一.粉煤加壓氣化技術(shù)背景

　　“九五”期間華東理工大學(xué)、兗礦魯南化肥廠（水煤漿氣化及煤化工國(guó)家工程研究中心）、中國(guó)天辰化學(xué)工程公司圓滿完成了國(guó)家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“新型(多噴嘴對(duì)置)水煤漿氣化爐開(kāi)發(fā)”，在兗礦魯南化肥廠建成國(guó)內(nèi)首套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水煤漿氣化爐及中試裝置，并取得突破性成果。

　　依托已有多噴嘴對(duì)置式中試氣化爐（內(nèi)襯耐火磚），上述三家單位又共同承擔(dān)了國(guó)家“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃課題“粉煤加壓氣化制合成氣新技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)”，建設(shè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的粉煤加壓氣化中試裝置。裝置處理能力為15～45 噸煤/
天，操作壓力2.0～2.5Mpa，操作溫度1300～1400℃。

　　該課題于 2001 年年底啟動(dòng)，2002 年10 月完成研究開(kāi)發(fā)階段中期評(píng)估，中試裝置進(jìn)入設(shè)計(jì)施工階段。2004 年7 月裝置正式投運(yùn)，首次在國(guó)內(nèi)展示了粉煤加壓氣化技術(shù)的運(yùn)行結(jié)果，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。中試裝置于2004 年12 月6 日至9 日順利通過(guò)科技部組織的現(xiàn)場(chǎng)72 小時(shí)運(yùn)行專家考核，2004 年12 月21 日于北京通過(guò)科技部主持的課題專家驗(yàn)收。同年，該成果入選 2004 年度煤炭工業(yè)十大科學(xué)技術(shù)成果。

　　2005 年6 月15 日在該中試裝置上成功運(yùn)行了以CO₂為輸送介質(zhì)的粉煤加壓氣化，取得了寶貴的運(yùn)行數(shù)據(jù)。迄今為止，以CO₂ 為輸送介質(zhì)的粉煤加壓氣化數(shù)據(jù)國(guó)際上未見(jiàn)報(bào)道。2005 年年底，在該裝置上進(jìn)行了褐煤的干燥與輸送研究，為拓寬該技術(shù)的煤種適用性獲得了具有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)。

　　目前，上述三家單位合作，開(kāi)發(fā)水冷壁氣化爐，中試裝置將于 2006 年年底建成并運(yùn)行。將于“十一五”期間，實(shí)現(xiàn)自主產(chǎn)權(quán)粉煤加壓氣化技術(shù)工業(yè)化。

　　二．粉煤加壓氣化技術(shù)特點(diǎn)與難點(diǎn)

　　氣流床煤氣化是當(dāng)今國(guó)際上最先進(jìn)的煤氣化技術(shù)之一，與水煤漿氣化技術(shù)相比，粉煤氣流床加壓氣化技術(shù)具有煤種適應(yīng)性廣、原料消耗低、碳轉(zhuǎn)化率高、冷煤氣效率高等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但是，目前我國(guó)還沒(méi)有該技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)歷，正在建設(shè)和已經(jīng)簽約的十多個(gè)粉煤加壓氣化項(xiàng)目都是引進(jìn)Shell 專利技術(shù)，花費(fèi)了大量外匯。所以該粉煤加壓氣化中試裝置的建設(shè)和運(yùn)行，在國(guó)內(nèi)具有開(kāi)創(chuàng)性作用，在我國(guó)煤氣化技術(shù)發(fā)展史上具有重要的影響意義。該技術(shù)的主要特點(diǎn)和難點(diǎn)：

　　與水煤漿加壓氣化相比，粉煤加壓氣化氧耗低、煤耗低，有效氣（CO+H₂）成分高，碳轉(zhuǎn)化率高。

　　粉煤加壓氣化的核心技術(shù)是煤粉在高壓、密相條件下穩(wěn)定、可控輸送。經(jīng)過(guò)數(shù)年實(shí)驗(yàn)研究和中試檢驗(yàn)，已掌握了穩(wěn)定調(diào)控煤粉流量的關(guān)鍵技術(shù)。

　　用于粉煤高壓密相輸送的設(shè)備、管道、閥門(mén)、儀表、測(cè)量?jī)x器等為國(guó)內(nèi)首次嘗試，在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和性能等方面歷經(jīng)了探索與考驗(yàn)，積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

　　粉體與氣化系統(tǒng)的安全性是粉煤加壓氣化技術(shù)的重要問(wèn)題。在科學(xué)認(rèn)識(shí)與合理把握下，經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索，掌握了一整套粉煤加壓氣化裝置安全、穩(wěn)妥運(yùn)行的控制與操作方法。

　　三. 中試裝置流程及運(yùn)行情況

　　1、流程

　　原煤除雜后送入磨煤機(jī)破碎，同時(shí)由經(jīng)過(guò)加熱的低壓氮?dú)鈱⑵涓稍?，制備出合格煤粉存于料倉(cāng)中。加熱用低壓氮?dú)獯蟛糠挚裳h(huán)使用。料倉(cāng)中的煤粉先后在低壓氮?dú)夂透邏旱獨(dú)獾妮斔拖?，通過(guò)氣化噴嘴進(jìn)入氣化爐。氣化劑氧氣、蒸汽也通過(guò)氣化噴嘴進(jìn)入氣化爐，并在高溫高壓下與煤粉進(jìn)行氣化反應(yīng)。出氣化爐的高溫合成氣經(jīng)激冷、洗滌后并入造氣車(chē)間合成氣管線。熔融灰渣在氣化爐激冷室中被激冷固化，經(jīng)鎖斗收集，定期排放。洗滌塔出來(lái)的黑水經(jīng)過(guò)二級(jí)閃蒸，水蒸汽及一部分溶解在黑水中的酸性氣CO₂、H₂S 等被迅速閃蒸出來(lái)，閃蒸氣經(jīng)冷凝、分離后與氣化分廠生產(chǎn)系統(tǒng)的酸性氣一并處理，閃蒸黑水經(jīng)換熱器冷卻后排入地溝，送氣化分廠生產(chǎn)裝置的污水處理系統(tǒng)。