復合粉煤氣化工藝及應用前景

邰學林

(北京興榮泰化工科技有限公司， 北京 100013)

1 概述

煤氣化是煤化工行業(yè)的基礎，煤氣化的投資和生產(chǎn)成本占煤化工企業(yè)投資和成本的比例很高，常常決定了煤化工企業(yè)的生存和發(fā)展。 影響煤氣化的最主要因素是原料煤，煤的反應活性、黏結性、結渣性、熱穩(wěn)定性、機械強度、水分、灰分、粒度和煤的灰渣特性等對煤氣化裝置的設計和選擇起著決定性的作用。由于煤是一種混合物，煤的各種物理和化學性質(zhì)十分不穩(wěn)定，即便是同一個煤礦，甚至同一個煤層所生產(chǎn)的煤，其主要物性參數(shù)也會有較大的差別，使得煤的氣化難度極大，這就是現(xiàn)有氣化爐存在煤種適應性差的根本原因，煤的高效利用、清潔氣化、煤種的廣泛適應性和低成本氣化仍然是煤化工行業(yè)面臨的主要難題。

干粉煤氣流床氣化是現(xiàn)有煤氣化技術中最先進的技術之一，由于采用了干粉煤和高溫熔渣氣化技術，使得干粉煤氣流床氣化技術的環(huán)保性能、碳轉(zhuǎn)化率、煤種適應性和經(jīng)濟性等方面的綜合性能在現(xiàn)有煤氣化技術中居優(yōu)勢地位。但是，多數(shù)干粉煤氣流床氣化技術仍有不足：一是存在爆炸危險、廢氣和粉塵排放，原因是在粉煤干燥磨粉過程中，必須向大氣排放高濕廢氣，同時帶走部分粉塵，干燥用的熱惰性氣中氧含量一旦超標極易引起爆炸；二是存在黑水、飛灰難以處理和利用的問題，原因是氣化流場控制難，氣化效果不理想，一部分煤粉氣化不完全；三是存在原料的適應性較差的問題，進料是煤粉，氣化溫度不夠高，氣化爐的水冷壁在運行過程中需要“掛渣”等，只能使用灰熔點相對較低、灰分低、研磨性和灰渣的“黏溫特性”好的優(yōu)質(zhì)氣化煤，甚至需要添加助熔劑才能順利實現(xiàn)熔渣氣化，既增加了能量消耗，又增加了成本；四是存在冷煤氣效率偏低的問題，原因是離開氣流床氣化爐的煤氣溫度高于灰熔點，煤的化學能轉(zhuǎn)為煤氣中的熱能偏多；五是存在投資過大、成本過高的問題，原因是煤干燥磨粉系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、煤粉輸送系統(tǒng)、氣化爐和熱回收系統(tǒng)復雜，投資過大，消耗高。以上問題的存在，使得干粉煤氣流床氣化技術難以滿足日益增長的煤化工發(fā)展的需要，同時也不能滿足現(xiàn)有的安全和環(huán)保要求。開發(fā)一種更加安全、更加環(huán)保、煤種適應性更強和更加經(jīng)濟的新一代煤氣化技術，成為煤化工領域最為迫切的需求。

“復合粉煤氣化”無干燥磨煤爆炸危險，無廢氣和粉塵排放，煤種適應性強，碳轉(zhuǎn)化率高，飛灰殘?zhí)嫉?，冷煤氣效率高，能耗低，更加安全、環(huán)保和經(jīng)濟[1-2]。利用流化床粉煤部分氣化爐作為初級氣化爐，實現(xiàn)了原料煤不經(jīng)干燥和磨粉直接進入氣化爐，避免了干粉煤氣化所需要的干燥和磨煤工序，徹底解決了干燥磨粉具有煤粉爆炸危險、必須向大氣排放高濕廢氣和粉塵的問題；利用新開發(fā)的 “自熱式煤氣煤粉氣流床氣化爐”作為二級氣化爐，將煤粉和煤氣在二級氣化爐內(nèi)的高溫條件下完成氣化，提高了干粉煤的最終氣化溫度，達到了無需配煤和助熔劑，即可順利完成熔渣氣化的目的，具有更強的煤種適應性，更高的碳轉(zhuǎn)化率和冷煤氣效率，更低殘?zhí)嫉臓t渣和飛灰，更好的環(huán)保性能，更低的煤氣成本。

2 工藝簡介

2.1 工藝說明

2.1.1 逆流氣冷激工藝

逆流氣冷激工藝是指二級氣化爐采用高溫煤氣煤粉逆流氣流床氣化爐，高溫煤氣采用冷煤氣冷激降溫的工藝。

原料煤經(jīng)皮帶送至破碎機破碎后，經(jīng)振動篩篩分，將0～6 mm的原料煤通過皮帶輸送到煤斗，然后送到貯煤槽，貯煤槽內(nèi)的原料煤通過螺旋給料機進入初級氣化爐，與通過噴嘴噴入的氧氣、蒸汽發(fā)生氣化反應，煤渣落入爐底，經(jīng)螺旋出渣機、冷渣機排出初級氣化爐；從氣化爐頂部出來的水煤氣以及其中夾帶的煤粉進入二級氣化爐，與從煤氣煤粉氣化劑噴嘴進入的氣化劑進行高溫熔渣氣化反應，反應后的爐渣落入渣斗被水冷激冷卻后，通過撈渣機撈出，送至渣場作為建材使用，撈渣機1開1備；從二級氣化爐上部出來的約1 100 ℃的高溫煤氣通過冷激器冷激后，溫度降至約900 ℃，經(jīng)廢熱廢鍋和省煤器冷卻后，溫度降至150 ℃進入旋風除塵器和布袋除塵器除塵，然后一部分煤氣進入冷激氣風機加壓后進入冷激器，另一部分進入水洗塔，降溫至約40 ℃作為產(chǎn)品煤氣送出界區(qū)；從旋風除塵器和布袋除塵器出來的飛灰經(jīng)倉泵送到原料煤斗，進入初級氣化爐二次氣化；廢熱鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生的過熱蒸汽進入蒸汽管網(wǎng)，一部分進入透平機組，驅(qū)動冷激氣風機，背壓后的蒸汽作為裝置的自用蒸汽，多余的蒸汽進入低壓蒸汽管網(wǎng)。逆流氣冷激工藝示意圖見圖1。

圖1 逆流氣冷激工藝示意圖

2.1.2 并流水冷激工藝

并流水冷激工藝是指二級氣化爐采用高溫煤氣煤粉并流氣流床氣化爐，高溫煤氣和熔融的爐渣采用水冷激降溫的工藝。

原料煤經(jīng)皮帶送至破碎機破碎后，經(jīng)過振動篩篩分，將0～6 mm的原料煤通過皮帶輸送到煤斗，然后送到貯煤槽，貯煤槽內(nèi)的原料煤通過螺旋給料機進入初級氣化爐，與通過噴嘴噴入的氧氣、蒸汽發(fā)生氣化反應，煤渣落入爐底，經(jīng)螺旋出渣機、冷渣機排出初級氣化爐；從氣化爐頂部出來的水煤氣以及其中夾帶的煤粉進入二級氣化爐，與從煤氣煤粉氣化劑噴嘴進入的氣化劑進行高溫熔渣氣化反應，反應后的高溫煤氣和爐渣從二級氣化爐的底部排出，經(jīng)過水冷激，煤氣溫度降至900 ℃左右，通過廢熱廢鍋和省煤器冷卻后，溫度降至150 ℃進入旋風除塵器和布袋除塵器除塵，進入水洗塔降溫至40 ℃左右作為產(chǎn)品煤氣送出界區(qū)；從二級氣化爐底部排出的熔融爐渣，被水冷激凝固后，從渣斗排出用撈渣機撈出，排出爐渣作為建材或他用；廢熱鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生的過熱蒸汽進入蒸汽管網(wǎng)。并流水冷激工藝示意圖見圖2。

2.2 性能指標

2.2.1 逆流氣冷激工藝

原料：無煙煤、煙煤、褐煤、石油焦等各種粉煤。

單套規(guī)模：30 000 m3/h(標態(tài))，40 000 m3/h

圖2并流水冷激工藝示意圖

(標態(tài))，60 000 m3/h(標態(tài))；可按用戶要求設計。

裝置占地：25 m×100 m (單套煤氣化裝置，不含煤場)。

氣化壓力：0.02 MPa(表壓)，或≤ 4.0 MPa(表壓)。

煤氣組成為φ(CO)(體積分數(shù)，下同)：55%～60%，φ(H2)：30%～35%，φ(CO2)：7%～15%，φ(CH4)≤ 0.1%。

碳轉(zhuǎn)化率≥99%。

爐渣：流化床排渣占灰分總量的 15%以下，殘?zhí)?質(zhì)量分數(shù)，下同)≤1%～10% (與原料煤有關)； 氣流床熔渣占灰分總量的60%～80%，殘?zhí)肌?.1%～0.5%(與原料煤有關)。 飛灰占灰分總量的10%～35%，殘?zhí)肌?%～4%(與原料煤有關)。

消耗指標[km3(CO+H2)，標態(tài)]:原料煤用量≤520 kg (煙煤，標煤)或原料煤用量≤550 kg(褐煤，標煤)，用電量≤25 kW·h(電冷激風機)或用電量≤5 kW·h(透平冷激風機)，氧氣≤310 m3(煙煤，標態(tài))或氧氣≤330 m3(褐煤，標態(tài))，新鮮水≤0.4 t(褐煤)或新鮮水≤0.6 t(煙煤)，蒸汽(0.5 MPa)≤0.25 t，副產(chǎn)蒸汽(3.82 MPa)為-1.25 t，氣化裝置合計外送蒸汽為1 t。

2.2.2 并流水冷激工藝

原料：無煙煤、煙煤、褐煤、石油焦等各種粉煤。

單套規(guī)模：30 000m3/h(標態(tài))，40 000m3/h(標態(tài))，60 000m3/h(標態(tài))；可按用戶要求設計。

裝置占地：25 m×100 m (單套煤氣化裝置，不含煤場)。

氣化壓力：0.02 MPa(表壓)，或≤ 4.0 MPa(表壓)。

煤氣組成為φ(CO)：55%～60%，φ(H2)：30%～35%，φ(CO2)：7%～15%，φ(CH4)≤ 0.1%。

碳轉(zhuǎn)化率≥99%。

爐渣：流化床排渣占灰分總量的15%以下，殘?zhí)肌?%～10% (與原料煤有關)； 氣流床熔渣占灰分總量的60%～80%，殘?zhí)肌?.1%～0.5%(與原料煤有關)； 飛灰占灰分總量的10%～35%，殘?zhí)肌?%～4%(與原料煤有關)。

消耗指標[km3(CO+H2)，標態(tài)]:原料煤用量≤520 kg (煙煤，標煤)或原料煤用量≤550 kg(褐煤，標煤)；用電量≤7 kW·h，氧氣≤310 m3(煙煤，標態(tài))或氧氣≤330 m3(褐煤，標態(tài))，新鮮水≤0.8 t(褐煤)或新鮮水≤1.0 t(煙煤)，蒸汽(0.5 MPa)≤0.25 t，副產(chǎn)蒸汽(3.82 MPa)為-1.0 t，氣化裝置合計外送蒸汽為0.8 t。

2.3 煤氣成本測算

2.3.1 測算基礎

煙煤(23 022 kJ/kg)的價格：600元/t，褐煤(14 650 kJ/kg)的價格：250元/t；水蒸氣：150元/t；電價：0.6元/kW·h；氧氣：0.4元/m3(標態(tài))；鍋爐給水：8元/t，冷卻循環(huán)水：2元/t，新鮮水：5元/t； 折舊：10年；維修費：3%(投資)；其他制造費用：15%(折舊+維修)；人工工資：10萬元/a；氣化島設計規(guī)模：60 000 m3/h(標態(tài))；空分規(guī)模： 20 000 m3/h(標態(tài))；投資：25 000萬元(逆流氣冷激)，20 000萬元(并流水冷激)。

2.3.2 測算結果

(1) 逆流氣冷激工藝煤氣(11 302 kJ/ m3，標態(tài))成本

煙煤：0.497元/ m3(標態(tài))；折算成35 580 kJ/ m3(標態(tài))天然氣為1.54元/m3(標態(tài))。

褐煤：0.373元/m3(標態(tài))； 折算成35 580 kJ/ m3(標態(tài))天然氣為1.16元/m3(標態(tài))。

(2) 并流水冷激工藝煤氣(11 302 kJ / m3，標態(tài))成本

煙煤：0.516元/ m3(標態(tài))；折算成35 580 kJ/m3(標態(tài))天然氣為1.62元/m3(標態(tài))。

褐煤：0.392元/m3(標態(tài))；折算成35 580 kJ/m3(標態(tài))天然氣為1.23元/m3(標態(tài))。

3 氣化原理

復合粉煤氣化的原理是將原料煤在初級氣化爐中進行部分氣化生產(chǎn)出高溫煤氣煤粉，然后將高溫煤氣煤粉送到二級氣化爐中先進行煤氣燃燒產(chǎn)生2 000 ℃左右的超高溫“熱島”，在“熱島”內(nèi)煤粉和二氧化碳、水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣，從而完成粉煤的氣化過程。

3.1 初級氣化爐氣化原理

初級氣化爐內(nèi)進行的反應：

C+O2=CO2+Q

2C+O2=2CO+Q

C+H2O=CO+H2-Q

C+2H2=CH4-Q

CO+H2O=CO2+H2+Q

2H2+O2=2H2O+Q

初級氣化爐氣化原理是干粉煤的部分氧化氣化。

3.2 二級氣化爐氣化原理

二級氣化爐內(nèi)進行的主要反應：

2CO+O2=2CO2+Q

2H2+O2=2H2O+Q

CH4+O2=CO2+2H2O+Q

C+CO2=2CO-Q

C+H2O=CO+H2-Q

CO+H2O=CO2+H2+Q

二級氣化爐采用“自熱式”煤氣煤粉氣流床氣化爐，氣化原料是初級氣化爐所生產(chǎn)的高溫煤氣(CO、H2、CO2、H2O等)和煤粉，氣化劑是新加入的氧氣和水蒸氣。氣化過程是初級氣化爐送來的900 ℃左右的高溫煤氣和新加入的氧氣進行混合燃燒，在二級氣化爐膛內(nèi)產(chǎn)生一個2 000 ℃左右的超高溫“熱島”，在“熱島”內(nèi)煤粉(隨初級氣化爐煤氣送來的)和二氧化碳、水蒸氣(初級氣化爐所生產(chǎn)的，煤氣燃燒產(chǎn)生的)進行反應生成一氧化碳和氫氣，最終完成粉煤氣化過程。只要控制下渣口溫度高于灰熔點(T4)就可保證氣化爐連續(xù)穩(wěn)定運行。

4 復合粉煤氣化試驗簡介

4.1 40 000 m3/h(標態(tài))煙煤粉煤氣化試驗

40 000 m3/h(標態(tài))煙煤粉煤氣化工業(yè)試驗項目，以山西附近的煙煤粉煤為原料，氣化島設計能力40 000 m3/h(標態(tài))，配套的空分由當?shù)氐拿駹I企業(yè)建設，最終空分設計能力為6 000 m3/h(標態(tài))，為保證裝置運行，購買液氧以滿足試驗的最低要求。從2013年6月29日成功生產(chǎn)出合成氣至2014年1月25日共進行5次試驗，累計運行33 d，從生產(chǎn)合格煤氣并入系統(tǒng)到計劃正常停車，最長連續(xù)穩(wěn)定運行154 h，因液氧用完，氧氣不足，調(diào)節(jié)困難，計劃停車。

因空分能力限制、尿素市場價格太低和工廠需要搬遷等原因，裝置未能完成全部建設。

試驗的主要技術指標如下。

原料煤中全水的質(zhì)量分數(shù)為11.5%；灰分的質(zhì)量分數(shù)為15.21%；固定碳的質(zhì)量分數(shù)為55.07%；低溫發(fā)熱量為23 374 kJ/kg；灰熔點T4(弱還原性氣氛條件下)為1 340～1 500 ℃；煤氣組成為φ(H2)35.2 %，φ(CO)48.9%，φ(CO2)15%，φ(CH4)0.1%，φ(N2)0.8%；爐渣殘?zhí)? 0.3 %(分析值為0)；

[km3(CO+H2)，標態(tài)]消耗：煤為0.50～0.54 t( 標煤)，蒸汽為-0.7 t，氧化為300 m3(標態(tài))，碳轉(zhuǎn)化率為99.1%。

4.2 625 000 m3/h褐煤粉煤氣化試驗

625 000 m3/h(標態(tài))工業(yè)試驗項目，以內(nèi)蒙古霍林河煤礦的褐煤粉煤為主要原料，在原有20 000 m3/h(標態(tài))恩德爐的基礎上進行技術改造，由專利商提供技術條件，工程公司負責施工圖設計，設備采購和安裝由業(yè)主自行負責。從2015年12月9日成功生產(chǎn)出合成氣至2016年6月2日，合格煤氣并入系統(tǒng)到計劃正常停車，最長連續(xù)穩(wěn)定運行192 h，因后續(xù)系統(tǒng)變換能力的限制和低溫省煤器的改造，氣化爐完成各種工況的運行試驗后按計劃停車。

初步的試驗結果如下。

(1) 典型的煤分析數(shù)據(jù)

全水的質(zhì)量分數(shù)為31.62%，灰分的質(zhì)量分數(shù)為13.79%，固定碳的質(zhì)量分數(shù)為28.52%；低溫發(fā)熱量為855.5 kJ/kg。

T1， T2，T3，T4的灰熔點分別為1 093，1 361，1 389，1 427℃。

溫度為750，800，850，900，950，1 000，1 050℃時對應的反應活性分別為0，8.6%，25.7%，46%，72.7%， 90.1%，10%。

(2) 煤氣組分

φ(H2)：30%～35%，φ(CO)：40.0%～44.5%，φ(CO2)：19.6%～21.0 %，φ(CH4)：0.1%，φ(N2)：2.6%～4.0%。

(3) 灰渣殘?zhí)?/p>

飛灰/爐渣< 0.5； 飛灰殘?zhí)紴?0.87%；初級氣化爐下渣：基本上不排。 二級氣化爐渣：玻璃體未做殘?zhí)挤治觥?/p>

(4) 1 km3(CO+H2) (標態(tài))消耗

原料煤：570 kg(標煤)；蒸汽：-1 000 kg；氧氣: 340 m3(標態(tài))。

(5) 水洗塔排水指標

pH：7.74～7.92；NH3-N 增加值：53.93 mg/L(為1#恩德爐的30 %左右); 洗滌塔水中懸浮物增加值：16 mg/L(為1#恩德爐的0.1%左右)。

原料煤粒徑設計值為0～6 mm，實際為0～12 mm，大于10 mm入爐煤近20%(1#、2#恩德爐運行粒徑要求和現(xiàn)場位置限制， 3#爐暫時沒有上破碎篩分設備)，由于氧氣采用了PSA制氧，氧氣體積分數(shù)只有97%，造成氮氣含量偏高、有效氣含量偏低，消耗偏高。粒徑指標和氧氣純度達到設計要求以后，預計消耗指標還能下降10%左右，有效氣能夠達到85%～90%。

5 復合粉煤氣化特點

5.1 煤種適應性強

對原料煤的粒徑無要求；水含量(褐煤≤25%，其他煤≤15%)不需要干燥；對煤的活性指標、灰熔點、研磨性、成漿性、熱穩(wěn)定性、揮發(fā)分、硫含量等無特殊要求，熱值在12 558 kJ/kg以上的煤種幾乎可全部氣化。

5.2 環(huán)保

粗合成氣不含有機物，凈化不產(chǎn)生含酚廢水，渣水不含有機物，能循環(huán)使用，爐渣和飛灰含碳量很低，可用于建材行業(yè)。80%左右的灰分從二級氣化爐熔融排出，含碳質(zhì)量分數(shù)低于0.2%，實際運行的結果接近零；飛灰量非常少，占總灰分的10%～30%，煙煤飛灰殘?zhí)假|(zhì)量分數(shù)小于4%，褐煤飛灰殘?zhí)假|(zhì)量分數(shù)小于1%，可以直接作為建材或水泥原料使用；初級氣化爐排灰占總灰分的10%～20%，不同的煤種產(chǎn)生的爐渣含碳質(zhì)量分數(shù)不同，大多數(shù)煤種排灰含碳質(zhì)量分數(shù)低于5%，可以直接作為建材使用，高于5%的爐渣摻入原料再次使用，無廢氣、廢水排出。

5.3 節(jié)能

煤利用率高，碳轉(zhuǎn)化率達到99%以上，每1 000 m3(標態(tài))有效氣標煤消耗約在500 kg；每1 000 m3(標態(tài))有效氣的氧氣消耗305～330 m3(標態(tài))；熱利用率為96%～98%。

5.4 操作安全、方便、可靠

操作系統(tǒng)采用低壓，且系統(tǒng)中設多處水封，既可以解決系統(tǒng)密封問題，又可以兼作安全設施使用，加壓系統(tǒng)工藝流程、主要設備及其操作條件均優(yōu)于現(xiàn)有的加壓煤氣化系統(tǒng)，操作非常安全。

氣化爐進煤通過變頻器調(diào)節(jié)控制進煤量，系統(tǒng)負荷通過調(diào)節(jié)氣化劑量和進煤量控制生產(chǎn)負荷、調(diào)節(jié)氣化爐各段爐溫和氣體組成，排渣采用熔融爐渣在重力作用下自然流入水中冷激凝固，用撈渣機撈出，生產(chǎn)操作十分方便。

常壓氣化和其他加壓粉煤氣化技術相比，沒有各種要求高的原料煤、渣鎖，特別是沒有耐高溫和耐磨損的特殊材料的渣閥，運轉(zhuǎn)設備少、控制簡單。進煤系統(tǒng)無復雜的煤干燥、粉碎、除塵等操作，輸煤系統(tǒng)也較簡單，排渣系統(tǒng)減少了技術和材料要求高的渣斗，無耐高溫、耐磨損又易損壞和價格昂貴的煤燒嘴，大大降低了投資，提高了系統(tǒng)的可靠性，因而運行周期長、可靠性高。

并流水冷激工藝二級氣化爐采用煤氣煤粉并流氣流床氣化爐，煤氣和爐渣采用水冷激，無激冷氣風機，裝置運行更加可靠。

5.5 投資少、競爭力強

一套產(chǎn)氣量為30 000 m3/h(標態(tài))的常壓氣化裝置，總投資(不含空分)12 000～15 000萬元；一套產(chǎn)氣量為60 000 m3/h(標態(tài))的常壓氣化裝置，總投資(不含空分)20 000～25 000萬元。由于采用低壓高溫氣化、無復雜的原料煤預處理系統(tǒng)和爐渣、渣水處理系統(tǒng)，粗煤氣消耗指標和技術經(jīng)濟指標優(yōu)于先進的粉煤氣化裝置。單位有效氣投資較低，各項技術指標和經(jīng)濟指標均較好。

6 應用

6.1 城市采暖的技術改造

目前為解決大氣污染問題，城市廣泛采取“煤改氣工程”，由于天然氣價高量少，采暖成本居高不下，我國天然氣緊張已經(jīng)嚴重影響居民的生活。

復合粉煤氣化緩解天然氣緊張最簡單的方法就是將復合粉煤氣化生產(chǎn)的清潔煤氣直接送到鍋爐作為燃料替代天然氣，或替代工業(yè)燃氣用的天然氣。復合粉煤氣化生產(chǎn)同熱值的煤氣成本大大低于煤制天然氣和進口天然氣。以600元/t的23 022 kJ/kg的煙煤為原料生產(chǎn)的11 302 kJ/ m3(標態(tài))的煤氣成本約為0.48元/m3(標態(tài))，折算成35 580 kJ/ m3(標態(tài))的天然氣成本約為1.48元/ m3(標態(tài))；以250元/t的14 650kJ/kg(標態(tài))的褐煤為原料生產(chǎn)的煤氣成本約為0.35元/ m3(標態(tài))，折算同熱值的天然氣成本約為1.10元/ m3(標態(tài))。從經(jīng)濟角度看，復合粉煤氣化生產(chǎn)清潔煤氣替代天然氣完全可行。

建設一套生產(chǎn)能力為65 000 m3/h(標態(tài))[配套建設20 000 m3/h(標態(tài))的空分]低壓復合粉煤氣化裝置生產(chǎn)的煤氣，裝置投資(含空分)3.5億元左右，可以替代20 000 m3/h(標態(tài))天然氣，與天然氣同熱值的煤氣成本在1.5元/ m3左右，每個采暖季按100 d計算，可替代0.48億m3的天然氣。

如果在全國200個左右的城市建設500套復合粉煤氣化裝置，總投資1 750億元左右，每個采暖季節(jié)可替代240億m3的天然氣。如果按現(xiàn)有天然氣價格2.0元/ m3(標態(tài))計算，每年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益120億元。如果用于替代工業(yè)用的天然氣，每年按330 d生產(chǎn)計算，全年可替代工業(yè)用天然氣792億m3，經(jīng)濟效益可達396億元。

因此，用復合粉煤氣化替代天然氣可以大大緩解我國天然氣緊張的局面，并節(jié)省購買進口天然氣所需的大量外匯，還可以進一步降低用氣企業(yè)的成本，經(jīng)濟效益十分明顯。

6.2 采用流化床氣化工藝的合成氨或甲醇改造

在循環(huán)流化床氣化的基礎上新增加一臺煤氣煤粉氣流床氣化爐及廢熱鍋爐，改造后的工藝流程見圖3。

圖3改造后的工藝流程

在不增加原料消耗的前提下，將流化床氣化爐排出飛灰中的碳進行氣化，增加有效氣10%～20%、副產(chǎn)蒸汽 40%～50%，煤氣成本下降15%～25%。

6.3 以塊煤為原料，采用UGI氣化的合成氨或甲醇改造

改造方案將原來的造氣廢棄，采用煙煤或褐煤粉煤為原料，新建一套或二套復合粉煤氣化裝置，變換及脫碳作相應改造。

7 結語

復合粉煤氣化是一種不需要干燥磨煤、無廢氣粉塵排放、不產(chǎn)生黑色廢水、煤種適應性強、冷煤氣效率高、成本低、環(huán)保性能好，還可以處理部分工業(yè)廢渣和廢水，安全可靠的新一代干粉煤氣化技術，廣泛應用于煤化工、煤制天然氣、IGCC發(fā)電等新建的粉煤氣化裝置以及冶金、建材、化纖、城市熱電采暖等替代天燃氣和現(xiàn)有的流化床粉煤氣化爐、固定床煤氣化爐、焦爐氣等的環(huán)保、增產(chǎn)節(jié)能技術改造。復合粉煤氣化技術將進一步促進我國的煤炭清潔利用技術和煤化工事業(yè)的健康發(fā)展。