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航天炉煤气化技术运行情况[精选].doc 5页
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航天炉煤气化技术运行情况[精选]
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航天炉煤气化技术运行情况航天,煤气化,技术,运行-HT-L煤气化技术的生产应用????HT-L煤气化工艺是航天十一所借鉴荷兰SHELL、德国GSP、美国TEXACO煤气化工艺中先进技术，配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。现将该工艺在煤化工项目中的应用介绍如下：一、??????工艺介绍1、??????磨煤与干燥系统??????磨煤与干燥系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，两套系统一开一备，单套能力35吨/小时，目的是制造出粒度小于90微米的大于80%、水含量小于2%的煤粉。没有单独的石灰石加入系统，只是利用皮带秤通过比值调节将粒状石灰石加到输煤皮带上，一块进入磨煤机研磨。2、??????加压输送系统????加压输送系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，目的是将制出的合格煤粉利用压差输送至气化炉进行燃烧气化。不同是V1205下面是三条腿，三条线输送，到烧嘴处汇合从烧嘴环隙呈螺旋状喷入炉膛。3、??????气化及净化??????烧嘴设计同GSP，采用单烧嘴顶烧式气化，气化炉采用TEXACO激冷工艺，气化炉升压到1MPa时，煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比进入气化炉，稳压1小时挂渣，炉膛内设置有8个温度检测点，可以作为气化温度的参考点，也可以判断挂渣的状态。设计气化温度℃，气化压力4.0MPa。热的粗煤气和熔渣一起在气化炉下部被激冷，也由此分离，激冷过程中，激冷水蒸发，煤气被水蒸汽饱和，出气化炉为199℃，经文丘里洗涤器、洗涤塔洗涤后，194℃、固体含量小于0.2mg/m3的合成气送去变换。4、??????渣及灰水处理系统??渣及灰水处理系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与TEXACO工艺相同。渣经破渣机，高压变低压锁斗，排到捞渣机，进行渣水分离，水回收处理利用；灰水经高压闪蒸、真空闪蒸后到沉降池，清水作为激冷水回收利用，浆水经真空抽滤后制成滤饼。二、??????技术特点??1、原料的适应性??据设计方介绍，该工艺煤种适应性广，从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化，对于高灰份、高水分、高硫的煤种同样适用。龙宇生产用过两种煤，神木炭厂和永煤新桥，工况稳定，有效气含量基本能够达到设计要求，但由于神木炭厂的煤灰分含量低（＜10%），挂渣情况不是太好，炉膛上部还可以，下部基本挂不上渣。永煤新桥煤运行时间较短，还不能完全反应其结渣性。附神木炭厂和永煤新桥的煤质分析：??????????????????????????内水?硫份??灰分?挥发份固定碳??2、单系列能力现设计单台气化炉生产能力为有效气体（CO+H2）4.2万NM3/H，可生产甲醇15-20万吨/年，正在研发年产甲醇35万吨的配套气化技术和设备。??3、设计碳转化率高，达到98%，渣中残碳控制在1-2%，实际残碳含量：2.74%，3.98%，1.59%；设计有效气含量90%，其中CO70%，H220%，实际见下面合成气分析：注:煤粉输送介质为二氧化碳，负荷为60%??4、热效率????总的热效率为95-96%，实际冷煤气效率为80-83%，蒸汽产量只有3T/H，大部分的热量都由粗煤气及熔渣带入激冷水中，造成热量损失。??5、氧耗设计生产每千方有效气耗氧330-360Nm3，实际生产中用新桥矿煤，60%的负荷时产的有效气及耗氧数据进行计算，每千方有效气耗氧为382.45Nm3。??6、煤耗??原设计用固定碳为74%的鹤壁煤作为原料煤，煤耗为600Kg/KNm3有效气，实际生产中用新桥矿煤，60%的负荷时产的有效气及煤、氧数据进行计算，每千方有效气耗煤为693Kg。??7、污水排放设计每小时有9.76吨污水排放到水处理装置，实际运行中最高排放量达到20吨/小时，但平均排放量小于10吨每小时，基本达到了设计要求。??8、气化炉水冷壁??气化炉水冷壁采用盘管式，水管内径为DN40，保证水流量分配均匀，不会堵管使水流量过低造成爆管。但阻力较大，换热效果差。三、关键设备及仪表1、磨煤机磨煤机采用沈重的G168型，运行效果较好，70%以下负荷磨辊加压到6.5MPa,70%以上负荷加压到7.5MPa；磨出的煤粉80%以上小于90um，其中≤40um的占3-27%，一般在10%左右。售后服务较差。2、烧嘴HT-L气化炉的烧嘴是航天十一所自己制造，与德国GSP气化烧嘴相似，只是煤粉喷入的方向有一些改变。采用点火烧嘴、开工烧嘴、煤烧嘴一体，点火烧嘴在中心，使用0.2MPa的天然气，开工烧嘴采用天然气压缩机出口的1.7MPa的天然气，炉膛升压到1.0MPa后，三条煤粉管线同时投煤（由于氧管线只有一条，氧煤比按总量控制），投煤后，开工点火烧嘴退出。
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主流煤气化技术对比一览表.xls 8页
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Sheet3Sheet2Sheet1气化技术名称多喷嘴对置式煤气化技术西门子GSP气化技术“清华炉”煤气化技术航天粉煤加压气化技术HT-L技术拥有单位兖矿集团、华东理工大学德国西门子燃料气化技术有限公司、北京杰斯菲克气化技术有限公司(技术转让所有权）清华大学、北京盈德清大科技有限公司气化技术类型水煤浆气流床干煤粉气流床气化炉组合方式从装置连续运行需求考虑，气化炉一般均设有备用系统便于交替检修进料方式水煤浆和氧气通过四个对称布置在同一水平面的工艺烧嘴同轴射流进入气化炉干煤粉和氧气及少量水蒸气（视煤质情况需要）通过组合式烧嘴同步进入气化炉水煤浆和氧气通过组合烧嘴一起进入气化炉，侧壁设置二次氧气进料位置气化炉燃烧室筒体中上部侧置，四个工艺烧嘴在同一水平面上，相邻烧嘴轴线夹角为90°从气化炉顶部向下喷射水煤浆和氧气从气化炉顶部下喷，二次氧气从气化炉燃烧室侧壁横向射流进入气化炉顶部喷嘴类型三通道预膜式烧嘴，内、外侧为氧气通道，中间为煤浆通道多层同心圆组合式烧嘴（开工点火烧嘴与正常投煤烧嘴组合在一起）带点火功能的组合式烧嘴喷嘴特点三股物流射出烧嘴，煤浆的内外侧为高速流动的氧流股，且与煤浆呈一定交汇角；氧流股通过撞击、振动等方式使煤浆雾化；煤浆与氧气在烧嘴外混合，对烧嘴磨损少，烧嘴寿命长中心为点火烧嘴，外围是主烧嘴氧气夹层和粉煤夹层，蒸汽与氧气在进入之前混合点火、投料程序一体化完成，气化炉启动时间缩短90%，烧嘴采用整体夹套式水冷却，延长烧嘴使用寿命集点火烧嘴、开工烧嘴、煤烧嘴于一体的组合式单烧嘴，两极点火功能燃烧室流场结构气化炉内为射流与撞击结合流场，强化物料混合，提高物料转化率，流场结构由射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区组成气化炉内为喷射、旋转气流受限空间内的射流流动，受到二次氧气射流反扩散火焰的卷吸，使部分煤粉和氧气进入气化室顶部进行反应，同时二次氧气射流强化气化室物料混合煤粉热解区、火焰燃烧区、烟气射流区、烟气回流区及二次反应区分布合理，能够实现全炉膛均匀挂渣、粉煤颗粒中的碳元素充分转化耐火衬里耐火砖水冷壁垂直悬挂膜式水冷壁水冷壁向火侧焊接渣钉固定耐火材料（SiC）合成气在激冷室内的冷却方式与洗涤冷却水沿下降管并流向下，在液位以下以鼓泡形式进一步洗涤和冷却（喷淋床与鼓泡床组合的复合床），可有效防止煤气带灰、带水空腔式多喷头喷水激冷下降管（激冷环）上有激冷水喷头。高温气和液态渣经激冷环、下降管进入激冷室水浴，合成气被激冷并被水饱和合成气初步净化方式由沉降管式洗涤器加文丘里洗涤器和高压聚集除尘器以及洗涤塔组成。由文丘里洗涤器和洗涤塔组成。粉煤输送载气不需要二氧化碳或氮气气化介质氧气氧气、水蒸气氧气+少量水蒸气应用情况已工业应用。签约32个项目75台气化炉，750吨级28台，吨级47台；总包项目5个；褐煤原料项目3个；运行项目9个18台。最佳案例江苏灵谷化工大化肥2台2000吨级，装置年运行超过350天；江苏索普集团醋酸装置3台1500吨级，装置连续运行最长511天神华宁煤烯烃5台SFG500，单炉连续最长109天，气化连续最长183天。阳煤丰喜肥业，日处理煤量600吨，运行压力4.0MPa的世界首台水煤浆水冷壁气化炉，建设工期23个月，项目总投资9000余万元。运行周期多家气化炉运行周期超过90天，工艺烧嘴使用周期超过100天，最长运行152天单炉连续运行＞150天最长连续A级运行140天，喷嘴使用寿命＞120天。原料煤要求粒度无要求。水分＜13%，灰分＜18%，灰熔点＜1350℃，成浆浓度＞55%，灰渣在操作温度下具有良好的流动性粒度无要求。因经济性原因灰分＜25%，成浆浓度＞50%。操作条件操作压力1.5～8.7MPa，操作温度高于原料煤灰熔点(FT)50～80℃操作压力:4.2MPa；操作温度℃（与煤质有关）操作压力;常压～8.7MPa，操作温度高于原料煤灰熔点50℃,水冷壁炉操作温度1600℃或者更高。粗煤气组成CO:～70%；H2:～22%；CO2:～5%；CH4:＜0.1％（其余为N2、H2S等，与煤质有关）　CO:～45%；H2:～35%；CO2:～19%；CH4:～0.1％　工艺指标比氧耗:～360Nm3O2/1000Nm3(CO+H2)比煤耗:～570kg/1000Nm3(CO+H2)蒸汽消耗:无碳转化率:≥99%冷煤气效率:～75%比氧耗:～360Nm3O2/KNm3(CO+H2)(与煤质有关)比煤耗:～570kg/kNm3(CO+H2)(与煤质有关)蒸汽消耗:无碳转化率:≥98%煤种适应性多数烟煤及部分褐煤(无)烟煤、褐煤、长焰煤、废油、废水、市政污泥、生物质等60种不同物料高灰份、高灰熔点、高硫煤适合领域合成氨、甲醇、油品、天然气煤化工生产用合成气、IGCC发
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