２００７

年 第

１

期

煤 化 工

的 煤 种 试 验 研 究 ， 取 得 了 不 同 煤 种 的 气 化 特 性 和 操 作

特 性 以 及 煤 质 对 气 化 技 术 经 济 指 标 的 影 响 规 律 ， 大 大

拓 宽 了 煤 种 适 用 范 围 。试 验 煤 样 从 褐 煤 、烟 煤 、无 烟 煤

到石 油 焦 ， 灰分

１％￣３７．８８％

， 灰熔融性温度

１ １６０℃￣

１ ５００℃

以上， 挥发分

６．１５％￣３２．１５％

， 热值

１５．２４ ＭＪ／ｋｇ￣

３６．１５ＭＪ／ｋｇ

， 焦 渣 特 性

２￣６

， 涵 盖 了 我 国 大 部 分 煤 种 。

尤 其 是 无 烟 煤 、石 油 焦 气 化 试 验 表 明 ， 灰 熔 聚 流 化 床

粉 煤 气 化 技 术 以 低 活 性 煤 种 为 原 料 时 ， 也 能 够 达 到 合

理 的 技 术 经 济 指 标 。

常 压 灰 熔 聚 流 化 床 粉 煤 气 化 工 业 示 范 装 置 已 于

２００２

年 投 入 运 行 ， 现 有 技 术 水 平 能 够 达 到 的 操 作 压

力 为

０．０３ＭＰａ￣０．５ＭＰａ

， 单 台 气 化 炉 处 理 能 力

１００ｔ

煤

／ｄ￣３００ｔ

煤

／ｄ

， 可 配 套

２

万

ｔ／ａ￣６

万

ｔ／ａ

合 成 氨 或 甲

醇 。

对 于 大 规 模 煤 基 合 成 化 工 企 业 ， 由 于 单 炉 生 产 能

力 小 ， 气 化 装 置 不 得 不 多 系 列 配 置 ， 增 加 了 投 资 、占 地

面 积 和 人 工 ； 另 一 方 面 ， 低 压 煤 气 又 必 须 经 压 缩 后 才

能 进 入 后 续 加 压 系 统 ， 目 前 常 压 气 化 工 艺 的 煤 气 压 缩

电 耗 在 合 成 化 学 品 成 本 构 成 中 占 了 相 当 比 例 。 因 此 ，

提 高 操 作 压 力 等 级 ， 从 而 提 高 气 化 炉 处 理 能 力 的 大 型

化 开 发 ， 是 灰 熔 聚 流 化 床 粉 煤 气 化 技 术 产 业 化 亟 待 解

决 的 重 大 关 键 问 题 。

２

山西 省粉 煤气 化工 程研 究中 心的 组建

山 西 晋 城 无 烟 煤 矿 业 集 团 有 限 责 任 公 司

（

简 称 晋

城 煤 业 集 团

）

是 我 国 优 质 无 烟 煤 重 要 的 生 产 基 地 ， 经

过 近

５０

年 的 开 采 ， 老 矿 区

３

＃

优 质 无 烟 煤 资 源 已 近 枯

竭 ， 剩 余 占 可 采 储 量

４０％

的 煤 （

９

＃

、

１５

＃

） 均 为 灰 分

２２％￣

３０％

， 硫分

２．４％￣３．０％

， 灰熔融性温度大于

１ ５００℃

的 高

灰 、高 硫 、高 灰 熔 融 性 温 度 的“三 高 ”劣 质 煤 ， 被 认 为 是

非 经 济 性 资 源 。 将“三 高 ”煤 气 化 生 产 化 工 产 品 ， 既 可

解 决 这 部 分 资 源 的 洁 净 化 利 用 ， 延 长 矿 井 服 务 年 限 ，

又 能 提 高 企 业 的 可 持 续 发 展 能 力 ， 而 先 进 合 理 的 煤 炭

气 化 新 技 术 是 解 决 问 题 的 关 键 环 节 。

通 过 对 晋 城“ 三 高 ”无 烟 煤 的 实 验 室 基 础 研 究 和

大 型 中 间 煤 种 试 验 ， 灰 熔 聚 流 化 床 粉 煤 气 化 技 术 对

“三 高 ”煤 表 现 出 良 好 的 适 应 性

， 专 家 评 审 后 认 为 ： 该

技 术 为 山 西 乃 至 全 国“ 三 高 ”煤 资 源 洁 净 化 开 发 利 用

提 供 了 一 条 经 济 合 理 的 煤 气 化 技 术 路 线 ， 需 要 尽 快 实

现 该 技 术 的 加 压 大 型 化 开 发 ， 建 设 加 压 灰 熔 聚 流 化 床

气化中试技术平台， 解决加压大型化相关工程化问题 。

在 山 西 省 发 改 委 的 支 持 下 ， 晋 煤 集 团 投 资

２ ６５０

万

元 ， 与 中 科 院 山 西 煤 化 所 于

２００５

年 共 同 组 建 了 山 西

省 粉 煤 气 化 工 程 研 究 中 心 ， 并 成 立 山 西 天 和 煤 气 化 科

技 有 限 公 司 ， 加 速 灰 熔 聚 流 化 床 粉 煤 气 化 技 术 加 压 大

型 化 和 产 业 化 开 发 进 程 ， 在 解 决 自 身 高 硫 无 烟 煤 资 源

利 用 和 煤 化 工 发 展 的 同 时 ， 也 为 山 西 省 、我 国“三 高 ”

煤 炭 资 源 利 用 做 出 贡 献 。

山 西 省 粉 煤 气 化 工 程 研 究 中 心 将 依 托 山 西 煤 化

所 内 煤 气 化 工 程 研 究 中 心 实 验 室 和 位 于 太 原 市 小 店

经 济 技 术 开 发 区 的 煤 炭 能 源 中 试 基 地 现 有 仪 器 设 备 、

试 验 装 置 、 配 套 公 用 工 程 等 研 究 开 发 设 施 和 技 术 力

量 ， 建 立 新 型 加 压 灰 熔 聚 流 化 床 粉 煤 气 化 中 试 技 术 平

台 ， 形 成 中 心 的 研 究 开 发 基 地 和 产 业 化 基 地 。 同 时 依

托 山 西 晋 城 无 烟 煤 矿 业 集 团 以“ 三 高 ”无 烟 煤 为 原 料

建 设 煤 化 工 基 地 的 发 展 规 划 ， 建 设 中 心 的 工 业 示 范 基

地 ， 为 开 发 灰 熔 聚 加 压 气化 大 型 化 提 供 示 范 。 目 前 中

心 正 在 建 设 低 压 灰 熔 聚 气 化 工 业 装 置 ， 用 于

１０

万

ｔ／ａ

合 成 油 示 范 工 程 的 气 源 生 产 。该 合 成 油 示 范 工 程

所 采 用 的 生 产 工 艺 可 实 现 产 品 多 元 化 ， 产 品 以 优 质

９３＃

汽 油 为 主

（１０

万

ｔ／ａ）

， 副 产 液 化 天 然 气

（ＬＰＧ）

、硫

磺 ， 可 调 产 精 甲 醇 、二 甲 醚 、乙 烯 、丙 烯 等 多 种 化 工 产

品 。项 目 总 投 资 人 民 币

１７

亿 元 ， 其 中 灰 熔 聚 流 化 床 粉

煤 气 化 系 统 投 资 人 民 币

１．２

亿 元 ， 预 计

２００８

年 投 入

生 产 。

３

加压灰熔聚流化床粉煤气化中试平台建设

从

１９９４

年 起 ， 中 科 院 山 西 煤 化 所 已 进 行 了 加 压

灰 熔 聚 流 化 床 气 化 技 术 小 型 装 置 的 研 究 开 发 ， 气 化 炉

设 计 压 力

１．５ＭＰａ（

表 压

）

， 直 径

２００ｍｍ

（ 现 改 为

３００ｍｍ

） ，

处 理 能 力

３ｔ／ｄ

， 完 成 了 神 木 煤 、无 烟 煤 和 石 油 焦 加 压

气 化 试 验 。 已 取 得 的 阶 段 性 成 果 表 明 ，

２ ４００ｍｍ

工 业

气 化 炉 加 压 到

１．０ＭＰａ

时 ， 单 炉 处 理 量 可 达

５００ｔ

煤

／ｄ

， 配 套

１０

万

ｔ／ａ

合 成 氨 或 甲 醇 ； 加 压 到

２．５ＭＰａ￣

３．０ＭＰａ

时 ， 单 炉 处 理 量 可 达

１ ０００ｔ

煤

／ｄ

， 配 套

２０

万

ｔ／ａ

合 成 氨 或 甲 醇 。 与 常 压 气 化 相 比 ， 煤 气 压 缩 能 耗

可 降 低 近

５０％

， 与

Ｔｅｘａｃｏ

、

Ｓｈｅｌｌ

相 当 。通 过

１０

年 来 的

基 础 试 验 研 究 ， 为 工 业 加 压 大 型 煤 气 化 示 范 装 置 提 供

了 准 确 的 工 程 设 计 方 法 和 依 据 ， 获 得 工 程 数 据 和 操 作

经 验 。

３．１

加 压 气 化 模 试 试 验 结 果

在

２００ｍｍ

加 压 流 化 床 气 化 炉 上 进 行 了 神 木 煤 的

空 气

／

蒸 汽 鼓 风 和 石 油 焦 富 氧 鼓 风 气 化 试 验 ， 取 得 了

不 同 压 力 、温 度 及 进 料 量 条 件 下 加 压 煤 气 化 过 程 的 试

验 数 据 以 及 运 行 经 验 。操 作 压 力

０．５ＭＰａ￣１．４３ＭＰａ（

表

压

）

， 温 度

８８０℃￣１ ０５０℃

， 进 料 量

６０ｋｇ／ｈ￣１３５ｋｇ／ｈ

，

１２

－

－