恩德粉煤氣化技術(shù)的應(yīng)用新進(jìn)展
——冶金氣基還原工藝上的應(yīng)用
郭俊成
（遼寧恩德工程建設(shè)有限公司）
一、引言
多種煤氣化技術(shù)和設(shè)備在我國(guó)工業(yè)中大量應(yīng)用著，并將在今后的相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)并存。因?yàn)樗麄兏饔袃?yōu)缺點(diǎn)，有其各自的適用范圍，對(duì)不同的產(chǎn)品需求，只要選擇得當(dāng)，有合理的原料供應(yīng)距離，工程設(shè)計(jì)上合理，環(huán)境上符合國(guó)家和當(dāng)?shù)丨h(huán)保規(guī)定和要求，都會(huì)取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
這樣的技術(shù)就會(huì)取得生存發(fā)展空間，恩德粉煤氣化技術(shù)就是這種得到國(guó)內(nèi)認(rèn)可的技術(shù)之一。它是遼寧恩德工程建設(shè)有限公司具有專利權(quán)的新型氣化技術(shù)和設(shè)備，俗稱為：恩德氣化技術(shù)和恩德氣化爐。
它相較于初始推廣的技術(shù)和設(shè)備有了較大的改進(jìn)。如氣化爐從三個(gè)方面有改進(jìn)：1、反應(yīng)接觸面積擴(kuò)大，使反應(yīng)更充分；2、回流分離器的回流量增大，起到循環(huán)流化床的作用，使未反應(yīng)物回流反應(yīng)次數(shù)增加，降低消耗；3、增大全反應(yīng)器的上部空間，使流速合理，有效降低粉塵帶出量，也可以稱做改良恩德爐。
縱觀恩德氣化系統(tǒng)前后配套的技術(shù)，如煤干燥技術(shù)工藝和設(shè)備、水處理系統(tǒng)的技術(shù)和設(shè)備，干燥后的煤粉（或爐灰等）的輸送等問題，都已與國(guó)內(nèi)的技術(shù)廠家合作，取得相當(dāng)好的效果，改變了環(huán)境，真正實(shí)現(xiàn)了清潔文明生產(chǎn)，對(duì)該系統(tǒng)做一簡(jiǎn)要介紹，供企業(yè)參考。
二、恩德氣化技術(shù)及設(shè)備在制備豎爐還原氣上的應(yīng)用
（一）概述
恩德氣化是連續(xù)常壓流化床氣化技術(shù)，最適合用褐煤、長(zhǎng)焰煤、不粘性煙煤（或弱粘性煙煤）為原料，可以依用戶需要而采取不同氣化劑制得不同產(chǎn)品，如：以空氣和蒸汽為氣化劑可以制得熱值為4180Kj/m3的燃?xì)猓灰愿谎蹩諝夂驼魵鉃闅饣瘎?，可?span lang="EN-US">1200-2000大卡/M3的燃料氣或者制取豐水煤氣，做氨合成氣；以純氧和蒸汽為氣化劑，可制得水煤氣，可做為甲醇合成氣，還可經(jīng)進(jìn)一步加工，做為制取氫氣的原料氣，冶金上豎爐還原制海綿鐵的還原氣；亦應(yīng)用于F-T合成氣等做為原料氣，獲進(jìn)一步加工成產(chǎn)品。
在燃?xì)庑袠I(yè)中，有制1000大卡/M3燃?xì)狻?span lang="EN-US">1500大卡/M3燃?xì)狻?span lang="EN-US">1800-2100大卡/M3燃?xì)獾?span lang="EN-US">10000Nm3/h、20000Nm3/h、40000Nm3/h的恩德爐在運(yùn)轉(zhuǎn)中。
在合成氨行業(yè)中有六萬(wàn)噸氨廠、十萬(wàn)噸氨廠、十八萬(wàn)噸氨廠應(yīng)20000Nm3/h和40000Nm3/h的恩德爐在運(yùn)轉(zhuǎn)中。
在甲醇生產(chǎn)中40000Nm3/h恩德爐正試車和建設(shè)中。
在制氫行業(yè)中，有20000Nm3/h和40000Nm3/h恩德爐已投產(chǎn)和建設(shè)中。
這些設(shè)備從2003年始陸續(xù)投入使用。
由于剛開始推廣恩德氣化爐是生產(chǎn)燃?xì)夂秃铣砂钡?，只是用空氣和富氧空氣做氣化劑，給外人造成錯(cuò)覺，認(rèn)為只適用于富氧氣化，這是片面的認(rèn)識(shí)，實(shí)際上，恩德氣化是以純氧或富氧加蒸汽為標(biāo)準(zhǔn)氣化劑的，今天主要介紹在純氧氣化上的應(yīng)用。
最先簽約和投產(chǎn)的是20000Nm3/h的吉林康乃爾化工有限公司的用于制H2的純氧氣化的恩德爐，現(xiàn)已投產(chǎn)使用，東能化工的40000Nm3/h恩德爐用于制甲醇，正在試車中，金煤化工制H2爐正在建設(shè)中。
純氧氣化制出水煤氣也可應(yīng)用于豎爐還原制海綿鐵時(shí)做還原氣，只不過要將此氣進(jìn)一步加工成符合其要求的還原氣而已，具體還原氣的要求內(nèi)容大約是：
還原氣中的組份要求：CO+H2≥85%
CO2+H2O≤5%
還有P=5.5-6.0Mpa，分別補(bǔ)入兩個(gè)豎爐還原制海綿鐵工藝循環(huán)中。
利用恩德氣化加工成還原氣的技術(shù)方案介紹：
工藝流程大致為：
流程說(shuō)明：
1、備煤干燥工段主要是將原料煤篩分、破碎到<
2、投資及成本估算：
氣化單元：從粉煤斗始到入氣柜前，4000萬(wàn)元/臺(tái)·套左右；其中含設(shè)計(jì)、制造、安裝（含管線）、耐材及砌筑、培訓(xùn)、運(yùn)費(fèi)等。還原氣成本估算：以自備氧，煤價(jià)300元/T，計(jì)算：水煤氣的完全成本為0.28元/M3左右；還原氣的完全成本為0.42元/M3 左右。當(dāng)然隨著煤價(jià)的變化，規(guī)模的變化，成本也會(huì)隨之改變。
3、上述方案只是還原氣制備組合工藝的一種，僅適用了恩德制氣后加工成還原氣。其他技術(shù)的組合也能滿足要求，只不過是過程不同，成本不一而已。已給兩個(gè)企業(yè)做過方案，企業(yè)如有興趣可以繼續(xù)探索。更好為冶金企業(yè)服務(wù)。
三、配套技術(shù)的進(jìn)展情況介紹：
人們看到一代恩德爐時(shí)，感覺氣化部分還可以，就是配套技術(shù)差些，污水處理較難，煤干燥也達(dá)不到降水10%的要求，輸煤過程除塵系統(tǒng)設(shè)備不達(dá)標(biāo)，造成前后工序環(huán)保狀況不盡人意。管理難度加大。經(jīng)過近幾年，有志從事清潔生產(chǎn)，研發(fā)新裝備的不同廠家的努力，這些問題都迎刃而解?，F(xiàn)在可以說(shuō)流化床氣化造氣的各工序都已實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)，達(dá)到真正環(huán)保型工藝了。配套的技術(shù)裝備介紹如下：
（一）煤干燥系統(tǒng)：
對(duì)煤干燥來(lái)說(shuō)：尤是褐煤干燥難度較大，因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系，內(nèi)水不易逸出，簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)筒干燥器，降水幅度小，達(dá)不到入爐煤的要求。這有四個(gè)不足，1、含水量高，易在輸送中沾管道，設(shè)備上結(jié)垢，會(huì)使輸送存儲(chǔ)設(shè)備失常；2、高水分入爐，使?fàn)t內(nèi)耗氧耗煤造成的高溫?zé)嵩蠢速M(fèi)在水分蒸發(fā)上，不劃算，增大了煤、氧耗量；3、高水入爐造成快速干燥，水分快速逸出，造成煤的粉碎率加大，代到后工序給后工序造成超負(fù)荷，不正常，不僅給粉塵與煤氣的分離加大負(fù)荷，也給水處理系統(tǒng)增加工作量，易造成水處理不合格。因?yàn)樗茄h(huán)使用的，易造成惡性循環(huán)；4、由于入爐氣化劑數(shù)量的變化，會(huì)影響氣化過程中效率的提高，會(huì)使產(chǎn)品氣中有效成份降低。
因此必須給以煤干燥工序的足夠重視。經(jīng)遼寧中田干燥設(shè)備公司的不斷試驗(yàn)，找出了褐煤水分干燥的內(nèi)在聯(lián)系及規(guī)律，確定了最佳干燥技術(shù)條件，還對(duì)設(shè)備進(jìn)行攻關(guān)改進(jìn)，解決了粉體輸送，自動(dòng)控制，傳質(zhì)傳熱，除塵等關(guān)健部位的技術(shù)難題，研發(fā)了多回程干燥器，一舉解決干燥難的問題，可以使煤中的水達(dá)<10%以下。并提出新干燥工藝，新設(shè)備，環(huán)保達(dá)標(biāo)的一套干燥系統(tǒng)。
(二)煤（灰）的輸送系統(tǒng)
過去常用辦法是皮帶輸送，也有斗提機(jī)輸送。干粉煤輸送都有個(gè)微米級(jí)粉塵飛楊的問題，除塵也不理想，造成現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生環(huán)境差。如果認(rèn)真做好除塵系統(tǒng)，也能解決這個(gè)問題。第一次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)院都很難準(zhǔn)確解決這個(gè)問題?，F(xiàn)在用氣力輸送是個(gè)很好辦法，國(guó)外的氣力輸送技術(shù)設(shè)備，造價(jià)較貴，讓人望而確步，而山東章丘氣力輸送技術(shù)研究所用中國(guó)方式解決了這些難題，對(duì)耐磨管道，輸送泵的設(shè)計(jì)，灰倉(cāng)設(shè)置及裝車機(jī)等都有獨(dú)到之處。已有用戶選擇他們的產(chǎn)品應(yīng)用在煤和灰的輸送上。這就徹底解決現(xiàn)場(chǎng)的灰飛揚(yáng)的問題，造價(jià)也不高，可替代進(jìn)口產(chǎn)品，此前曾應(yīng)用于電廠的輸灰設(shè)計(jì)，效果很好。應(yīng)用氣化裝置中，會(huì)實(shí)現(xiàn)真正的環(huán)境清潔化生產(chǎn)。
(三)灰水處理系統(tǒng)
在氣化過程，初凈化時(shí)用水洗煤氣是必要的，不僅起到降溫除塵作用，還有洗凈煤氣中的有機(jī)雜質(zhì)的作用，因此這一步是必不可少的，洗水和沖灰水集中后要處理，這個(gè)水量較大，必須循環(huán)使用?；宜幚硐到y(tǒng)（含循環(huán)系統(tǒng)）有予沉池、絮凝池、泥漿的連續(xù)帶式壓濾機(jī)、灰水泵、冷卻塔、上水泵等，這種處理也有其內(nèi)在規(guī)律，沉降速度，絮凝速度，泥漿的板結(jié)處理與預(yù)防等都因廠而異，做的好的工廠即達(dá)到清潔生產(chǎn)，平穩(wěn)氣化工藝。做的不好，不僅環(huán)境狀況不好，水質(zhì)差，也會(huì)影響造氣工藝正常運(yùn)行。
沈陽(yáng)清井環(huán)保工程公司做的項(xiàng)目，體現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)的真諦，即達(dá)到灰水分離，又適應(yīng)環(huán)保要求，做到灰水不排放循環(huán)使用，保證水質(zhì)上有他們獨(dú)到技術(shù)水平與努力。
正由于有上述的技術(shù)廠商的努力，使流化床氣化技術(shù)環(huán)境上有了質(zhì)的變化，也是多種技術(shù)并存發(fā)展的必要條件之一。
四、結(jié)語(yǔ)
在多種氣化技術(shù)和設(shè)備并存的今天，流化床氣化技術(shù)在其獨(dú)到領(lǐng)域，有他的生存發(fā)展空間，多種組合技術(shù)的應(yīng)用，提升該技術(shù)的素質(zhì)。
恩德粉煤氣化技術(shù)及設(shè)備（二代恩德爐）不僅在空氣氣化、富氧氣化取得很好業(yè)績(jī)，在純氧氣化的領(lǐng)域同樣會(huì)取得新的業(yè)績(jī)，今后大力發(fā)展純氧氣化業(yè)務(wù)，應(yīng)用于甲醇行業(yè)、制H2行業(yè)、還原氣行業(yè)，F-T合成中，都有他的身影，讓我們各個(gè)專業(yè)廠商聯(lián)合起來(lái)，發(fā)展出一個(gè)流化床氣化的新天地。
