煤制甲醇過程中煤氣化技術的應用分析

摘 要:在現代的工業中，很多方面都能涉及到煤氣化技術，例如煤制甲醇等等。在多年的實踐過程中，人們逐漸認識到，煤氣化技術在煤制甲醇的工藝過程中是較為關鍵的技術環節。這項技術包括很多類別:德國Lergi公司的Lurgi塊煤加壓氣化技術、德國HTW流化床氣化工藝技術等等。不同煤氣化技術有著不同飛特點和優點，初設的時候必須要考慮各種不同煤氣技術的多方面的優勢，還要注意工程化的系統分析。本文主要針對煤制甲醇過程中煤氣化技術的應用做了簡單分析。

關鍵詞:煤制甲醇煤氣化技術

中圖分類號:TQ3文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(b)-0131-01

目前的工業工藝中，很多方面都應用了煤氣化技術，尤其是煤制甲醇工藝中顯得尤為重要。就目前的技術中，應用的比較廣泛的主要由以下幾種:德國未來能源公司的GSP粉煤加壓氣化技術、荷蘭Shell公司的SCGP粉煤加壓氣化工藝、美國Texaco公司的水煤漿加壓氣化工藝、德國Lurgi公司的Lurgi塊煤加壓氣化丁藝、德國的HTw流化床氣化工藝等。這些技術工藝有著自己獨特的特點和優勢，在煤制甲醇工藝中發揮著重要的作用。

1 煤制甲醇過程中煤氣化技術概述

1.1 HTW流化氣化工藝

這種煤氣化技術是由德國RWE—GROUP開發，基于常壓溫克勒氣化工藝的基礎上進行改進開發出來的，其目的就是提高氣化過程中氣化爐的操作溫度及壓力，比較常用于干褐煤氣化。

應用這種工藝，快速的干餾煤塊，充分裂解揮發物，但是其凈化體系較為簡單，并且氣化后的煤氣釋放出流化床氣化爐時會夾帶很多飛灰，含碳量較高，還要進行后期的適當處理。在Wwsswling的示范廠最高速已達到1500t/d，成本低廉且高效。

1.2 Texaco水煤漿氣化工藝

水煤漿加壓氣化工藝是于1978年由美國Texaco公司研發的，其基礎就是渣油部分氧化技術。這種工藝優點很多:煤種適應性強，氣化壓力在4.0MPa~6.5MPa范圍之間;能夠根據氣化氣體的用途選擇氣化流程的熱回收選擇激冷還是廢鍋形式;氣化爐排出的融渣冷卻后由于性質穩定，可以作為建筑材料。

1.3 SCGP氣化工藝

1972年，荷蘭Shell公司開始對煤氣化技術進行研究，直至1978年研發出第一套中試裝置運行SCGP氣化工藝。這種工藝屬于加壓氣流床氣化，將干煤粉作為原料、純氧作氣化劑，排渣液態。排出的產品氣體碳轉化率高，氣體潔凈，有效氣體轉化率高，進而降低了煤原料的消耗量。其氣化爐的燒嘴和控制系統安全性和可靠性較高，其氣化裝置是單系列操作，開工率達到90%，這些實踐證明，該氣化技術是非常先進可靠的。

1.4 GSP干煤粉氣化工藝

GSP干煤粉氣化工藝是由德國未來能源公司研發的。這種工藝經過多年的實踐運行，既可以氣化高硫、高灰的劣質原料煤，還能夠氣化工業廢料等，其氣化過程簡單，氣體潔凈，有效氣體轉化率也較高，同樣降低了煤原料的消耗。GSP干煤粉氣化工藝與水煤漿氣化工藝相比，耗氧量降低了15%`25%，從而可以減少配套的空分裝置規模，還能夠降低投資成本。其氣化爐時環管冷壁結構，開工率達到95%，這種技術也是先進可靠的。

1.5 Lurgi塊煤加壓氣化工藝

Lurgi塊煤加壓氣化工藝技術是由德國Lurgi公司早期研發的工業化加壓氣化工藝，是固定床塊煤氣化工藝技術。這種工藝是以塊煤為原料，常用的是具有不黏結性、黏結性弱、熱穩定性高、化學活性好、灰熔點高、機械強度高等特點的原料煤塊。但是這種技術還有幾個缺點:氣化溫度較低，氣化后產生的焦油、廢水的有害物質較難處理，污染嚴重，煤原料利用率低，氣體產品中甲烷含量高，只能作為城市煤氣，不能作合成氣。副產品中焦油和酚的含量同樣較高，處理起來也較為困難。

2 煤氣化工藝技術應用分析

2.1 氣化工藝技術對比

在目前的煤制甲醇過程中煤氣化工藝比較成熟的、比較先進的、應用比較廣泛的有GSP干煤粉氣化工藝、SCGP氣化工藝、HTW流化氣化工藝、Lurgi塊煤加壓氣化工藝和Texaco水煤漿氣化工藝分析。各種工藝的特點，從適應性、碳轉化率等方面進行應用分析，GSP干煤粉氣化工藝和SCGP氣化工藝優勢較為明顯，在安全性、高效性和環境保護方面等達到了較高的水平，產品氣體可以作為合成氨和合成甲醇的原料氣體。SCGP氣化工藝初期投資會比較大，但是其氣化性能指標優異、煤種適應性強、有效氣體含量高等優點足以彌補其缺點。

2.2 舉例分析煤制甲醛過程煤氣技術的應用

貴州鑫晟煤化工有限公司化工廠的甲醇項目煤氣化裝置采用的是西北化工研究院的多元料漿氣化工藝生產粗合成氣，進而生成甲醇。此技術是將原料煤，與水、適量的添加劑、PH值調節劑、助熔劑(石灰石粉)按一定比例混合后送入棒磨機，研磨成一定粒度的合格水煤漿，經煤漿泵輸送至氣化爐，然后將煤漿制備崗位生產的合格煤漿與空分崗位送過來的合格氧氣在氣化爐中進行反應，生產出以H2、CO為主要成分的粗合成氣，經增濕、降溫、除塵后送入變換崗位和渣水處理崗位，將其中的固體和溶解的氣體從黑水中分離出來，經脫氧水槽除氧后，灰水返回氣化工序循環使用，以最大限度的降低裝置的污水排放量和生產耗水量，并將高壓閃蒸汽的熱量加以回收利用。

3 總結

在多年的實踐過程中，人們逐漸認識到，煤氣化技術在煤制甲醇的工藝過程中是較為關鍵的技術環節。這項技術包括很多類別:德國Lergi公司的Lurgi塊煤加壓氣化技術、德國HTW流化床氣化工藝技術等等。綜上所述，在煤化工生產方面，干煤粉加壓氣化工藝的投資成本要比水煤漿加壓氣化工藝高，廢熱鍋爐的流程投資要比激冷流程高;Texaco工藝、HTW工藝和Lurgi塊煤加壓氣化工藝在設備原料可利用率、工藝參數和環境污染等問題的綜合利用方面還存在一定的問題，亟待解決;從氣化原料的適應性、碳轉化率等方面，GSP和SCGP工藝具有較為明顯的優勢。這兩種工藝相比較，前者的投資較少，但是總熱效率和碳轉化率較后者低;通過實際的生產運行，多元料漿氣化工藝的成熟可靠度能夠進一步提高，具有良好的發展前景。

參考文獻

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