项目名称：灰熔聚流化床粉煤直接气化技术

奖项：中国科学院科学技术进步奖一等奖

主要完成人：王   洋  邹国雄  张海生  黄戒介 杨金权  崔海俊  徐奕丰  陈寒石  张耀臣  张建民  王蕴珠  李家宗  马小云等

科学家自述

邹国雄：

煤炭是我国的主要能源，用作燃料烧掉，其效率低且污染环境，因此必须努力开发洁净高效的煤炭转化技术，以促进国民经济发展，方便人民生活。

众所周知，煤气既是一种高效洁净燃料，又是重要的化工合成原料。煤炭气化属于煤炭能源转化的基础技术，生成煤气中含有的硫、氮化合物及粉尘等有害杂质可在气化过程中进行脱除，使污染物的排放得到有效控制。我国的煤气化技术比较落后，工业燃料气的生产大都采用常压固定床煤气发生炉，合成气的生产大都采用常压间歇式水煤气发生炉，生产强度低，原料需用优质块焦或块煤，成本高。

八十年代初，山西煤化所着手灰熔聚流化床粉煤气化技术的开发研究。“六五”期间，通过了1吨/日的小型气化装置和相应支持性的试验研究，掌握了灰熔聚气化的关键技术，取得了多个煤种的基本气化数据。1986年11月“1吨/日煤灰熔聚常压气化装置的开发”获中科院科技进步三等奖。1992年10月“灰熔聚流化床粉煤直接气化技术”获中科院科技进步一等奖。1997年“氧/蒸汽鼓风灰熔聚流化床粉煤气化制合成气工艺”获中科院科技进步一等奖。

“七五”期间，作为国家重点科技攻关项目完成了24吨/日的中间试验，取得了工艺放大成功的技术数据和操作经验，达到了“七五”的攻关目标，并通过了中科院组织的专家鉴定和验收。为了加快该技术的开发，国家将该项目进一步放大列为“八五”重点科技攻关项目。灰熔聚流化床粉煤气化成套装置的研制，将为我国的煤气化事业提供一种投资较少、成本较低的先进的气化炉型，该气化炉型的特点是：可处理＜6mm的碎煤，并适用于多煤种（包括粘结煤和高灰煤）；生成的煤气中不含焦油、烃类、酚含量低，硫大部分以硫化氢的形式排出，容易脱除，可采用石灰石炉内脱硫，环境污染较小；灰渣中碳含量低，带出细粉大部返回炉内，因而碳转化率高；气化强度高，可达固定床发生炉的3-10倍；操作控制方便，经受波动能力较强；气化炉结构简单，操作温度适中，结构材料普通，使用寿命较长。

该科研项目能顺利取得成功，与相关单位在工艺设计、关键设备研发和特殊材料提供等的方面有力支持息息相关，大协作起到了重要作用。院内合作单位有：化工冶金所、工程热物理所、上海硅酸盐所、沈阳金属所、上海冶金所，院外合作单位有：太原煤气化公司、太原重机厂、北京焦化厂、上海煤气化公司、上海焦化厂、北京钢铁研究总院、同济大学、华东化工学院、太原理工大学、鞍山焦耐院等。

这一段历史值得铭记。

项目介绍

灰熔聚流化床粉煤气化技术是一种用多种粉煤为原料，以空气或氧气蒸汽鼓风，在高温和一定压力下反应，以制取工业燃料气以及合成原料气的气化方法，研究目的是为我国工业界提供工业燃料气、供循环发电作原料气、合成原料气。

这种气化炉有特殊的射流结构和飞灰回收与循环系统，反应温度和压力比通常的常压固定床发生炉高，气化强度高达通常气化炉的五倍多，气体中没有焦油，酚类含量也极低。由于强烈的流化床混合特性，使本过程可用多种粉煤为原料，因而原料价格低廉，容易供应。最突出的是这一过程采用了灰熔聚分离结构，使排灰碳含量低于10%，采用了飞灰循环利用结构，使过程碳利用率较高（已达80-90%，设备改进后可稳定在90%以上）。可行性研究表明，灰熔聚气化法使用粉煤作为原料，至少可以使煤气的成本下降30%，可应用于焦化厂、机械厂、窑炉等系统。

此方法与其它先进气化技术相比无疑各有优缺点，但就本技术的煤种适应性，温度适中，因而设备材料可由国内供应，从炉体使用寿命、投资价格讲，对工业燃料气以及进一步合成氨、甲醇等过程都有吸引力。当时国内尚无他人的工作发展到此程度，国外主要是美国80年代完成中试，但由于市场原因未能进一步发展。纵观国内外情况，这一研究属于国内首创并达到八十年代中期国际先进水平。

2001年以来，在国家、中科院和企业的大力支持下，该技术通过进一步放大研究成功实现了工业化，在陕西城固化肥厂合成氨造气、晋煤集团MTG煤制油项目、云南文山铝业配套煤气工程得到了应用。

来源：中国科学院山西煤炭化学研究所