國(guó)內(nèi)碎煤加壓固態(tài)排渣氣化的發(fā)展主要里程碑節(jié)點(diǎn)：

1970年代開始山西化肥廠引進(jìn)談判
1980~1985年 “六五期間”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目《Φ2.8m加壓氣化爐科技攻關(guān)》
1986~1990年 列入國(guó)家七五重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目
1986年Φ2.8m氣化爐投產(chǎn)
1987年 天脊投產(chǎn)，到運(yùn)行正常歷時(shí)十年，不斷進(jìn)行改造
1991年 七五國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目驗(yàn)收，獲得科技進(jìn)步獎(jiǎng)集體獎(jiǎng)
1993年 哈爾濱依蘭煤氣廠PKM爐投產(chǎn)，獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)銀獎(jiǎng)
1995年，天脊第五臺(tái)爐國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)
1998年12月17日 天脊國(guó)產(chǎn)爐投產(chǎn)
2000年 義馬煤氣廠投產(chǎn)
2004年 義馬第三臺(tái)完全國(guó)產(chǎn)化爐建設(shè)
2006年 義馬二期投產(chǎn)（完全國(guó)產(chǎn)化）
2008年 山西潞安煤制油投產(chǎn)
2009年 賽鼎5000氣化爐公司立項(xiàng)
2010年 國(guó)電赤峰3052項(xiàng)目投產(chǎn)
2012年 新疆廣匯120萬(wàn)噸甲醇投產(chǎn)
2013年 大唐克旗煤制天然氣項(xiàng)目投產(chǎn)（國(guó)際首臺(tái)40公斤氣化爐）
2014年 新疆慶華煤制氣投產(chǎn)
2015年 河南晉煤慶投產(chǎn)
2015年 賽鼎5000氣化爐示范列入科技部“863”計(jì)劃《大規(guī)模碎煤加壓氣化技術(shù)與示范》，義馬氣化廠動(dòng)工建設(shè)，預(yù)計(jì)2017年投料試車

1.4 碎煤加壓氣化國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)、建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)用情況簡(jiǎn)介

1.4.1  義馬氣化廠二期

原料煤種：長(zhǎng)焰煤；
主要產(chǎn)品及規(guī)模：城市煤氣144×104Nm3；
投產(chǎn)時(shí)間：2006年；
氣化爐規(guī)格尺寸：Φ3.842m、3.0MPa(G)；
氣化爐臺(tái)數(shù)：2；
運(yùn)行現(xiàn)狀：正常

1.4.2  山西潞安煤基合成油

原料煤種：貧瘦煤；
主要產(chǎn)品及規(guī)模：合成油16×104t/a；
投產(chǎn)時(shí)間：2008年；
氣化爐規(guī)格尺寸：Φ3.842m、3.0MPa(G)；
氣化爐臺(tái)數(shù)：6；
運(yùn)行現(xiàn)狀：正常

1.4.3 晉煤金石合成氨

原料煤種：無(wú)煙煤；
主要產(chǎn)品及規(guī)模：氫氣4.5×104t/a 、甲醇20×104t/a、硝銨40×104t/a；
投產(chǎn)時(shí)間：2013年；
氣化爐規(guī)格尺寸：Φ3.842m、3.0MPa(G)；
氣化爐臺(tái)數(shù)：6+2；
運(yùn)行現(xiàn)狀：正常
該項(xiàng)目碎煤加壓氣化裝置以晉煤無(wú)煙煤為設(shè)計(jì)煤種制取合成氨原料氣在國(guó)內(nèi)尚屬首次。
無(wú)煙煤揮發(fā)分較低，實(shí)際生產(chǎn)中未回收到副產(chǎn)油品，為下游煤氣水處理裝置優(yōu)化提供了條件。
項(xiàng)目實(shí)際氣化爐負(fù)荷及有效氣體成分均已超出設(shè)計(jì)值。

1.4.4 晉煤天慶合成氨（4.0MPa、無(wú)煙煤）

原料煤種：無(wú)煙煤；
主要產(chǎn)品及規(guī)模：氫氣4.5×104t/a 、甲醇20×104t/a、硝銨40×104t/a；
投產(chǎn)時(shí)間：2013年；
氣化爐規(guī)格尺寸：Φ3.842m、4.0MPa(G)；
氣化爐臺(tái)數(shù)：6；
運(yùn)行現(xiàn)狀：正常
氣化爐單爐設(shè)計(jì)負(fù)荷7500Nm3/h，隨著氣化爐單爐負(fù)荷增加到9000Nm3/h，氣化爐出口粗煤氣溫度增加約20℃，氣化爐單爐氣量由45000 Nm3/h提高到54000 Nm3/h，單爐加煤量增加了10.0噸/h。
4.0MPa碎煤加壓氣化晉城無(wú)煙煤與其它煤種相比，具有單位產(chǎn)氣量高、單耗低、煤灰鎖閥門動(dòng)作頻率低，是發(fā)展煤化工產(chǎn)品的優(yōu)良煤種。

1.4.5 內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣項(xiàng)目

原料煤種：褐煤；
主要產(chǎn)品及規(guī)模：40.0億Nm3 SNG/年；
投產(chǎn)時(shí)間：2012年；
氣化爐規(guī)格尺寸：Φ3.842m、4.0MPa(G)；
氣化爐臺(tái)數(shù)：48（一期16臺(tái)已投運(yùn)；二期16臺(tái)已建成）；
運(yùn)行現(xiàn)狀：正常
本項(xiàng)目原、燃料煤均采用錫林浩特勝利煤田的勝利煤5號(hào)原煤。原煤煤質(zhì)屬低硫、低灰和高揮發(fā)分的褐煤。原料水分32%、灰分13.8%、揮發(fā)分32.8%。該項(xiàng)目為世界世界首套40公斤/cm2碎煤加壓氣化爐， 2012年7月28日成功產(chǎn)出合格天然氣。氣化爐各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到甚至超過(guò)了設(shè)計(jì)要求。

1.4.6 其他

另外還有已經(jīng)投產(chǎn)的項(xiàng)目：新疆廣匯新能源有限公司（甲醇120×104t/a，二甲醚80×104t/a）；國(guó)電赤峰3052項(xiàng)目；新疆慶華煤制天然氣一期工程；
已經(jīng)建成準(zhǔn)備投產(chǎn)項(xiàng)目：中煤平朔劣質(zhì)煤示范項(xiàng)目、新疆新業(yè)能源甲醇項(xiàng)目、大唐阜新煤制天然氣項(xiàng)目（一期）、伊犁新天煤制天然氣項(xiàng)目等項(xiàng)目運(yùn)行數(shù)據(jù)不再做詳細(xì)介紹。
 

 

2、賽鼎爐在煤制天然氣上的應(yīng)用

固定床加壓氣化工藝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是工藝技術(shù)成熟、先進(jìn)、可靠，在大型煤氣化裝置中投資最少。碎煤加壓氣化的氧氣消耗和煤耗都低于其他煤氣化方法。煤制天然氣采用碎煤加壓氣化工藝有以下主要優(yōu)勢(shì)：

(1) 煤氣化過(guò)程中產(chǎn)生甲烷量相當(dāng)于天然氣中甲烷總量的45%左右，即有45%的甲烷是在氣化爐內(nèi)生成的。從而降低了甲烷合成的負(fù)荷，提高了煤制天然氣過(guò)程的熱效率。
(2) 煤氣化過(guò)程中生成甲烷放出的熱量，可以為煤氣化提供部分反應(yīng)熱，從而降低了煤制天然氣的煤耗和氧耗。
(3) 碎煤加壓氣化是集煤干餾和半焦氣化于一體的氣化工藝，可以回收煤中部分有機(jī)物，獲得部分石油化工的替代產(chǎn)品。
(4) 碎煤加壓氣化技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)單，投資最低，同時(shí)也是所有大型煤氣化工藝中氧耗量最低，空分投資最省、操作費(fèi)用最低的工藝。
(5) 煤種適應(yīng)性強(qiáng)，幾乎可以氣化所有煤種，尤其是可以高水分、高灰分、高灰熔點(diǎn)的劣質(zhì)煤作原料，且不受成漿性的制約，是降低SNG產(chǎn)品生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素。

固定床加壓氣化工藝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是工藝技術(shù)成熟、先進(jìn)、可靠、氣體中甲烷含量高，最適合作為燃料氣，在大型煤氣化裝置中投資最少。

賽鼎公司開發(fā)的煤制天然氣工藝以低品質(zhì)褐煤為原料。在煤氣化工藝技術(shù)的選擇中，曾對(duì)所有適宜褐煤氣化技術(shù)的：工藝特點(diǎn)、氣化溫度、壓力、投煤量、單爐尺寸、主要部件壽命、氣化爐臺(tái)數(shù)、除塵冷卻方式、裝置占地、煤耗、氧耗、電耗、蒸汽消耗、碳轉(zhuǎn)化率、氣化熱效率和投資等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)分析比較。幾種煤氣化工藝消耗指標(biāo)最高相差19倍，投資最大相差2.6倍。

固定床碎煤加壓氣化投資僅為氣流床氣化1／2--1／3，電耗僅為氣流床氣化的1／10～1／20。同時(shí)固定床加壓氣化可以實(shí)現(xiàn)煤制天然氣和甲醇、二甲醚、氨等聯(lián)產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益更好，抗風(fēng)險(xiǎn)能力更強(qiáng)。

國(guó)產(chǎn)化碎煤加壓氣化爐造價(jià)低、維護(hù)費(fèi)用低，在設(shè)計(jì)、制造、施工、生產(chǎn)操作等方面已積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。引進(jìn)氣化爐不但投資高，而且還要支付昂貴的專利費(fèi)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)、專有設(shè)備加工制造、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)等費(fèi)用和一些捆綁式的銷售。同等規(guī)模下，國(guó)產(chǎn)化碎煤加壓氣化與引進(jìn)氣化技術(shù)相比，投資低50％以上。

3、賽鼎爐在煤制天然氣項(xiàng)目上的優(yōu)化及改進(jìn)

3.1 大唐克旗煤制氣運(yùn)行中問(wèn)題及解決
內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣有限公司（以下簡(jiǎn)稱“克旗公司”）40億Nm3/年項(xiàng)目分三個(gè)系列建設(shè)，每系列16臺(tái)4.0MPa碎煤加壓氣化爐，其中第一系列于2013年底投入運(yùn)行�？似旃�司4.0MPa碎煤加壓氣化爐屬國(guó)內(nèi)首批使用，以劣質(zhì)褐煤（高水分Mar:36.9%、低熱值Qnet,ar:13.98 MJ/Kg）為原料煤在國(guó)內(nèi)也鮮見(jiàn)。另外由于內(nèi)蒙古大唐東勝利褐煤堆密度較低，平均為650Kg/m3,且活性較強(qiáng)，為解決加煤頻率過(guò)大問(wèn)題，工程設(shè)計(jì)中經(jīng)過(guò)多次計(jì)算分析論證，將煤鎖的高度增加1.3米，體積由12.3m3增大到18.7m3，同時(shí)考慮到煤鎖體積和氣化爐體積的匹配性，將氣化爐高度增加0.5米，體積由98m3增高到103.8m3。同時(shí)考慮到增加壓力能夠提高粗煤氣中甲烷含量，有利于減少粉塵帶出量等。在本項(xiàng)目中將氣化爐的操作壓力有原來(lái)的30公斤/cm2提升到40公斤/cm2。

內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制氣項(xiàng)目首臺(tái)氣化爐于2011年8月26日點(diǎn)火成功。2012年7月28日成功產(chǎn)出合格天然氣。世界首套4.0MPa碎煤加壓氣化爐順利投入使用，工程驗(yàn)證了4.0MPa碎煤加壓氣化爐是可行的，爐體、煤鎖、灰鎖等關(guān)鍵設(shè)備也經(jīng)受了工程實(shí)際檢驗(yàn)。

由于內(nèi)蒙古大唐東勝利褐煤的年輕及不穩(wěn)定性，開車運(yùn)行初期遇到了前所未見(jiàn)的各種問(wèn)題。主要如下：

1）由于大唐東勝利煤質(zhì)活性極高，開車運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)加煤頻繁，最大加煤量達(dá)到約1000t/d，這在碎煤加壓氣化中從未有過(guò)，故對(duì)加煤系統(tǒng)的設(shè)置和控制提出了極高的要求。在開車運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)各種的優(yōu)化措施實(shí)現(xiàn)了氣化爐120%氧負(fù)荷正常運(yùn)行。

2）結(jié)合原料煤性質(zhì)和調(diào)試期間運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整了四層布?xì)饪卓讖胶筒細(xì)夥绞�，使�(fàn)t篦的布?xì)饪赘�加合理，爐篦布?xì)饪赘�加均勻，床層穩(wěn)定，氣化爐的生產(chǎn)能力得到提高，操作彈性增大，運(yùn)行穩(wěn)定，能耗降低，殘?zhí)苛靠捎?%降低至5%以下；同時(shí)汽氧比較試燒大幅下降，提高了蒸汽分解率，減少了廢水。

3）2013年11月底，克旗公司氣化爐投用后，在很短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了多臺(tái)氣化爐夾套泄漏。通過(guò)對(duì)腐蝕機(jī)理進(jìn)行了分析，初步認(rèn)為是堿金屬為主的綜合腐蝕，這在碎煤加壓氣化的發(fā)展史上屬于第一次遇到。后通過(guò)各種論證在氣化爐夾套減薄（泄露）部位（15CrMo/20R材料）堆焊3-5mm inconel 625材料，2014年4月2日恢復(fù)生產(chǎn)至今，上述部位無(wú)明顯減薄，表明該方法可以解決氣化爐內(nèi)夾套減�。ㄐ孤叮﹩�(wèn)題。

克旗煤制天然氣公司4.0MPa碎煤加壓氣化爐單爐連續(xù)運(yùn)行可達(dá)到241天，且氣化用煤的下限在逐步的縮小，汽氧比逐步的降低。

3.2 新疆慶華煤制氣運(yùn)行中問(wèn)題及解決

新疆慶華煤制天然氣是新疆地區(qū)國(guó)家核準(zhǔn)的第一個(gè)煤制天然氣項(xiàng)目。新疆慶華原料煤質(zhì)相對(duì)于大唐克旗又有著本質(zhì)的差別。主要體現(xiàn)在原料煤落下強(qiáng)度低（66%），熱穩(wěn)定性相對(duì)較差。采用碎煤加壓氣化面臨最大的問(wèn)題就是塊煤在皮帶輸送過(guò)程中破碎較嚴(yán)重，導(dǎo)致進(jìn)氣化爐原料煤粒度下限超標(biāo)，最終后果就是煤氣化時(shí)粗煤氣中帶出物較多，對(duì)下游凈化設(shè)備造成堵塞。為此針對(duì)傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)氣化備煤系統(tǒng)較復(fù)雜，需要經(jīng)過(guò)儲(chǔ)存、輸送、篩分、破碎等一系列工序。氣化煤入爐之前經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)運(yùn)，原備煤系3.3 伊犁新天煤制氣運(yùn)行中問(wèn)題及解決統(tǒng)無(wú)法保證入爐煤塊煤率。賽鼎公司采用計(jì)算機(jī)仿真模擬等方法對(duì)原料煤輸送系統(tǒng)進(jìn)行了大量卓有成效的技改優(yōu)化。

將溜槽改為曲線形式，料流在溜槽中無(wú)沖擊點(diǎn)，貼合溜槽側(cè)壁下落。同時(shí)，料流速度得到有效控制，從馳張篩拋出之后，以較均勻速度，傳遞至受料輸送皮帶，成螺旋下降形態(tài)。改造后的優(yōu)點(diǎn)如下：

優(yōu)點(diǎn)：
最大程度減小破塊率；
最大程度減少溜槽磨損；
最大程度保護(hù)皮帶；
最大程度減少跑偏；
最大程度減少粉塵出塵量

伊犁新天煤制天然氣是新疆地區(qū)又一個(gè)大型煤制天然氣項(xiàng)目。新天煤化工是目前已建成的世界最大單體煤制氣國(guó)家示范項(xiàng)目。2017.3.29，伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司年產(chǎn)20億立方米煤制天然氣項(xiàng)目A系列全線打通，產(chǎn)出合格天然氣，并成功接入西氣東輸伊寧站，創(chuàng)大型煤制氣項(xiàng)目試車新紀(jì)錄。

伊犁新天項(xiàng)目充分借鑒吸收了前面兩個(gè)煤制氣項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，針對(duì)本項(xiàng)目原料煤質(zhì)、工藝流程進(jìn)行了大量的優(yōu)化技改工作。主要如下：

1）原料煤輸送系統(tǒng)根據(jù)類似項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)改用曲線落煤管，并采用了最有效的蒸汽噴霧抑塵等措施，充分減少了塊煤破碎率及車間環(huán)境。

2）針對(duì)原料煤強(qiáng)度較低可能造成帶出物多的情況在氣化工段采用了多種優(yōu)化措施保證氣化爐操作的穩(wěn)定，最大程度的減少帶出物；同時(shí)在進(jìn)變換裝置前并聯(lián)兩套粗煤氣除塵措施，從而保證了粗煤氣中含塵對(duì)后續(xù)裝置的影響。

3）在煤氣水處理工段易產(chǎn)生無(wú)組織排放的儲(chǔ)罐呼吸口、排放取樣口等全部采用采取密閉結(jié)構(gòu)，排放氣收集后送至火炬系統(tǒng)。從而避免了無(wú)組織排放氣臭味問(wèn)題。

4、賽鼎爐的今后發(fā)展設(shè)想

4.1 賽鼎爐今后發(fā)展前景

鑒于賽鼎爐獨(dú)特的逆流床氣化，熱效率高；氣化過(guò)程中生產(chǎn)高含量的甲烷；副產(chǎn)焦油、輕油、酚、氨副產(chǎn)品等特性，注定使賽鼎爐在今后的煤制天然氣行業(yè)、煤質(zhì)分級(jí)利用方面具有廣闊的發(fā)展空間。

4.2 控制先進(jìn)、環(huán)境友好、效率更高的發(fā)展前景

1）開車過(guò)程更簡(jiǎn)化、環(huán)保

傳統(tǒng)的碎煤加壓氣化粗煤氣成分分析采用手動(dòng)分析，造成分析數(shù)據(jù)的滯后及勞動(dòng)強(qiáng)度的增加。

隨著分析儀器系統(tǒng)處理的優(yōu)化更新，碎煤加壓氣化粗煤氣數(shù)據(jù)分析完全可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)開車過(guò)程的蒸汽升溫、空氣點(diǎn)火、空氣運(yùn)行、切氧的程序化，從而簡(jiǎn)化開車過(guò)程。 另外開車過(guò)程的空氣點(diǎn)火、運(yùn)行階段隨著控制系統(tǒng)的改進(jìn)完全可以取消，改為直接氧氣點(diǎn)火，從而大幅度的減少開車時(shí)間及開車時(shí)間的放空量。

2）無(wú)組織排放的收集利用

碎煤加壓氣化工藝過(guò)程二氧化碳排放氣、各種無(wú)組織排放氣等統(tǒng)一收集后采用蓄熱式熱氧化裝置，徹底解決系統(tǒng)排放氣污染及惡臭等問(wèn)題，同時(shí)利用煙氣余熱副產(chǎn)中壓等級(jí)的過(guò)熱蒸汽。

3）煤鎖充泄壓過(guò)程能量的分級(jí)利用

碎煤加壓氣化常規(guī)配置煤鎖充壓采用粗煤氣，煤鎖泄壓氣通過(guò)氣柜緩存，再通過(guò)煤鎖氣壓縮機(jī)加壓后返回系統(tǒng)。流程配置存在系統(tǒng)復(fù)雜、能量利用率低的缺點(diǎn)。采用煤鎖充泄壓分級(jí)利用的方案在減少投資、降低消耗等方面優(yōu)勢(shì)較大。