煤气化

第２期（总第１２４期）

２０１０年６月

同煤科技

３９

’ｒ０ＮＧＭＥＩＫＫＩＩ

煤制甲醇过程中煤气化技术的选取

任

光

摘要概述了国外合成甲醇工艺中５种煤气化技术：ＨＴＷ流化床气化工艺、Ｔｅｘａｃｏ水煤浆气化工艺、

ＳＣＧＰ气化工艺、ＧＳＰ干煤粉气化工艺、Ｌｕｒｓｉ块煤加压气化工艺，并对５种煤气化技术进行了比较。

关键词煤炭气化；煤制甲醇；工艺中图分类号ＴＱ５４６

文献标识码Ａ

１．３

文章编号１０００—４８６６（２０１０）０２—００３９—０２ＳＣＧＰ气化工艺

Ｓｈｅｌｌ公司于１９７２年开始从事煤气化的研究，

煤气化技术在煤制甲醇丁艺中是关键性技术。目前，国内外先进的煤气化技术主要包括：德国未来能源公司的ＧＳＰ粉煤加压气化技术、荷兰Ｓｈｅｌｌ公司的ＳＣＧＰ粉煤加压气化工艺、美国Ｔｅｘａｃｏ公司的水煤浆加压气化工艺、德国Ｌｕｒｇｉ公司的Ｌｕｒｇｉ块煤加压气化丁艺、德国的ＨＴｗ流化床气化工艺等。不同煤气化技术各有千秋，初设时不能仅仅考虑其某一方面的优势，必须注意工程化的系统分析。本文针对这一现状，对成熟可靠的煤气化技术作以下比较。

１９７８年第一套中试装置在德国汉堡建成并投入运行。

Ｓｈｅｌｌ煤气化工艺以干煤粉为原料、纯氧作为气化剂，

液态排渣，属加压气流床气化。气化温度约１

ｌ

４００。Ｃ～

６００。Ｃ，碳转化率高达９９％以上，产品气体洁净，

煤气中有效气体（ＣＯ＋Ｈ：）达到９０％以上，从而降低了煤的耗量。气化炉烧嘴及控制系统安全可靠。该气化装置为单系列操作，装置的开工率在９０％以上。这些装置的生产实践证明，ＳＣＧＰ气化技术是先进可

ｌ合成甲醇工艺中煤气化技术概述靠的。

１．４

ＧＳＰ干煤粉气化工艺

ＧＳＰ加压气流床气化技术由前东德的德意志燃料

１．１

ＨＴＷ流化床气化工艺

ＨＴＷ流化床气化工艺由德国Ｒｈｅｉｎｂｒａｕｎ—ＡＧ

研究所开发。ＧＳＰ工艺已经过多年大型装置的运行，

不仅可以气化高硫、高灰等劣质煤，而且可以气化ｔ业废料、生物质等，气化过程简单，气化温度约

１４００℃～ｌ

（ＲｗＥ—ＧＲＯＵＰｌ开发，是在常压温克勒气化工艺的基础上改进开发的，主要是提高了气化炉操作的温度和压力，适合于褐煤气化。

这种工艺中，煤快速干馏，挥发物被充分裂解，净化系统简单，煤气离开流化床气化炉时夹带较多飞灰尘，且含碳量较高，需进行适当处理。其在Ｗｅｓｓｅｌｉｎｇ示范厂最大规模已达到ｌ且成本低廉。

１．２

５００

６００。Ｃ，产品气体清净，煤气中有效气体

（ＣＯ＋Ｈ９达到９０％以上，从而降低了煤的耗鼍。由于是干法进料，与水煤浆气化工艺比，氧耗降低１５％～２５％，因而配套空分装置规模可减少，投资降低。气化炉采用环管水冷壁结构，水冷壁寿命在

１０

ｔ／ｄ，高效而

ａ以上。气化炉装置的开工率在９５％以上。这些

Ｔｅｘａｃｏ水煤浆气化工艺

Ｔｅｘａｃｏ公司在渣油部分氧化技术基础上开发出水

装置的生产实践证明，ＧＳＰ气化技术是先进可靠的。１．５德闲Ｌｕｒｇｉ公司的Ｌｕｒｇｉ块煤加压气化ｔ艺

Ｌｕｒｇｉ工艺是早期工业化加压气化工艺，是一种固定床块煤气化丁艺。Ｌｕ蛹工艺以块煤为原料（粒度６

ｍｍ～５

煤浆气化技术，１９７８年首次推出此气化工艺。其煤种适应性较强，气化压力范围在４．０

ＭＰａ一６．５

ＭＰａ之

间。气化流程的热同收有激冷和废锅两种形式，可根据产品气的用途加以选择。气化炉高温排出的融渣，冷却粒化后性质稳定，可作水泥等建筑材料。为保证生产的连续运转，一般需设置备用气化炉。过去ｌＯ多年中，在美国、日本和中国相继建成多套生产装置，取得了一定的运行经验。

ｍｍ），适用于不黏结性或弱黏结性的煤，

要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机

械强度高、不黏结性或弱黏结性。其产生的煤气中焦

油、碳氢化合物含量约ｌ％左右，甲烷含量约１０％（干基）左右。鲁奇气化技术最大的缺点是气化温度低，产生的焦油、废水等有害物质难以处理，污染

煤气化

同

４０－

煤科技

ＫＥＪＩ

ＴｏＮＧＭＥＩ

２０１０年第２期

大，原料可利用率低，粗合成气中甲烷含量高，只适用作城市煤气，不宜作合成气。Ｌｕｒｇｉ工艺副产的煤气水中焦油及酚含量高，污水处理较为复杂。国内有两家化肥厂和两家城市煤气厂采用此工艺技术。

少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。从目前情况来看，此类技术更适用于大同矿区日益稀少的优质动力用煤的合理应用。

２煤气化工艺技术对比

３结论

目前国际上技术比较成熟，工艺指标比较先进、

业绩较多的ＧＳＰ工艺、ＳＣＧＰ工艺、ＨＴＷ工艺，Ｌｕ晒工艺和Ｔｅｘａｃｏ工艺的对比见表１。

表１各类煤气化工艺技术对比

项目

ＧＳＰ粉煤气化气流床、液态排渣褐煤，次烟

适用煤种

煤、烟煤、无烟煤、油渣等

气化压力／ＭＰａ气化温度，℃单炉最大处理能力／ｔ ｄ。

１

２．Ｏ～４．０ｌ４００一ｌ

６００

１

①用于煤化工生产，干煤粉加压气化投资高于水煤浆加压气化；废热锅炉流程投资高于激冷流程。Ｓｈｅｌｌ技术的初步投资多。

Ｓｈｅｌｌ粉煤气化气流床、液态排渣

褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤、油渣等

２．０～４．０４００～ｌ

６（）（）

ｌ

‘ｎｘａｃｏ水煤浆气化气流床，液态排渣次烟煤、

Ｈ下Ｗ流化床气化流化床、固态排渣次烟煤、

Ｌｕ皤块煤气化阎定床、固态排渣褐煤、次烟煤、无烟煤等

２．０—３．２９５０～１

２５０

（至）Ｔｅｘａｃｏ工艺、ＨＴＷ工艺和鲁奇气

化技术在设备寿命、能力、原料可利用

率、工艺参数和环境污染及飞灰堆存等问题的综合利用治理等方面存在一定的问题，有待解决。

气化工艺

烟煤、油渣烟煤、油等渣等

４．０－６．５

１．Ｏ～２．５

９５０一ｌ

１００

③从气化原料的适应性、碳转化

率、冷煤气效率等方面看，ＧＳＰ和ＳＣＧＰ工艺比其他工艺具有一定的优势。ＧＳＰ和ＳＣＧＰ工艺比较，后者投资比

３００—ｌ４００

２５００２５００２０００２０００１０００—Ｉ３００

０００

Ｎｍ３有效

３３０～３６０３３０—３６０３８０～４３０

气耗氧鲛／Ｎｍ３碳转化率／％冷煤气效率，％自．效气含量，％总热效率，％操作弹性，％技术成熟度建厂投资

≥９９７８—８３

≤９０

２６０～３加

９０～９５６８－７５

２６７—３５０

前者多，但是其总热效率、碳转化率高于ＧＳＰ工艺。

④通过同煤广发公司的实际生产运行，壳牌煤气化技术ＳＣＧＰ工艺的成熟可靠度将会进一步提高，具有良好的发展前景。

≥９９

７８～８３９０一９４

９６～９８７０～７６≤８０９０—９５７０～１１０

８８～９５

６５—７５≤６５８０～９０３０～１１０

７０—８０

９５７０～１１０

９０（激冷流程）

５０～１３０

９８（废锅流程）

５０～１３０

高较低

高较高

高较低

高低

高低

参考文献

从表１中可看出，对比各种工艺的技术特点，从气化原料的适应性、碳转化率、冷煤气效率等方面看，ＧＳＰ和ＳＣＧＰ工艺都具有一定的优势。Ｓｈｅｌｌ煤气化工艺（ＳＣＧＰ）是目前世界较为先进的煤气化技术，在安全、高效和环境保护等方面达到了新水平，产生的高质量气体完全可以作为合成氨和合成甲醇的原料气，水冷壁寿命为２５ａ，喷嘴设计寿命为１

ａ。

ｆｌ】

许世森，李春虎，郜时旺．煤气净化技术牒清洁转化技术丛书．

北京：化学＿［业出版社，２００６．

薛荣书，谭世语．化丁工艺学（第二版）．重庆：重庆大学出版社，２００４．

【２】

ｆ３】ｆ４】

陈启文．煤化ＴＴ艺．北京：化学工业出版社，２００８．

朱银惠．煤化学／，教育部高职高专规划教材．北京：化学—ｒ业出版社，２００５．

【５１

李芳芹，陆成辉，陈家仁，等．煤的燃烧与气化手册．北京：化学工业出版社．１９９７．

Ｓｈｅｌｌ的技术虽然初期投资比较大，且耐硫变换工艺条件苛刻，会影响催化剂的寿命，但是其优异的气化性能指标、煤种适应性宽，有效气体含量高，总热效

作者简介

任光，男，１９７９牟出生．太原理工大学毕业（应用化学专业），学士学位，现在同煤广发化学工业有限公司就职，助理工程师。

率高等优点，可弥补其缺点。

同煤广发公司的甲醇项目煤气装置就是采用“壳牌”煤气化技术生产粗合成气，进而生产甲醇。此煤气化技术是在高温、加压条件下进行，煤粉、氧气及

收稿日期：２０ｌｏ．删ｌ

修回日期：２０１叫叭２２

（英文部分转第４３页）

煤气化

２０１０年第２期渠志勇：园林微地形植物造景应用初探

－４３

３．２微地形与植物配置景观的空间效果３．２．１开故空间的微地形植物配置

采用地形塑造结合大面积草坪的配置，作为最主要的景观元素，营造连绵起伏的自然式开放草地，通过观赏者不同的视角以及地形在不同时间的陡缓光影变化，形成风格各异的自然开放园林景观空间。高尔夫球场、大面积开放式城市绿地等常采用此类设计。３．２．２半开放空间的微地形植物配置

采用地形塑造结合疏林草地为主的配置方式，在地形的最高位置配置园林构筑物或观赏性较强的园林植物，作为整个园林绿地的主景或景观节点，用来控制游览人的视线；同时辅以自然式园路，利用植物材料的框景、漏景等综合设计手段，让游人最大程度地贴近自然、享受自然。大多道路街头绿地、居住区团组绿、单位附属休闲绿地、小游园多采用此类设计手法。

３．２．３封闭空间的微地形植物配置

此类空间的营造可以自然种植一片单一高大的树种，增强树丛的气氛，创造大自然的意境。宜选择高

ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎ

ｏｎ

耸干直的大乔木，一般只用一二个树种自由散植。要尽量借助周围的自然地形如山坡、溪流等，营造出山林草地的意境。视点在林外则利用地形的高低不同，创造出富有节奏变化和韵律的林冠线和天际线，达到模仿自然森林的原始效果，同时叮以起到良好的障景作用。视点在林内则可以拉近观赏视距增加绿量，密林结合地形变化创造出丰富的季相变化和光影变化；同时由于视距范嗣的减小，对于激发游人的好奇心和探密心具有一定的作用，容易营造林木幽深的景观空间，为营造垂直空间和私密空间形成良好的空间基础。道路两侧防护绿化带、综合性公园中起隔离景观空间和防护作用的带状绿地等常采用此类方式。

作者简介

渠志勇，男，２００３年毕业于湖南农业大学，现在大同煤矿集团

公司林业处工作，助理工程师。

收稿日期：２０１０＿旬３一１８修回日期：２０１０－－０４—１４

ｔｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＬａｎｄｓｃａｐｅＰｌａｎｔｉｎｇＤｅｓｉｇｎｗｉｔｈｉｎＭｉｃｒｏ－ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ

Ｑｕ

Ｚｈｉｙｏｎｇ

ｉｎｌａｎｄｓｃａｐｅ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｐｌａｎｔｉｎｇｄｅｓｉｇｎ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｔａｌｋｅｄａｂｏｕｔｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏ－ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｗｉｔｈｉｎｍｉｃｒｏ－ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ，ａｎｄｇａｖｅｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏ—－ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ；ｐｌａｎｔｉｎｇｄｅｓｉｇｎ；ｌａｎｄｓｃａｐｅｓｐａｃｅ

（上接第４０页）

ＣｏａｌＭｅｔｈａｎｏｌＰｒｏｃｅｓｓｏｆＳｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆＣｏａｌＧａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ＲｅｎＧｕａｎｇ

—

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ

ｂｅｄ

ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ

ａｒｔｉｃｌｅｄｅｓｃｒｉｂｅｓａｎｄｃｏｍｐａｒｅｓｔｈｅｆｉｖｅｋｉｎｄｓｏｆｆｏｒｅｉｇｎｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ＨＴＷｆｌｕｉｄｉｚｅｄ

ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｔｅｘａｃｏ

ＣＷＳｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ＳＣＧＰｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ＧＳＰ

ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｌｕｍｐｃｏａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．

ｄｒｙｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ

ｃｏａｌ

ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄＬｕ蟛ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｃｏａｌ－ｍｅｔｈａｎｏｌ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

煤气化

煤制甲醇过程中煤气化技术的选取

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

任光， Ren Guang

同煤广发化学工业有限公司

同煤科技

SCIENCE AND TECHNOLOGY OF DATONG COAL MINING ADMINISTRATION2010，(2)0次

参考文献(5条)

1.许世森.李春虎.郜时旺 煤气净化技术 20062.薛荣书.谭世语 化工工艺学 20043.陈启文 煤化工工艺 2008

4.朱银惠 煤化学.教育部高职高专规划教材 20055.李芳芹.陆成辉.陈家仁 煤的燃烧与气化手册 1997

相似文献(3条)

1.期刊论文 李琼玖.杜世权.廖宗富.周述志.申同贺.Li Qiongjiu.Du Shiquan.Liao Zongfu.Zhou Shuzhi.ShenTonghe 煤制油与煤气化制甲醇技术的比较与选择 -中外能源2009,14(7)

煤炭液化制油技术投资大、煤耗高、耗水多、污染严重,以目前的技术水平,生产1t油往往需要4～5t煤,折算其热能利用率为50%,若按南非的煤耗(6t)计,其热能利用率仅为33.3%.改用煤炭气化制甲醇技术,采用6MPa纯氧高压气化制合成气(CO+H2),合成气可产双倍的甲醇,则1t甲醇的煤耗仅为

1.3～1.5t,甲醇用作汽车发动机燃料时,以1.3～1.5t甲醇相当于1t汽油作功计算,则煤炭的热能利用率可以达到66%～76%.如果配套水电解制氢技术,还可以实现CO2的零排放.中国每年有20×108t的煤炭产量,如果将其中的12×108t纳入煤炭气化制甲醇产业链,可每年创造产值约2.67万亿元,可减排CO2约30×108t.

2.期刊论文 李琼玖.王建华.李德宽.赵月兴.Li Qiongjiu.Wang Jianhuan.Li Dekuan.Zhao Yuexing 水电解制氢技术的进展及其在煤制甲醇中的应用 -中外能源2008,13(3)

介绍了水电解制氢的传统工艺和水电解制氢研究开发动态和发展趋势,展示了太阳能光解水制氢和太阳能光催化水解制氢的研究进展.重点提出了水电解制氢在煤炭气化制甲醇工艺中的应用.介绍了煤气化配水电解氢制甲醇的基本原理,提出了水电解生产流程,并进一步提出了此工艺的工程设想,建议采用壳牌煤气化工艺(SCCP)配水电解氢合成甲醇联产流程,其优点是可实现煤炭中碳元素组分的充分利用,免去传统甲醇工艺中大量的CO2排放.最后建议对该创新工艺设想进行循序渐进的开发,以尽快实现工业化推广应用.

3.期刊论文 李琼玖.申同贺.孟钟林.王树中.廖宗富.李润庠.周述志.陈礼辉.漆长席.赵月兴.LI Qiong-jiu.SHENTong-he.MENG Zhong-lin.WANG Shu-zhong.LIAO Zong-fu.LI Run-xiang.ZHOU Shu-zhi.CHEN Li-hui.QI Chang-xi.ZHAO Yue-xing 煤炭清洁转化制甲醇是替代石油能源的最佳选择 -化肥设计2008,46(3)

论述了我国煤炭热能利用现状;阐述了煤炭气化过程中元素物料的化学反应原理和热能增值利用的基本原理;从物尽其用的观点出发,介绍了煤炭清洁转化同水电解氢制取甲醇的工艺路线;通过对比壳牌粉煤气化和德士古水煤浆气化工艺的气化数据,提出了利用我国已引进的壳牌气化炉的多项煤炭综合利用途径:①煤炭同水电解氢制甲醇采用粉煤纯氧气化,甲醇弛放气联产合成氨和尿素;②甲醇油催化用作汽车燃料;③煤制甲醇脱水制取烯烃;④创新型120万t/a甲醇联产合成氨和尿素工艺流程.

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