为固态排放物, 没有飞灰等带出, 不污染环境, 而且是良好的建筑材料。当然, 德士古气化工艺虽然与传统的煤气化工艺比较有诸多优势, 但它并非完美无缺, 需进一步改进的明显不足有以下几点:
( 1) 制浆噪音大。煤在磨制( 球磨、棒磨) 成煤浆的过程中, 由于磨料( 钢球、钢棒) 的相互碰撞, 不可避免地产生噪音污染, 一般制浆厂房的噪音都在95dB 以上, 给现场操作人员的身体健康带来极为不利的影响。
( 2) 煤浆泵备件消耗高。淮化公司用于给气化炉送料的高压煤浆泵, 使用的是液压隔膜泵。其主要备件隔膜及单向阀的使用寿命基本在4～6 个月, 其中单向阀每套价格在11500 元左右, 隔膜每只约8000 元, 每台泵需用单向阀 6 套, 隔膜 3 只, 维护费用很高; 并且到目前为止, 该类备件完全依赖进口, 购买周期长, 给稳定生产带来隐患。
( 3) 水煤浆气化氧耗高。德士古气化炉氧耗一般都在400Nm3/1000Nm3 ( CO+H2) 以上。为了降低氧耗, 需选择灰份低、灰熔点低的煤, 且煤的成浆性要好, 以便制得高浓度的煤浆, 减少气化炉内气化水而耗氧。当煤的灰份、灰熔点上升, 成浆性能降低时, 氧耗将大幅度提高, 同时助熔剂、煤浆添加剂、炉砖的消耗也迅速上升,降低了系统的经济效益。
( 4) 需备用热源。德士古气化炉投料时, 其炉内温度必须在1000℃以上方可, 这就要求本系统外有备用热源设备, 已经超出了大部分工矿企业常规的水、气、汽公用工程; 另外, 如果需要维持热备用炉, 其能耗是很大的, 需煤气150～1500Nm3/h、空气150～1500Nm3/h 及部分抽引蒸汽和冷却水。
( 5) 气化炉耐火材料寿命短。气化炉耐火材料一般包括背衬砖、支撑砖及向火面砖。其中向火面砖的使用寿命是决定气化炉能否长周期运行、降低生产成本的关键因素之一。在淮化公司新建“1830”的时候, 世界上使用最多的是法国砖、奥地利砖及美国砖, 进口到国内一
炉砖需要75 万美元( 约合人民币600 万元) , 其使用寿命在1～1.5 年左右。渭河化肥厂开车一年三台气化炉向火面砖即已全部更换。近年来, 随着国内生产厂家对耐火砖生产工艺的不断改进, 国产砖的质量已基本达到进口砖同等水平。如淮化公司三台气化炉, 除原始安装选用的是法国沙瓦砖外, 其后更换的均为国产砖, 使用效果基本相当, 大致都在12000～15000h 左右。迄今使用情况最好的为2# 炉所用的河南新乡砖, 已突破18000h。尽管如此, 一炉砖超过100 万元的费用, 仍然是制约气化系统经济效益的关键因素。
( 6) 排渣系统阀门损耗大。淮化公司气化炉的收渣、排渣系统介质为水激后的固态煤熔渣, 具有很高的硬度, 因此对系统阀门造成很强的磨损伤害, 经常引起收、排渣系统阀门内漏、开关故障从而影响生产。该部分阀门因要对抗高硬度炉渣的冲刷, 故阀门材料必须具有很高的硬度和很强的耐磨性, 目前国内的制造水平还难以满足这些要求, 基本依赖进口。每台阀门的价格均在数十万元至百余万元, 耗费巨大, 且同样存在购买周期长的问题。
( 7) 洗气、渣水系统易堵塞。由于煤气出炉时不可避免地携带一定量的煤渣灰, 渣水内含灰就更不必说。因此, 随着运行时间的延长, 在洗气、渣水系统沉积, 引起阻力增加及管路堵塞。据统计, 淮化公司因洗气系统阻力大及渣水系统堵塞造成的停炉约占全部停炉次数的50%。
从操作性能、运行稳定性及经济效益等各方面综合评价, 德士古水煤浆加压气化工艺优势远远强于劣势。对于热备用炉问题, 淮化公司通过强化生产及设备管理, 目前已基本做到计划性停炉, 消除了维持热备用炉的能耗费用; 对于进口备件周期长、费用高的问题, 淮化公司早在三年前就已经着手实施备件国产化, 已与国内多个相关生产厂家取得联系并部分已经取得成功; 对洗气系统的阻力问题, 淮化公司已对洗气系统的关键设备—碳洗塔作了技术改造。当然, 对于核心工艺的“氧耗高”等问题, 则需进一步探索, 加以改进和完善。
德士古水煤浆加压气化技术有待改进
德士古煤浆气化有很多先进的方面，但在工业化生产实践中仍暴露出一些急待解决的问题，希望我公司从事这方面工作的技术人员和工人为解决这些问题尽自己微薄的一份力量，提高公司的气化技术，争取走到同行的最前面。
一、水煤浆气化氧耗高
比氧耗一般都在400 Nm3/1000Nm3 (CO+H2)以上，为了降低氧耗，应尽量选择灰份低、灰熔点低的煤，成浆性要好，以便可制得高浓度的煤浆，减少气化炉内大量水蒸发而消耗的氧。
二、需热备用炉
气炉一般能开二个月左右就要单炉停车检修，或出现故障，须有计划的停车，而备用炉必须在1000℃以上才可投料，若临时把冷备用炉升温至1000℃以上，势必影响全系统生产，所以有备用炉应处于热备用状态的要求。而维持热备用炉耗能较大，需煤气150～1500 Nm3/h,空气150～1500 Nm3/h及部分抽引蒸汽、冷却水。
若能通过强化管理，优化操作，确保单炉长周期运转，做到计划停车，检修前将备用炉温升上来，就可不需热备用炉。
三、气化炉耐火材料寿命短
耐火材料中的向火面砖时气化炉能否长期运转、降低生产成本的关键材料之一。目前世界上使用最多的是法国砖、奥地利砖、美国砖。法国砖的特点是在操作温度低的条件下性能比较好，适应操作温度变化大；而奥地利砖、美国砖操作温度高时性能好，但操作温度变化大时易变脆。我国选用了法国砖（沙佛埃耐火材料公司），其寿命为1～1.5年。其中渭河化肥厂开车一年三台气化炉向火面砖全改换过，一炉砖需75万美元，而且换一炉砖周期长，影响生产二个月。
目前，我们国内正研制价廉、耐高温侵蚀，而且使用寿命长的耐火材料。同时我们在安装时要保证筑炉质量，操作上加强管理减少炉温波动，来人为地延长向火面砖的寿命。
四、气化炉炉膛热电偶寿命短
由于气化炉外壳与耐火砖的受热后膨胀系数不同，而发生相互剪切，进而热电偶。每次开停车炉温改变，我们尽量控制好外壳与炉膛温度，来保证热电偶不坏，来指导我们后续工作。如果在热电偶坏时，我们可根据合成气中CH4含量的变化及炉子排出渣的颜色、颗粒的大小及形状来判断炉温，这就要求我们要有过硬的业务水平，积累经验，可看系统其它工艺参数，来控制炉温，维持系统正常生产。
五、工艺烧嘴寿命短
烧嘴的稳定运行时操作好气化炉的另一个重要因素。烧嘴的寿命短（1.5个月左右）而且昂贵（8万美元/个）.根据日本宇部资料统计，烧嘴是引起气化炉停车次数最多的原因，所以操作过程中必须会烧嘴的运行情况严密监视。我俄每年可从烧嘴冷却水系统、气化炉压差、气体成分等来判断烧嘴运行情况，我们还专门对烧嘴系统设置了联锁，如运行情况恶化，气化炉停车，否则轻者烧嘴偏喷冲刷侵蚀耐火砖，重者烧坏烧嘴。
六、气化装置投资大
我们采用德士古气化工艺，不仅要付给德士古发展公司专利费用，而且不少特别材料、设备、阀门、仪表等需从国外进口，价格一般为国内价格好几倍之多。关于设计问题，国内大多数人认为，随着鲁南、上海、渭化、淮化的相继投产，我们已获得了丰富的设计经验和生产技术，国内设计院承担工程涉及是完全可信赖的。
七、激冷环寿命短
激冷环使用寿命短（1年左右），需广大的有志之士研究改进
气化炉工艺烧嘴新材料的开发与应用
[日期：2010-03-23] 来源：鲁化作者：孙淑杰贾言波[字体：大中小] 兖矿鲁南化肥厂于1987年引进美国德士古水煤浆加压气化技术，建成我国第1套水煤浆加压气化装置。该装置运行以来，经过消化、吸收和创新，于200 0年新建的第3台气化炉完全立足于国内，国产化率达到100%。工艺烧嘴是水煤浆煤气化技术的核心设备, 装置的大部分技术、经济指标都与工艺烧嘴有关，其性能的好坏、使用寿命的长短直接影响到整个装置的运行质量。
工艺烧嘴存在的问题
烧嘴属于周期性易损件，烧嘴到使用后期会出现煤浆喷头磨损大、雾化效果差等问题，从而导致气化反应工况变差、碳转化率降低、渣中含碳量升高；烧嘴磨损后还会引起煤浆偏流、冲刷气化炉耐火砖，加剧磨蚀而且不均匀，使得耐火砖寿命降低，直接导致经济效益降低；最终需要停车更换，而每次更换烧嘴的停开车过程中会造成一定量煤浆及其他原材料、物料的损失。因此，延长烧嘴使用寿命是提高气化炉运行周期、增加效益的有效途径之一。实际上影响烧嘴使用寿命的主要部件是煤浆喷头和一次氧喷头的运行周期。
工艺烧嘴的改造措施
（1）和山东大学陶瓷研究室共同开发、研制了特殊的耐高温、耐冲刷的复合型陶瓷内套，镶嵌在烧嘴的头部。
（2）根据实际生产数据，自行设计、更新图纸。
（3）和青岛科技大学合作研发外氧喷头端面的强化处理工艺，研发了激光改性喷涂技术，改善一次氧喷头端面大面积龟裂的现象。
（4）改变了原始工件焊缝的结构布置，把不易实施焊接的陶瓷内衬镶嵌到重要部位，使其喷头、耐磨材料达到耐温、耐蚀、耐冲刷，提高烧嘴的使用寿命。（5）购置了先进的数控机床，采取数字控制加工，使其各部位加工精度更高。
（6）选择合适的焊接材料，购置触摸式数字化焊机，采用先进的触摸式TIG 焊接技术和焊接工艺，保证焊接质量最佳。
（7）严格控制焊后机械加工精度，即数控车床的编程和操作加工。
（8）严格焊后的热处理，这关系到焊接应力的消除，尺寸、形状误差的控制，以及烧嘴机械性能的保证，如强度、硬度、耐高温、耐冲刷、耐磨损性能。
（9）在新型烧嘴使用期间，加强机、电、化、仪各专业的综合管理，尽量减少气化炉的停车次数，减少对新型烧嘴的影响和冲击，做好烧嘴备件管理，做到随时可以更换烧嘴，减少对生产的影响。
改造后的工艺烧嘴运行情况
工艺烧嘴通过以上改造，取得了较好的效果。原烧嘴运行时间一般为80～9 0 d，且运行到后期烧嘴雾化不好，严重影响气化炉的稳定运行，比氧耗高（生产1000 m3有效气消耗的氧气平均为382.5 m3），渣中可燃物高，吨氨耗煤高（平均为1368 t）。
（1）第1台新型烧嘴运行状况
首台烧嘴于2006年8月29日在B炉上使用，新型烧嘴在运行到120 d后，从各项工艺指标看，烧嘴没有出现以往烧嘴使用后期经常出现的产气量降低、渣口压差降低、比氧耗升高、渣可燃物升高等现象，气化炉渣口压差仅仅降低了0.
03 MPa，说明煤浆喷头没有出现较为严重的磨损；与前60 d比，产量没有出现明显降低、吨氨耗煤没有升高，说明烧嘴的雾化效果仍保持良好的状态。
首台烧嘴至2007年1月13日更换退出，累计运行151 d，期间开停车5次（4次连投），烧嘴在使用期间未发生异常,当时创国内外烧嘴运行的最高纪录。生产1000 m3有效气消耗的氧气平均为354.25 m3，吨氨耗煤平均为1350 t。
(2)第2台新型烧嘴运行状况
第2台新型工艺烧嘴于2007年5月制作完成，2007年6月9日在A炉上使用。第2台新型烧嘴充分吸取了第1台烧嘴的制作、运行经验，运行时间比第1台更长，运行效果更好，特别是运行到了150 d以后，并未出现烧嘴雾化状况恶化、产量下降、气化炉耐火砖局部冲刷加剧等现象，产品产量及消耗也没有出现较大变化（生产1000 m3有效气消耗的氧气平均为354.5 m3，吨氨耗煤平均为1359 t），气化炉炉壁温度维持在工艺指标范围内。
2007年12月24日第2台新型工艺烧嘴退出，共计投料4次，烧嘴连续运行197 d，在同等压力下，第2台新型烧嘴创国内外烧嘴运行的最长纪录，该项目所采用的耐磨陶瓷衬里材料、焊接工艺和新型烧嘴结构形式达国际领先水平。
目录 1、岗位任务..................... - 1 - 2、工艺描述..................... - 1 - 3、联锁系统（根据现有联锁逻辑图编写） ............................... - 5 - 4、工艺指标.................... - 20 - 5、主要设备一览表：见附表...... - 21 - 6、开车 ....................... - 21 - 7、停车 ....................... - 42 - 8、倒系统（A为运行炉，B为备用炉）. - 50 - 9、正常操作要点................ - 50 - 10、不正常现象及事故处理....... - 52 - 11、巡回检查制度............... - 62 - 12、基本操作................... - 63 -
1、岗位任务 磨煤工序生产的合格水煤浆与空分生产的氧气在一定的工艺条件下进入气化炉内进行部分氧化反应，产生以CO、H2、CO2为主要成分的合成气，经增湿、降温、除尘后送入下游变换工序；同时，将系统中产生的黑水送入闪蒸、沉降系统，以达到回收热量及灰水再生、循环使用的目的，粗渣及细渣送出界外。 2、工艺描述 （1）制浆系统： 由煤贮运系统来的小于10mm的碎煤进入煤贮斗（V1001）后，经煤称量给料机（W1001）称量送入磨机（M1001)。粉末状的添加剂由人工送至添加剂溶解槽(V1005)中溶解成一定浓度的水溶液，由添加剂溶解槽泵(P1004)送至添加剂槽(V1004)中贮存。并由添加剂计量泵(P1002A/B)送至磨机(M1001)中。添加剂槽可以贮存使用若干天的添加剂。在添加剂槽(V1004)底部设有蒸汽盘管,在冬季维持添加剂温度在20--30℃，以防止冻结。 甲醇废水、低温变换冷凝液、循环上水和灰水送入研磨水槽(V1006)，正常用灰水来控制研磨水槽液位，当灰水不能维持研磨水槽(V1006)液位时，才用循环上水来补充。工艺水由研磨水泵(P1003A/B)加压经磨机给水阀（FV1005）来控制水量送至磨机。煤、工艺水和添加剂一同送入磨机（M1001）中研磨成一定粒度分布的浓度约60~65%合格的水煤浆。水煤浆经滚筒筛（S1001）滤去3mm以上的大颗粒后溢流至磨机出料槽(V1003)中，由磨机出料槽泵（P1001）经分流器（V1104）送至煤浆槽（V1101A/B）。磨机出料槽(V1003)和煤浆槽（V1101A/B）均设有搅拌器(X1001、X1101A/B)，使煤浆始终处于均匀悬浮状态。 （2）气化炉系统： 来自煤浆槽（V1101A/B）浓度为60~65%的煤浆，由煤浆给料泵（P1101A/B/C）加压，投料前经煤浆循环阀(XV1203A/B/C)循环至煤浆槽（V1101A/B）。投料后经煤浆切断阀(XV1202A/B/C)送至德士古烧嘴的内环隙。 空分装置送来的纯度为%的氧气经氧气缓冲罐(V1210)贮存，由氧气总管放空控制阀(FV1214)控制氧气压力为~，在投料前打开氧气手动阀(HV1240A/B/C)，用氧气调节阀(FV1205A/B/C)控制氧气流量（FIA1204/05/06A/B/C），经氧气放空阀(XV1207A/B/C)送至氧气消音器(X1201)放空。投料后由氧气调节阀(FV1205A/B/C)控制氧气流量经氧气上、下游切断
德士古气化炉 Texaco(德士古)气化炉 德士古气化炉是一种以水煤气为进料的加压气流床气化工艺。德士古气化炉由美国德士古石油公司所属的德士古开发公司在1946年研制成功的，1953年第一台德士古重油气化工业装置投产。在此基础上，1956年开始开发煤的气化。本世纪70年代初期发生世界性危机，美国能源部制定了煤液化开发计划，于是，德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛(Montebello)研究所建设了日处理15t的德士古气化装置，用于烧制煤和煤液化残渣。目前国内大化肥装置较多采用德士古气化炉，并且世界范围内IGCC电站多采用德士古式气化炉。 典型代表产品我厂制造过的德士古气化炉典型的产品有:渭河气化炉、恒升气化炉、神木气化炉、神华气化炉等。1992年为渭河研制的德士古气化炉是国际80年代的新技术，制造技术为国内先例，该气化炉获1995年度国家级新产品奖。它的研制成功为化工设备实现国产化，替代进口做出了重要贡献。德士古气化炉是所以第二代气化炉中发展最迅速、开发最成功的一个，并已实现工业化。 一、德士古气化的基本原理 德士古水煤浆加压气化过程属于气化床疏相并流反应，水煤浆通过
喷嘴在高速氧气流的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火砖里的高温辐射作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成一氧化碳，氢气二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气，熔渣和未反应的碳，一起同向流下，离开反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截流在水中，落入渣罐，经排渣系统定时排放。煤气和饱和蒸汽进入煤气冷却系统。 水煤浆是一种最现实的煤基流体燃料,燃烧效率达96~99%或更高,锅炉效率在90%左右,达到燃油等同水平。也是一种制备相对简单,便于输送储存,安全可靠,低污染的新型清洁燃料[1]。具有较好的发展与应用前景。水煤浆的气化是将一定粒度的煤颗粒及少量的添加剂在磨机中磨成可以泵送的非牛顿型流体,与氧气在加压及高温条件下不完全燃烧,制得高温合成气的技术,以其合成气质量好、碳转化率高、单炉产气能力大、三废排放少的优点一直受到国际社会的关注,我国也将水煤浆气化技术列为“六五”、“七五”、“八五”、“九五”的科技攻关项目。本文基于目前我国水煤浆气化技术的现状,以Texaco气化炉为研究对象,根据对气化炉内流动、燃烧和气化反应的特性分析,将Texaco气化炉膛分成三个模拟区域,即燃烧区、回流区和管流区,分别对各区运用质量守恒和能量守恒方程,建立了过程仿
如何保证气化炉长周期运行 气化炉是煤化工装置的核心和龙头，决定了全系统装置能否长周期、满负荷、安全、稳定地运行，也决定了产品的成本效益。 在调查中了解到，目前煤化工装置运行的无论是干煤粉还是水煤浆煤气化炉，单炉最长连续运行时间都达到了200多天,但各个类型炉型之间依旧有差别。同样是水煤浆气化炉（包含备用炉），有连续运行300多天的，也有连续运行550天的。 业内专家指出，影响气化炉长周期运行的是综合因素，考量的是企业的综合实力，企业应当着重在烧嘴精度、喷嘴与气化炉流场结构、排渣系统的优化设计，提高灰水系统运行周期和保持煤质稳定上下功夫。 优选喷嘴材料和处理工艺 喷嘴是气化炉的核心设备，喷嘴使用寿命是决定气化炉生产周期长短的关键因素，60%的气化炉停车都与喷嘴有关。伊泰煤制油公司总经理刘尚利认为，喷嘴寿命周期在100~150天，到时候必须停下来更换，喷嘴损坏会直接造成气化反应氧碳比失调，使气化炉进料紊乱，甚至引发超温、过氧爆炸等严重事故。因此，除了喷嘴加工精度外，使用中的监控和管理也非常重要的。 华东理工大学洁净煤技术研究所周志杰副教授认为，提高喷嘴的寿命需要对其结构设计优化，煤浆中的固体颗粒对喷嘴材料的磨损很大，应尽量降低煤浆流动速度，还要探索采用耐高温、耐磨材料或者堆焊耐磨合金加热处理工艺制造喷头。 陕西鑫立喷嘴研制开发有限公司技术部部长胡战卜则表示，烧嘴的运行与氧煤比、水煤浆流速等因素有关，要提高烧嘴及气化炉稳定运行周期，今后还应探索外氧气流和水煤浆流的最佳角度结构设计，使喷射结构和角度更合理，达到最好的混合、雾化效果，使水煤浆反应充分，有效气含量提高，煤渣含碳量降低。在运行中为保护烧嘴，有煤化工企业通过在烧嘴前端浇注保温材料，使烧嘴盘管及外头端部与炉内火焰有效隔离，炉内火焰不会直接对冷却水盘管和外喷头进行烧蚀，减少烧嘴外头端部因受热冲击产生的龟裂，消除了冷却水盘管和外头角焊缝处受炉内高温气体的影响引起的热应力损坏，延长了烧嘴使用周期，保障了气化装置的长周期稳定运行。 重视挂渣机理基础研究 神华宁煤集团煤化工公司烯烃公司总工程师黄斌介绍说，干煤粉气流床要实现长周期、稳定、高效运行，取决于煤粉输送系统的稳定性、喷嘴与气化炉流场结构的匹配性以及排渣系统的优化设计。多位业内人士证实，由于气化炉流场、排渣系统优化设计问题，目前运行的粉煤气化炉，部分所排细灰、煤渣的含碳量高达到6%。由于水冷壁炉是“以渣抗渣”，必
13种煤气化工艺的优缺点及比较 我国是一个缺油、少气、煤炭资源相对而言比较丰富的国家，如何利用我国煤炭资源相对比较丰富的优势发展煤化工已成为大家关心的问题。近年来，我国掀起了煤制甲醇热、煤制油热、煤制烯烃热、煤制二甲醚热、煤制天然气热。有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目，这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤加压气化技术作评述，供大家参考。 1、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术 这是目前我国生产氮肥的主力军之一，其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气，要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。从发展看，属于将逐步淘汰的工艺。 2、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术 这是从间歇式气化技术发展过来的，其特点是采用富氧为气化剂，原料可采用8-10mm 粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。 3、鲁奇固定层煤加压气化技术 主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气，不推荐用以生产合成气。 4、灰熔聚流化床粉煤气化技术 中科院山西煤炭化学研究所的技术，2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行，实现了工业化，其特点是煤种适应性宽，可以用6-8mm以下的碎煤，属流化床气化炉，床层温度达1100℃左右，中心局部高温区达到1200-1300℃，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。床层温度比恩德气化炉高100-200℃，所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤，以及石油焦，投资比较少，生产成本低。缺点是气化压力为常
德士古气化炉 TeXaCo(德士古）气化炉 德士古气化炉是一种以水煤气为进料的加压气流床气化工艺。德士古气化炉由美国德士古石油公司所属的德士古开发公司在1946 年研制成功的， 1953年第一台 德士古重油气化工业装置投产。在此基础上， 1956 年开始开发煤的气化。本世纪 70 年代初期发生世界性危机,美国能源部制定了煤液化开发计划，于是，德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛 (Montebello) 研究所建设了日处理 15t 的德士古气化装置，用于烧制煤和煤液化残渣. 目前国内大化肥装置较多采用德士古气化炉，并且世界范围内IGCC电站多采用德士古式气化炉. 典型代表产品我厂制造过的德士古气化炉典型的产品有 : 渭河气化炉、恒升气化炉、神木气化炉、神华气化炉等。 1992 年为渭河研制的德士古气化炉是国际 80 年代的新技术，制造技术为国内先例，该气化炉获1995年度国家级新产品奖。它 的研制成功为化工设备实现国产化，替代进口做出了重要贡献。德士古气化炉是所以第二代气化炉中发展最迅速、开发最成功的一个,并已实现工业化。 一、德士古气化的基本原理 德士古水煤浆加压气化过程属于气化床疏相并流反应，水煤浆通过
喷嘴在高速氧气流的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。氧气和雾状水煤浆在炉 内受到耐火砖里的高温辐射作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的 裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成一氧化碳，氢气 二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气，熔渣和未反应的碳,一起同向流下，离开 反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截流在水中，落入渣 罐，经排渣系统定时排放.煤气和饱和蒸汽进入煤气冷却系统。 水煤浆是一种最现实的煤基流体燃料，燃烧效率达96～99%或更高，锅炉效率在 90％左右,达到燃油等同水平。也是一种制备相对简单,便于输送储存,安全可靠，低 污染的新型清洁燃料［1］.具有较好的发展与应用前景。水煤浆的气化是将一定粒 度的煤颗粒及少量的添加剂在磨机中磨成可以泵送的非牛顿型流体 ，与氧气在加压 及高温条件下不完全燃烧，制得高温合成气的技术,以其合成气质量好、碳转化率 高、单炉产气能力大、三废排放少的优点一直受到国际社会的关注 ，我国也将水煤 浆气化技术列为“六五"、“七五”、“八五"、“九五”的科技攻关项目。 本 文基于目前我国水煤浆气化技术的现状,以TeXaCo 气化炉为研究对象,根据对气化 炉内流动、燃烧和气化反应的特性分析,将TeXaCO 气化炉膛分成三个模拟区域，即 燃烧区、回流区和管流区,分别对各区运用质量守恒和能量守恒方程,建立了过程仿 真模型.该模型 德 士 古气 化 炉
614操作规程 一、岗位任务： 本岗位对气化炉排出的黑水进行闪蒸，回收灰水和热量。 二、管辖范围： 工段的管辖范围是，V1401—V1408、E1401—E1404、P1411E、P1401、P1402、P1406、P1411、P1412、Q1401、渣池及上述设备相关的管道、阀门、调节阀仪表、电动机和其它各种设备所属附件。 三、开车： 大检修后开车： 系统机电仪安装检修完毕，吹扫或清洗干净，气密实验、单体试车及全部仪表调试合格后准备开车。 1．启动真空闪蒸系统： 在气化炉投料前，启动真空闪蒸系统： a．向E1402、E1403、E1404和P1411E供CW；打开换热器CW进出口阀、排气后关闭排气阀； b．打开DW到V1406的截止阀，向V1406供脱盐水； c．当V 1406液位达到50%时，按泵运行规程启动P1412，LICA1408稳定后投自动； d．打开P1411密封水阀、FI14102前阀、打开LV1409前后截止阀，LICA1409投自动，当液位稳定后，停DW； e．由P1401-3/4向V1404送水；打开P1401出口到V1404截止阀，关闭到S1401的截止阀，建立V1404的上塔液位； f．打开LV1404，当上塔液位达到50%时，打开LV1406； g．V1404下塔液位达到50%时，按运行规程启动P1402，打开LV1407前后阀，关闭导淋阀，打开P1402到S1401的截止阀，手动打开LV1407； f．当V1404上塔液位达到50%且上、下塔液位均稳定后，LICA1406、LICA1407投自动； h．按运行规程启动P1411； i．投用PIC1404/PIC1406，打开PV1404前后截止阀，关闭旁路阀，打开PV1406截止阀，逐渐降PICA1406、PICA1404的设定值，直到 PICA1404 -64，24KPa PICA1406 -91，50KPa 如果PICA1404压力不正常，通过N3管线上的放空阀吸入空气；或检查LV1405阀位。V1405液位达到50%时，打开LV1411前后截止阀，LI1411投自动； 当V1404上塔压力稳定后，停止吸入空气，关闭第二道给气阀后，关闭排气阀； 打开LV1408前后截止阀，关闭旁路阀，LICA1408投自动设定50%； j．确认P1402泵送水S1401后，启动P1409加絮凝剂（开车前溶好物料）； k．确认P1406向气化炉供水后，启动P1410给P1406入口管线加分散剂； l．打开P1502给V1408供水截止阀（两道阀，第一道位于P1502出口，第二道位于614框架E1401东北侧）； 2．接通黑回管线
组主要气化工艺及种典型气化炉图文详解 中国耐火材料网 一、气化简介 气化是指含碳固体或液体物质向主要成分为和的气体的转换。所产生的气体可用作燃料或作为生产诸如或甲醇类产品的化学原料。 气化的限定化学特性是使给料部分氧化；在燃烧中，给料完全氧化，而在热解中，给料在缺少的情况下经过热降解。 气化的氧化剂是或空气和，一般为蒸汽。蒸汽有助于作为一种温度调节剂作用；因为蒸汽与给料中的碳的反应是吸热反应（即吸收热）。空气或纯的选择依几个因素而定，如给料的反应性、所产生的气体用途和气化炉的类型。 气化最初的主要应用是将煤转化成燃料气，用于民用照明和供暖。虽然在中国（及东欧）气化仍有上述用途，但在大多数地区，由于可利用天然气，这种应用已逐渐消亡。最近几十年中，气化主要用于石化工业，将各种碳氢化合物流转换成"合成气"，如为制造甲醇，为生产提供或为石油流氢化脱硫或氢化裂解提供。另外，气化更为专门的用途还包括煤转换为合成汽车燃料（在南非应用）和生产代用天然气（）（至今未有商业化应用，但在年代末和年代初已受到重视）。 二、气化工艺的种类 有多种不同的气化工艺。这些工艺在某些方面差别很大，例如，技术设计、规模、参考经验和燃料处理。最实用的分类方法是按流动方式分，即按燃料和氧化剂经气化炉的流动方式分类。 正像传统固体燃料锅炉可以划分成三种基本类型（称为粉煤燃烧、流化床和层燃），气化炉分为三组：气流床、流化床和移动床（有时被误称为固动床）。流化床气化炉完全类似于流化床燃烧器；气流床气化炉的原理与粉煤燃烧类似，而移动床气化炉与层燃类似。每种类型的特性比较见表。
* 如果在气化炉容器内有淬冷段，则温度将较低。 .气流床气化炉 在一台气流床气化炉内，粉煤或雾化油流与氧化剂（典型的氧化剂是氧）一起汇流。气流床气化炉的主要特性是其温度非常高，且均匀（一般高于℃），气化炉内的燃料滞留时间非常短。由于这一原因，给进气化炉的固体必须被细分并均化，就是说气流床气化炉不适于用生物质或废物等类原料，这类原料不易粉化。气流床气化炉内的高温使煤中的灰溶解，并作为熔渣排出。气流床气化炉也适于气化液体，如今这种气化炉主要在炼油厂应用，气化石油原料。 现在，运营中的或在建的几乎所有煤气化发电厂和所有油气化发电厂都已选择气流床气化炉。气流床气化炉包括德士古气化炉、两种类型的谢尔气化炉（一种是以煤为原料，另一种以石油为原料）、气化炉和气化炉。其中，德士古气化炉和谢尔油气化炉在全世界已有部以上在运转。 .流化床气化炉 在一个流化床内，固体（如煤、灰）悬浮在一般向上流动的气流中。在流化床气化炉内，气体流包含氧化介质（一般是空气而非）。流化床气化炉的重要特点（像流化床燃烧器一样）是不能让燃料灰过热，以至熔化粘接在一起。假如燃料颗粒粘在一起，则流化床的流态化作用将停滞。空气作为氧化剂的作用是保持温度低于℃。这表示流化床气化炉最适合用比较易反应的燃料，如生物质燃料。 流化床气化炉的优点包括能接受宽范围的固体供料，包括家庭垃圾（经预先适当处理的）和生物质，如木柴，灰份非常高的煤也是受欢迎的供料，尤其是那些灰熔点高的煤，因为其他类型的气化炉（气流床和移动床）在熔化灰形成熔渣中损失大量能。 流化床气化炉包括高温温克勒（），该气化炉由英国煤炭公司开发，目前由能源有限公司（）销售，作为吹空气气化联合循环发电（）的一部分。在运转的大型流化床气化炉相对较少。流化床气化炉不适用液体供料。 .移动床气化炉 在移动动床气化炉里，氧化剂（蒸汽和）被吹入气化炉的底部。产生的粗燃料气通过固体燃料床向上移动，随着床底部的供料消耗，固体原料逐渐下移。因此移动床的限定特性是逆向流动。在粗燃料气流经床层时，被进来的给料冷却，而给料被干燥和脱去挥发分。因此在气化炉内上下温度显着不同，底部温度为℃或更高，顶部温度大约℃。燃料在气化过程中脱除挥发分意味着输出的燃料气含有大量煤焦油成分和甲烷。故粗燃料气在出口处用水洗来除去焦油。其结果是，燃料气不需要在合成气冷却器中来高温冷却，假如燃料气来自气流反应器，它就需冷却。移动床气化炉为气化煤而设计，但它也能接受其他固体燃料，比如废物。
各种煤气化工艺的优缺点 1、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术 这是目前我国生产氮肥的主力军之一，其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气，要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。从发展看，属于将逐步淘汰的工艺。 2、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术 这是从间歇式气化技术发展过来的，其特点是采用富氧为气化剂，原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。 3、鲁奇固定层煤加压气化技术 主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气，不推荐用以生产合成气。 4、灰熔聚流化床粉煤气化技术 中科院山西煤炭化学研究所的技术，2001 年单炉配套20kt/a 合成氨工业性示范装置成功运 行，实现了工业化，其特点是煤种适应性宽，可以用6-8mm以下的碎煤，属流化床气化炉， 床层温度达1100C左右，中心局部高温区达到1200-1300C,煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。床层温度比恩德气化炉高100-200C，所以可以气化褐煤、低化 学活性的烟煤和无烟煤，以及石油焦，投资比较少，生产成本低。缺点是气化压力为常压，单炉气化能力较低，产品中CH4含量较高（1%-2%，环境污染及飞灰综合利用问题有待进 一步解决。此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。 5、恩德粉煤气化技术 恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉，适用于气化褐煤和长焰煤，要求
德士古气化炉 1.德士古气化炉概况 德士古水煤浆加压气化工艺简称TCGP ,是美国德士古石油公司TEXACO 在重油气化的基础上发展起来的。1945 年德士古公司在洛杉矶近郊蒙特贝洛建成第一套中试装置,并提出了水煤浆的概念,水煤浆采用柱塞隔膜泵输送,克服了煤粉输送困难及不安全的缺点,后经各国生产厂家及研究单位逐步完善,于80年代投入工业化生产,成为具有代表性的第二代煤气化技术。 国外已建成投产的装置有6套，15台气化炉；国内已建成投产的装置有8套，24台气化炉，正在建设、设计的装置还有4套，13台气化炉。已建成投产的装置最终产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、一氧化碳、燃料气、联合循环发电。 我国自鲁南化肥厂第一套水煤浆加压气化装置（2台气化炉）1993年建成投产以来，相继建成了上海焦化厂气化装置（4.0 MPa气化，4台气化炉，于1995年建成投产），渭河化肥厂气化装置（6.5 MPa气化，3台气化炉，于1996年建成投产），淮南化肥厂气化装置（4.0 MPa气化，3台气化炉，于2000年建成投产），金陵石化公司化肥厂气化装置（4.0 MPa气化，3, , , , 台气化炉,于2005年建成投产），浩良河化肥厂气化装置（3.0～4.0 MPa气化，3台气化炉，于2005年建成投产），南化公司气化装置（8.5 MPa气化，2006年建成投产），南京惠生气化装置（6.5 MPa气化，2007年建成投产）等装置。由于我国有关生产厂的精心消化吸收，已掌握了丰富的连续稳定运转经验，新装置一般都能顺利投产，短期内便能连续稳定、高产、长周期运行。并且掌握了以石油焦为原料的气化工艺技术。
几种煤气化技术介绍 煤气化技术发展迅猛，种类很多，目前在国内应用的主要有：传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等，下别分别加以介绍。 一Texaco水煤浆加压气化技术 德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后，发展迅速，目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行，在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。 Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序：将煤、石灰石<助熔剂）、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中，与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆；煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在1300～1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔，冷却除尘后进入CO变换工序，一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水，经泵进入气化炉，另一部分灰水作废水处理。 其优点如下： <1）适用于加压下<中、高压）气化，成功的工业化气化压力一般在 4.0MPa 和6.5Mpa。在较高气化压力下，可以降低合成气压缩能耗。 <2）气化炉进料稳定，因为气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送，所以煤浆的流量和压力容易得到保证。便于气化炉的负荷调节，使装置具有较大的操作弹性。 <3）工艺技术成熟可靠，设备国产化率高。同等生产规模，装置投资少。 该技术的缺点是： <1）因为气化炉采用的是热壁，为延长耐火衬里的使用寿命，煤的灰熔点尽可能的低，通常要求不大于1300℃。对于灰熔点较高的煤，为了降低煤的灰熔点，必须添加一定量的助熔剂，这样就降低了煤浆的有效浓度，增加了煤耗和氧耗，降低了生产的经济效益。而且，煤种的选择面也受到了限制，不能实现原料采购本地化。 <2）烧嘴的使用寿命短，停车更换烧嘴频繁<一般45～60天更换一次），为稳定后工序生产必须设置备用炉。无形中就增加了建设投资。 <3）一般一年至一年半更换一次炉内耐火砖。 二多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术 该技术由华东理工大学洁净煤技术研究所于遵宏教授带领的科研团队，经过20多年的研究，和兖矿集团有限公司合作，成功开发的具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，并成功地实现了产业化，拥有近20项发明专利和实用新型专利。目前在山东德州和鲁南均有工业化装置成功运行。
一：预热水流程： 答：三次水建X-1204—P-2211—203二楼球阀去预热水阀打开—FV-217—大滤网—激冷环—50旁路—去渣池球阀开—X-1204 新系统：LV-1309二次水—X-1303补水—渣池泵—FV-1408—气化炉—预热水风槽—X-1303(渣池) 三：高压煤浆泵的启动步骤： 答：○1开车前的检查。○2水煤浆的工艺端的处理。○3驱动液端的工艺处理。○4确认阀门。○5清水循环。6切换煤浆。 四：高压煤浆泵清水大循环需要确认哪些阀门： 答：1煤浆槽底出口阀关。2煤浆泵入口管线冲洗阀2只打开中间排放阀关闭。3入口管排放阀3只关闭。4关闭泵入口取样阀。5泵出口排放阀2只全关。6煤浆泵至气化炉阀全关。7煤浆泵去气化炉主管线中的冲洗水阀全关（两道）。○8203九楼SBV01（煤浆切断阀）关闭。○9SRV01（九楼煤浆循环阀）打开。○10冲洗SBV01与SBV02之间冲洗水阀关及冲洗SBV01前两道阀全关。○11煤浆槽煤浆限12去煤浆槽冲洗水法全开。○13煤浆循环管线去煤浆槽最后一道阀全关，阀前排放阀全开，并连接软管至203流孔板旁路全关（两只）。○ 渣池地沟。 五：高压煤浆泵的巡检内容： 答：1观察泵进出口阀的压力。2润滑油驱、动液的油位，润滑油泵驱动液泵运行正常，进出口隔膜缓冲压力，电气、仪表设施是否正常，仪表空气压力是否正常。 六：捞渣机的巡检内容： 答：电机温度、电流是否正常。液压系统油位、链轮冲洗水、刮板及链条、捞渣机减速箱、轴承、油位、液位及刮料情况。 七：冲洗小滤网的步骤： 答：1确认备用小滤网冲洗水阀导淋阀关闭。2缓慢打开备用小滤网前后球阀，确认小滤网压差下降。3中控监视FTC217/267/317流量3缓慢关闭小滤网的入口阀同时与总控联系激冷水的流量是否正常。4关小滤网的出口阀、关小滤网的前后球阀。5缓慢打开泄压阀，泄至常压缓慢打开冲洗水阀冲洗泄压阀。6打开小滤网清洗。7清洗完后回装打开前后球阀。8打开冲洗水给小滤网冲压。9关冲洗水阀。 10做备用小滤网交接 八：冲洗大滤网的步骤： 答：1冲洗前总控确认FV212/激冷室黑水进高压闪蒸罐手动调节正常，确认气化炉合成气出口温度正常，高压灰水和冷凝液正常。2总控联系仪表人员把进入气化炉连锁的液位设旁路或打假信号。3总控确认气化炉液位正常。4与总控联系缓慢打开大滤网旁路阀。5缓慢关闭大滤网进出口阀，确认激冷水正常。6缓慢打开大滤网倒淋阀，泄压速度<0.1mpa/min，慢开冲洗水阀，冲洗3~10min。8关闭倒淋阀，微开冲洗水阀冲压至3.0mpa，缓慢打开大滤网进出口阀。9缓慢关闭大滤网旁路阀，同时关注激冷水流量。10冲洗结束。 九：冲洗水流程： 答：新系统：冲洗水槽——冲洗水泵→澄清槽底流泵管线冲洗 →煤浆制备管线 →煤浆槽搅拌器外停煤浆冲洗管线 →冲洗煤浆管线与煤浆循环管线 →冲洗高压煤浆泵进出口管线
德士古气化炉的优缺点 淮化“”工程是于年建成投产的一套年产万吨合成氨并加工成万吨尿素的生产装置, 它由空分、气化、净化、合成、尿素等几个工序组成, 其中气化是制备合格煤气的工序, 采用的是最新一代德士古水煤浆加压气艺技术。该是美国德士古石油公司受重油气化的启发, 于年首先开发的煤气化工艺, 后经前西德鲁尔煤鲁尔化学公司在磨煤、热回收方面的进一步改进, 以及日本对系统关键进行合理改造后, 逐步形成比较完善的煤气化工艺。相继在美国、德国、日本等地建成了多套工业性示范及工业化生产装置, 其系统工艺技术已基本成熟。淮化公司的气化装置由磨煤、低压煤浆、煤浆槽、高压煤浆泵、气化炉、收排渣系统、洗气系统及渣水系统组成。投产年来, 总体运行情况良好, 同时也暴露出一些。在此之前, 国内的上海焦化厂、山东鲁南化肥厂、陕西渭河化肥厂等企业都先后建成投产了多套类似的煤气化装置。虽然在煤浆制备、操作压力及装置能力等方面存在小的差异, 但核心技术基本相同。根据公司六年来的使用实践, 结合国内其它兄弟单位的使用经验以及国外的相关资料, 总结出德士古水煤浆加压气化工艺技术相对于传统的固定床、流化床等气化工艺, 具有如下优点: ( ) 煤种适应性广。德士古气化工艺可以利用次烟煤、烟煤、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) , 同时因煤最终要磨制成水煤浆,故不受煤的块度大小限制。原设计为河南义马煤, 但在近几年煤炭市场紧俏的情况下, 我们经常掺烧山东、陕西等地的煤种, 经过局部的工艺调节, 同样能够平稳运行。 ( ) 连续生产性强。气化炉的原料———煤浆、氧气的生产是连续的, 因此也就能够连续不断地进入气化炉。排渣经排渣系统固定程序控制, 不需停车, 气化开停少, 系统操作稳定。迄今单炉连续稳定运行最长已达天。 ( ) 气化压力高。气化炉内的高压, 首先是相同质量的产品气大幅度
气化炉维护检修规程 1总则 1.1适用范围 本规程适用于山东华鲁恒升化工股份有限公司 A气化炉及B/C气化炉的维护检修。 1.2设备概述 气化炉为华鲁恒升大氮肥国产化装置中核心设备之一，用于水煤浆的加压气化，为合成氨或甲醇生产提供粗原料气。我公司采用的气化炉分为两种类型：一种为西北化工研究院的专有技术（B/C气化炉，类似于德士古气化炉）；另一种为华东理工大学的专有技术（A气化炉，为四烧嘴对撞式，具有自主知识产权）。 1.3设备结构与技术性能简介 1.3.1设备结构 A气化炉和B/C气化炉均由燃烧室和激冷室组成。 燃烧室内衬耐火材料，就燃烧室筒体来说，从内到外依次为热面砖、背衬砖、隔热砖和可压缩层（膨胀材料）。衬里材料结构为：炉膛基本为竖向直筒；上面为球形拱顶；下面为收缩的渣口结构，即锥底。在使用中蚀损最严重的部位是向火面砖。 A气化炉和B/C气化炉在结构上的主要区别有： a）A气化炉安四个烧嘴，在炉子侧面即燃烧室筒体上水平对置安装， A 气化炉开车时在炉子顶部安装预热烧嘴，正常生产时炉子顶部用堵头堵死； B/C气化炉只一个烧嘴，在炉子顶部朝下安装，开车时预热烧嘴也安装在 此。 b）A气化炉在激冷室只有下降管没有上升管，而设置了气泡分离器；B/C 气化炉既有下降管也有上升管，没有设置气泡分离器。 1.3.2技术参数与性能 A气化炉和B/C气化炉的介质均为02、H2、CO、C02、H2O、H2S、N2和炉渣，工作压力均为6.5MPa,燃烧室工作温度均为1450C，激冷室工作温度均为252°C。 单炉日处理煤量A气化炉比B/C气化炉略高。另外，A气化炉产生的气化气中有效气体成分（CO+ H2）含量高。 1.4设备完好标准
德士古气化炉闭式升温烧嘴（Z1302A/B/C）系统 一、总则 本方案规范阐述了预热烧嘴的作用、形式以及工艺条件。 预热烧嘴的加工方法以及管道、管件的使用压力等级和材料选用，均需依据有关压力容器制造规范。 二、流程说明 在开车时，气化炉升温阶段用预热烧嘴（Z1302A/B/ C）临时替换工艺烧嘴（Z1301A/B/C），用石油液化气作燃料，空气辅助燃烧，对气化炉进行升温。用蒸汽驱动开工抽引器（J1301A/B/C）,使气化炉内形成微负压，蒸汽和燃烧后的尾气经过开工抽引器（J1301A/B/C）后排入大气。 气化炉投料时要求的最低炉温为1000℃。如果气化炉投料前炉温降至1000℃以下进行，气化炉投料会对气化炉耐火材料造成过度“热震击”，避免出现投料不成功的情况，气化炉炉温在1000℃以上时投料。 三、设备、工艺条件数据表 INCONEL-600产品产地：/德国/日本 主要成分：77Ni-16Cr -6Fe INCONEL 600的高镍成分使合金具有非常强的抗氯化物应力裂变腐蚀能力，以及在还原状态下可维持其高耐蚀性及在碱溶液中亦具有很强的耐腐蚀能力。同时因含铬，所以在氧化性环境下耐腐蚀性更胜纯镍。 INCONEL600是一种镍基合金，是Ni-Cr-Fe合金系列的代表性材料，其成分大致为Ni75%，Cr16%，Fe8%。Inconel 600的力学性能与普通奥氏体304相近 镍合金:又称蒙乃尔合金，是一种以金属镍为基体添加铜、铁、锰等其它元素而成的合金。蒙乃尔合金耐腐蚀性好,呈银白色,适合作边丝材料。蒙乃尔合金的用途蒙乃尔400合金的组织为高强度的单相固溶体,它是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。 一、工艺烧嘴（Z0402） ① 结构说明 a．所有与氧气接触的部件材质选用Inconel600不锈钢。 b．烧嘴加工方法以及管道和管件主要使用压力等级，依据有关压力容器制造规范。 c．所有螺栓孔跨在中心线上。 d．烧嘴装运前，烧嘴所有表面用三氯乙烷进行彻底脱脂。 e．烧嘴水压试验依据施工规范。 f．所有焊缝依据施工规范进行测试。 g．所有配管及管件采用无缝管。 h．装配法兰下方的烧嘴部件必须能够放入内径为320mm的耐火材料炉颈部。 1文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.
煤气化工艺流程（德士古气化炉）
煤气化工艺流程 一、 制浆系统 1、系统图 2、工艺叙述 由煤贮运系统来的小于 10mm 的碎煤进入煤贮斗后， 经煤称量给料机称量送入磨 机。 30%的添加剂由人工送至添加剂溶解槽中溶解成 3%的水溶液， 由添加剂溶解槽 泵送至添加剂槽中贮存。 并由添加剂计量泵送至磨机中。在添加剂槽底部设有蒸汽盘 管,在冬季维持添加剂温度在 20--30?，以防止冻结。
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工艺水由研磨水泵经磨机给水阀来控制送至磨机。煤、工艺水和添加剂一同送入 磨机中研磨成一定粒度分布的浓度约 59%-62%合格的水煤浆。水煤浆经滚筒筛滤去 3mm 以上的大颗粒后溢流至磨机出料槽中，由磨机出料槽泵送至煤浆槽。磨机出料槽和煤 浆槽均设有搅拌器，使煤浆始终处于均匀悬浮状态。 二、气化炉系统 1、系统图 2、工艺叙述 来自煤浆槽浓度为 59%-62%的煤浆，由煤浆给料泵加压，投料前经煤浆循环阀循 环至煤浆槽。投料后经煤浆切断阀送至德士古烧嘴的内环隙。
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空分装置送来的纯度为 99.6%的氧气经氧气缓冲罐，控制氧气压力为 6.0~6.2MPa，在准备投料前打开氧气手动阀，由氧气调节阀控制氧气流量经氧气放空 阀送至氧气消音器放空。投料后由氧气调节阀控制氧气经氧气上、下游切断阀送入德 士古烧嘴。
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水煤浆和氧气在德士古烧嘴中充分混合雾化后进入气化炉的燃烧室中，在约 4.0MPa、1300?条件下进行气化反应。生成以 CO 和 H 为有效成份的粗合成气。粗 25PCzVD7HxA 合成气和熔融态灰渣一起向下，经过均匀分布激冷水的激冷环沿下降管进入激冷 室的水浴中。大部分的熔渣经冷却固化后，落入激冷室底部。粗合成气从下降管和导 气管的环隙上升，出激冷室去洗涤塔。在激冷室合成气出口处设有工艺冷凝液冲洗 水，以防止灰渣在出口管累积堵塞，并增湿粗合成气。由冷凝液冲洗水调 jLBHrnAILg 3 节阀控制冲洗水量为 23m/h。 激冷水经激冷水过滤器滤去可能堵塞激冷环的大颗粒，送入位于下降管上部的激 冷环。激冷水呈螺旋状沿下降管壁流下进入激冷室。
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激冷室底部黑水，经黑水排放阀送入黑水处理系统，激冷室液位控制在 50--55%。在开车期间，黑水经黑水开工排放阀排向真空闪蒸罐。
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在气化炉预热期间，激冷室出口气体由开工抽引器排入大气。开工抽引器底部通 入蒸汽，通过调节预热烧嘴风门和抽引蒸汽量来控制气化炉的真空度，气化炉配备了 预热烧嘴。
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三、合成气洗涤系统 1、系统图 2、工艺叙述 从激冷水浴出来饱和了水汽的合成气进入文丘里洗涤器，在这里与激冷水泵 送出的黑水混合，使合成气夹带的固体颗粒完全湿润，以便在洗涤塔内能快速除 去。
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1.3.2技术参数与性能气化炉维护检修规程 1总则 1.1适用范围 本规程适用于德士古气化炉的检修周期与内容、检修与质量标准、试车与验收、维护与故障处理。 1.2设备概述 气化炉是我公司气化装置中核心设备之一，用于水煤浆的加压气化，为甲醇生产提供粗原料气。 1.3设备结构与技术性能简介 1.3.1设备结构 气化炉呈圆筒状，顶部有烧嘴安装口，底部连接破渣机，主要由燃烧室和激冷室组成，燃烧室为氧气和水煤浆的燃烧反应提供了空间，而激冷室则是对反应后的气体和熔渣进行了激冷和分离。 a)燃烧室壳体的主材为SA387Gr11CL2，内衬耐火砖，耐火砖从内到外 依次为向火面砖、背衬砖、隔热砖和可压缩层（膨胀材料）。炉膛顶部 为球形拱顶；中间为竖向直筒状；下部为收缩的渣口结构，即锥底。 壳体表面遍布测温点。 b)激冷室壳体主要采用SA387Gr11CL2+316L复合板卷制而成，内部主 要由激冷环、水环管和抽引管等组成。人孔开于下部。
总高mm20050净重t252 2检修周期和检修内容 2.1检修周期 检修周期可适当调整。中修主要根据气化炉实际运行状况，比如激冷水、炉砖情况或突发性状况等，而当筒体和拱顶向火面炉砖烧损至1/2厚度或壳体局部变形时，则必须安排大修。 2.2检修内容 2.2.1小修 a.处理日常检查中发现的不需要停车处理的问题，如消除漏点、检修或更换部分管路、阀门或仪表，加固管道支撑等； b.设备、管道的防腐、保温的修补； c.检查完善防静电接地。 2.2.2中修 a.包括小修内容； b.清理激冷水管路，包括外环管、弯管和激冷环等； c.检查耐火砖表面烧损情况，特别是渣口砖，有无剥落掉块等现象，必要时进行修补或更换； d.检查激冷环、水环管和抽引管等内件，有无穿孔、腐蚀、龟裂、变形等情况，若有则必须调正、修复、补焊甚至更换； e.激冷环与水环管的四周环隙是否均匀，有无异物堵塞，并疏通下降管平衡孔； f.检查抽引管的支撑、水环管的定位板是否牢靠，必要时进行修复； g.检查修复大法兰的密封面及高压螺栓、螺母或螺孔； h.检查、调校或更换测温热电偶、仪表联锁、自动调节装置及现场液位计，并冲洗流量计的导压管； i.进行压力容器年度检验。 2.2.3大修
煤气化工艺流程（德士古气化炉） 煤气化工艺流程 一、制浆系统 1、系统图 二.、 ■-——一 1 ' — 輛”：牛 卜阳⑥乱一 一詡炸一小 s ------ 酬加| 2、工艺叙述 由煤贮运系统来的小于10mm 勺碎煤进入煤贮斗后， 经煤称量给料机称量送入 磨机。30%的添加剂由人工送至添加剂溶解槽中溶解成 3%勺水溶液， 由添加剂溶 解槽泵送至添加剂槽中贮存。 并由添加剂计量泵送至磨机中。在添加剂槽底部设 有蒸汽盘管，在冬季维持添加剂温度在20--30?，以防止冻结。 工艺水由研磨水泵经磨机给水阀来控制送至磨机。煤、工艺水和添加剂一同送 入磨机中研磨成一定粒度分布的浓度约 59%-62治格的水煤浆。水煤浆经滚筒筛滤 去3mm 以上的大颗粒后溢流至磨机出料槽中，由磨机出料槽泵送至煤浆槽。磨机出 料槽和煤浆槽均设有搅拌器，使煤浆始终处于均匀悬浮状态。 2、工艺叙述 来自煤浆槽浓度为59%-62%勺煤浆，由煤浆给料泵加压，投料前经煤浆循环阀 循环至煤浆槽。投料后经煤浆切断阀送至德士古烧嘴的内环隙 空分装置送来的纯度为99.6%的氧气经氧气缓冲罐，控制氧气压力为 6.0~6.2MPa ，在准 、气化炉系统 1、系统图 1滋冷重一
备投料前打开氧气手动阀，由氧气调节阀控制氧气流量经氧气放空阀送至氧气消音器放空。投料后由氧气调节阀控制氧气经氧气上、下游切断阀送入德士古烧嘴。 水煤浆和氧气在德士古烧嘴中充分混合雾化后进入气化炉的燃烧室中，在约 4.0MPa 1300?条件下进行气化反应。生成以CO和H为有效成份的粗合成气。粗2 合成气和熔融态灰渣一起向下，经过均匀分布激冷水的激冷环沿下降管进入激冷室的水浴中。大部分的熔渣经冷却固化后，落入激冷室底部。粗合成气从下降管和导气管的环隙上升，出激冷室去洗涤塔。在激冷室合成气出口处设有工艺冷凝液冲洗水，以防止灰渣在出口管累积堵塞，并增湿粗合成气。由冷凝液冲洗水调 3节阀控制冲洗水量为23m/h。 激冷水经激冷水过滤器滤去可能堵塞激冷环的大颗粒，送入位于下降管上部的激冷环。激冷水呈螺旋状沿下降管壁流下进入激冷室。 激冷室底部黑水，经黑水排放阀送入黑水处理系统，激冷室液位控制在50--55%在开车期间，黑水经黑水开工排放阀排向真空闪蒸罐。 在气化炉预热期间，激冷室出口气体由开工抽引器排入大气。开工抽引器底部通入蒸汽，通过调节预热烧嘴风门和抽引蒸汽量来控制气化炉的真空度，气化炉配备了预热烧嘴。 三、合成气洗涤系统 1、系统图 2、工艺叙述 从激冷水浴出来饱和了水汽的合成气进入文丘里洗涤器，在这里与激冷水泵 送出的黑水混合，使合成气夹带的固体颗粒完全湿润，以便在洗涤塔内能快速除去。 水蒸汽和合成气的混合物进入洗涤塔，沿下降管进入塔底的水浴中。合成气向上穿过水层，大部分固体颗粒沉降到塔底部与合成气分离。上升的合成气沿下降管和导气管的环隙向
一、德士古(TEXACO)气化法 德士古气化法是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺。德士古气化炉由美国德士古石油公司所属的德士古开发公司在1946年研制成功的。1953年第一台德士古重油气化工业装置投产。在此基础上，1956年开始开发煤的气化。本世纪70年代初期发生世界性能源危机，美国能源部制订了煤液化开发计划，于是，德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛(Moutebello)研究所建设了日处理15t的德士古气化装置，用于试烧煤和煤液化残渣。 联邦德国鲁尔化学公司(Ruhrchemie)和鲁尔煤炭公司l(R1flhrkohie)取得德士古气化专利，于1977年在奥伯豪森一霍尔顿(Oberl!fausezi-Hoiten)建成目处理煤150t的示工厂。此后，德士古气化技术得到了迅速发展。目前国外共有一套中试装置，三套示装置和四套生产装置，见下表。除这些已建成的装置外，还有一些装置在设计或计划之中。 德士古气化炉是所有第二代气化炉中发展最迅速、开发最成功的一个，并已实现工业化。 (一)德士吉气化的基本原理和德士古气化炉 德士古水煤浆加压气化过程属于气流床疏相并流反应。德士吉气化炉的结构如下图所示。
水煤浆通过喷嘴在高速氧气流的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。氧气和雾状水煤浆在炉受到耐火衬里的高温辐衬作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成以一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气、熔渣和未反应的碳，一起同流向下离开反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截留在水中，落入渣罐，经排渣系统定时排放。煤气和饱和蒸气进入煤气冷却净化系统。 气化炉是一直立圆筒形钢制受压容器，炉膛壁衬以高质量的耐火材料，以防止热渣和热粗煤气的侵蚀。气化炉近于绝热容器，其热损失非常低。蒙特贝洛中试用气化炉直径1.5m，高6m，操作压为在2.07~8.27MPa。 德士古气化炉部无结构件，维修简单，运行可靠性高。 气化炉的主要反应如下： CmHn + (m+n/4)O2 = mCO2 + n/2H2O CmHn = (m-1)C + CH4 + (n-4)/2H2 CH4 = C + 2H2 C + H2O(g) = CO + H2 CH4 + H2O(g) = CO + 3H2 C + CO2 = 2CO CO + H2O(g) = C02 + H2 (二)工艺条件