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水煤浆气化工艺几个技术短板问题的探讨摘要：在近年的煤炭能源发展过程中其技术趋于加压化煤气化方向发展。
水煤浆气化技术具备工艺简单、对环境无污染、适应多类煤种、生产率高、气化压力高、高质量合成质量好优势。
对水煤浆气化技术的应用和优势进行了分析研究，阐明了我国大力发展水煤浆气化技术的必要性。
关键词：水煤浆气化；短板问题；分析研究1、简述水煤浆加压气化技术的工艺优势加压水煤浆气化工艺具有煤质要求低、原煤种类多等优势，容易获取水煤浆工艺化工生产的原料，更好地实现水煤浆的气化，满足煤炭化工的生产需要。
水煤浆气化工艺设备为氨合成和甲醇合成提供了技术条件，并且可以确保设备持续平稳的运行。
可以通过废热锅炉及激冷实现系统的热能利用，实现转换热能，需要配置额外的设备。
加压水煤浆气化工艺是一种环保技术措施，可减少有害尾气排放，避免对环境造成废气污染。
明显缺点是实现气化率必须使用低灰煤，否则必须添加助熔剂。
另外，还存在较低碳转化率，较低有效组分，对有效气体的消耗量较大。
气化炉使用的耐火砖寿命周期短，工艺喷嘴必须及时修理或更替的不足，严重影响水煤浆气化技术工艺措施的实施。
在实施加压水煤浆气化技术时，气化炉使用的耐火砖优先选择适宜的耐火材料，确保化炉使用周期的延长，水煤浆的原料优先考虑低灰煤，以保证气化炉的稳定运行，确保实现预期气化效率。
2、简述加压水煤浆气化工艺优化技术的措施基于提升加压水煤浆技术气化工艺的气化效率，对影响气化过程中工作效率的因素的分析很有必要。
通过相应的技术方案，加强管控加压气化工艺流程，实现低耗损，高产率的目标。
2.1优化原煤质量煤的压力处理要求优质原煤，并必须使用高效环保的煤处理技术方案，促进原煤适应性的提高。
衡量气化效果的技术之一是灰分含量，含量越低，获得的气化效率越高。
只有当灰的粘度达到设计标准，且内水含量较低时，才能生产出合格的水煤浆，确保后期生产工艺原料的高效性。
压力气化技术要求较高的碳转化率，才能保证形成水煤气的性能稳定，以满足化工企业的生产需要，从而提高生产有效气体的效率，降低耗氧量和耗煤量。
水煤浆加压气化工艺具有很多优点，但是影响水煤浆气化工艺的因素也有很多。
因此，我们在进行水煤浆气化生产时需要不断的对其工业技术进行优化，使得产出的有机气体和可用化工原料不断增多。
水煤浆气化反应的主要场所是在气化炉内，因此我们需要对气化炉的使用状态进行优化，提升反应效率。
一、水煤浆加压气化工艺的优劣势水煤浆加压气化工艺对原煤的质量没有太多的要求，水煤浆气化工艺对原煤的有较强的适应性，能够进行水煤浆气化的原煤品种较多，这对于化工生产来说在寻找水煤浆气化原煤方面有很大的优势，可以很大程度上满足化工生产所需。
水煤浆气化的产物多以合成氨和甲醇气体为主，技术工艺较为成熟能够持续稳定的进行反应。
而水煤浆气化工艺的热能利用，可以通过与蒸汽锅炉相连接进行热能置换。
水煤浆气化工艺所产生的尾气排放量较低，给环境造成的污染较小，属于清洁型加工技术。
水煤浆加压气化技术工艺的劣势主要体现在气化所用的燃煤最好是可燃的低灰煤，否则在气化过程中气化炉中添加助燃剂。
另外一个问题就是原煤中碳的转化率比较低，所产生的有效气体损耗量较大。
水煤浆加压气化炉由于产时间在高温环境下工作，其使用寿命短。
二、影响水煤浆加压气化工艺的因素水煤浆加压气化工艺从本质上看是一个燃烧放热的过程，在这个环节中水煤浆的制备是基础环节，所制备的水煤浆质量好坏直接会影响到气化效率。
如果制备的水煤浆浓度达不到气化要求，则会增加氧气的用量；如果水煤浆制备的浓度较高，将会导致无法充分雾化，碳的转化率较低。
水煤浆颗粒度达不到标准会加速气化炉的损耗，使得气化炉使用寿命大大降低。
影响水煤浆制备质量的因素也很多，原煤的特性，其中原煤中可溶解成分及其颗粒直径大小对水煤浆的浓度有着很大的影响。
在制备水煤浆时一般要求含水量和含灰量较低，原则上讲品质好的原煤才会制备出高质量的水煤浆。
但是，对于品质不好的原煤，在制备水煤浆时向其中添加适当的添加剂，也会在一定程度上提升水煤浆的制备质量。
这要根据原煤的特性，来确定添加不同的添加剂，从而保证水煤浆的浓度更加符合气化反应要求。
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，由于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）由于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。
水煤浆加压气化装置的技术改进郑宝祥程光旭国蓉(西安交通大学环境与化工学院，陕西西安,710049) 2005-01-16水煤浆加压气化工艺是美国德士古公司在重油气化工艺的基础上开发的具有代表性的第2代气化技术。
因其煤种适应性广，生产连续性强，热量回收合理，可以高压运行，单炉生产能力大，压缩功耗及能耗低，环境污染少等优点倍受世界各富煤国的青睐。
本文主要总结渭河煤化工集团有限责任公司水煤浆加压气化装置的运行状况及技术改进措施，研究和分析影响装置稳定运行的主要因素，对拟建、在建装置在工艺选择、工程设计、项目建设和操作运行都会有较好的借鉴作用。
1装置流程介绍1.1 流程介绍原煤经煤称重给料器送入磨煤机。
助溶剂通过石灰石给料机、石灰石螺旋输送机送入磨机中，以改善煤浆中灰渣的流动性。
添加剂经计量泵送入磨机，以改善煤浆的流动性。
水经计量送入磨机中。
这些物料在磨机中通过磨棒的研磨，再通过滚筒筛滤去大颗粒后，煤浆进入磨机出口槽，最后合格煤浆经磨机出口槽泵送入大煤浆槽。
煤浆槽中的煤浆经高压煤浆给料泵送入气化炉顶部的德士古烧嘴，空分工段来的高压氧经缓冲后进入烧嘴的中心管和外环隙。
在炉膛的高温条件下，煤浆与氧气在气化炉燃烧室内发生部分氧化反应，生成以CO、H2、CO2、H2O(汽)为主要成分的粗合成气。
该合成气经激冷室冷却洗涤后，再经喷嘴洗涤器进入碳洗塔，经碳洗塔下部(侵入式)、上部(冲击式塔盘)洗涤后，干净的工艺气送入变换工号。
激冷室的粗渣经破渣机破碎后送入锁渣罐，锁渣罐卸压排出的渣经捞渣机送至汽车，拉出厂外，碳洗塔及激冷室排放的黑水送入灰水处理工号。
从气化炉和碳洗塔来的黑水进入高压闪蒸罐，高压闪蒸罐顶部气体送灰水加热器冷凝，底部分离出的固体和液体送入低压闪蒸罐。
低压闪蒸罐顶部闪蒸气送往碳洗塔给料槽，底部排出的固体和液体送进真空闪蒸上塔。
真空闪蒸上塔顶部闪蒸气去高位真空冷凝器，上塔底部的液体和夹带的固体进入下塔。
真空闪蒸下塔顶部闪蒸气去低温真空冷凝器，底部的固体和液体经泵加压与絮凝剂混合后进入沉淀池。
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。
煤制合成气技术比较煤制合成气技术比较Texaco水煤浆气化、Shell粉煤加压气化和GSP气化技术都是典型的洁净煤气化技术，各有特点，各企业在改造或新建时应根据煤种、灰熔点、装置规模、产品链设定和投资情况进行合理选择。
下面就上述气化技术及其选择和使用情况进行分析和评价，供大家参考。
1、Shell气流床加压粉煤气化该工艺在国外还没有用于化肥生产的成功范例。
中石化巴陵分公司是第一家引进该技术用于化肥原料生产的厂家。
到目前为止，国内已先后有18家企业引进了此项技术(装置)。
但该工艺选择的是废锅流程，由于合成原料气含有的蒸汽较少，3.0MPa下仅为14％；因此用于生产合成氨后续变换工序要补充大量的水蒸气，用于甲醇生产也要补充一部分水蒸气于变换工序，工艺复杂，也使系统能量利用不合理。
湖北双环科技股份有限公司是第一家正式投运的厂家，于2006年5月开始试车。
据反映，试车期间曾发生烧嘴处水冷壁烧漏，输煤系统不畅引发氧煤比失调、炉温超温，渣口处水冷壁管严重腐蚀，水冷液管内异物堵塞和烧嘴保护罩烧坏等问题。
引进该技术的项目投资大。
2006年5月贵州天福与Shell签约，气化岛规模为每小时17.05万m3CO+H2，投资9.7亿元人民币，为同规模水煤浆气化岛投资的1.8倍。
气化装置设备结构复杂，制造周期长。
气化炉、导管、废锅内件定点西班牙、印度制造，加工周期14～18个月，海运3个月；压力壳可国内制造，但材料仍需进口，周期也较长；设备、仪表、材料的国产化率与水煤浆气化相比差距比较大。
建厂时间长(3～5a)，将使企业还贷周期长，财务负担加重。
2001年与Shell签约的中石化巴陵分公司、湖北双环、柳州化工股份有限公司只有双环于2006年5月试车；2003年与Shell签约的中石化湖北化肥分公司、中石化安庆分公司、云天化集团公司、云维集团沾化分公司只有安庆于2006年10月开始煮炉。
Shell气化装置没有化工生产成熟应用为依托，消化掌握需要经历较长时间。
对水煤浆加压气化工艺技术的评述章荣林（中国天辰化学工程公司，天津 300400） 2006-11-171 水煤浆加压气化工艺技术的现状水煤浆加压气化是美国德士古公司开发并应用于工业化生产的。
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7套，21台气化炉；正在建设、设计的装置还有4套，13台气化炉。
这些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，各装置自建成投产后，一直连续稳定、长周期运行。
该工艺技术的专利许可证费已有大幅度降低，装备国产化率已达90%以上，由于国产化率高，装置投资相应降低。
一套投煤量500 t/d，气化压力为4.0MPa的气化炉系统投资约7000万元。
一套投煤量1000t/d，气化压力为4.0MPa的气化炉系统投资约11000万元。
一套投煤量750t/d，气化压力为6.5MPa的气化炉系统投资约9000万元。
近年来国内有关大专院校和科研单位还开发了具有自主知识产权的水煤浆气化工艺技术。
华东理工大学开发的多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术，西北化工研究院开发的多元料浆加压气化技术，都各有其特点。
2 特点及优点（1）水煤浆气化对煤质的适应性较广。
烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点劣质煤、石油焦等均能用作气化原料。
气化温度一般比在还原性气氛下的灰熔点T4高50～100℃，由于耐火砖衬里承受高温抗渣的限制，一般要求煤的灰熔点在还原性气氛下T4＜1300℃。
气化温度下的煤灰粘度要求在25~40Pa.s之间，且变化平稳。
对较高灰熔点的煤，也可以采用高灰熔点煤与低灰熔点煤混配煤或加石灰石作助熔剂以降低灰熔点的办法来解决。
原料煤中含氯、氟等卤素低一些比较好，否则在气化及后续系统的设备、管道选材上需要特别注意。
原料煤的成浆性必须作实验室试验，成浆性好的煤，其煤浆流动性能好，气化用的氧气消耗少。
要求制成水煤浆的煤浆浓度在60%以上。
影响制成高浓度水煤浆的一个重要因素是原料煤的内在水分，要求内在水分低于10%，否则制不成高浓度的水煤浆。
