刘强

摘要：我國的德士古煤气运行水平明显低于国际水平，为了提高德士古运行水平，保证工作效率，因此有必要对德士古煤气化工艺进行分析。文章指出德士古煤气化技术优势和劣势，通过分析德士古煤气化技术工艺组成部分指出其工艺要点，讨论了德士古煤气化技术废气、废气处理。

关键词：德士古；煤气化；工艺分析

引言

德士古（Texaco）水煤浆气化技术是国内外成功应用的煤气化技术之一，但据有关统计数据显示，国内装置的运行整体水平低于国际水平。企业安全生产、提高经济效益的前提条件就是煤气化工艺及装置的长周期安全运行，因此煤气化工艺以及装置的长周期安全运行受到了高度关注，达到装置安、稳、长、满、优运行是企业迫切需要达到的目标。

1德士古煤气化工艺分析

1.1德士古煤气化技术

水煤浆加压氣化技术，属气流床加压气化技术，原料煤磨制成水煤浆后经泵进入气化炉顶部单烧嘴下行制气，原料煤输送、制浆、泵送入炉系统比干粉煤加压气化要简单明了。德士古煤气化技术原料煤适用范围广泛，烟煤、无烟煤、气煤、高硫煤、次烟煤及低灰熔点的劣质煤、石油焦等都可以用作气化原料。

1.2德士古煤气化技术优缺点

1.2.1优点。德士古气化工艺可以利用烟煤、次烟煤、石油焦以及煤加氢液化残渣等。不受灰熔点限制，由于煤最终要磨制成水煤浆，所以煤的块度大小不受限制。排渣经排渣系统固定程序控制，无需停车，气化开停车次数少，保证操作系统稳定。炉内气化压力高，节约了能耗和成本；合成气质量较好，炉内气化温度高；安全性能较高，气化系统水在本系统循环使用，外排废水较少，比较环保。

1.2.2缺点。煤在磨制成煤浆的过程中，由于磨料的相互碰撞，不可避免地产生噪音污染，一般制浆厂房的噪音都在95dB以上，给现场操作人员的身体健康带来极为不利的影响。煤浆泵备件消耗高，购买周期长，水煤浆气化耗氧量高，需要备用热源，气化炉耐火材料寿命短。

2德士古煤气化工艺分析

2.1工艺流程

水煤浆气化过程有煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序：将煤、石灰石、添加剂称量后加入到磨煤机中，与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆；煤浆由高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在1300-1400℃下送入气化炉工艺喷嘴开始氧化成为粗煤气；经喷嘴洗涤器粗煤气进入碳洗塔，冷却除尘后进入一氧化碳变换工序；经灰水处理工段4级闪蒸处理后，一部分气化炉出口灰水返回碳洗塔作洗涤水，通过泵进入气化炉，剩余部分灰水作废水处理。

2.2工艺系统组成

2.2.1合成气系统。经加压高压煤浆泵以后，德士古烧嘴混合高压氧气和水煤浆之后变成雾状喷入气化炉燃烧室，开始气化反应，经激冷环、下降管生成的熔渣与煤气在气化炉激冷室开始冷却，之后经喷嘴洗涤器将合成气送入碳洗塔，再激冷室底部进行熔碴冷却、固化以及定期排出熔碴。进一步在碳洗塔中进行合成气冷却、除尘和控制水气比，最后合成气离开碳洗塔进入后续工序。

2.2.2烧嘴冷却系统。德士古煤气化关键设备装置是烧嘴，该设备为外混式三流道设计。在烧嘴中，为便于充分进行气化反应，要高速氧气流充分雾化煤浆。因为德士古烧嘴插人气化炉燃烧室中需要耐高温，为了避免烧嘴高温破坏，需要于烧嘴外侧布置冷却艋管，于烧嘴头部布置水夹套，通过单独的一套系统给烧嘴供应冷却水，同时给系统设置保密安全联锁。

2.2.3锁斗系统。锁渣系统主要有渣罐、排渣阀、锁渣阀、渣罐和冲洗水罐组成。该系统一般有两个锁渣阀，一个排渣阀。需给在集渣时充压渣罐，气化炉和渣罐压力接近时打开锁渣阀，集渣结束后关闭锁渣阀门。卸压渣罐，排到常压后打开排渣阀门，排渣结束并冲洗完渣罐后，关闭排渣阀，充压渣罐，重复循环作业。

2.2.4闪蒸、水处理。闪蒸及水处理系统主要用于水的回收处理。碳洗塔与气化炉排放出的较高含固量的黑水，经水处理系统处理后循环使用。首先，排入黑水高压、真空闪蒸系统，开始闪蒸减压，从而给黑水降温，释放浓缩黑水与溶性气体。在闪蒸之后进一步提高黑水的含固量，迭往沉降槽澄清，循环使用褴清后的水。

2.3德士古废水、废气处理

2.3.1灰水处理。在德士古煤气化装置工作期间，在受到突然变温的影响下，变成气态的煤炭会达到饱和程度，如此一来液态的物质就会产生，除了包括在高温下变成水蒸气的水之外，该些液态的物质还包括煤炭中的固有水分。虽然，循环利用了这部分水，但仍然需要排放出部分废弃灰水。德士古的废水排放中没有焦油成分。采用蒸发氨工艺减少水中氨含量，然后进行降解过程，结合经济和实际条件，采用序批式活性污泥法改进法降解氨含量，有效实现灰水低浓度的效果。

2.3.2二氧化碳排放。首先，约为65%煤质量分数的水煤浆进入裂解塔，在水煤浆中的部分煤发生裂解反应后，经加压自燃烧喷嘴，产生的混合物喷入气化炉内，在源自空分单元的富氧气流的作用下破浆、雾化进入气化炉膛，其中氧气摩尔分数约为95%。其次，炉膛水煤浆混合物与氧气发生一系列的化学和物理过程，如煤干馏、水分蒸发、挥发物裂解燃烧以及炭的气化等，最终生成主要成分为CO、CO2、H2、H2O的粗煤气以及微量的N2、H2S、CH4、COS、熔融的灰分和少量未转化的碳。最后，经旋风分离器进行分离，经换热器冷却后，塔釜排出熔渣。塔顶粗煤气经过分流后，分别进入洗涤塔洗涤和换热器换热，由塔釜排出，经冷凝混合器混合塔顶的闪蒸汽后进入煤气净化塔除去COS，得到合成气。

参考文献：

[1]米渭清，王卫军.德士古煤气化灰水工艺分析[J].化工管理，2016，（28）：112.

[2]谭心舜，程乐斯，贾小平，毕荣山.德士古煤气化工艺CO_2排放分析[J].化工进展，2015，（04）：947-951.

[3]国蓉，程光旭，郑宝祥，王毅.德士古煤气化工艺及装置的长周期安全运行分析[J].西安交通大学学报，2005，（09）：994-997+1002.