水煤浆气化碳转化率低的成因分析及改进技术研究

陈亮，陈西峰

(陕西延长石油延安能源化工有限责任公司，陕西 延安 727500)

延安能源化工有限责任公司作为大型高端能源化工企业，多年来坚持发展循环经济。公司以煤、油田伴生气、低品质轻油为原料，生产高品质的聚乙烯、聚丙烯、丁醇、2-PH和乙丙橡胶等多种化工产品。全国煤化工行业经过十几年的发展，工艺比较成熟，但目前仍普遍存在碳转化率低的问题。延安能化公司拥有水煤浆加压气化装置三套，公司煤气化装置碳转化率仅为92.56%，低于行业值(≥96%)。本文针对碳转化率低的形成原因进行了分析，结合分析原因，从气化工艺参数和设备的角度进行技术改进，提高了有效气产量，进一步提高了碳转化率。

1 煤气化反应原理

水煤浆经高压煤浆泵进入气化炉，煤粒在1 300 ℃ 高温环境下，与纯度大于99.6%的氧气发生不完全的氧化、还原反应，加压气化过程中生成了以氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷为主要成分的粗煤气。

主要反应有[1]：

其他组分发生的反应有：

2 低碳转化率原因分析

2.1 水煤浆的性能

衡量水煤浆性能的主要指标为浓度、粘度及粒度分布。水煤浆的粒度分布对气化过程中碳的转化率影响较为显著，大一些的煤粉颗粒在气化炉反应区的停留时间较短，且大颗粒在气固相反应时的接触面积较小[2]，这两个因素导致大颗粒煤在气化过程中的碳转化率较低。

从单纯气化的角度考虑，水煤浆浓度越高、粒度越小，越有利于气化反应的进行[3-4]。但在实际生产中，还应考虑水煤浆的流动性及其在气化炉中的雾化程度。……