碎煤加壓氣化技術(shù)

第35卷第4期Vl.35,No.42012年4月HEBEI HUAGONGApr.2012碎煤加壓氣化技術(shù)萬(wàn)保健(晉煤金石化工投資集團有限公司,河北石家莊050041)摘要:綜述了碎煤加壓氣化技術(shù)的優(yōu)勢和流程。該技術(shù)成熟可靠煤種適應范圍廣,是大型氮肥企業(yè)可選用的氣化技術(shù)之一。關(guān)鍵詞:碎煤;加壓氣化;氣化爐中圖分類(lèi)號:TQ546.2文獻標識碼:A文章編號:1003-5095(2012)04-0003-0Pressurized gasification Technology of Broken CoalWAN Bao-jian(Shanxi Coal Jinshi Chemical Industry Investment Group Co., Ltd, Shijiazhuang 050041, China)Abstract: To summary broken coal pressure gasification technology and processes which is mature and reliable, a widerange of coal species and one of the gasification technologies used in the large nitrogenous fertilizer enterprKey words: broken coal; pressurized gasification gasification fumace目前,國內外以煤為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的企業(yè)各有40臺內徑為38m、能力為41000m/h的MKⅣ中,采用了多種煤氣化工藝,如常壓固定床間歇氣型氣化爐, SASOL魯奇氣化爐設備利用率達94%?；?、碎煤加壓氣化、粉煤流化床氣化、粉煤氣流床氣魯奇碎煤氣化爐國內成功應用范例有:山西化化,包括Shel爐、GSP爐、 Texaco爐等等,各種氣化肥廠(chǎng)一期工程,4臺氣化爐;山西化肥廠(chǎng)改造工程,方法均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)對原料煤的品質(zhì)有一定的增建1臺氣化爐;哈爾濱依蘭氣化廠(chǎng),5臺氣化爐;云要求,同時(shí),在工藝的先進(jìn)性、技術(shù)成熟程度上也存南解化煤制氨,共14臺氣化爐;河南省義馬氣化廠(chǎng)在差異。因此應根據采用的煤種、技術(shù)成熟可靠期,3臺氣化爐;河南省義馬氣化廠(chǎng)二期工程2臺度、產(chǎn)品結構及投資等來(lái)選擇氣化方法。氣化爐;山西潞安煤基16萬(wàn)t合成油示范工程,4臺氣化爐。目前在建的新疆廣匯80萬(wàn)t二甲醚一期工概述程、大唐國際SNG的化工廠(chǎng),均采用該氣化工藝。目前,魯奇氣化爐是世界上加壓煤氣化工藝中魯奇碎煤氣化技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):再運裝置和業(yè)績(jì)最多的爐型,迄今為止世界上最為(1)可以氣化劣質(zhì)煤,結合了成熟的移動(dòng)床加壓成功也是唯一的大型煤制油化工聯(lián)合體為南非SA-氣化技術(shù)和高效的熔渣氣化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn);(2)碎煤爐SOL公司,其應用的煤氣化技術(shù)均為德國魯奇加壓氣是逆向氣化,煤在爐內停留時(shí)間長(cháng)達1h,反應爐的化技術(shù)。全公司共有97臺氣化爐,其中 SASOLⅠ廠(chǎng)操作溫度和爐出口煤氣溫度低;(3)氧耗很低,目前有17臺(13臺MKⅢ型、3臺MKⅣ型和1臺能力為在三類(lèi)氣化方法中氧耗量最低;(4)熱效率高于流化66000m3h的MKV型), SASOLⅡ廠(chǎng)和 SASOLⅢ廠(chǎng)床氣化技術(shù);(5)可中國煤化工其它氣CNMHG收稿日期:2012-02-04作者簡(jiǎn)介:萬(wàn)保健(1968-),男,工程師,從事管理及技術(shù)工作,E- mail: hgwanbj@126cm。河北化工 Hebei Chemical Industry第35卷化技術(shù);(6)經(jīng)過(guò)大量工業(yè)化應用驗證,技術(shù)可靠;()機)傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)具有調速方便、結構簡(jiǎn)單、工作原料煤中的碳幾乎全部利用,碳轉化率>995%,無(wú)平穩等優(yōu)點(diǎn),但為液壓傳動(dòng)提供動(dòng)力的液壓泵系統資源浪費;8粗氣中的焦油分離后即可加工成副產(chǎn)設備較多,故障點(diǎn)增多。由于氣化爐直徑較大為使品,也可注入氣化爐氣化;(廢水處理裝置較小,氣爐篦受力均勻,采用2臺電動(dòng)機對稱(chēng)布置?；癄t排渣無(wú)污染,可筑路;(10低投資,高性?xún)r(jià)比。煤鎖與灰鎖的上、下錐形閥采用硬質(zhì)合金密封2氣化爐面,使煤、灰鎖的運行時(shí)間延長(cháng),故障率減少。南非SASOL公司在煤灰鎖上、下錐閥的密封面采用了碳碎煤加壓氣化爐帶有夾套鍋爐,每臺氣化爐配化硅粉末合金技術(shù),使錐形閥的使用壽命延長(cháng)到18有1臺煤鎖、臺灰鎖、1臺洗滌器1臺廢熱鍋爐和1個(gè)月以上。臺灰鎖膨脹冷凝器。加壓氣化爐爐內設有攪拌裝置用于氣化強黏3工藝流程結性煙煤外的大部分煤種。為了氣化有一定黏結加壓氣化裝置由氣化爐及加煤煤鎖和排灰灰性的煤種,氣化爐在爐內上部設置了布煤器與攪拌鎖組成煤鎖和灰鎖均直接與氣化爐相連接。裝置器,它們安裝在同一空心轉軸上,其轉速根據氣化運行時(shí),經(jīng)破碎篩分后5~50mm的煤經(jīng)由自動(dòng)操作用煤的黏結性及氣化爐生產(chǎn)負荷來(lái)調整,一般為的煤鎖加入氣化爐,裝滿(mǎn)煤之后,對煤鎖進(jìn)行充壓,20rh。從煤鎖加入的煤通過(guò)布煤器上的2個(gè)從常壓充至氣化爐的操作壓力。在向氣化爐加完布煤孔進(jìn)入爐膛內,平均布煤厚度為15~20mmr,煤之后,煤鎖再卸壓至常壓,以便開(kāi)始下一個(gè)加煤從煤鎖下料口到煤鎖之間的空間,約能儲存05h氣循環(huán)過(guò)程化爐用煤量,以緩沖煤鎖在間歇充、泄壓加煤過(guò)程用來(lái)自煤氣冷卻裝置的粗煤氣和來(lái)自氣化爐中的氣化爐連續供煤的粗煤氣使煤鎖分兩步充壓;煤鎖卸壓的煤氣收集在爐內,攪拌器安裝在布煤器的下面,一般設于煤鎖氣氣柜并送住燃料氣管網(wǎng)。減壓后,留在有上、下2片攪拌槳葉。槳葉深入到煤層里的位置煤鎖中的少部分煤氣,用噴射器抽出。經(jīng)煤塵旋風(fēng)與煤的結焦性能有關(guān),其位置深入到氣化爐的干餾分離器及布袋除塵器除去煤塵后排入大氣層,以破除干餾層形成的焦塊。槳葉的材質(zhì)采用耐氣化劑-蒸汽、氧氣混合物,經(jīng)安裝在氣化爐下熱鋼,其表面堆焊硬質(zhì)合金,以提髙槳葉的耐磨性部的旋轉爐篦噴入,在燃料區燃燒一部分煤,為吸能。槳葉、攪拌器和布煤器都為殼體結構,外供鍋熱的氣化反應提供所需的熱。在氣化爐的上段,剛爐給水通過(guò)攪拌器、布煤器,煤首先進(jìn)入攪拌器最加進(jìn)來(lái)的煤向下移動(dòng),與向上流動(dòng)的氣流逆流接下底的槳葉進(jìn)行冷卻,然后再依次通過(guò)冷卻上槳觸。在此過(guò)程中,煤經(jīng)過(guò)干燥、干餾和氣化后,只有葉、布煤器間的空間返回夾套形成水循環(huán)。該鍋爐灰殘留下來(lái),灰由氣化爐中經(jīng)旋轉爐篦排入灰鎖,水的冷卻循環(huán)對布煤攪拌器的正常運行非常重再經(jīng)灰斗排至水力排渣?；益i也進(jìn)行充壓、卸壓的要。因為攪拌槳葉處于高溫區工作,水的冷卻循環(huán)循環(huán)其中充壓用過(guò)熱蒸汽來(lái)完成。不正常將會(huì )使攪拌器及槳葉超溫燒壞造成漏水,從氣化爐為帶夾套的MakⅣ型,每臺氣化爐配有而造成氣化爐運行中斷。1臺煤鎖、1臺灰鎖、1臺洗滌器和1臺廢熱鍋爐。煤該爐型也可不安裝布煤攪拌器,用于氣化不黏鎖與灰鎖裝卸料的頻率取決于產(chǎn)氣量。離開(kāi)氣化結性煤種。整個(gè)氣化爐上部傳動(dòng)機構取消,只保留爐的煤氣首先進(jìn)入洗滌冷卻器,在此,煤氣用循環(huán)煤鎖下料口到爐膛的儲煤空間,結構簡(jiǎn)單。煤氣水加以洗滌并使其飽和。洗滌冷卻器的用途爐篦分為5層,從下到上逐層疊合固定在底座首先是將煤氣溫度降至200℃,其次是除去可能夾上,頂蓋呈錐形,爐篦材質(zhì)選用耐熱耐磨的鉻錳合帶的大部分顆粒物。金鋼鑄造。最底層爐爐篦的下面設有3個(gè)灰刮刀安飽和并冷卻后的煤氣進(jìn)入廢熱鍋爐,通過(guò)生產(chǎn)裝口,灰刮刀的安裝數量由氣化原料煤的灰分含量0.5MPa(表壓)低壓蒸汽來(lái)回收一部分煤氣中蒸汽來(lái)決定,灰分含量較少時(shí)安裝1~2把刮刀,灰分含的冷凝熱。多余的煤氣水送往煤氣水分離裝置。量較高時(shí)安裝3把刮刀。支承爐篦的止推軸承體上離開(kāi)氣化工中國煤化工MPa(g)、溫度開(kāi)有注油孔,由外部高壓注油泵通過(guò)油管注入止推為181℃的HCNMHG管進(jìn)入煤氣軸承面進(jìn)行潤滑。該潤滑油為耐高溫的過(guò)熱缸冷卻工段。油。爐篦的傳動(dòng)采用液壓電動(dòng)機(采用變頻電動(dòng)(下轉第6頁(yè))6河北化工 Hebei Chemical Industry第35卷催化劑層,覆蓋在催化劑表面,羰基鐵在催化劑表面另外,可在水冷器殼程的上水管處加蒸汽管上的積累越多,高級醇及烷烴(即石蠟)的生成量就先將上水閥關(guān)死,然后通入蒸汽,管程內壁附著(zhù)的越大,從而造成甲醇產(chǎn)品、設備、管道和閥門(mén)結蠟。石蠟受熱融化流出,達到除蠟的目的。2.2溫度的影響針對結蠟現象,可采取以下預防措施:生產(chǎn)實(shí)踐證明,在甲醇生產(chǎn)過(guò)程中,合成塔反(1)提高催化劑的質(zhì)量,降低催化劑中Fe、N等應溫度控制太低,使入塔氣在低于催化劑正?；钚杂泻υ?溫度的情況下進(jìn)入催化劑層,生成的粗甲醇中就會(huì )(2)正常生產(chǎn)中,合成塔操作溫度控制在190~帶有大量石蠟,主要是在開(kāi)車(chē)投料階段,合成塔反300°℃,停車(chē)置換期間,合成塔溫度≥190°℃,并且應溫度還未達到正常操作值(<190℃)時(shí)或在停車(chē)置換徹底,CO+CO2)含量<0.5%;過(guò)程中,合成塔反應溫度下降,而原料氣又未置換(3原料氣中的CO含量不能太高,可適當提高干凈,因此產(chǎn)生的石蠟最多。CO2含量操作過(guò)程中,溫度波動(dòng)幅度大,也容易結蠟(4)定期清洗,檢修期間對水冷器、分離器及閥合成反應中,當合成反應溫度>300℃時(shí),有利于副門(mén)里的蠟和Fe等雜質(zhì)全部清理。反應的生成,加速了石蠟的生成。4結論2.3原料氣的影響甲醇合成過(guò)程中,合成氣中CO含量過(guò)高,合成甲醇生產(chǎn)過(guò)程中,普遍存在結蠟現象,會(huì )對生空速過(guò)低,使氣體與催化劑的接觸時(shí)間長(cháng),轉化率產(chǎn)造成影響。石蠟的產(chǎn)生比較復雜通過(guò)分析結蠟高,但造成純度下降,石蠟等副產(chǎn)物增多。當合成原因,并在生產(chǎn)中采取有效措施,預防并減少石蠟氣入塔溫度控制過(guò)高時(shí)合成氣中的水蒸氣在含有的生成,可實(shí)現穩定生產(chǎn)Fe的催化劑的作用下與CO反應生成石蠟,同時(shí)還參考文獻會(huì )生成乙醇。[]陳子欣甲醇生產(chǎn)過(guò)程結蠟的原因及解決方法門(mén)中氮肥,20013石蠟的處理方法及預防(4):35-37[2]王磊,張國連我廠(chǎng)甲醇合成系統運行情況總結[山東化工甲醇合成過(guò)程中結蠟現象嚴重,會(huì )造成系統的200231(3):28-29管道、設備、閥門(mén)堵塞。當水冷器的堵塞嚴重時(shí),使3羅學(xué)良對甲醇合成過(guò)程中結蠟現象的探討氮肥情報,194,操作溫度明顯升高,影響生產(chǎn)。通過(guò)提高甲醇水冷(1):18-20.器的操作溫度(冷卻甲醇水冷器進(jìn)水、關(guān)閉出口,但14黃金錢(qián)合成甲醇過(guò)程中結蠟的原因及處理措施門(mén)化學(xué)工業(yè)與技不能關(guān)死),將水冷器中的石蠟融化,降低水冷器的術(shù),2006,(4):44-46■操作溫度,可維持正常生產(chǎn)。hint1 ::3tt18333301018t81888,1出出么比1 111431111111112331,么LLLL么L出出么出出出LLLL么L后LL(上接第4頁(yè))中的油、塵、酚、氨等進(jìn)行分離、回收,這樣一方面回4污水處理工藝收了廢水中的有價(jià)物質(zhì),可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益另一方面也使廢水能夠達到一般廢水處理方法的碎煤加壓氣化產(chǎn)生的粗煤氣中含有大量的水進(jìn)水要求。蒸氣、粉塵和碳化的副產(chǎn)物——焦油、輕油、萘、酚根據碎煤加壓氣化工藝的特點(diǎn),其廢水處理工脂肪酸溶解的氣體和無(wú)機鹽類(lèi)等而且溫度也較藝流程中,經(jīng)過(guò)焦油粉塵分離后的水大部分返回高。因此需要進(jìn)行冷卻和洗滌以降低溫度和除工藝裝置循環(huán)使用,多余的水作為工藝廢水,再逐去粗煤氣中的有害物質(zhì)。在粗煤氣的洗滌和冷卻步的經(jīng)過(guò)酚氨回收生化處理等工藝過(guò)程處理最過(guò)程中,這些雜質(zhì)成分便進(jìn)入水中,形成了有氣、終使廢水達到國家排放標準后排放。液、固三態(tài)存在的多成分煤氣水。碎煤加壓氣化過(guò)程中產(chǎn)生的廢水成分較為復5結語(yǔ)雜。一般含有焦油酚、氨、塵等多種雜質(zhì)。它們在隨著(zhù)碎煤中國煤化工司推廣應用水中的含量較高,雖然由于煤種的不同,各種成分它作為一種成HHCNMHG不僅適用于的含量也不盡相同,但這種廢水用常規的生化、過(guò)長(cháng)焰煤、貧煤、無(wú)煙煤甚至一些型煤,還解決了復雜濾、反滲透等方法不能直接處理。都必須首先將水的廢水處理難題