2012中国水煤浆气化技术/经济论坛多喷嘴对置式水煤浆气化技术 及其应用进展华东理工大学 二O一二年十一月主要内容一 二 三 四 五 六 气流床气化 多喷嘴对置式水煤浆气化技术 工业应用与推广 大型化应用 水煤浆气化技术开发进展 国际影响一、气流床气化煤气化意义大规模煤气化技术是发展煤基化学品、煤制天然气、 煤基液体燃料、多联产系统等过程的关键技术、核心技 术和龙头技术。
煤气化分类气流床气化特点 ¾Entrained-flow gasifiers operate with feed and blast in co-current flow. ¾The residence time in these processes is short (a few seconds). ¾The feed is ground to a size of 100µm or less to promote mass transfer and allow transport in the gas. ¾High temperature is required to ensure a good conversion. ¾All entrained-flow gasifiers operate in the slagging range.气流床气化代表着煤气化发展方向前驱——德国的Koppers-Totzek(K-T)炉，开发于上世纪40 年代初，1950年建成第一家商业化规模工厂。
“一高二低”——活性高、灰熔点低、灰份低 新疆芦草沟(烟煤)、山东黄县(褐煤) 有代表性的气流床气化技术： 以水煤浆为原料—— 多喷嘴对置式水煤浆气化(2000t/d) GE (2000t/d)、Global E-Gas(2500t/d) 以干粉煤为原料—— Shell(2000t/d)、Prenflo(2600t/d)、Siemens(2000t/d)气流床气化分类原料种类：煤、石油焦 进料形态：水煤浆、粉煤 喷嘴配置方式：单喷嘴、多喷嘴 显热回收方式：激冷、废锅、废锅-激冷 耐火衬里形式：耐火砖、水冷壁水煤浆气化和粉煤气化比较水煤浆气化和粉煤气化比较水煤浆气化和粉煤气化比较气流床煤气化●粉煤气化技术亟待完善和优化 ●水煤浆气化技术成熟可靠二、多喷嘴对置式水煤浆气化技术技术研究与开发历程七五、八五 基础研究渣油气化过九五 技术开发 日处理22吨 煤中试装置 的建设和运 行 “九五”攻关十五 工业示范 1150t/d级 工业示范装 置的建设和 运行 863重大课题 科技部十一五 大型化 2000t/d级 工业装置建 设与运行十二五 超大型化 3000t/d级 工业装置建 设与运行程研究水煤浆气化过程研究863课题 科技部863课题 科技部化工部国家计委制浆系统气化系统净化系统渣水处理系统多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺原理简图技术特点气化炉 多喷嘴撞击流 多喷嘴－处理负荷高 对置式(侧置)－消除短路 雾化＋撞击实现混合－混合 效果好 不存在短路物流－转化率高 平推流长－气化反应进行完 全，气化指标优 独特的托砖架－热电偶寿命 延长技术特点VIII IV II IAAAAIIIVI射流区、撞击区、 撞击流股、回流 区、折返流区、 管流区多喷嘴对置式气化炉流场结构技术特点1.2 1 0.81.2 1 0.8E( )E( )0.6 0.4 0.2 0 0 1 2 θ 3 40.6 0.4 0.2 0 0 1 2 θ 3 4多喷嘴对置式气化炉 停留时间分布密度1.5秒前离开气化炉 物料比例 单喷嘴气化炉 多喷嘴气化炉 4% 0.9%单喷嘴气化炉 停留时间分布密度平均停留时间前 离开气化炉物料比例 62% 58%技术特点烧嘴 预膜式 高效(雾化粒径小) 节能(氧气压降低) 长寿命(磨损小) 不会回火－扩散火焰煤浆形成膜， 两侧气体剪切 煤浆速度低技术特点洗涤冷却室 喷淋、鼓泡复合床 无腾涌现象 避免带水带灰 液位容易控制 交叉流式洗涤冷却器，强 化热质传递技术特点初步净化系统 混合器+旋风分离器+水洗塔 分级净化－先粗分再精分 洗涤效果好，合成气洁净 黑水水质好 高效节能(合成气压降低)技术特点渣水处理系统 蒸发热水塔(闪蒸＋直接换热) 耐结垢、堵灰 换热效果好，热传递效率 高 开停车水循环流程简单、 方便知识产权情况¾本技术属完全自主创新，整套技术均具有自主知识产权。
¾气流床煤气化领域授权、公开的专利60余项。
已 授 权 的 发 明 专 利1. 2. 3. 4. 5. 多喷嘴对置式水煤浆或煤粉气化炉及其应用 ZL98110616.1； 一种复合床高温煤气冷却洗涤设备及其工业应用 ZL01112880.1； 以含碳氢化合物为原料气流床生产煤气的初步净化装置 ZL01112700.7； 一种高温煤气冷却洗涤设备及其工业应用 ZL01112702.3； 碳氢化合物为原料煤气生产装置中的含渣废水热回收方法 ZL01112701.5； 6. 一种固态含碳物质部分氧化制备合成气喷嘴及其工业应用 ZL200510025050.6； 7. 顶部设有多个喷嘴的气化反应器及其工业应用 ZL200610116724.8； ......已授权的实用新型专利1. 2. 3. 4. 5. 6.气流床生产煤气装置中回收含渣废水热量的热水塔 ZL01239008.9； 以碳氢化合物为原料气流床生产煤气的排渣装置 ZL01239007.0； 顶部设有喷嘴的多喷嘴对置式水煤浆或煤粉气化炉 ZL01210097.8； 一种射流型洗涤冷却水均布器 ZL02266704.0； 设有定位块的洗涤冷却水均布器 ZL200320108896.2； 用于以含碳氢化合物为原料气流床气化炉的耐火衬里 ZL200520044251.6； 7. 加压气流床水冷壁式气化反应器 ZL200520047972.2； 8. 加压气化反应器 ZL200420114033.0； 9. 一种有利于热量回收的新型气化炉 ZL200820056585.9； 10. 用于水煤浆或粉煤气化的多喷嘴水煤浆或粉煤气化炉 ZL200520047515.3； ......三、工业应用与推广推广应用现状 国内 30个项目，82台气化炉 国内30个项目，82台气化炉安阳盈德 2台4.2MPa-2200TPD 氨 泛海包头 3台6.5MPa-1500TPD 甲醇 新疆心连心 昊华国泰 2台6.5MPa-2100TPD 甲醇 内蒙五原金牛 华鲁恒升 2台6.5MPa-1300TPD 1台6.5MPa-750TPD 氨 氨 兖矿榆林 8台4.0MPa-2000TPD CTL 山东海力 2台6.5MPa-2000TPD 氨 烟台万华 3台6.5MPa-1500TPD 甲醇、氨 中盐昆山 2台6.5MPa-1200TPD 氨 兖矿国泰 3台4.0MPa-1150TPD 甲醇、电力 新能凤凰 3台6.5MPa-1500TPD 甲醇 兖矿鲁化 1台4.0MPa-1150TPD 甲醇 江苏索普 3台6.5MPa-1500TPD 甲醇 江苏灵谷 2台4.0MPa-2000TPD 氨 宁波万华 3台6.5MPa-1200TPD 宁波中金 甲醇、氨 2台1.5MPa-850TPD 燃气 杭州华电半山 1台3.5MPa-2200TPD 电力2台6.5MPa-1500TPD 兖州内蒙 氨 3台6.5MPa-2500TPD 甲醇 伊泰伊犁 5台4.0MPa-3000TPD 煤制油 兖矿新疆 3台6.5MPa-1500TPD 甲醇、氨河南心连心 3台6.5MPa-1200TPD 氨 神华宁煤 3台4.0MPa-2000TPD 甲醇 盛大宁东 2台6.5MPa-2300TPD 甲醇青海盐湖 3台6.5MPa-2500TPD 甲醇山东久泰 6台6.5MPa-2000TPD 甲醇、二甲醚安徽华谊 3台6.5MPa-1500TPD 甲醇上海焦化 2台4.0MPa-2200TPD 甲醇、CO推广应用（31家企业，共87台气化炉）应用单位 华鲁恒升 兖矿国泰 兖矿鲁化 江苏灵谷 江苏索普 凤凰化肥 神华宁煤 宁波万华 杭州半山 山东久泰 安徽华谊 山东盛大 上海焦化 兖矿新疆 兖矿内蒙 Valero 气化压力 MPa(G) 6.5 4.0 4.0 4.0 6.5 6.5 4.0 6.5 3.5 6.5 6.5 6.5 4.0 6.5 6.5 6.2 气化炉设置 台 1 3 (2+1) 1 2 (1+1) 3 (2+1) 3 (2+1) 3 (2+1) 3 (2+1) 1 6 (4+2) 3 (2+1) 2 (1+1) 2（1+1） 3 (2+1) 3 (2+1) 5（4+1） 单炉规模 吨/天 750 1150 1150 1800 1500 1500 2000 1200 2200 2300 1500 2300 2200 1500 2500 2300(石油焦) 最终产品 甲醇、合成氨 甲醇、发电 合成氨 合成氨 甲醇 甲醇、合成氨 甲醇 甲醇、CO、H2 发电 甲醇、二甲醚 甲醇 甲醇、二甲醚 甲醇 甲醇、合成氨 甲醇 H2 备注 2004.12投产 2005.10.16投产 2008.7.1投产 2009.6.15投产 2009.9.8投产 2009.12.17投产 2010.3.18投产 2010.10.15投产 设计中 设计中 2012.1.20投产 设计中 在建，2013年投产 2012.9.27投产 在建，2014年投产 设计中推广应用（31家企业，共87台气化炉）应用单位 泛海能源 山东海力 安阳盈德 河南 心连心 烟台万华 青海盐湖 内蒙 五原金牛 陕西 未来能源 中盐昆山 宁波中金 昊华国泰 伊泰伊犁 新疆 心连心 气化压力 MPa(G) 6.5 6.5 4.2 6.5 6.5 6.5 6.5 4.0 6.5 1.5 6.5 4.0 6.5 气化炉设置 台 3 (2+1) 2 (1+1) 2 (1+1) 3 (2+1) 3 (2+1) 3 (2+1) 2 (1+1) 8 (6+2) 2 (1+1) 2 (1+1) 2 (1+1) 5 (4+1) 2 （1+1） 单炉规模 吨/天 1500 2500 2200 1200 1500 2500 1300 2000 1200 850 2100 3000 1500 最终产品 甲醇 合成氨 合成氨 合成氨 甲醇、CO、H2 甲醇 合成氨 煤制油 合成氨 燃气 甲醇 煤制油 合成氨 备注 设计中 设计中 在建 在建 在建 在建 设计中 在建 在建 设计中 设计中 设计中 设计中已运行工业装置（10套，25台气化炉）1山东华鲁 恒升化工 股份有限 公司1台 日处理 750吨气 化炉， 2005年6 月正式投 入运转。