恩德粉煤气化技术评估报告恩德粉煤气化技术评估报告化学工业部规划院摘 要煤碳是我国的主要能源，在相当长的时期内，我国以煤为主要能源的生产和消费结构不会发生大的改变但我国煤炭利用技术比较落后，带来了环境污染，发展洁净煤技术是提高我国煤炭利用效率，减少环境污染，实现可持续发展的重要途径煤气化是洁净煤技术的重要方面我国现有煤气化技术落后目前化工、冶金、机械、建材和城市燃气等行业所用的气化炉基本上是传统的固定层气化炉，该炉只能气化优质块煤，造成许多企业原料费用高，生产成本居高不下我国也引进了一些国外先进的煤气化技术，如鲁奇炉、德士古水煤浆气化炉、U-GAS气化炉等，但这些引进技术的一次性投资大，固定费用高，大部分企业特别是中小企业难以承受，限制了引进煤气化技术在国内的进一步发展而国内自行开发的煤气化技术仅处在试验和小规模工业示范阶段，尚不具备大规模推广的条件恩德粉煤气化技术，是中朝合作抚顺恩德机械公司，将朝鲜恩德“七.七”联合企业的粉煤气化技术引进来，并结合国情完善、开发的专利技术，设备已完全实现了国产化，它具有以下的特点：1.可采用粉煤，原料来源文；2.气化强度大，单台炉生产能力 40，000Nm3/h（相当于 9 万吨/年合成氨）；3.操作弹性大，运行可靠；4.不产生焦油、酚等杂质，煤气净化简单，有利环保；5.维修简单、运转率高，运行成本低；6.投资省，气化部分投资仅为引进技术的 30~50%；7.技术成熟，该技术在朝鲜制造甲醇和氨合成气，已运转了三十多年，国内景德镇煤气厂的 10，000Nm3/h 的空气煤气装置已建成投产。
恩德粉煤气化技术可应用于我国的化肥行业，特别是中小化肥企业的原料路线改造，化工行业的甲醇、氢气、一氧化碳等化工原料的生产，城市煤气，冶金行业、机械行业、建材行业的燃气等领域应用是一种适合中国国情的洁净煤气化技术，值得在有关行业内推广恩德粉煤气化技术评估报告恩德粉煤气化技术评估报告（一）恩德粉煤气化技术介绍1、技术发展的历程恩德粉煤气化技术是朝鲜恩德“七.七”联合企业引进德国温克勒技术后，在生产运营实践中，结合本国实际，经多次革新改造后，发展完善起来的、具有自己特点的实用新型煤气生产技术，已经在朝鲜正常运行三十多年50 年代，朝鲜为发展化学工业通过原苏联引进了两台 1 万 m3/h 台的温克勒炉60 年代后为适应生产发展需要开始对该炉进行改造，一开始就是原装置改造，生产能力达 2 万 m3/h 台，之后又发展为 3.4 万 m3/h 台，乃至现在的 4 万 m3/h台运行三十多年的时间证明，这一炉型具有很多优点，一是煤源丰富价格低廉；二是气化强度大；三是操作弹性大；四是运行稳定可靠，运转率高；五是不产生焦油、油渣等杂质，净化简单，环境影响小；六是投资运行成本低等1996 年，抚顺市黎明机械厂经考察论证，和朝鲜平壤技术贸易中心合作成立了中外合作抚顺恩德煤气炉制造安装有限公司（现改名为抚顺恩德机械有限公司），引进了该技术并结合中国国情加以开发、完善，采用先进的 DCS 控制等技术，提高了原来恩德炉的技术水平。
恩德炉专有技术已于 1999 年获得了中国实用新型专利，并于 2000 年 2 月获得了粉煤气化装置的生产制造服务的 ISO-9002 认证2、工艺技术原理温克勒炉为流化床气化工艺，五、六十年代在世界各地大量使用，但主要是用于生产工业和民用发生炉煤气 恩德煤气化技术是在温克勒炉技术的基础上，经过几次的革新改造发展起来的技术恩德煤气炉与传统温克勒炉相比作了三项重大改进；其一是炉底部改成一定形状的锥体，取消了原有的炉蓖，代之以布风喷嘴；其二是在发生炉出口增加了旋风除尘返料装置其三是改变废热锅炉位置，减轻磨损恩德煤气化炉的气化流程如下：0-10 毫米的合格粉煤由备煤工段送至本工段的氮气加压密封的气化炉煤仓煤通过煤仓底部的三个螺旋加煤机送入发生炉底部锥体段空气或氧气由离心式鼓风机吸入，加压至 0.4Mpa，和过热蒸汽混合气作为气化剂和流化剂，分多路从一次喷嘴和二次喷嘴进入气化炉按照煤气热值要求，采用不同浓度的富氧空气粉煤和气化剂直接接触反应，在炉内形成密相段和稀相段密相段温度分布均匀，反应温度 950-1000℃，稀相段温度还要高一些这样煤中的焦油，酚和轻油被高温裂解一次喷咀设在加煤机下方的发生炉锥体部位，与切线方向成一定仰角和斜角，使入炉原料煤较好流化，并发生燃烧反应和水煤气反应。
大部分较粗颗粒在炉底锥体段附近形成密相段，呈沸腾状，气、因两相传质，传热剧烈；其余入炉细粉和大颗粒受热裂解产生的小颗粒由反应气体携带离开密相段，在炉的上部形成稀相区，并在此处与二次风嘴喷入的二次风进一步发生反应 入炉较粗重杂质及反应后的灰渣落到气化炉底部，由水内冷的螺旋出渣机排于密闭灰斗，定期排到炉底渣车，再倒入渣仓，经短皮带送到临时储渣场，这部分灰渣约占总灰量 40%未经过反应完全的细粉颗粒由煤气带出炉外，经旋风除尘将其中较粗部分降下，靠重力经回流管返回气化炉底部，再次气化，从而使飞灰含碳降低到 15%以下出炉煤气温度 900-950℃，通过旋风除尘器，经飞灰沉降室再进入废热锅炉回收余热，产生过热蒸汽由于煤气先经过飞灰沉降后再进废热锅炉，使废热锅炉的受热面磨损大为减轻废热锅炉出口煤气约 240℃，进入洗涤冷却塔除尘冷却，出口温度降为 35℃，之后进入湿式电除尘器进一步除尘，经煤气鼓风机加压，经捕滴器汇入外送煤气总管，出站煤气含尘≤50mg/m3 ，温度 35℃，压力 0.002Mpa煤气经电除尘后可作为合成气，或直接送煤气管网3、技术特点恩德粉煤气化炉的工艺技术，同原温克勒气化炉相比有以下特点：（1）炉底炉蓖改为喷咀布风原温克勒气化炉的炉底均设有炉蓖，目的是为了分布气化剂和排渣。
在生产过程中，大的灰颗粒要落在炉蓖上，但为了保证气化剂的均匀分布，在炉蓖上不能有炉渣粘结，所以要求炉床温度要低，这就限制了炉子的生产能力；另外在实际生产中，经常会出现炉底局部高温、结渣、偏渣等情况需停炉处理，缩短了炉子生产运行时间为解决这一问题，恩德炉取消了炉蓖，将炉体下部改成一定开关的锥体，用喷咀向炉内送风，气化剂和流化剂通过喷咀，使煤粉得以充分流化，解决了炉底结渣问题，使气化炉的运转变得稳定可靠，炉子的运转率一般都在 90%以上（365 天/年计）2）解决了带出物含碳量高的问题在生产过程中，由于摩擦、碰撞、热解使煤的颗粒变小，包括入炉煤料中含有较高的细粉发生炉出口煤气带出物较多，含碳量较高从而使得原料碳的利用率低为了解决这个问题，采取了两项措施：一是在炉体中上部增设二次喷咀，使小颗粒进一步气化；另一个方法是采取热回流的方法，即用干式旋风除尘器一般情况下，炉渣从炉底部排出 40%，60%从炉顶随煤气一起带出从粗煤气中分离出的固体颗粒通过回流管返回气化炉内再次流化气化，使飞尘中含碳量降低到 15%以下，从而提高碳的利用率可达 92% （3）发迹废热锅炉的设置位置恩德粉煤气发生炉将废热锅炉设置在旋风除尘器的后面，出炉煤气经除尘器后再进入废热锅炉。
由于煤气中含灰量的降低，对锅炉管的磨损大为减少，这样大大延长了废热锅炉的寿命的检修期实践证明，废热锅炉每年只需检修一次4）气化强度大由于流化床的气固相接触好，加强了热传导和热交换，强化了传热过程，使气化强度变大最大单炉产气量可达 40，000m3/h 以上5）煤源丰富价廉恩德炉可以使用高灰份的劣质粉煤，使煤源得到很大拓展，资源得到充分合理利用，同时由于褐煤价格比较低，运输半径小，运费降低，使煤气制造成本显著下降6）极少产生焦油，净化简单在流化床中，由于温度高而且各处温度分布均匀（均在 900-950℃以上），原料中的挥发份受热迅速分解，焦油、重质碳氢化合物等裂解比较完全，从而煤气中焦油、油渣等含量低，净化系统简单，污染少7）操作弹性大，开停炉方便恩德炉最小负荷受到流化所需要的最小速度的限制，最大负荷则受到残留物完全燃烧所需最短时间的限制气化炉生产负荷可在设计负荷 0~110%范围内调节气化炉开停炉操作方便，如需停炉，可停供氧气（或富氧空气）、煤和蒸汽，在几分钟内即可实现停炉因流化床冷却速度慢，即使在几天之后仍可鼓入氧（富氧、空气）和蒸汽重新启动停炉期每天喷入一次或两次少量空气就可维持炉温。
这一特点对于工业燃气的生产组织和调度创造了条件8）运转稳定可靠、检修维护少由于取消了炉蓖，避免炉底结渣问题，气化炉实际就是一个空桶气化炉仅由内衬耐火材料的炉体和可拆卸的喷咀组成，没有传动部分和易损件，故不需太多的维修即可获得较高连续运转率，一般可达 90%以上9）运行成本低恩德炉生产工艺较简单，生产人员和材料费用仅为固定床炉型的一半按国内某厂现行价格标准核算（某厂介绍），恩德炉产半水煤气成本 0.12 或 0.13 元/m3，而固定床为 0.19~0 .22 元/m3，是恩德粉煤气化炉的 1.73 倍10）自产蒸汽量大每万立方米煤气可产 5.5 吨蒸汽（P=0.6Mpa)，80%自用，20%外送做到造气蒸汽自给并有富余11）投资少，工期短以每 1 万 m3计算，恩德煤气化装置的投资额是 1000—1500 万元/h 万 m3（随热值定），不足德士古气化炉投资的 40%（德士古按国产化方式建设）单台恩德炉规模增加，单位投资将进一步降低12）所产的煤气用途广泛恩德炉可根据煤气的要求采用空气、富氧空气、氧气作气化剂，生产不同组成和热值的煤气，可用作工业用燃料气、民用燃料气、合成气（生产合成氨、甲醇等）。
4、应用情况温克勒炉在世界上曾有较多的企业采用，在此技术上发展起来的恩德炉在朝鲜恩德联合企业，生产合成氨、甲醇用合成气，已运行了 30 多年，我国景德镇煤气厂的空气煤气装置已投入了运行朝鲜恩德联合企业现有两台气化炉，1#炉产气量为 4 万 Nm3/h，2#炉产气量为3.4 万 Nm3/h两台炉均采用纯氧气化（93~95%），所用煤种为当地褐煤，以2#炉为例，气化主要参数如下：煤工业分析：W1 16.57% W8%(干燥后） V 22.51% A 39.72% C 33.78%灰熔点：T1 1180℃ T2 1215℃ T3 1300℃煤气产量：38，000Nm3/h煤气组成：CO2 21.40% H2 40.4% CO 31.1% CH4 2.5% N2 4.4%煤气热值：8.89MJ/Nm3 (2127 Kcal/Nm3)废锅蒸汽产量：18.5t/h P=0.6MPa从气体组成看，气体中 CO+H2 达~70%，甲烷含量 2.5%，可以用来生产合成氨和甲醇，按单炉产气量 38，000Nm3计，气化炉生产能力约 9 万吨合成氨/年与德士古煤气化的单台炉能力相当江西景德镇煤气厂的恩德气化炉于 2001 年初建成投产，该炉采用空气气化，生产低热值煤气。
曾气化过多种煤种,目前主要采用河南义马煤该炉设计能力为10,000Nm3/h,实际操作负荷可在 30%~150%的设计范围内调节造气炉运行稳定，达到或超过了各项设计指标煤气生产成本大幅度降低，该厂原气化块煤的固定床气化炉已停产5、消耗及投资恩德炉适用煤种较为广泛，对煤种要求不高，尤其是适应于粉煤的气化一般要求气化的煤种达到如下的指标：灰分 ≤ 40%全水份 ≤ 8%（水份高时，应采用干燥措施）粒度 ≤10mm＞10mm ≯ 3% （为保证大块不进炉应有粉碎和筛分设备）活性 950℃ ＞ 65%T2 ≥ 1250℃煤种：褐煤、长焰煤、不粘或弱粘结煤生产不同的煤气产品，恩德炉消耗指标有所不同采用国内某种煤时恩德炉消耗指标如下：注：电耗中包含空气制氧电耗根据煤种不同，技术经济指标将相应变化恩德炉气化装置主要设备包括：贮煤槽及卷扬机、煤气炉、旋风分离器、废热锅炉、螺旋供煤机、煤气洗涤、冷却塔、喷嘴、软水泵、闸阀等气化能力 4万 m3/h 的炉型投资概算如下注：该投资包括从贮煤仓到废热锅炉煤气出口为此，不包括设计、培训、技术专有费等。