水煤漿氣化技術的特點及應用

曹磊(陽煤豐喜臨猗分公司，山西運城 044100)

水煤漿氣化技術的特點及應用

曹磊(陽煤豐喜臨猗分公司，山西運城 044100)

我國是一個人口和資源消耗大國，煤炭的生產和消費也居于全世界之首，社會各行業的發展離不開煤炭，近年煤炭能源的開發也朝著加壓化煤氣化技術發展。水煤漿氣化技術具有工藝流程簡單，不污染環境，對煤種適應性強，生產力大，氣化壓力高，合成質量好等特點。本文闡述了水煤漿氣化技術的特點及應用，明確了水煤漿氣化技術在我國發展的必要性。

水煤漿；氣化技術；工藝特點；應用

水煤漿氣化技術指的是以水煤漿為原料，在氣化爐內與氧氣進行氧化反應，最終獲得合成氣（主要是CO、H2）的過程，整個過程需要高溫高壓、非均相、流動、傳遞等復雜的物化過程。水煤漿氣化技術是煤炭清潔技術，是煤炭能源轉化技術，是我國可持續發展的能源技術。世界上工業化的煤氣化技術有三種，一是固定床，如Lurgi技術，二是流化床，如高溫溫克勒等，三是氣流床，如GE、多噴嘴對置式氣化技術，多噴嘴對置式水煤漿氣化技術是我國自主研發的煤氣化技術。從長遠發展的角度看，我國水煤漿氣化技術的發展趨勢是煤氣化技術大型化產業發展。

1 水煤漿氣化技術的特點

1.1 運行周期長

2013年4月，齊魯石化第二化肥廠采用了GE水煤漿技術，利用65bar高壓氣化工藝運行了481天，這481天的生產周期創下了我國氣化裝置最長運行周期記錄，同時也給同類裝置的運行提供了參考，在2012年中國石化集團公司專業考核中，該套工藝裝置各項性能指標測試性能均取得最佳成績。這種運行周期上的突破可以在生產過程中確保下游產品能夠安全、穩定、連續、高負荷的生產。

1.2 煤種適應性強

煤炭氣化技術有的是水煤漿給料，如Texaeo水煤漿氣化技術、GE水煤漿氣化技術，給料中含有20%質量的水，有的是干煤粉給料，如Shell氣化技術，采用氮氣為輸送介質。不管是哪一種煤炭氣化技術，都具有很強大煤種適應性，煤種可以選擇煙煤、氣煤等，對煤的反應活性幾乎無要求，可以適應高灰熔點、高灰分、高水分、高含硫量的煤種，工廠生產是可以就近選擇煤種，大大節約了運輸成本。

1.3 可回收利用，有利于環境保護

水煤漿氣化技術可以回收熱量，因其在高溫高壓下生產，可以采用激冷流程，可以用于合成氨的生產，或者輻射鍋爐的方式回收熱量，可以用于聯合發電。采用水煤漿氣化技術的生產過程具有連續性，連續進料、液態排渣，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，整個過程不產生焦油、萘、酚等污染物，排除很少的工業廢水，并且可以將工業廢水（如含酚廢水）循環利用，也有些廢渣可用于建材生產，大大減輕了對環境的污染，保護環境。

2 水煤漿氣化技術的應用

2.1 德士古水煤漿氣化技術的應用

我國第一套水煤漿氣化裝置來自于上?；ぱ芯吭贺撠煼轮频牡率抗艢饣に囋O計，從1969年至1971年在浙江省巨州化工廠投運，直到八九十年代，我國形成了“德士古水煤漿氣化熱”，九家企業聯合與美國Texaco公司簽訂意向書，兗礦魯化成功應用了德士古水煤漿加壓氣化技術，被列為“九五”期間全國重點科技節能成果。

起初的德士古水煤漿氣化技術不成熟，2005年實現了雙爐連續運行75天的周期，2007年實現了單爐連續運行197天的周期，運行方式不斷優化，并進行了技術創新，研發了新型氣化噴嘴，耐火磚和關鍵設備國產化，如兗礦魯化聯合開發的鎖斗循環泵、洗滌塔循環泵和撈渣機等設備，自主開發了水質穩定、煤漿制備等技術，如篩選出國內獨有的黑水絮凝處理技術，開發了添加造紙廢液直接用于煤漿制備的技術。

2.2 多噴嘴對置式水煤漿氣化技術的應用（以兗礦魯化為例）

2003年1月14日，多噴嘴對置式水煤漿氣化技術通過了工業示范驗收，形成了技術設計軟件包。2003年5月1日，兗礦集團以兗礦魯南化肥廠為依托建設了國泰化工有限責任公司在多噴嘴對置式水煤漿氣化技術工業示范裝置上投料成功，打通了整個工藝流程，成功實現了產業化，為我國自主大型煤氣化技術的應用奠定了堅實基礎。2005年投產商業化示范裝置，當年達產，其運行都表現出良好的運行性能指標。2008年兗礦魯南化肥廠配套建設了一臺4.0MPa、處理煤1150t/d的新型多噴嘴水煤漿加壓氣化技術，于7月1日投料成功，并投入運行，實現了連續運行83天16小時40分鐘的周期。

目前該技術在國內多家企業投入使用，30%市場份額來自于多噴嘴對置式水煤漿氣化技術，而國外多個國家如美國、加拿大、印度等對該項技術也有興趣，2007年，兗礦許可授權于全球排名第43位的美國Valero能源公司，實施石油焦氣化技術，這是首次由國內向美國等國外發達國家輸送大型化工成套技術著標志和中國煤氣化工行業登上新的臺階。

3 結語

回顧德士古水煤漿氣化的歷史，發展到現代新型多噴嘴對置式水煤漿氣化技術的整個歷程，我國水煤漿氣化事業不斷地改進和創新，本文探討了水煤漿氣化技術的特點并列出實例，國產化的應用，優化了我國能源結構，并帶來技術的革新，畫出了一副遼闊的發展前景圖。

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

[2]陳建利.新型(多噴嘴對置)水煤漿氣化爐技術的研發及在潔凈煤領域的應用前景[J].化肥工業,2006,33(4):20-23.

姓名：曹磊（1986-）；性別：男，籍貫：山西省運城市人，學歷：大專，畢業于黃河水利職業技術學院；現有職稱：助理工程師；研究方向：煤化工氣化；