[实用新型]纯氧粉煤超常压无激冷气化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及纯氧粉煤超常压无激冷气化工艺及其装置，克服壳牌粉煤气化工艺装置的缺点，应用于粉煤的煤气化，是对我父亲马建新2009年发明的《虹吸给粉煤装置》专利号：200920146502和《粉煤近常压造气方法》专利号：20092014678的创新、补充和完善，是本人超常压无激冷气化工艺及其装置系列发明申请之一；属于合成氨原料造气、煤制天然气原料造气、煤制油原料造气技术领域。 

背景技术

一、煤气化技术发展历史 

煤气化技术的开发与应用大约经历了200年的发展历史。煤气化技术按固体和气体的接触方式可分为固定床、流化床、气流床和熔融床4种，其中熔融床技术还没有实际应用开发。 

1.固定床。固定床气化炉是最早开发出的气化炉，炉子下部为炉排，用以支撑上面的煤层。通常，煤从气化炉的顶部加入，而气化剂(氧或空气和水蒸气)则从炉子的下部供入，因而气固间是逆向流动的。特点是单位容积的煤处理量小，大型化困难。目前，运转中的固定床气化炉主要有鲁奇气化炉和BGC-鲁奇炉两种。 

2.流化床。流化床气化炉在分散板上供给粉煤，在分散板下送入气化剂(氧、水蒸气)，使煤在悬浮状下进行气化。流化床气化炉不能用灰分融点低的煤，副产焦油少，碳利用率低。 

3.气流床。气流床气化炉粉煤与气化剂(O₂、水蒸气)一起从喷嘴高速吹入炉内，快速气化。特点是不副产焦油，生成气中甲烷含量少。气流床气化是目前煤气化技术的主流，代表着今后煤气化技术的发展方向。气流床按照进料方式又可分为湿法进料(水煤浆)气流床和干法进料(煤粉)气流床。前者以德士古气化炉为代表，还有国内开发的多元料浆加压气化炉、多喷嘴(四烧嘴)水煤浆加压气化炉；后者以壳牌气化炉为代表，还有GSP炉以及国内开发的航天炉、两段炉、清华炉、四喷嘴干粉煤炉。 

三种先进的煤气化工艺 

我国引进并被广泛采用的三种先进煤气化工艺——鲁奇气化炉、壳牌气化炉、德士古气化炉。1.鲁奇气化炉属于固定床气化炉的一种。鲁奇气化炉是1939年由德国鲁奇公司设计，经不断的研究改进已推出了第五代炉型，目前在各种气化炉中实绩最好。德国SVZ Schwarze Pumpe公司已将这种炉型应用于各种废弃物气化的商业化装置。我国在20世纪60年代就引进了捷克制造的早期鲁奇炉并在云南投产。1987年建成投产的天脊煤化工集团公司从德国引进的4台直径3800mm的IV型鲁奇炉，先后采用阳泉煤、晋城煤和西山官地煤等煤种进行试验，经过10多年的探索，基本掌握了鲁奇炉气化贫瘦煤生产合成氨的技术，现建成的第五台鲁奇炉已投产，形成了年产45万吨合成氨的能力。国内鲁奇炉在用厂家有云南解放军化肥厂、 哈尔滨煤机厂和河南义马煤气厂，在建的厂家有山西潞安矿、新疆广汇和大唐国际等。 

2.德士古气化炉属于湿法进料气流床的一种，最早引进该技术的是山东鲁南化肥厂，1993年投产。目前，我国已有山东鲁南、上海焦化、陕西渭化、安徽淮化、金陵石化、南化公司等近30台(套)装置投运，有些已具有10多年运行经验，到目前为止运行基本良好，显示了水煤浆气化技术的先进性。但是，德士古气化炉对煤质限制比较严格，成浆性差和灰分较高，还存在耐火砖成本高、寿命短和煤烧嘴易受磨损等问题。 

3.壳牌气化炉属于气流床气化炉的一种，是目前世界煤气化采用最多的炉型之一。这种炉型不仅可用不同种类的煤，包括劣质的次烟煤和褐煤，还可用于生物燃料和废弃物等的气化。壳牌气化工艺于1972年开始研究，1978年在德国汉堡建成中试装置，1987年在美国建成投煤量250～400吨/日的示范装置，1996年在荷兰建成大型IGCC装置，气化炉为单系统操作，日处理煤量2000吨。我国从2006年开始先后有岳阳洞氮、湖北双环和广西柳州等10余家企业引进了16台该类型气化炉。 

三、三种先进的煤气化工艺优缺比较 

由当今各先进的煤气化工艺相比较，壳牌粉煤气化工艺装置最先进，但也存在建设投资高、建设周期比较长，配套的给煤、干燥、高压氮气及回炉激冷用合成气加压所需的功耗大。壳牌粉煤气化工艺装置一投入生产，克服壳牌粉煤气化工艺装置的缺点，就成为世界煤气化发明人的新目 标。中国煤气化发明人也在其中。我父亲马建新就是典型代表，他提出了克服壳牌粉煤气化工艺装置所有缺点的技术思想，虽然有许多不成熟的技术，却拉开了中国克服壳牌粉煤气化工艺装置所有缺点的技术创新序幕。技术优缺点比较。