干粉气化和水煤浆气化综合成本比较.docx

干粉气化和水煤浆气化综合成本的对比
目前成熟的高压粉煤气化技术从进料方式上可以分为干法（干粉进料）和湿法（水煤浆进料）。干法气化目前在国内应用较多的主要有Shell、GSP和航天炉；湿法气化目前在国内应用较多的主要有GE、四喷嘴和清华炉。这些气化技术各有优缺点，就气化炉本身而言也有很多科研单位和应用单位对其优缺点、性能、使用情况进行了介绍和对比。由于甲醇工程是技术集成度很高的综合工程，涉及多个单元，尤其气化方式的不同会影响到原料制备、合成气净化、合成气变换等单元，因此仅仅从气化炉本身进行对比不尽全面，不尽合理。本文从甲醇整个流程上选取航天炉作为干粉气化的代表，选取清华炉作为湿法气化的代表，从全流程的消耗进行比较，以便从整个流程上对两种气化方法有更全面的认识，以便于气化技术的选择。
为便于比较，选用国内目前较成熟的工艺路线进行比较，航天炉流程为：4.0MPa气化，两段耐硫变换，低温甲醇洗，合成气压缩，甲醇合成。清华炉流程为：6.5MPa气化，一段耐硫变换，低温甲醇洗，合成气压缩，甲醇合成。其中两种气化技术的甲醇合成装置均相同，故不作比较，仅对前面工序进行对比。
对于空分工段，不是本文比较的重点，仅对氧耗进行比较。一般4.0MPa气化，配套氧气压力为5.1MPa；6.5MPa气化，配套氧气压力为8.1MPa。如均采用内压缩流程，5.1MPa和8.1MPa相比，1Nm3氧气的能耗相差约0.02KW，在国内实际的运行案例中，两者的实际差别几乎没有，例如，神华宁煤采用4.0MPa气化，神华包头采用6.5MPa气化，但是宁煤空分单位氧气的能耗却比包头的还要高。
1. 气化反应
不论是干法气化还是湿法气化，其气化原理是相同的，目前在国内应用的高压气流床气化均是采用纯氧气化，主要的反应式为：

2C+O2=2CO

C+H2O=CO+H2

CO+H2O=CO2+H2

C+CO2=2CO

C+2H2=CH4

对于湿法进料清华炉，由于大量水分随水煤浆进入气化炉，因此气化室内有大量的水蒸气存在，在炉内会发生部分CO变换反应，有比较多的CO会转化成CO2，同时得到相同摩尔数的H2，而且在高温下变换反应的速率很大，所以清华炉出气化炉的粗煤气中CO含量比航天炉低，H2含量比航天炉高。
航天炉和清华炉的消耗比较业界意见多不统一，参照两种炉型气化神木煤的气化代表性数据作为比较，以1000 Nm3有效气为比较基准:
航天炉数据（采用高压N2输送煤粉）：
组分
CO
H2
CO2
N2
其他气体
合计
气化出口全变换前（V%）
65
25
4
5
1
100
气化出口气量（Nm3）
722
278
44
55
11
1110
全变换后气量（Nm3）
0
1000
766
55
11
1832
清华炉数据：
组分
CO
H2
CO2
其他气体
合计
气化出口全变换前（V%）
45
35
19
1
100
气化出口气量（Nm3）
562.5
437.5
237.5
12.5
1250
全变换后气量（Nm3）
0
1000
800
12.5
1812.5
上面两表以CO全部变换为H2的极端情况作为比较，主要是要说明由于在气化炉内变换程度的不同而产生的差异，通过上表我们可以得出以下结论：
l 航天炉和清华炉在相同有效气产量的情况下，干粉气化采用氮气输送，变换后的气量大于水煤浆气化；
l 航天炉的煤耗比清华炉低，（800-766）÷800=0.0425=4.25%，氧耗低4.25×2=8.5%
根据项目公司提供的煤种，航天炉和清华炉消耗见下表：
表1 氧耗和煤耗比较表
项目
清华炉
航天炉
备注
吨醇煤耗
1552.3Kg
1486.3Kg
干煤
吨醇氧耗
870.8Nm3
796.8Nm3

以上比较的基础是相同煤种
2. 煤浆（粉）制备
2.1 干粉制备
干粉气化采用干磨，原料煤在微负压条件和热惰性气条件下，原料煤在磨煤机中磨粉的同时被热惰性气体干燥，热惰性气由热风炉提供。惰性气体对煤粉进行吹扫并将煤粉夹带出磨煤机，同时将蒸发出来的水分带走。惰性气体和煤粉在煤粉袋式过滤器中分离后，进入循环风机加压，部分气体放空，剩余部分通过热风炉加热后循环使用。如果煤中的水分过高，则必须采用两级干燥进行。对于此项目项目，煤中水分为14.75%，采用一级干燥即可。
研磨后的干煤粉含水量一般控制在2%左右，粒度要求大于90微米的小于10%、小于5微米的小于10%。
干粉制备主要消耗的物料有燃料气、工厂空气、氮气和电。
根据经验，制备一吨干煤粉的电耗为30KW（根据煤种不同会有所不同），燃料气耗一般根据煤的含水量不同而不同，如1吨含水量为14.75%的煤种，在干燥时需消耗的能量为1000×（0.1475-0.02）×2670÷0.7=486321KJ（燃料气能量利用率按70%计）。
干粉气化一般利用液化气、天然气、工厂废气或粗煤气燃烧产生热量进行干燥,如利用粗煤气进行干燥，则烘干1吨含水14.75%的煤，约需消耗粗煤气38.78m3（粗煤气热值按照12540KJ/Nm3）。干燥时温度控制非常关键，如果温度过高，极有可能发生燃烧、爆炸的事故。

2.2水煤浆制备
水煤浆气化采用湿磨，原料煤通过煤称重给料机和水、添加剂一起加入磨煤机，磨机采用溢流式，合格的煤浆从磨机的出口流出，煤浆浓度一般为60%~68%。煤浆浓度一般和煤的内水有关，煤的内水越低，成浆性能越好，煤浆浓度越高。
水煤浆制备主要消耗的物料有水、添加剂和电。
添加剂的种类、添加量与煤种、水煤浆浓度，粒度等因素有关，通常通过试验确定，添加剂的加入量一般为煤浆量的0.1～0.3％。
根据经验，制备一吨水煤浆的电耗为10 KW（根据煤种不同会有所不同）。
制浆用水可以采用工厂难以处理的废水。
表2 煤浆（粉）制备比较表
项目
清华炉
航天炉
备注
主要消耗
吨浆电耗10KW，折吨粉电耗15.2KW，折吨醇电耗23.6KW
吨粉电耗30KW，折吨醇电耗42.8KW
煤浆浓度66%计
不需烘干
吨煤干燥耗能486321KJ
含水14.75%
吨浆添加剂1~3Kg
不需添加剂

安全性
水煤浆制备是在常温常压下操作，安全可靠性高。
粉煤制备是用可燃气体燃烧加热惰性气体来加热煤粉，挥发份易挥发，容易发生自燃、爆炸事故
已经投运干粉气化发生过该类事故
环保
无废气排放
有废气排放

节水
可利用废水
将煤中的水烘干，需在后工段以蒸汽或锅炉水的形式补充

3. 煤粉（浆）的加压和输送
3.1 干粉的加压和输送
如下图所示系统为干粉比较常用的一种加压输送简图，一个煤粉系统给多个煤粉烧嘴供料。来自干粉制备系统的煤粉首先进入煤粉储仓，然后进入煤粉锁斗，经加压后进入煤粉给料仓，煤粉锁斗和煤粉给料仓的排气进入煤粉装料袋滤器，其收集下来的煤粉再排入煤粉储仓。煤粉给料仓的下部有锥形的充气锥，通过高压氮气或二氧化碳气对充气锥进行充气，高压氮气（或二氧化碳）的流量和压力必须进行严格控制。
干煤粉输送过程中主要消耗的物料为高压氮气（或二氧化碳）和低压氮气，高压氮气（或二氧化碳）由氮气（或二氧化碳）压缩机提供。氮气（或二氧化碳）必须加热至90℃以上。
目前航天炉压力最高为4.0MPa，要求用高压氮气（或二氧化碳）输送，输送密度一般为350~400Kg/m3，从国内运行的经验来看，吨醇输送气电耗约80KW（和煤种有关）。
为保持煤粉输送的稳定性，煤粉输送管线需采用蒸汽伴热。一般采用0.5MPa的低压蒸汽进行伴热。煤粉管线伴热吨醇耗蒸汽约186Kg。

3.2 水煤浆的加压和输送
来自煤浆制备的水煤浆进入煤浆槽，煤浆槽中的水煤浆通过煤浆搅拌器的搅拌保持悬浮，煤浆通过高压煤浆泵加压，进入水煤浆烧嘴。
煤浆输送主要通过煤浆泵进行输送，如采用6.5MPa气化，水煤浆压力一般为7.0MPa，吨氨电耗一般为5KW左右。
表3 煤粉（浆）的加压和输送比较表
项目
清华炉
航天炉
备注
主要消耗
吨醇电耗一般为5KW

吨醇输送气电耗约80KW
航天炉压力4.0MPa；清华炉气化压力6.5MPa
煤粉管线伴热吨醇耗蒸汽约186Kg
高压氮气需加热至90℃

稳定性
水煤浆采用泵加压输送，稳定性好，流量测量成熟，可以实现氧煤比自调
粉煤采用高压气密相输送，流量稳定性差，测量难度大；

操作性
采用变频调节，操作简单，可以实现氧煤比的自调
采用锁斗方式，需操作煤粉储仓、煤粉锁斗、煤粉给料仓的料位，依靠煤粉给料仓下部锥形充气锥的充气量来调节入炉煤粉量，操作难度大，不能实现氧煤比的自调。

维修
水煤浆泵维修量小
航天炉由于采用锁斗进料方式，经常进行充压、泄压操作，对阀门、管道的磨损较大，有些厂家还出现过煤粉锁斗复合板开裂、充气锥破损等事故，维修工作量大

环保
无废气排放
煤锁泄压时有废气排放

无辐射源
煤粉测量采用射线仪表，有辐射

4. 进入气化炉的氧气和蒸汽
4.1 干法气化的氧气和蒸汽
对于4.0MPa干法气化，气化炉必须加入4.8MPa的过热蒸汽，过热蒸汽一般在氧气管线上加入，过热蒸汽在加入氧气管线之前必须经过过滤，以过滤蒸汽中可能携带的＞10微米的锈皮颗粒。蒸汽的加入量一般为吨醇120Kg左右。
为了避免蒸汽与氧气混合时发生冷凝，氧气也必须预热，氧气一般采用气化炉的锅炉水预热到180℃。
4.2水煤浆气化的氧气和蒸汽
水煤浆气化不需加入蒸汽，氧气从空分过来后，不需任何处理直接加入气化炉。
表4 进入气化炉的氧气和蒸汽比较表
项目
清华炉
航天炉
备注
主要消耗
不需加蒸汽
吨醇耗蒸汽120Kg

氧气不需预热
氧气需要预热至180℃

操作性
只需控制O2/C比
需控制H2O/O2比和O2/C比，还需控制氧气和蒸汽的温度

5. 气化炉
5.1 航天炉
航天炉的水冷壁采用水冷盘管结构，在水冷壁和气化炉外壳之间的环隙中充有惰性气体。从汽包来的锅炉水进入循环泵，加压后先送入氧气预热器加热氧气，出氧气预热器的锅炉水分四路进入气化炉水冷壁盘管，出盘管的汽液混合物进入汽包进行汽液分离，蒸汽送入管网，锅炉水进行循环。
气化炉的烧嘴装在气化炉的顶部中心位置，三条煤粉输送线分别进入同一个工艺烧嘴，氧气和过热蒸汽混合后也送入工艺烧嘴，煤粉、氧气和蒸汽在气化炉内进行反应，未反应的炉渣和粗煤气一起通过渣口进入气化炉激冷室。
气化炉内主要是依靠炉渣来保护水冷壁，水冷壁的产气量直接和炉渣的厚度有关。由于水冷壁采用盘管结构，流动阻力大，锅炉水循环泵的扬程很高。
航天炉的煤粉通过三条煤粉管线进入气化炉烧嘴的三个煤粉管，在气化炉内形成旋流。氧气经预热后和一定比例的蒸汽混合后进入气化炉，炉内轴向温度梯度为上部高，下部低。对于液态排渣的气化炉，渣口的温度应保持在灰熔点以上，渣口温度的高低是决定渣口压差大小的主要影响因素，也是气化炉能否正常排渣的关键。对于这种气化炉，由于煤粉出烧嘴的速度较低，一般＜10m/S，所以其燃烧火焰短，气化炉轴向温度梯度大。要保持气化炉正常排渣就必须首先提高氧煤比以提高气化炉上部的温度，从而提高渣口温度。从航天炉的实际运行来看，如果入炉煤的灰熔点超过1450℃，炉顶温度将会很高，很容易造成气化炉上部烧坏。因此航天炉在掺烧高灰熔点煤时需要添加石灰石控制入炉混煤的灰熔点在1450℃以下。[见：卢正滔, 姜从斌, 朱玉营. 航天粉煤加压气化装置运行情况及煤种适用性分析. 氮肥技改, 2012年第4期, 1-8]
5.2 清华炉
清华炉的水冷壁采用垂直管结构，水循环按照自然循环设计，运行时按照强制循环运行。从汽包来的锅炉水进入锅炉水循环泵，加压后进入水冷壁，出水冷壁的锅炉水进入汽包进行汽液分离，蒸汽送入管网，锅炉水经锅炉水循环泵加压循环，由于水冷壁采用垂直管结构，与盘管结构相比长度大大缩短,阻力很小，所以锅炉水循环泵的扬程较低。
水冷壁和气化炉外壳之间的环隙中充有干燥气体，气化炉的烧嘴装在气化炉的顶部中心位置，一条煤浆管线和氧气一起送入工艺烧嘴，水煤浆和氧气在气化炉内进行反应，未反应的炉渣和粗煤气一起通过渣口进入气化炉激冷室。
清华炉的水煤浆通过一条煤浆管线进入气化炉烧嘴，氧气同轴通过烧嘴的另外两个通道进入气化炉内。为保证煤浆的充分雾化，氧气和煤浆出烧嘴必须保证具有一定的速率。一般不小于100m/S，出烧嘴的火焰具有一定长度，为保证顺利排渣，在需要提高渣口温度时，只需适当加大中心氧，将火焰拉长减小气化炉的轴向温度梯度即可，而不需要增大氧煤比。根据实际运行来看，水冷壁清华炉已经完成了入炉煤灰熔点为1520℃的工业试验，实际运行证明气化炉操作稳定，排渣顺畅。尽管水冷壁清华炉还没有进行更高灰熔点的煤的工业试验，但从炉内流场和运行条件来看，更高灰熔点的煤运行也不会存在问题。
相对于干粉来说，水煤浆工艺烧嘴由于有中心氧，同干粉火焰相比，水煤浆的火焰拉伸长，气化炉沿轴向温度梯度比干粉小，如果要提高气化炉的渣口温度，水煤浆气化比干粉气化更容易实现，因此水煤浆气化技术比干粉气化技术更容易气化高灰熔点煤。
表5 气化炉比较表
项目
清华炉
航天炉
备注
气化压力
6.5MPa
4.0MPa

水冷壁结构
垂直管结构
盘管结构

安全性
可以实现自然循环，不容易烧坏
不能实现自然循环，会出现汽液分层，容易烧坏

保护气
一台3200mm气化炉需要密封气300Nm3/h
一台3200mm气化炉需要密封气1000Nm3/h

灰渣比
气流床液态排渣，灰渣比为2:8
气流床液态排渣，灰渣比为5:5

灰熔点
最高1520℃
最高1450℃

有效气含量
80~83
80~90（和输送气有关）

投资系数
1
1.8

6. 热量回收和灰水处理
目前国内的航天炉和清华炉热量回收方式无较大差别，生产甲醇一般采用激冷流程。清华炉由于出气化炉的粗煤气含水量较大，所以在热回收工段会比航天炉回收的热量要多，如采用废锅流程，也会多回收蒸汽；如采用激冷流程，其出洗气塔的汽气比较高，变换工段不用加蒸汽，而且放热的水煤气变换反应产生的蒸汽量也比航天炉要多。
灰水处理虽然航天炉和清华炉采用灰水处理的流程不完全相同，但作用相差不大，都是进行热量回收和灰水回用。航天炉的灰渣比一般为5:5，清华炉的灰渣比一般为2:8，在使用相同煤种和相同投煤量的情况下，航天炉的灰水中含有的灰量较大，比清华炉的灰水难以处理。
7. 水的消耗
为节约用水，由于气化过程中气化工艺都要设计灰水循环回用，在水不断循环过程中煤中的氯离子会逐渐富集，因此需要一定的外排水量来控制水中氯离子的浓度。在使用相同煤种和相同投煤量的情况下，清华炉和航天炉的外排水量基本相同。但是，干法气化在烘煤过程中，将煤中的水分烘干至2%左右，在本文的算例中将有12.75%左右的水蒸发掉，此部分水分也应该视为排放水。所以，在生产能力相同的情况下，航天炉比清华炉排放的水要多。
7.1航天炉
在煤粉制备工序，主要是利用燃料气或其他介质将煤中的多余水分进行烘干，一般要求烘干至2%左右。为保持煤粉管线的干燥，煤粉输送管线需采用蒸汽伴热，部分冷凝液无法回收会造成浪费。
在煤气化工序，主要用水为脱盐水，脱盐水主要用于水冷壁汽包加水、仪表冲洗水和机泵密封水。另外还需要在炉内添加部分蒸汽用于气化反应。
在灰水处理工序，由于整个气化系统的水循环使用，需按照煤中氯离子等有害组分累计程度来排放部分水，并补充部分新鲜水和工艺冷凝液，用于系统补水。
煤粉制备
多余水分
气 化
过热蒸汽
伴热蒸汽
脱盐水
灰水处理
外排污水
新鲜水和工艺冷凝液

7.2清华炉
在制浆工序，需要加入水进行制浆，制浆用水可以用新鲜水，也可以使用工厂难以处理的废水，如含酚废水、含苯废水等。
在煤气化工序，主要用水为脱盐水，脱盐水主要用于水冷壁汽包加水、仪表冲洗水和机泵密封水。
在灰水处理工序，由于整个气化系统的水循环使用，需按照煤中氯离子等有害组分富集程度来排放部分水，并补充部分新鲜水或工艺冷凝液，用于系统补水。对于甲醇系统，如果变换冷凝液能够全部返回气化回用，制浆使用废水，则补充新鲜水量极少。
煤粉制备
气 化
有机废水
脱盐水
灰水处理
外排污水
新鲜水和工艺冷凝

从以上可以看出：
清华炉是将大部分用水以水煤浆的形式加入，对煤的含水程度没有特殊要求，对加入水的水质的要求也较低，一般制浆用水使用难以处理的有机废水，具有环保效益。航天炉是将煤中多余的水分去掉，然后再将需要的水分步加入，在气化炉需要的水必须以高压过热蒸汽的形式加入，变换工段需要的水，必须用过热蒸汽或锅炉水的形式加入。
航天炉和清华炉在水的使用上，航天炉对水的品质要求更高，消耗的水量更大。
8. 变换
对于甲醇生产而言，干法气化航天炉和水煤浆气化清华炉均采用激冷工艺进行比较。由于水煤浆气化出气化炉的粗煤气中含水量较大，而且此部分水已经被煤和氧气燃烧加热到1400℃，激冷后粗煤气中含水量较大，出洗气塔的汽气比要比干法气化高，此部分热量在变换工段副产为蒸汽，这也就是湿法气化比干法气化在变换工段副产蒸汽量大的主要原因。
以下变换流程比较，干法气化采用临泉的流程，水煤浆气化采用包头的流程进行比较：
临泉的变换流程：
从气化来的粗煤气，首先进入低压蒸汽发生器，利用粗煤气的热量副产0.6MPa（G）的低压饱和蒸汽，粗煤气随后进入变换炉进料换热器，换热后，进入变换炉一段，从变换炉上段引出变换气送入第一中压蒸汽发生器,利用变换气的热量副产2.5MPa的中压饱和蒸汽，在进入变换炉进料换热器降温后进入变换炉二段，进一步进行变换反应，出二段变换炉的变换气进入第二中压蒸汽发生器，利用变换气的热量副产2.5MPa的中压饱和蒸汽。从中压蒸汽发生器出来的变换气进入中压给水预热器，通过加热脱氧水回收变换气中的余热，然后进入有机硫水解槽，反应后的气体经脱盐水预热器，循环水冷却器冷却至40℃，再经分离器分离变换气中的水分，送往甲醇洗工序。
包头的变换流程：
从气化来的粗煤气（流程见下图），分为两股，一股分别进入废热锅炉1和锅炉水预热器1，废热锅炉1产生1.1MPa饱和蒸汽，降温后的煤气分离后进入粗煤气预热器/蒸汽过热器，预热后进入变换炉，变换炉出来的气体经过粗煤气预热器，然后进入废热锅炉2，低压蒸汽过热器1、废热锅炉3降温后进入分离器3，废热锅炉2产生4.1MPa饱和蒸汽，经蒸汽过热器过热至400℃后送管网，废热锅炉3产生1.1MPa饱和蒸汽，经蒸汽过热器1过热至250℃送管网；另一股作为配气进入蒸汽过热器2和废热锅炉4,降温，蒸汽过热器2将部分0.46MPa低压蒸汽过热至200℃送管网，废热锅炉4产生1.1MPa饱和蒸汽，降温后的水煤气分离后和分离器2的变换器混合进入废热锅炉5，降温后进入分离器4，分离后经过低锅炉水预热器，脱盐水预热器进入洗氨塔洗涤掉变换气中的氨后送往甲醇洗工序。

表8 变换系统对比表
对比项目
航天炉
清华炉(6.5MPa)
设备
压力低，设备直径较大
压力高，设备直径较小
投资
变换设备多，触媒多，投资大
变换投资低

吨醇副产蒸汽

4.1MPa过热蒸汽

0.31t/t醇
2.5MPa蒸汽
0.4 t/t醇

1.1MPa饱和蒸汽

0.21 t/t醇
1.1MPa过热蒸汽

1.178 t/t醇
0.6MPa蒸汽
0.32t/t醇

0.46MPa饱和蒸汽

0.18t/t醇
0.46MPa过热蒸汽

0.19t/t醇
9. 净化
目前国内的大型甲醇净化工艺多采用低温甲醇洗技术，由于低温甲醇吸收CO2、H2S和其他有机硫化物是一种物理吸收，其特点是：在加压、低温的情况下溶剂甲醇吸收气体中的CO2、H2S，而在减压、加热时CO2、H2S很容易从甲醇中解析出来。
溶剂甲醇吸收CO2、H2S和其他有机硫化物等的理论基础是亨利定律。实际的工业化运行表明，当气体中CO2的分压升高时，CO2在溶剂甲醇中的溶解量也随之升高，但溶解量增加的比例高于压力升高的比例。这也是低温甲醇洗在吸收CO2、H2S时，总是选择较高压力的原因。
如气化系统采用4.0MPa干粉气化，则低温甲醇洗工段采用3.5MPa，如气化系统采用6.5MPa水煤浆气化，则低温甲醇洗工段采用5.5MPa。
表9 净化系统对比表
名称
航天炉
清华炉
变换系统压力
变换气压力约3.5MPa
变换气压力约5.5MPa
设备
设备直径大，投资大
设备直径较小，投资小
循环水
7.85t/ t醇
6.3 t/ t醇
脱盐水
0.55 t/ t醇
0.5 t/ t醇
电耗（Kw）
40 Kw/t醇
36 Kw/t醇
蒸汽0.46MPa
0.16 t/ t醇
0.13 t/ t醇
蒸汽1.1MPa
0.083 t/ t醇
0.07 t/ t醇
冷量
90 Kw/t醇
75 Kw/t醇
甲醇损失
0.9 Kg/ t醇
0.8 Kg/ t醇
10. 压缩和合成
4.0MPa航天炉气化和6.5MPa清华炉气化之后配套的甲醇合成的能耗和投资基本一样，故不作比较，仅对压缩系统进行比较。由于航天炉气化压力低，因此在压缩工段的能耗相应增加。
表10：甲醇压缩系统对比表
对比项目
航天炉
清华炉
能耗
1. 合成气压缩机功率大， 吨醇功率增大43KW。
2. 合成压缩机循环水的消耗量大。
1. 合成气压缩机增压段功率小。
投资
1、 合成气压缩机设备投资增大
1、 合成气压缩机投资减少
11. 成本对比表（见附表11）
12. 投资
清华炉的压力可以提高至6.5MPa，而且煤的制备和输送系统相对简单，所以整个系统投资较低。神华包头、神华宁煤和大唐多伦的投资就足以说明水煤浆和干粉的投资差距是巨大的。每年产生的财务费用也是企业的一笔沉重负担。
13. 结论
对于本项目，整个装置压力的提高将使投资和运行费用大幅度下降。水煤浆清华炉气化在安全稳定方面，有航天炉不可比拟的优越性。
整个甲醇装置的成本，不是仅决定于煤耗和氧耗，要从全系统能耗综合分析，本项目煤种水分按14.75%计，如果是含水量更高的煤，烘煤费用将更高。
航天炉一方面将煤中的水分烘干，另一方面要以过热蒸汽、锅炉水的形式向系统补水，而水煤浆可利用工厂的污水，两者的耗水情况也是项目应该考虑的重点。
航天炉在正常运行过程中，有大量的废气排放，而且排放的灰量巨大，不易处理，在环保方面，清华炉优势更明显。

16

表11 清华炉和航天炉甲醇综合成本比较表
物料消耗
航天炉
清华炉
单价
吨醇用量
金额（元）
吨醇用量
金额（元）

气化单元吨醇成本
操作压力（MPa）
4.0

6.5

煤制备
磨煤耗电（kwh/t）
42.8
17.12
23.6
9.44
0.4元/KW.h
煤粉输送耗电（kwh/t）
80
32
5
2
0.4元/KW.h
煤浆添加剂

0
3.1
10.85
3.5元/Kg
烘煤耗能（含水10%）
38.78
19.39

0
0.5元/Nm3
气化
灰水
处理
气化电耗（kwh/t）
33
13.2
33.2
13.28
0.4元/KW.h
煤耗（干基kg/t）
1486.3
594.2
1552.3
620.9
0.4元/Kg
氧耗(Nm3/t)
797
286.9
870.8
313.488
0.36元/Nm3
5.1MPa过热蒸汽耗（t/t）
0.1066
6.0762
0
0
57元/t
0.5MPa饱和蒸汽耗（t/t）
0.186
7.44
0
0
40元/t
4.5MPa蒸汽(t/t)副产
0.024
-1.2

0
50元/t
7.0MPa蒸汽(t/t)副产

0
0.024
-1.368
57元/t
脱盐水（t/t）
1.27
7.598
0.1533
0.9172
5.9829元/t
气化单元小计

982.7242

969.5072

变换单元吨醇成本
4.1MPa过热蒸汽（t/t）副产

0
0.31
-17.67
57元/t
2.5MPa饱和蒸汽（t/t）副产
0.4
-20

0
50元/t
1.1MPa饱和蒸汽（t/t）副产

0
0.21
-10.5
50元/t
1.1MPa过热蒸汽（t/t）副产

0
1.178
-58.9
50元/t
0.5MPa饱和蒸汽（t/t）副产
0.32
-15.004181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818184

0
47元/t
0.46MPa饱和蒸汽（t/t）副产

0
0.18
-8.46
47元/t
0.5MPa饱和蒸汽（t/t）副产

0
0.19
-8.93
47元/t
变换单元小计

-35.04

-104.46

净化单元吨醇成本
甲醇消耗Kg/t
0.9
2.7
0.8
2.4
3元/Kg
电耗（kwh/t）
40
10.39
36
9.35
0.4元/KW.h
0.46MPa饱和蒸汽耗（t/t）
0.16
7.52
0.13
6.11
47元/t
1.1MPa饱和蒸汽耗（t/t）
0.083
4.15
0.07
3.5
47元/t
循环水耗（t/t）
7.85
1.34
6.3
1.077
0.1709元/t
冷量消耗（kwh/t）
90
18
75
15
0.2元/KW.h
净化单元小计

44.1

37.437

压缩单元吨醇成本
电耗（kwh/t）
43
17.2
0
0
0.4元/KW.h
压缩单元小计

17.2

0

1008.98

902.48

高106.5

说明：本比较表仅对主要的消耗项目进行了比较，对于相同项目或差别较小的项目如气化的絮凝剂、分散剂，变换的触媒、余热利用等没有进行比较。

18