主流煤炭氣化技術(shù)性能的對(duì)比研究

吳同舫

(中海油惠州煉化分公司，廣東 惠州 516086)

主流煤炭氣化技術(shù)性能的對(duì)比研究

吳同舫

(中海油惠州煉化分公司，廣東 惠州 516086)

通過(guò)對(duì)GSP粉煤氣化、GE水煤漿氣化以及Shell粉煤氣化的實(shí)地考察，結(jié)合氣化爐近年來(lái)的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行情況，分別從工藝流程、技術(shù)特點(diǎn)、操作參數(shù)、關(guān)鍵設(shè)備、環(huán)保指標(biāo)等幾個(gè)方面對(duì)三種不同類(lèi)型的煤炭氣化技術(shù)進(jìn)行了比較探討，得出多噴嘴殼牌粉煤氣化技術(shù)性能優(yōu)越，在潔凈煤化工領(lǐng)域發(fā)展前景廣闊。

煤氣化；Shell；GSP；GE；技術(shù)比較

我國(guó)是一個(gè)“貧油少氣富煤”的國(guó)家，這種能源結(jié)構(gòu)使得煤炭在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重高達(dá)60%，因此如何保證煤炭資源的高效利用，對(duì)于保障我國(guó)能源長(zhǎng)期安全供應(yīng)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。而在煤炭能源的集約利用方面，煤氣化技術(shù)是煤炭轉(zhuǎn)化利用的主要途徑，是在轉(zhuǎn)化含碳固體物為高附加值產(chǎn)品過(guò)程中處于領(lǐng)先地位的清潔技術(shù)[1]、是發(fā)展制氫、煤基液體燃料、煤基化學(xué)品、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及先進(jìn)IGCC發(fā)電等過(guò)程工業(yè)的基礎(chǔ)、是這些行業(yè)關(guān)鍵的龍頭技術(shù)。

目前，中國(guó)大型煤化工項(xiàng)目采用的煤炭氣化技術(shù)多數(shù)屬于氣流床加壓氣化技術(shù)，主要?dú)饣に囉蠫E（Texaco）、Destee、Shell、Prenflo、GSP、CCG等，筆者就目前常用的具有代表性的GE水煤漿氣化和Shell、GSP干粉氣化三種煤炭氣化技術(shù)進(jìn)行研究探討。

1 氣化工藝流程對(duì)比

1.1 GE水煤漿氣化流程

由煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)送來(lái)的原料煤送至煤貯斗，經(jīng)稱(chēng)重給料機(jī)定量送入磨機(jī)，加入一定量的水和添加劑，研磨出的合格的水煤漿，經(jīng)煤漿加壓泵加壓后同高壓純氧一起通過(guò)置頂式單噴嘴進(jìn)入氣化爐，水煤漿噴入爐膛后在短短的5～7s[2]內(nèi)就完成了氣化過(guò)程，氣化反應(yīng)壓力6.5MPa（G）、溫度1300～1400℃，生成CO和H2為有效成份的粗合成氣。離開(kāi)氣化爐反應(yīng)段的高溫粗合成氣和熔渣一起進(jìn)入氣化爐激冷室水浴，大部分的熔渣經(jīng)激冷固化后，落入激冷室底部經(jīng)鎖斗排出。粗合成氣出激冷室經(jīng)文丘里洗滌器、碳洗塔洗滌除塵冷卻，溫度降低至245℃并被水蒸汽飽和后送至變換工段。

從氣化爐和碳洗塔排出的高溫黑水依次進(jìn)入高壓閃蒸罐、低壓閃蒸罐和兩級(jí)真空閃蒸罐，一部分水被閃蒸為蒸汽回收利用，溶解在黑水中的大部分合成氣被解析出來(lái)送硫回收處理，同時(shí)黑水被濃縮，溫度降低至45℃進(jìn)入沉降槽，沉降的細(xì)渣漿經(jīng)過(guò)濾機(jī)脫水拉出廠外，沉降槽上部澄清的灰水送往灰水槽，經(jīng)低壓灰水泵加壓回送至氣化系統(tǒng)循環(huán)利用。

1.2 GSP粉煤氣化流程

原料煤由給煤機(jī)稱(chēng)重送到煤磨中磨粉，從熱風(fēng)爐送來(lái)的熱惰性氣體送入磨煤機(jī)中，將合格粒度的煤粉干燥后吹入煤粉袋式過(guò)濾器，分離收集后排入煤粉貯倉(cāng)中，經(jīng)煤粉鎖斗送入煤粉給料倉(cāng)，由高壓CO2煤密相輸送并精確計(jì)量后經(jīng)3根粉煤管線送入氣化爐頂部的燒嘴與高壓O2及過(guò)熱蒸汽旋流噴入氣化室，在4.1MPa、1450℃條件下進(jìn)行氣化反應(yīng)，生成以CO和H2為主的粗合成氣。GSP氣化爐的內(nèi)壁采用盤(pán)管膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，為防止粗合成氣進(jìn)入膜式水冷壁與氣化爐之間的環(huán)形空間出現(xiàn)冷凝而腐蝕設(shè)備，環(huán)形空間充有壓力較高的惰性氣體。出氣化爐反應(yīng)室的高溫粗合成氣、飛灰和液態(tài)熔渣通過(guò)設(shè)置有冷卻水盤(pán)管的排渣口進(jìn)入激冷室下降管進(jìn)入水浴激冷，熔渣迅速固化；合成氣被水飽和，出激冷室的合成氣依次經(jīng)鼓泡塔、兩級(jí)文丘里洗滌器、部分冷凝器和氣液分離器洗滌后送至下游變換。熔渣在激冷室內(nèi)完成激冷固化后散裂成玻璃狀的顆粒，通過(guò)鎖斗定期排至渣池，飛灰以及未反應(yīng)的粉煤顆粒懸浮在渣水中，由渣池泵送至渣水處理系統(tǒng)，經(jīng)進(jìn)一步處理后循環(huán)使用。

從氣化爐和文丘里洗滌裝置排出的高溫黑水，經(jīng)兩級(jí)閃蒸濃縮后，經(jīng)過(guò)澄清去除細(xì)渣后灰水送回裝置內(nèi)循環(huán)使用。

1.3 Shell下行水激冷粉煤氣化流程

Shell粉煤氣化技術(shù)的傳統(tǒng)工藝為廢鍋流程，產(chǎn)生的合成氣經(jīng)過(guò)飛灰過(guò)濾和龐大的合成氣冷卻器進(jìn)行冷卻，投資成本高、工藝過(guò)于復(fù)雜、故障率高，影響裝置的長(zhǎng)周期影響，多用于聯(lián)合發(fā)電裝置，為了滿(mǎn)足煤化工生產(chǎn)的需要，Shell新開(kāi)發(fā)出下行水激冷粉煤氣化流程，并在中國(guó)南京建成投產(chǎn)，目前運(yùn)行情況較好，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)值。Shell粉煤氣化煤粉制備和輸送過(guò)程與GSP過(guò)程相似。從高壓煤粉倉(cāng)出來(lái)的煤粉與輸送煤粉用的高壓CO2經(jīng)計(jì)量后，一起進(jìn)入燒嘴的中心。來(lái)自空分的高壓O2加熱到180℃后，與少量中壓過(guò)熱蒸汽混合進(jìn)入燒嘴的外環(huán)隙，經(jīng)4個(gè)或4個(gè)以上水平設(shè)置的工藝燒嘴噴入氣化爐，在氣化爐內(nèi)煤粉與氧氣充分混合發(fā)生部分氧化反應(yīng)生成合成氣，多噴嘴延長(zhǎng)線相互交錯(cuò)形成多邊形，從噴嘴噴出的煤粉在氧氣流的帶動(dòng)下在氣化爐反應(yīng)室內(nèi)形成旋流，液態(tài)熔渣被離心力拋至膜式水冷壁并沿水冷壁通過(guò)渣口向下進(jìn)入激冷室，熔渣迅速固化龜裂成碎玻璃體，經(jīng)鎖斗排除，出氣化爐反應(yīng)室的高溫粗合成氣、飛灰經(jīng)下降管進(jìn)入激冷室水浴激冷，合成氣被水飽和后經(jīng)文丘里和洗滌塔洗滌處理與GSP粉煤氣化相似。氣化爐點(diǎn)火用點(diǎn)火燒嘴，用液化氣作燃料。氣化爐開(kāi)車(chē)升溫用開(kāi)工燒嘴，用油泵送來(lái)柴油作燃料。開(kāi)車(chē)初期不合格的煤氣經(jīng)火炬燃燒后放空。開(kāi)車(chē)完成后點(diǎn)火燒嘴和開(kāi)工燒嘴退出氣化爐?；宜幚硐到y(tǒng)和GE水煤漿工藝類(lèi)似，經(jīng)閃蒸后進(jìn)入沉降槽沉降，大部分灰水回用。

表1 三種煤炭氣化工藝操作參數(shù)對(duì)比Table1 Comparison of operation parameters for three gasification technologies

2 氣化技術(shù)的煤質(zhì)適應(yīng)性對(duì)比

2.1 GE水煤漿氣化煤質(zhì)適應(yīng)性分析

GE水煤漿氣化爐適應(yīng)的原料煤是固定碳含量和發(fā)熱量中等，可磨性中等，反應(yīng)活性好，低灰、低灰熔點(diǎn)的年輕煙煤或無(wú)煙煤。

GE水煤漿氣化要求的水煤漿應(yīng)具有高濃度、低粘度、穩(wěn)定性好、流動(dòng)性好、易于泵送等特點(diǎn)。因?yàn)樗簼{在氣化之前先經(jīng)歷水的蒸發(fā)過(guò)程，水煤漿濃度越高，水份蒸發(fā)所需熱量越少，比煤耗和比氧耗也會(huì)越低。同時(shí)煤的內(nèi)水是影響成漿濃度的重要因素，內(nèi)水主要是由煤中的親水基和毛細(xì)孔的吸附引起的，由于煤中的親水基和毛細(xì)孔的吸附水的表面張力在煤粒周?chē)纬梢粚铀ぃH水基越多、毛細(xì)孔越是繁茂的原料煤，水膜就越厚，制得的煤漿濃度越低。同時(shí)GE水煤漿氣化爐內(nèi)襯耐火磚，一般要求煤的w(灰份)＜12%，若煤中灰份較高特別是煤中的堿性金屬氧化物組分過(guò)高，則對(duì)耐火襯磚尤其是高鉻的向火面磚的侵蝕性較強(qiáng)，會(huì)縮短耐火磚的壽命。液體的灰渣沿耐火磚流下時(shí)對(duì)磚體造成沖刷使磚體減薄，經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為最佳的灰渣黏度應(yīng)控制在15～40Pa·s之間，這樣才能在爐磚表面形成一定厚度的灰渣保護(hù)層，既延長(zhǎng)了爐磚壽命又不致堵塞渣口，最佳灰渣流動(dòng)黏度對(duì)應(yīng)的溫度即為化爐最佳操作溫度。爐溫度太低，碳轉(zhuǎn)化率過(guò)低，甲烷含量也高；爐溫過(guò)高尤其是超過(guò)1400℃以后，耐火磚熱蝕會(huì)加快，當(dāng)氣化溫度高于1400℃時(shí)每提高20℃，爐磚的熔蝕速率會(huì)提高一倍，一般原則上要求水煤漿氣化原料煤灰熔點(diǎn)應(yīng)低于1300℃為宜。圖1中煤種3氣化操作溫度窗口過(guò)小不適于水煤漿氣化，煤種1灰熔點(diǎn)為1390℃也不適合，煤種2灰熔點(diǎn)適中、灰份不高，粘溫特性對(duì)應(yīng)的操作窗口是 1255～1340℃區(qū)間，適合用于水煤漿氣化。

圖1 常見(jiàn)原料煤粘溫特性曲線圖Fig.1 Viscosity-temperature characteristic curves of three coals

2.2 粉煤氣化適應(yīng)性分析

粉煤氣化通常對(duì)于灰份要求不應(yīng)低于8%，最佳灰份含量應(yīng)在12%～25%之間。這樣既能保證在氣化爐膜式水冷壁上正常掛渣、鎖斗正常排渣，又能將裝置的運(yùn)行成本以及設(shè)備管道的磨損控制在合理范圍內(nèi)；粉煤氣化適宜的原料煤灰熔點(diǎn)范圍應(yīng)在1250～1550℃之間，低灰熔點(diǎn)的煤在粉煤氣化爐中氣化時(shí)會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)化率偏低、無(wú)法掛渣等問(wèn)題，而高灰熔點(diǎn)的煤則需要添加助熔劑方可進(jìn)行氣化，否則會(huì)造成爐渣結(jié)塊、氣化爐鎖斗堵渣，同時(shí)會(huì)影響氣化爐內(nèi)件的使用壽命；粉煤氣化工藝要求原料煤最佳灰渣黏度范圍在25～40Pa·s之間，這樣氣化爐膜式水冷壁才可以確?！耙栽乖?、正常掛渣、順利排渣；粉煤氣化要求依據(jù)原料煤的粘溫特性曲線來(lái)選擇合適的氣化溫度，氣化爐溫度過(guò)低時(shí)碳轉(zhuǎn)化率過(guò)低，灰渣粘度高，渣流動(dòng)不暢，容易堵塞渣口；氣化溫度過(guò)高，則導(dǎo)致氣化爐膜式水冷壁上的掛渣減薄，液態(tài)渣流動(dòng)速度過(guò)快，加劇對(duì)水冷壁的沖刷磨蝕，縮短膜式水冷壁的使用壽命，氣化爐熱損失也會(huì)增加，氧耗、煤耗也會(huì)相應(yīng)增大。在粉煤氣化裝置初次運(yùn)行時(shí)膜式水冷壁首次掛渣，應(yīng)該選用灰熔點(diǎn)相對(duì)較高且結(jié)渣性好的原料煤進(jìn)行掛渣，從而避免氣化爐正常運(yùn)行過(guò)程中因氣化爐溫度波動(dòng)導(dǎo)致短膜式水冷壁上渣層大幅減薄的情況發(fā)生。

相對(duì)于水煤漿氣化，粉煤氣化對(duì)原料煤的適應(yīng)性廣[3]，它幾乎可以氣化從無(wú)煙煤到褐煤的各種煤，尤其對(duì)劣質(zhì)煤、高灰份高熔點(diǎn)的煤有更強(qiáng)的適應(yīng)性，以圖1中煤種3為例，根據(jù)其粘溫特性曲線對(duì)應(yīng)的溫度范圍在1340～1495℃之間，溫度范圍較寬，可用于粉煤氣化，同時(shí)煤種1和煤種2也可用于粉煤氣化，所以粉煤氣化對(duì)原料煤的適應(yīng)性較強(qiáng)；此外，粉煤氣化和水煤漿氣化相比，在氧耗、煤耗、水耗（單爐外排廢水）、能效綜合利用、檢修費(fèi)用及檢修工作量等方面都占有優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)運(yùn)行周期上也已經(jīng)達(dá)到長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，現(xiàn)在實(shí)際運(yùn)行的粉煤氣化工廠表明了干法粉煤氣化經(jīng)濟(jì)效益明顯。

3 氣化技術(shù)的性能參數(shù)對(duì)比

3.1 三種煤炭氣化技術(shù)操作參數(shù)對(duì)比

雖然GE水煤漿氣化技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用廣泛，技術(shù)比較成熟，工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，而GSP和Shell粉煤氣化技術(shù)起步較晚，工藝相對(duì)復(fù)雜，粉煤進(jìn)料控制較難，但粉煤氣化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)也迅速體現(xiàn)出來(lái)，并獲得廣泛認(rèn)可，從表1可以看出，GSP與Shell粉煤氣化工藝與GE水煤漿氣化工藝比較，操作溫度高、操作壓力較低；在碳轉(zhuǎn)化率及有效氣含量方面，GSP與Shell粉煤氣化相近，都遠(yuǎn)高于GE水煤漿氣化；另外GSP和Shell兩種粉煤氣化的膜式水冷壁均可副產(chǎn)蒸汽，特別是Shell粉煤氣化可副產(chǎn)高品質(zhì)中壓蒸汽，有利于提高裝置能效降，低全廠能耗，充分顯示出其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3.2 三種煤炭氣化技術(shù)性能指標(biāo)對(duì)比

從性能指標(biāo)看，Shell多噴嘴粉煤氣化工藝的渣中殘?zhí)甲畹吞嫁D(zhuǎn)化率最高，粗渣呈玻璃體大顆粒狀，殘?zhí)康突緶y(cè)不出來(lái)，細(xì)渣殘?zhí)恳仓挥?%，粗細(xì)渣質(zhì)量比只有6∶1。GE水煤漿氣化粗、細(xì)渣中的殘?zhí)己烤^高，粗細(xì)渣質(zhì)量比約為7∶2。而GSP粉煤氣化有效氣組分體積分?jǐn)?shù)最高95%（CO2輸送時(shí)，N2輸送也接近90%），細(xì)渣中的殘?zhí)己孔罡?，粗?xì)渣質(zhì)量比最高7∶3。

同時(shí)Shell粉煤氣化有效氣含量高的同時(shí)有效氣組分中H2含量也最高，主要因?yàn)镾hell下行水激冷氣化技術(shù)的激冷環(huán)下降管設(shè)計(jì)合理，在下降管內(nèi)增設(shè)了大小兩個(gè)水噴頭，使高溫合成氣與水發(fā)生了部分變換反應(yīng)。水平多噴嘴結(jié)構(gòu)在氣化爐爐膛內(nèi)形成螺旋流場(chǎng)，有利于水冷壁均勻掛渣，相對(duì)于頂置式噴嘴結(jié)構(gòu)，更利于煤粉在氣化爐中均勻分布，形成較好流場(chǎng)和氣化反應(yīng)環(huán)境，使煤粉在爐膛內(nèi)停留時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)8s，氣化反應(yīng)充分，提高了氣化效率和碳轉(zhuǎn)化率，有效降低了比氧耗和比煤耗；且多個(gè)噴嘴分擔(dān)了氣化負(fù)荷在粉煤磨損方面的負(fù)擔(dān)，從而實(shí)現(xiàn)Shell氣化爐燒嘴的長(zhǎng)壽命；另外由于Shell爐膛內(nèi)良好的氣化狀況，粗渣比例高，灰渣殘?zhí)己艿?，使得其水系統(tǒng)負(fù)荷低，水質(zhì)優(yōu)于其他同類(lèi)裝置，沉降槽內(nèi)水質(zhì)也較為清澈，有利于環(huán)保和節(jié)約用水。

表2 三種煤炭氣化工藝性能指標(biāo)Table 2 Performance of three coal gasification technologies

4 關(guān)鍵設(shè)備對(duì)比

GE水煤漿進(jìn)料是由高壓煤漿泵泵送，比較簡(jiǎn)便、安全，但也存在高壓煤漿泵故障影響生產(chǎn)的情況；另外GE水煤漿燒嘴使用壽命較短，由于水煤漿燒嘴是三通道燒嘴，中心和外環(huán)隙通氧氣，煤漿走中間環(huán)隙，極易磨損內(nèi)外噴管，造成燒嘴壓差降低，燒嘴給料不穩(wěn)、氧煤比波動(dòng)、碳轉(zhuǎn)化率降低，燒嘴磨損后還會(huì)偏噴燒壞氣化爐爐磚和內(nèi)件；燒嘴冷卻水盤(pán)管和水夾套極易受氣化爐內(nèi)高溫的熱蝕而損壞，使燒嘴壽命僅達(dá)70天左右；GE氣化爐內(nèi)襯的耐火磚在液態(tài)灰渣的熱蝕、沖刷下使用壽命較短，一般為1～2年必須更換一次，需要消耗大量的人力、物力和財(cái)力。

GSP粉煤加壓氣化技術(shù)，采用組合燒嘴通過(guò)法蘭連接和螺栓緊固在氣化爐的正上方，由點(diǎn)火燒嘴和主燒嘴兩部分組合而成。點(diǎn)火燒嘴放置在主燒嘴的正中央，點(diǎn)火燒嘴的外部是一個(gè)雙管冷卻水夾套，對(duì)點(diǎn)火燒嘴進(jìn)行冷卻。點(diǎn)火燒嘴的外表面跟主燒嘴的內(nèi)表面之間的環(huán)狀縫隙，是主燒嘴的輸氧通道。輸氧通道與其外面的環(huán)狀輸煤通道之間，是一個(gè)帶有冷卻水夾套的管壁。在輸煤管道的外面，同樣也是一個(gè)帶有冷卻水夾套的管壁。主燒嘴帶有兩個(gè)冷卻水夾套的目的，是防止氣化爐燃燒室內(nèi)的高溫，對(duì)主燒嘴外表面的腐蝕。三根煤粉輸送管線在主燒嘴煤粉通道里的出口，均切線進(jìn)入環(huán)狀的煤粉通道，以確保煤粉的均勻分布。在主燒嘴的出口，氧氣呈旋轉(zhuǎn)的方向離開(kāi)主燒嘴出口，跟外面的煤粉充分接觸進(jìn)行氣化反應(yīng)。燒嘴壽命可達(dá)90天以上，但容易出現(xiàn)燒嘴附近水冷壁掛渣不好以及燒嘴火焰角度過(guò)大使得爐壁超溫的情況。

Shell粉煤噴嘴為兩通道燒嘴，中心噴管走煤粉，環(huán)隙走氧氣，外環(huán)管為冷卻水夾套，較好的保護(hù)了燒嘴，使燒嘴壽命長(zhǎng)達(dá)1年，水平多噴嘴設(shè)置，在爐內(nèi)部形成螺旋流場(chǎng)，相對(duì)于頂置噴嘴，不但有利于煤粉在爐膛內(nèi)的均勻分布提高氣化效率和碳轉(zhuǎn)化率，且有利于水冷壁上半部的掛渣，避免了氣化爐拱頂水冷壁掛渣不好以及燒嘴火焰角度引起爐壁超溫的情況發(fā)生。Shell激冷環(huán)安裝在渣口渣屏背面，隔離了夾帶灰渣的高溫合成氣，有效避免了激冷環(huán)的燒蝕，激冷環(huán)下部開(kāi)有環(huán)形縫隙，有利于激冷水均勻噴出形成水膜，且下降管內(nèi)設(shè)大小兩個(gè)水噴頭有效保護(hù)了下降管。

Shell氣化粉煤給料罐給料方式為底部出料，相對(duì)于GSP氣化頂部出料和側(cè)出料更加穩(wěn)定。因?yàn)槊悍勖芟噍斔拖到y(tǒng)是采用壓差來(lái)控制輸煤量的，而GSP的頂部出料方式易使得向上輸送段的煤粉對(duì)豎直管的水平拐彎處形成撞擊，導(dǎo)致輸煤管線振動(dòng)，造成粉煤給料罐與氣化爐壓差波動(dòng)、流量震蕩加劇，易引起氧煤比過(guò)高跳車(chē)，部分GSP工廠通過(guò)在系統(tǒng)中增加流量控制閥門(mén)同時(shí)將頂部出料改為側(cè)出料使流量波動(dòng)問(wèn)題得以緩解。

5 環(huán)保指標(biāo)對(duì)比

相對(duì)于GE水煤漿氣化工藝，粉煤氣化工藝的廢水排放量較低，廢水中的主要指標(biāo)氨氮及COD含量相對(duì)較低，其中Shell氣化爐外排水氨氮僅為100mg/L，減輕了公用工程污水處理的壓力；外排灰渣中殘?zhí)己康停刮鬯幚砀菀?。水系統(tǒng)水質(zhì)較好，無(wú)須大量補(bǔ)充新鮮水，有利于環(huán)保和節(jié)約用水。

表3 三種煤氣化關(guān)鍵設(shè)備特點(diǎn)對(duì)比Table 3 Comparison of key equipments fortree gasification technologies

表4 三種煤氣化環(huán)保指標(biāo)對(duì)比Table 4 Comparison of environmental indexes for three gasification technologies

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上比較可見(jiàn)，粉煤氣化技術(shù)在原料煤適用范圍、煤耗、氧耗、水耗（單爐比外排廢水）、能效綜合利用、檢修工作量等方面占有優(yōu)勢(shì)，粉煤氣化爐燒嘴使用周期長(zhǎng)，采用以渣抗渣的水冷壁技術(shù)，不用像水煤漿爐一樣需要頻繁更換燒嘴和耐火磚，生產(chǎn)運(yùn)行周期上更利于長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

從已運(yùn)行工廠來(lái)看，對(duì)高灰份、高灰熔點(diǎn)原料煤的適應(yīng)性，粉煤氣化要優(yōu)于水煤漿氣化方案。

Shell氣化爐得益于其水平多噴嘴的結(jié)構(gòu)，煤粉在爐膛內(nèi)進(jìn)行水平螺旋運(yùn)行，相對(duì)于頂置噴嘴結(jié)構(gòu)，Shell氣化爐更容易在水冷壁上形成良好掛渣，細(xì)渣量較低。

得益于其水平多噴嘴的結(jié)構(gòu)，煤粉在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間較長(zhǎng)，燃燒較為充分，實(shí)際生產(chǎn)中Shell下行水激冷氣化爐有更高的碳轉(zhuǎn)化率。

Shell下行水激冷氣化爐外排廢水各項(xiàng)指標(biāo)較好。

Shell粉煤氣化技術(shù)由廢鍋流程簡(jiǎn)化發(fā)出的下行水激冷粉煤氣化流程優(yōu)化了流程、減少了投資，多燒嘴組合與單燒嘴相比有利于煤粉在氣化爐中均勻分布，且多噴嘴能夠分擔(dān)單噴嘴在負(fù)荷及粉煤磨損方面的負(fù)擔(dān)，在大型化及長(zhǎng)周期運(yùn)行方面更有優(yōu)勢(shì)。

[1]Furimsky E.Gasification of oil sand coke:Review[J].Fuel Process Technol,1998,56:263-290.

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Technical performance comparison of three different coal gasification technologies

WU Tong-fang
(CNOOC Huizhou Refining and Petrochemicals Company,Huizhou 516086,China)

Based on the spot investigation of improved GSP,GE CWS and Shell coal gasification plants,combined with the actual operation experiences of gasifiers in recent years,the three different types of coal gasification were compared and discussed from process,technical characteristics,operating parameters,key equipments and environmental indexes.It concludesthat the Shell coal gasification technology has superior performances,and will have bright prospects in the clean coal chemical industry.

coal gasification;Shell;GSP;GE;technology comparison

TQ546

：A

：1001-9219(2016)05-78-05

2015-11-15;

：吳同舫(1973-)，男，工程師，曾從事Shell粉煤氣化、GE水煤漿加壓氣化，現(xiàn)從事EGAS水煤漿氣化技術(shù)管理工作，電郵 aqwtf@126.com或wutf4@cnooc.com.cn。