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煤制甲醇工艺及能耗分析

我国煤制甲醇在世界上处于领先地位，装置的大型化，企业生产的清洁化，安全装置的智能化，生产工艺的自动化都在世界上属于领先地位。

1、煤气化：我国的煤气化技术是世界上种类最多的国家，从煤形状分不论是粉煤、面煤、碎煤、块煤、煤浆等我国都有成熟的工业运行技术，从气化方式上分，不论是固定床还是气流床、流化床都有运行的成功经验。煤气化技术选择的原则就是目标原料，定了目标原料就定了气化方式。

2、空分：当前空分装置向大型化方向发展，国内外生产商都有每小时8万到10万立方米氧气的大型化装置，这些装置能耗水平低装置运行稳定。国内和国际大公司相比还需要在大型高压板式换热器的制造、大型空压机、增压机的制造和效率提高上进行创新发展。这些方面国内制造厂商和国际大公司还有较大距离。

3、煤气净化：变换主要是向相变可控移热的等温变换方向发展，采用预硫化催化剂可以提高有效生产时间值的推广。脱硫脱碳都选择低温物理法（如低温甲醇洗），这种方法有能耗低净化度高的优势。

4、甲醇合成：甲醇合成目前都向大型化、低压化、可控间接移热方向发展。具体结构有管板式、板式、管束式、绕管式、列管式等移热形式。目前最大规模的是单塔单系列日产是2500吨的生产系统。在选择合成系统时要以可靠高效为主要目标。

5、甲醇精馏：甲醇精馏目前以节能高效的四塔流程为主，该系统经过模拟仿真建立了可靠的数学模型，应用了各种板式、各种填料混合方式达到节约能源提高产品质量的目标。

采用各种气化技术的甲醇生产装置能源消耗情况如下：

1、干粉煤气化生产甲醇能源消耗

根据余热利用不同和排渣方式不同分两种：一是激冷排渣流程（如航天煤气化技术等），一是熔融液态排渣流程（如壳牌煤气化、西门子、GSP煤气化等），由于激冷流程大量冷激水在炉內汽化，消耗一定的氧气和原料煤所以综合能耗比液态排渣略高。主要介绍航天煤粉气化和壳牌煤气化：

干粉煤气化生产甲醇能源消耗（以典型烟煤为原料的企业）

气化技术

对原料煤要求

煤种

原料

煤耗

燃料

煤耗

电耗

综合

能耗

航天粉煤气化

灰熔点低、水分低、灰分低、发热量高反之原料消耗就高

大部分使用鄂尔多斯、陕北及宁东地区的低灰、低灰熔点高发热量烟煤或长烟煤，个别使用褐煤或烟煤掺烧无烟煤

120

250

450

1500

壳牌煤气化

灰熔点低、水分低、灰分低、发热量高

大部分企业使用鄂尔多斯、陕北及宁东地区的低灰、低灰熔点高发热量烟煤或长烟煤，

也有个别企业使用褐煤(如大唐多伦)及烟煤掺烧无烟煤(如柳州)

1180

230

450

1450

2、水煤浆气化生产甲醇能源消耗

水煤浆气化国内技术种类较多，主要有单喷嘴水煤浆气化主要有GE水煤浆气化和多元料浆（西北院）煤气化、多喷嘴水煤浆（华东理工）气化、水冷壁（清华）水煤浆气化。

（1）单喷嘴水煤浆气化：

单喷嘴水煤浆气化主要有GE水煤浆气化和多元料浆煤气化，属于耐火砖和灰渣隔热所以要求煤灰熔点要低（1300℃以下)、成浆性好、发热量高，现有企业大多使用神府东胜煤田的优质精烟煤。原料煤耗在1300㎏/t甲醇左右，燃料煤在270㎏/t甲醇左右，电耗380KWH/t甲醇左右，水耗10m3/t甲醇左右综合能耗1600㎏/t甲醇左右。

（2）多喷嘴水煤浆气化：

多喷嘴水煤浆气化是单喷嘴的一种进步，更有利于于大型化，对煤的活性要求比单喷嘴稍低。但是对煤的灰熔点、成浆性要求是一致的，灰熔点高消耗高，煤浆浓度低消耗高，煤发热量高消耗低。

现有企业大多使用神府东胜煤田的优质精烟煤。原料煤耗在1280㎏/t甲醇左右，燃料煤在230㎏/t甲醇左右，电耗380WH/t甲醇左右，综合能耗1580㎏/t甲醇左右。

（3）水冷壁水煤浆气化消耗

水冷壁水煤浆气化是将原来水煤浆气化炉耐火砖隔热层改为水冷壁，取消备炉降低投资，可以产生较高压力的蒸汽。由于水冷壁吸热要用纯氧产生部分蒸汽，所以消耗要比耐火砖隔热的炉型稍高。

原料煤耗在1320㎏/t甲醇左右，燃料煤在270㎏/t甲醇左右，电耗380KWH/t甲醇左右，水耗10m3/t左右综合能耗1620㎏/t甲醇左右。

3、碎煤加压气化能源消耗

碎煤加压气化国内主要是引进消化的技术，典型技术有鲁齐的固定床碎煤加压固态排渣技术和BGL的固定床碎煤加压液态排渣技术。该技术对煤的水分要求不高，可使用烟煤、无烟煤、褐煤，灰熔点高的煤可采用固态排渣，灰熔点低的煤可采用液态排渣。

碎煤加压气化生产甲醇能源消耗（以烟煤或褐煤为原料的企业）

气化技术

特点

原料

煤耗

燃料

煤耗

电耗

综合

能耗

固定床碎煤加压固态排渣技术

对煤种适应性较广要求灰熔点高(1400℃以上),机械强度高，活性好。煤发热量高消耗低，灰熔点高消

耗低，水分高消耗高。

1200

180

350

1450

固定床碎煤加压液态排渣技术

对煤种适应性较