华东理工煤气化技术简介-多喷嘴水煤浆

华南理工大学煤气化技术进展——中国自主知识产权的大型煤气化技术华东理工大学华东理工大学洁净煤技术研究所（煤气化教育部实验室）成立于1995年，创始人于遵宏先生研究队伍：15名教师；90余名研究生5名教授博导；1名973首席科学家，新世纪百千万人才国家级人选1名，上海市优秀学科带头人1名，教育部新世纪优秀人才计划入选者3名。入选2006年度《教育部创新团队发展计划》国际知名、国内领先的气流床气化研究基地一、团队与基地介绍（1）以煤、石油焦、渣油、天然气、焦炉气、生物质、污泥、垃圾等为原料，采用加压气流床部分氧化技术制取清洁合成气;研究开发高效长寿命气化喷嘴、新型多喷嘴对置式气流床气化炉、气化系统工艺过程与关键设备、气化系统PDP软件包等。（2）合成气的深度加工与利用研究开发合成气深度加工的催化剂、反应器和加工工艺。研究方向煤等含碳固体原料大规模高效清洁气化的基础研究2010－2014大规模高效气流床煤气化技术的基础研究2004－2009气流床气化炉中流动行为与熔渣遮蔽层的传热1999－2004国家重点基础研究发展计划(973项目)日处理2000吨煤新型水煤浆气化技术国家“十一五”863计划课题200MW等级IGCC关键技术研究开发与工业示范国家“十一五”863计划课题百万吨级煤间接液化及电联产系统工业试验与示范国家“十一五”863计划课题高灰熔点煤加压气化技术研究开发与工业示范国家“十一五”863计划课题高效化学热回收煤气化新技术应用研究国家“十一五”863计划课题煤气化多联产及IGCC关键技术开发上海市“十一五”重大科技项目承担的国家级重大科研项目单台日耗煤2000吨气化炉工业应用研究与示范国家“十一五”科技支撑计划富甲烷气自热转化制合成气国家“十一五”科技支撑计划新型水煤浆气化技术国家“十五”863计划重大课题四喷嘴水煤浆气化工艺软件包开发国家重大装备国产化2002－2005粉煤加压气化制备合成气新技术研究与开发国家“十五”攻关计划新型（多喷嘴对置）水煤浆气化炉开发国家“九五”攻关计划整体煤气化联合循环发电(IGCC)关键技术国家“九五”攻关计划成果2007年国家科技进步二等奖2006年中国石油和化学工业科技进步特等奖两项2006年全国高校十大科技进展2006年中国高等学校专利奖2006年中国高校－企业合作创新十大案例2004年煤炭工业十大科技成果2002年中国电力科技进步二等奖2001年“九五”科技攻关优秀成果奖1998年上海市科技进步一等奖获国家专利54项（其中发明专利28项）领导关怀(上海市委书记来研究所调研）多喷嘴对置式水煤浆气化技术多喷嘴对置式粉煤加压气化技术单喷嘴粉煤加压气化技术气态烃非催化部分氧化技术喷嘴技术百吨级煤气化燃气制备技术产业化技术技术研究与开发历程技术开发日处理22吨煤中试装置的建设运行大型化2000t/d级工业装置建设与运行工业示范1150t/d级工业示范装置的建设和运行863重大课题863课题“九五”攻关十五十一五九五七五、八五基础研究渣油气化过程研究水煤浆气化过程研究中石化、化工部国家计委科技部科技部二、多喷嘴对置式水煤浆气化技术多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺原理简图磨煤制浆系统净化系统渣水处理系统气化系统工业装置运行情况7神华宁煤集团3套日处理日处理2000吨水煤浆气化装置。2010年3月18日一次投料成功。•地点：山东华鲁恒升化工股份有限公司•数量：1台•规模：日处理750吨煤•产品：合成氨•压力：6.5MPa•投入工业运行时间：2005年6月•累计运行时间：超过20000小时•设计单位：华陆工程科技有限责任公司工业装置运行情况(1)——750TPD工业装置运行情况(1)——750TPD节煤~7%，节氧~7%；碳转化率高2~3个百分点；粗渣中碳含量约2~5%(单喷嘴气化炉约7~8%)；细灰量减少；细灰中碳含量减少-开两台单喷嘴气化炉，细灰中碳含量~40%-开一台多喷嘴+一台单喷嘴，细灰中碳含量~20%有效气成分高2~3个百分点，CO2降低2~3个百分点。工艺指标在此规模下，比单喷嘴水煤浆气化炉增加5万元/天经济效益与同期运行的单喷嘴水煤浆气化炉相比工业装置运行情况(1)——750TPD拱顶耐火砖寿命7450小时直筒段及锥底部分耐火砖寿命预计超过20000小时设备情况气化炉110%负荷运行，工艺指标优良！工业装置运行情况(1)——750TPD四喷嘴气化炉碳转化率98.3%，单喷嘴气化炉碳转化率96.0%。•地点：兖矿国泰化工有限公司•数量：2台＋1台•单炉规模：日处理1150吨煤•产品：甲醇、发电、醋酸•压力：4.0MPa•投入工业运行时间：–2005年10月(A,B炉)–2007年9月(C炉)工业装置运行情况(2)——1150TPD工业装置运行情况(2)——1150TPD气化框架厂区全景烧嘴平台渣水处理水洗塔有效气成分提高2~3个百分点，CO2含量降低2~3个百分点；碳转化率提高2~3个百分点；比氧耗降低7.9%，比煤耗降低2.2%；国泰吨甲醇煤耗~1.25T煤/T甲醇，鲁南化肥厂吨甲醇煤耗~1.4T煤/T甲醇(北宿煤）工艺指标–直筒段及锥底耐火砖寿命预计超过30000小时–喷嘴使用寿命超过2个月，最长使用98天与采用国外水煤浆气化技术的兖矿鲁南化肥厂同期运行结果相比工业装置运行情况(2)——1150TPD设备情况兖矿国泰化工有限公司水煤浆气化装置在经历了最初的摸索总结后，已经进入了长周期稳定运行，下图统计了气化系统年运行时间。兖矿国泰气化年运行时间0500010000年度运行时间单炉运行360316912202双炉运行382966366027气化系统运行743283278229200620072008工业装置运行情况(2)——1150TPD•地点：兖矿鲁南化肥厂•数量：1台•单炉规模：日处理1150吨煤•产品：合成氨•压力：4.0MPa•投入工业运行时间：–2008年7月1日5:56工业装置运行情况(3)——1150TPD设计单位——气化系统由中国天辰工程公司负责设计。建设单位——气化系统由中国化学工程第十三建设公司承建。•煤浆浓度(~60%)比Texaco气化炉低3个百分点，但有效气成分比Texaco气化炉略高(~83%)。•第一次投料后连续运行78天；计划停车检查后又连续运行84天；今年又创造不间断连续运行89天的记录；近期又连续运行102天并继续处于运行状态。工业装置运行情况(3)——1150TPD自2008年7月1日至2009年6月30日，累计运行310天地点：江苏灵谷化工有限公司数量：一期2台规模：日处理2000吨煤产品：合成氨压力：4.0MPa投入工业运行时间：2009年6月15日设计单位：中国天辰工程公司工业装置运行情况(4)——2000TPD工业装置运行情况(4)——2000TPD现阶段气化炉负荷~100%左右。据灵谷公司技术人员反映，该气化装置运行平稳，系统开车后，操作人员比较轻松。与国泰相比炉型尺寸有较大变化（国泰直径3.4m，灵谷3.88m），但气化装置工艺性能优良。以神府煤为原料，合成气有效气成分82.5%，渣中残碳大部分低于1%。2009年10月21日~2009年12月17日连续运行69天。运行情况运行34天的耐火砖状况喷嘴情况工业装置运行情况(4)——2000TPD地点：江苏索普(集团)有限公司数量：一期3台规模：日处理1500吨煤产品：甲醇、CO压力：6.5MPa投入工业运行时间：2009年9月8日设计单位：中国天辰工程公司工业装置运行情况(5)——1500TPD地点：新能凤凰(滕州)能源有限公司数量：一期3台规模：日处理1500吨煤产品：甲醇压力：6.5MPa投入工业运行时间：2009年12月17日设计单位：中国天辰工程公司工业装置运行情况(6)——1500TPD地点：神华宁夏煤业集团有限责任公司规模：3台日处理2000吨煤产品：甲醇压力：4.0MPa投入工业运行时间：2010年3月18日工业装置运行情况(7)——2000TPD气化装置于2010年9月24日-27日通过了神华宁夏煤业集团有限责任公司、兖矿集团有限公司、华东理工大学、中国天辰工程有限公司进行的72小时现场考核！已推广18家企业，共50台气化炉推广应用现状应用单位气化压力MPaG气化炉设置(台)单炉规模(吨/天)最终产品备注华鲁恒升6.51750甲醇、合成氨2004.12投产兖矿国泰4.03(2+1)1150甲醇、发电2005.10.16投产兖矿鲁化4.021150合成氨2008.7.1投产江苏灵谷4.02(1+1)1800合成氨2009.6.15投产江苏索普6.53(2+1)1500甲醇2009.9.8投产凤凰化肥6.53(2+1)1500甲醇、合成氨2009.12.17投产神华宁煤4.03(2+1)2000甲醇2010.3.19投产宁波万华6.53(2+1)1200甲醇、CO、H2在建，2010年投产杭州半山3.512000发电设计中山东久泰6.56(4+2)2300甲醇、二甲醚设计中安徽华谊6.53(2+1)1500甲醇设计中山东盛大6.52(1+1)2300甲醇、二甲醚设计中上海焦化4.02（1+1）2000甲醇设计中兖矿新疆6.53(2+1)1500甲醇、合成氨设计中兖矿内蒙6.53(2+1)2200甲醇设计中内蒙泛海MPaG台)最终产品备注6.51750甲醇、合成氨2004.12投产4.03(2+1)1150甲醇、发电2005.10.16投产4.021150合成氨2008.7.1投产4.02(1+1)1800合成氨2009.6.15投产6.53(2+1)1500甲醇2009.9.8投产6.53(2+1)1500甲醇、合成氨2009.12.17投产4.03(2+1)2000甲醇2010.3.19投产6.53(2+1)1200甲醇、CO、H3.512000发电设计中6.56(4+2)2300甲醇、二甲醚设计中6.53(2+1)1500甲醇设计中6.52(1+1)2300甲醇、二甲醚设计中4.02（1+1）2000甲醇设计中6.53(2+1)1500甲醇、合成氨设计中6.53(2+1)2200甲醇设计中6.52000甲醇设计中Valero6.25（4+1）2300（石油焦）H2设计中山东海力6.5甲醇设计中6.25（4+1）2300（石油焦）H甲醇6.53(2+1)15002（1+12（1+1）设计中国内已推广17家企业，共45台气化炉。华鲁恒升750TPD*1滕州凤凰1500TPD*3兖矿鲁化1150TPD*2兖矿国泰1150TPD*3江苏索普1500TPD*3江苏灵谷1800TPD*2宁波万华1200TPD*3杭州华电半山2200TPD*1神华宁煤2000TPD*3山东久泰2000TPD*6安徽华谊1500TPD*3山东盛大2200TPD*2兖矿新疆1500TPD*3上海焦化2000TPD*2兖矿内蒙2000TPD*3山东海力2000TPD*2泛海包头1500TPD*3已推广的项目：拉动投资约400亿元；将实现年产值约250亿元；年处理煤约1000万吨；比引进同类技术年节煤20余万吨，年节氧约5亿Nm3。国际煤气化领域的关注和认可多喷嘴对置式水煤浆气化技术的成功运行引起了国际煤气化领域的高度关注，2006~2010年煤气化年会(GTC)连续4年邀请华东理工大学介绍该技术的进展左上：气化技术协会主席JamesChildress右：华东理工大学介绍煤气化技术左下：著名气化专家、《Gasification》作者ChrisHigman博士首次向美国出口成套技术2008年7月31日，华东理工大学与美国Valero能源公司签订技术许可合同，将多喷嘴对置式气化技术应用于Valero公司石油焦气化制氢项目，专利实施费超过亿元人民币。美国Valero能源公司是美国最大