水煤漿氣化技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用

曹磊(陽煤豐喜臨猗分公司，山西運(yùn)城 044100)

水煤漿氣化技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用

曹磊(陽煤豐喜臨猗分公司，山西運(yùn)城 044100)

我國(guó)是一個(gè)人口和資源消耗大國(guó)，煤炭的生產(chǎn)和消費(fèi)也居于全世界之首，社會(huì)各行業(yè)的發(fā)展離不開煤炭，近年煤炭能源的開發(fā)也朝著加壓化煤氣化技術(shù)發(fā)展。水煤漿氣化技術(shù)具有工藝流程簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境，對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)力大，氣化壓力高，合成質(zhì)量好等特點(diǎn)。本文闡述了水煤漿氣化技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用，明確了水煤漿氣化技術(shù)在我國(guó)發(fā)展的必要性。

水煤漿；氣化技術(shù)；工藝特點(diǎn)；應(yīng)用

水煤漿氣化技術(shù)指的是以水煤漿為原料，在氣化爐內(nèi)與氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，最終獲得合成氣（主要是CO、H2）的過程，整個(gè)過程需要高溫高壓、非均相、流動(dòng)、傳遞等復(fù)雜的物化過程。水煤漿氣化技術(shù)是煤炭清潔技術(shù)，是煤炭能源轉(zhuǎn)化技術(shù)，是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的能源技術(shù)。世界上工業(yè)化的煤氣化技術(shù)有三種，一是固定床，如Lurgi技術(shù)，二是流化床，如高溫溫克勒等，三是氣流床，如GE、多噴嘴對(duì)置式氣化技術(shù)，多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)是我國(guó)自主研發(fā)的煤氣化技術(shù)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度看，我國(guó)水煤漿氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是煤氣化技術(shù)大型化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 水煤漿氣化技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 運(yùn)行周期長(zhǎng)

2013年4月，齊魯石化第二化肥廠采用了GE水煤漿技術(shù)，利用65bar高壓氣化工藝運(yùn)行了481天，這481天的生產(chǎn)周期創(chuàng)下了我國(guó)氣化裝置最長(zhǎng)運(yùn)行周期記錄，同時(shí)也給同類裝置的運(yùn)行提供了參考，在2012年中國(guó)石化集團(tuán)公司專業(yè)考核中，該套工藝裝置各項(xiàng)性能指標(biāo)測(cè)試性能均取得最佳成績(jī)。這種運(yùn)行周期上的突破可以在生產(chǎn)過程中確保下游產(chǎn)品能夠安全、穩(wěn)定、連續(xù)、高負(fù)荷的生產(chǎn)。

1.2 煤種適應(yīng)性強(qiáng)

煤炭氣化技術(shù)有的是水煤漿給料，如Texaeo水煤漿氣化技術(shù)、GE水煤漿氣化技術(shù)，給料中含有20%質(zhì)量的水，有的是干煤粉給料，如Shell氣化技術(shù)，采用氮?dú)鉃檩斔徒橘|(zhì)。不管是哪一種煤炭氣化技術(shù)，都具有很強(qiáng)大煤種適應(yīng)性，煤種可以選擇煙煤、氣煤等，對(duì)煤的反應(yīng)活性幾乎無要求，可以適應(yīng)高灰熔點(diǎn)、高灰分、高水分、高含硫量的煤種，工廠生產(chǎn)是可以就近選擇煤種，大大節(jié)約了運(yùn)輸成本。

1.3 可回收利用，有利于環(huán)境保護(hù)

水煤漿氣化技術(shù)可以回收熱量，因其在高溫高壓下生產(chǎn)，可以采用激冷流程，可以用于合成氨的生產(chǎn)，或者輻射鍋爐的方式回收熱量，可以用于聯(lián)合發(fā)電。采用水煤漿氣化技術(shù)的生產(chǎn)過程具有連續(xù)性，連續(xù)進(jìn)料、液態(tài)排渣，且壓縮了大量功耗，采用加壓氣化，由煤漿泵和液氧泵提供壓力，整個(gè)過程不產(chǎn)生焦油、萘、酚等污染物，排除很少的工業(yè)廢水，并且可以將工業(yè)廢水（如含酚廢水）循環(huán)利用，也有些廢渣可用于建材生產(chǎn)，大大減輕了對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)環(huán)境。

2 水煤漿氣化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 德士古水煤漿氣化技術(shù)的應(yīng)用

我國(guó)第一套水煤漿氣化裝置來自于上?；ぱ芯吭贺?fù)責(zé)仿制的德士古氣化工藝設(shè)計(jì)，從1969年至1971年在浙江省巨州化工廠投運(yùn)，直到八九十年代，我國(guó)形成了“德士古水煤漿氣化熱”，九家企業(yè)聯(lián)合與美國(guó)Texaco公司簽訂意向書，兗礦魯化成功應(yīng)用了德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)，被列為“九五”期間全國(guó)重點(diǎn)科技節(jié)能成果。

起初的德士古水煤漿氣化技術(shù)不成熟，2005年實(shí)現(xiàn)了雙爐連續(xù)運(yùn)行75天的周期，2007年實(shí)現(xiàn)了單爐連續(xù)運(yùn)行197天的周期，運(yùn)行方式不斷優(yōu)化，并進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新，研發(fā)了新型氣化噴嘴，耐火磚和關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，如兗礦魯化聯(lián)合開發(fā)的鎖斗循環(huán)泵、洗滌塔循環(huán)泵和撈渣機(jī)等設(shè)備，自主開發(fā)了水質(zhì)穩(wěn)定、煤漿制備等技術(shù)，如篩選出國(guó)內(nèi)獨(dú)有的黑水絮凝處理技術(shù)，開發(fā)了添加造紙廢液直接用于煤漿制備的技術(shù)。

2.2 多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的應(yīng)用（以兗礦魯化為例）

2003年1月14日，多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)通過了工業(yè)示范驗(yàn)收，形成了技術(shù)設(shè)計(jì)軟件包。2003年5月1日，兗礦集團(tuán)以兗礦魯南化肥廠為依托建設(shè)了國(guó)泰化工有限責(zé)任公司在多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)工業(yè)示范裝置上投料成功，打通了整個(gè)工藝流程，成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，為我國(guó)自主大型煤氣化技術(shù)的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2005年投產(chǎn)商業(yè)化示范裝置，當(dāng)年達(dá)產(chǎn)，其運(yùn)行都表現(xiàn)出良好的運(yùn)行性能指標(biāo)。2008年兗礦魯南化肥廠配套建設(shè)了一臺(tái)4.0MPa、處理煤1150t/d的新型多噴嘴水煤漿加壓氣化技術(shù)，于7月1日投料成功，并投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)運(yùn)行83天16小時(shí)40分鐘的周期。

目前該技術(shù)在國(guó)內(nèi)多家企業(yè)投入使用，30%市場(chǎng)份額來自于多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)，而國(guó)外多個(gè)國(guó)家如美國(guó)、加拿大、印度等對(duì)該項(xiàng)技術(shù)也有興趣，2007年，兗礦許可授權(quán)于全球排名第43位的美國(guó)Valero能源公司，實(shí)施石油焦氣化技術(shù)，這是首次由國(guó)內(nèi)向美國(guó)等國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家輸送大型化工成套技術(shù)著標(biāo)志和中國(guó)煤氣化工行業(yè)登上新的臺(tái)階。

3 結(jié)語

回顧德士古水煤漿氣化的歷史，發(fā)展到現(xiàn)代新型多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的整個(gè)歷程，我國(guó)水煤漿氣化事業(yè)不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新，本文探討了水煤漿氣化技術(shù)的特點(diǎn)并列出實(shí)例，國(guó)產(chǎn)化的應(yīng)用，優(yōu)化了我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，并帶來技術(shù)的革新，畫出了一副遼闊的發(fā)展前景圖。

[1]于光元,李亞東.煤氣化工藝技術(shù)分析[J].潔凈煤技術(shù), 2005,11(4):39-43.

[2]陳建利.新型(多噴嘴對(duì)置)水煤漿氣化爐技術(shù)的研發(fā)及在潔凈煤領(lǐng)域的應(yīng)用前景[J].化肥工業(yè),2006,33(4):20-23.

姓名：曹磊（1986-）；性別：男，籍貫：山西省運(yùn)城市人，學(xué)歷：大專，畢業(yè)于黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院；現(xiàn)有職稱：助理工程師；研究方向：煤化工氣化；