德士古煤气化工艺和炉型的选择

德士古气化工艺流程
德士古天然气田位于新疆博尔塔拉蒙古自治州,是我国迄今发现的单一气田储量最大的气田之一。

德士古气田的开发利用面临挑战,其中之一是天然气中的乙硫醇(2)含量较高,需要进行脱硫处理。

为实现德士古气的高效利用,设计了以下气化工艺流程:
1. 预处理:原料气先进入氨洗涤塔,用少量的氨水吸收天然气中的2和2。

2. 脱硫:脱除大部分2。

预处理后的天然气进入克劳斯反应器,在催化剂和温度的条件下,2与2发生克劳斯反应生成元素硫。

硫通过过滤分离后回收。

3. 脱碳:进一步除去残余2。

气体进入氨-甲醇混合液洗涤塔,2被吸收液吸收。

富氨溶液进入再生塔释放2,2通过压缩回收,氨溶液循环利用。

4. 脱水:天然气进入分子筛脱水塔,去除气体中的水分。

5. 气化工艺:干燥的天然气进入改造的燃气轮机进行发电,余气进入甲烷汽提装置提纯甲烷。

提纯后的甲烷可用于合成氨、甲醇等下游产品。

6. 尾气处理:生产过程中的尾气和废气,经收集后送入燃烧炉销毁处理。

以上是德士古气化工艺的简要流程,通过对天然气的预处理、脱硫、
脱碳、脱水等步骤,实现天然气的综合高效利用。

德士古气化炉工艺-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII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的示范工厂。

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，三套示范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内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，炉膛内壁衬以高质量的耐火材料，以防止热渣和热粗煤气的侵蚀。

德士古煤气化技术及工艺流程德士古公司Texaco Inc德士古公司1902年成立于美国得克萨斯州的休斯敦，原名为得克萨斯公司，1959年改为Texaco(德士古)。

德士古公司是世界著名的跨国石油公司之一，主要从事石油和天然气的勘探、生产、炼制、运输和销售。

德士古的几个主要子公司情况如下：德士古美国公司(TEXACO U.S.A.)负责在美国的勘探、生产、炼制以及石油和油品的运输和销售。

德士古欧洲公司(TEXACO.EUROPE)负责在欧洲国家的勘探、生产、提炼和销售业务。

德士古中东/远东公司(TEXACO MIDDLE EAST FAR EAST)负责在沙特和印尼及该地区其他一些产油国的原油生产与供应活动。

加德士石油公司(Caltex Petroleum Corp.)负责在亚洲、东非及环太平洋地区55个国家的石油加工和销售业务，是德士古与谢夫隆公司的合资公司，德士古拥有加德士公司50%的股份。

加德士公司的炼油和销售活动遍及60多个国家，主要分布在苏伊士以东地区。

Texaco德士古煤气化技术Texaco-德士古煤气化技术的气化炉主要结构是水煤浆单喷嘴下喷式，大部分是采用水激冷工艺流程，但在IGCC发电项目的，也采用废锅流程。

单炉容量目前最大可达日投煤量2000吨，操作压力大多采4MPa、6.5MPa，少数项目也已达到8.4MPa。

中国引进德士古煤气化技术最早的是山东鲁南化肥厂，于1993年投产，目前已有十来家使用德士古煤气化技术。

有着30年应用经验的德士古煤气化技术在中国应用也十几年了，是较成熟的煤气化技术。

从技术的掌握和操作的熟练，设备的国产化和配套的耐火材料的制造都有较大优势。

德士古煤气化技术的主要优点是水煤浆带来的，即较容易把压力升上去。

如南化的气化炉压力达到了8.4MPa，这样就可能实现不需压缩直接合成甲醇，节省了压缩能耗。

德士古煤气化技术的缺点也跟水煤浆有关，水煤浆中含有40%的水，使它的热值降低。

德士古水煤浆气化炉简介德士古水煤浆气化炉一、简介我国石油和化学工业在快速发展的同时，正面临着资源、能源和环境等多重压力”。

由于我国石油和天然气短缺，煤炭相对丰富的资源特征，加之国际油价的持续高位运行状态，煤炭在我国的能源和化工的未来发展中所处的地位会变得越来越重要。

目前，煤炭在我国的能源消费比重不断加大，用于发电和工业锅炉及窑炉的比例大约为70%左右，其余主要是作为化工原料及民用生活。

随着煤化工技术的不断发展，煤炭作为化工原料的比重将会得到不断的提高。

传统的煤化工特点是高能耗、高排放、高污染、低效益，即通常所说用煤行业的“三高一低”。

随着科技的不断进步，新型的煤气化技术得到了快速的发展，煤炭作为化工原料的重要性得到了普遍的认可。

煤化工目前采用的方法主要有三个途径：煤的焦化、煤的气化、煤的液化。

由于最终产品的不同，三种途径均有存在的市场。

煤焦化的直接产品主要有焦炭、煤焦油及焦炉气，煤气化的直接产品主要有合成气、一氧化碳和氢气，煤液化后可直接得到液体燃料。

煤焦化产业相对比较成熟，煤液化存在直接液化和间接液化两种方法，技术的成熟程度和投资等原因，制约了产业化和规模化的进一步发展。

随着煤气化技术的不断成熟，特别是加压气化方法的逐步完善和下游产品的多样化，煤气化已成为我国目前煤化工的重中之重。

其中煤炭气化中以德士古水煤浆气化炉为典型代表。

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。

它是由美国德士古石油公司下属德士古开发公司在以重油和天然气为原料制造合成气的德士古工艺基础上开发成功的。

第一套日处理15t煤的中试装置于1948年在美国建成，试验了20种固体燃料，包括褐煤、烟煤、无烟煤、煤液化半焦以及石油焦等。

1956年在美国摩根城(MorganTown)又建立了日处理100t煤、操作压力为2．8MPa的德士古炉。

目前，德士古气化的工业装置规模已达到日处理煤量1600t。

它是经过示范性验证的、既先进又成熟的第二代煤气化技术。

德士古水煤浆加压气化属于先进的第二代煤气化技术。

炉型主要分为激冷型和废热锅炉型，国内引进的鲁南、渭河、上海焦化、淮南等几套德士古煤气化装置均采用激冷型气化炉。

从厂家运行的实际情况来看，都存在着合成气偏流问题，现就此作简明介绍，仅供有关技术人员和操作人员参考。

1 工艺过程简述德士古水煤浆加压气化的基本工艺过程是用高压煤浆泵将煤浆送入烧嘴，同时将来自空分的高压氧也送入烧嘴，氧走烧嘴的外环隙和中心管，煤浆走内环隙，二者一起由烧嘴喷入气化炉中，充分混合雾化，在1350～1400 ℃温度下进行气化反应，生成的高温合成气和熔融渣一起流经渣口，激冷环、下降管，进入激冷室的激冷水中。

高温合成气和熔融渣与激冷水直接接触激冷，激冷的目的是将高温气体直接冷却到该压力下的饱和蒸汽温度，将熔融渣冷却后沉积，实现气渣分离。

分离出的渣经破渣机，通过锁斗定期排入渣池，由捞渣机捞出装车外运。

激冷水是由激冷水泵从洗涤塔抽出，送入激冷环，并沿下降管内壁旋转均匀分布下流。

激冷水在下降管内壁形成的水膜，不仅避免高温气流及熔渣与下降管内壁直接接触而保护下降管，同时也逐渐降低气体温度。

在激冷水中激冷后的合成气沿下降管和上升管的环隙空间均匀鼓泡上升，出激冷室后，经文丘里洗涤器和洗摘要：结合渭化德士古气化装置运行实际情况，从加强原料煤质量管理，选择适当的操作温度和抓好备炉工作等3方面论述了德士古气化炉稳定运行的要点。

关键词：德士古煤气化炉稳定运行要点我厂德士古水煤浆气化装置是目前国内运行中压力等级最高的一套装置，它的长周期稳定运行，不仅可以使我集团公司的生产水平再上新台阶，同时也为我国的煤化工发展提供有益借鉴。

结合我公司实际运行情况及本人多年操作经验，仅就德士古气化炉稳定运行的要点浅谈一下笔者的看法。

1.加强原料煤的质量管理，提高煤浆浓度为了进一步提高气化炉的生产能力，实现气化炉长周期，安全稳定运行，并达到高产、优质、低耗之目的。

首先要加强煤的质量管理，固定碳、化学活性、机械强度、热稳定性、灰熔点等指标入厂前要严格把关，力求提高；尽量降低硫份、灰分等杂质的含量。

德士古气化炉的优缺点理费用; 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。

关于对德士古气化工艺技术分析摘要：对于德士古水煤浆气化工艺在生产过程中所出现的问题，我们一直都在努力改善。

以下是我根据多年累积的经验针对德士古气化工艺技术所做的分析。

关键词：德士古气化工艺改造分析水煤浆一、气化工艺的特点（一）流程特点在德士古气化工艺中，气化炉是一个立式圆筒形的。

上面是气化室，内里衬有耐火材料。

水煤浆先和氧气进行混合，然后一起进到气化室。

在高温熔渣条件下，煤、蒸汽和氧气反应产生的煤气与熔渣一起流向下方，用水对其喷淋后进入辐射式冷却器中进行冷却操作。

煤气与熔渣分离后先对其降温然后出气化炉。

煤气去到净化工段，或者是出气化炉以后先去到对流式冷却器然后再进入净化工段。

而熔渣经过急冷操作后也从底部出气化器，在灰渣处理设备中被集中进行处理。

气化器下部的温度比上部低，所以下面没有耐火的衬里，由于不经过冷却因此会产生高压蒸汽。

通常，德士古气化炉的外径约为3m，高有4.5m，在4.5MPa 的操作压力下，每小时的煤处理量达80吨。

在净化系统中，粗煤气被水洗净化以后，出来的清洁煤气为中热值的合成气。

只需要进行脱硫不必除去二氧化碳就可以作为燃气使用。

之所以在燃烧以前就进行脱除硫化氢的操作是因为燃烧之前的脱硫工艺比较成熟，并且压力高、体积小，所得的副产品有更好的市场。

而实际上，在其他的煤气净化工艺中，都需要在脱除硫化氢的同时也对二氧化碳进行脱除操作，这是考虑到二氧化碳的存在对工艺的影响。

由于工艺的原料是水煤浆，因此还另有一套制备水煤浆的系统，此处就不再赘述了。

水煤浆进料与干粉进料相比，减小了系统的压力，系统的运行安全性更高。

（二）装置的特点在气化器的上面，温度高达1650摄氏度，比灰熔点还要高。

然后煤气在200到360摄氏度左右出气化炉。

对于装置的压力，用于中间试验的气化炉压力较小，在2.7MPa到8.3MPa之间，而一般的工业装置，在用煤气制取合成氨时气化时的压力都在8.3MPa到10MPa之间，合成甲醇的气化压力也在6MPa与7MPa之间。

煤气化工艺的选择和对航天炉的看法目前国际上先进的加压气流床煤气化工艺技术主要是Shell 公司的SCGP粉煤加压气化工艺、美国德士古公司的水煤浆加压气化工艺和德国未来能源公司的GSP粉煤加压气化工艺。

近十年来，在中国的化肥工业中，美国德士古公司的水煤浆加压气化工艺已有渭河、鲁南、XX焦化、XX、浩良河、金陵石化等12套成功应用的业绩，另外还有7套装置正在建设中。

Shell公司的SCGP工艺是粉煤加压气化工艺，是近年发展起来的先进煤气化工艺之一，已成功地用于联合循环发电工厂的商业运营。

目前国内已有XX双环、XX柳化、XX洞氮、XX枝江、XX石化、X X、XX沾益、云天化、XX大化、永煤集团、XX开祥、中原大化等19套装置，有5套投料试运行，其余在建或已签合同。

GSP工艺技术采用气化炉顶干粉加料与反应室周围水冷壁结构，是较为先进的气化技术。

目前国内多家企业计划引进该技术建设大型煤化工装置。

但XX宜兴和淮化在与德国未来能源公司签订引进协议并进行了用XX煤在德国的试烧后，因未来能源公司的工程能力等问题而终止了协议。

煤气化工艺实质上是在Texaco工艺、Shell工艺、GSP工艺和国内煤气化工艺中选择。

（1）Texaco水煤浆气化工艺Texaco工艺采用水煤浆进料、液态排渣、在气流床中加压气化，水煤浆与纯氧在高温高压下反应生成煤气。

Texaco水煤浆气化工艺具有如下特点：★对煤种有一定适应性。

国内企业运行证实水煤浆气化对使用煤质有一定的选择性：气化用煤的灰熔点温度t3值低于1350℃时有利于气化；煤中灰分含量不超过15%为宜，越低越好，煤的热值高于26000 kJ/kg，并有较好的成浆性能，使用能制成60～65%浓度的水煤浆之煤种，才能使运行稳定。

★气化压力高。

工业装置使用压力在2.8～6.5MPa之间[MS6]，可根据使用煤气的需要来选择。

★气化技术成熟。

制备的水煤浆可用隔膜泵来输送，操作安全又便于计量控制。

德士古水煤浆气化工艺分析摘要：近些年，水煤浆逐渐发展起来，已成为我国重点发展的环保类产品。

德士古水煤浆气化技术作为一种环保型煤气化技术，已在我国应用较长时间。

笔者就德士古水煤浆气化技术展开研究，从相关概述入手，随即对其工艺流程及工艺原理进行分析，最后提出这一工艺的优、缺点，以期丰富学术上该项技术的研究内容。

关键词：水煤浆；新型燃料；气化工艺前言所谓的水煤浆技术，实际上是使固态煤燃料转化为液态煤基燃料的过程，一方面，该项技术会保留煤的燃烧特性，另一方面，又会使其拥有重油液态相类似的特点。

液态煤基燃料作为新型清洁燃料，具有制备简单、安全可靠以及便于运输储存等特点，西方较为发达的国家已将其用到较多工程中，我国关于煤炭资源较多，相对石油资源较少，在工业化进程不断发展的时代背景下，大力发展该项技术对我国发展意义重大。

一、德士古水煤浆气化工艺概述德士古水煤浆气化工艺作为从天然气及重油中生成合成气的工艺，由美国的德士古公司研发[1]，在1948年，美国研究出了首套15吨煤的测试设备，进行20种固体原料的测试，主要有：无烟煤、褐煤、石油焦、烟煤以及煤液化。

又于1956年建立气化炉，运行压力为2.8MPa，每日的处理量达到了100吨。

现今，在不断发展下日投煤量已达到1600吨，该技术已成为二代气化技术中发展最迅速、最成熟的技术，其喷嘴位于气化炉顶部，由于它实际喷射速度较高，会发生物料短路，还会出现碳转化率低等不良现象。

该技术的关键在于气化炉，气化炉的关键在于喷嘴，因此，关于这一技术的实际发展方向，应重点对新型喷嘴进行研究，才是关键所在，我国在“九五”时期，对多喷嘴对置式水煤浆气化炉进行大力研究，已在国际上领先，更是在“十五”期间，使其进入商业示范推广发展环节。

我国研究出的这一技术作为一种新型技术，是经四喷嘴对置产生撞击流，从而进一步强化混合效果，使热质传递效果更佳，最终提升气化反应效果，与传统的水煤浆气化技术相比，成本更低、效果更好。

德士古煤气化流程
德士古煤气化呀，它是一种很重要的煤气化技术呢。

这技术的核心就是把煤变成合成气，就像是把一个普普通通的东西变成超级有用的宝藏。

它有个很特别的反应炉。

这个反应炉就像是一个魔法小天地，煤和水还有氧气都跑到这里面来玩啦。

煤呢，就被磨得细细的，像面粉一样，然后和水混合在一起，变成一种黑乎乎的水煤浆。

这水煤浆就像调皮的小泥球一样，不过是黑色的哦。

接着呀，氧气也被送进来了。

氧气一进来就像个热情的小伙伴，和水煤浆在反应炉里开始热热闹闹地搞事情。

它们在高温高压的环境下发生反应，这个温度和压力可不得了，就像把这些东西放在超级热、超级有力量的环境里。

在这个过程中呢，煤里面的碳就开始和氧气还有水发生反应啦。

一部分碳和氧气反应变成二氧化碳，还有一部分碳和水反应，就生成了一氧化碳和氢气。

一氧化碳和氢气就是我们想要的合成气呀，这合成气就像一个小宝贝，有着很大的用处呢。

然后呢，反应完了之后的东西还得经过一些处理。

比如说把那些灰渣什么的分离出来，这些灰渣就像是玩完游戏之后的小垃圾一样，要把它们清理掉。

而合成气呢，还得经过净化，把里面一些杂质去掉，就像给小宝贝洗个澡，让它变得干干净净的。

而且呀，这种煤气化产生的合成气可以用来做很多事情。

可以用来生产化学品，就像制造一些塑料、纤维之类的东西。

还可以用来发电呢，让我们有更多的电可以用。