氣流床煤氣化是現代煤化工產業的龍頭技術，按照進料方式的不同分為水煤漿進料和干粉進料，兩者均具有水冷壁襯里的氣化爐。本系列將從不同方面對水煤漿水冷壁氣化爐與干粉氣化爐進行對比。

   煤氣化和合成氣變換后的煤氣中含有CO₂、H₂S等酸性氣體雜質，需要通過氣體凈化工藝得到合格的原料氣，再根據原料氣配比，經過壓縮到一定壓力下合成氨或者甲醇等化學產品。

   國內采用的粗煤氣凈化工藝以低溫甲醇洗工藝為主。低溫甲醇洗工藝以冷甲醇作為吸收溶劑，利用低溫高壓條件下甲醇對酸性氣體具有極高溶解度的特性，吸收原料氣中的酸性雜質氣體，并依據不同酸性氣體溶解度的差異對吸收的酸性氣體分別解吸并加以回收，得到幾乎不含硫和二氧化碳含量極低的凈化合成氣。

   低溫甲醇吸收CO₂和H₂S等酸性氣體雜質屬于物理吸收過程，遵循亨利定律。一定溫度和平衡狀態下，一種氣體在液體里的溶解度和該氣體的平衡分壓成正比。根據傳質動力學理論，氣體分子的運動擴散速率隨著壓力的增大而變快，吸收效果隨著壓力的增大就越好。反之甲醇再生時，通過減壓閃蒸，降低操作壓力，使氣相中溶質組分的分壓降低，從而有利于二氧化碳和硫化氫等被溶液吸收的溶質組分解吸出來。因此操作壓力越高越有利于低溫甲醇洗的運行，干粉氣化爐最高操作壓力4.0MPa，水煤漿水冷壁氣化爐操作壓力可達6.5MPa，與干粉氣化爐相比，水煤漿水冷壁氣化爐配套的低溫甲醇洗工藝操作壓力相對高，吸收效率相對高，甲醇循環量少，整體能耗相對低，運行費用可降低約20%，如表1所示。

   氨合成壓力為14.0MPa，甲醇合成壓力為8.0MPa（中壓），在合成最終產品之前需要用合成氣壓縮機將凈化氣進一步壓縮。對于6.5MPa水煤漿水冷壁氣化爐，其凈化氣壓力較高，壓縮機功耗相對較低，以甲醇合成為例，其配套壓縮機軸功率不到4.0MPa干粉氣化爐的一半，如表2所示。

   綜上所述，與干粉氣化爐相比，水煤漿水冷壁氣化爐操作壓力更高，其配套的低溫甲醇洗凈化工段和壓縮工段的能耗較低，運行成本較低。

   作者簡介：管清亮，男，1988年10月出生，博士研究生學歷，高級工程師，2015年畢業于清華大學熱能工程系，主要從事煤氣化和煤炭清潔高效利用技術研究和開發工作。

撰稿 | 管清亮

編輯 | 李瑞丹

審核 | 岳軍