粉煤加壓氣化制備合成氣技術(shù)

粉煤加壓氣化制備合成氣技術(shù)姜趙旨厚李超聯(lián)(兗礦新疆煤化工有限公司新烏魯木齊830011)摘要:我國具有自主知識嚴權的氣流床粉煤加壓氣化技術(shù)中試裝置各項技術(shù)指標優(yōu)越有效氣成分89-93%,碳轉化率9899%,比氟耗300-320Nm'O2/100Nm3(C0+H2),比煤耗530-540kg煤/1000Nm3(CO+H2)冷煤氣效率≥84%,達到國際先進(jìn)水平。與有廣闊的應用前景。關(guān)鍵調:煤粉;氣流床;加壓氣化;煤媒氣化doi:10.3969j.issn.1008-0155.2012.09.039日分類(lèi)號:F407.21文獻標志碼:A文章編號:1008-0155(2012)09-0076-02前言建設與運行工程經(jīng)驗參照情況下自主創(chuàng )新形成的。經(jīng)氣流床煤氣化是當今國際上最先進(jìn)的煤氣化技過(guò)中試實(shí)踐探索,在工程方面積累了許多寶貴經(jīng)驗。術(shù),與水煤漿氣化技術(shù)相比,粉煤氣流床加壓氣化技術(shù)1.2.1工藝參數與條件具有煤種適應性廣、原料消耗低、碳轉化率高、冷煤氣全面打通了磨煤干燥制粉、粉煤密相輸送的安全效率高煤處理量大、潔凈、高效等技術(shù)優(yōu)勢,代表了煤穩定可控供料、氣化及激冷洗滌等工藝流程,特別是核氣化技術(shù)的發(fā)展主流,有更強的市場(chǎng)競爭力。具有自心技術(shù)經(jīng)受了考驗。通過(guò)裝置運行,掌握了制粉工藝主知識產(chǎn)權的粉煤加壓氣化中試裝置試驗成功,并于條件及其調控方法、粉煤輸送與加料同步協(xié)調的重要2004年12月21日通過(guò)科技部主持的課題專(zhuān)家委員會(huì )參數與工藝條件、氣化爐運行操作參數、氣化工藝指標驗收,專(zhuān)家委員會(huì )認定“該技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權,填的調節優(yōu)化方法等。并且實(shí)現了四噴嘴運行與兩噴嘴補了國內空白,工藝技術(shù)指標達到了國際先進(jìn)水平?！边\行間的快速、方便切換,使該技術(shù)在操作負荷調整上這標志著(zhù)我國已經(jīng)攻克了粉煤加壓密相輸送、中試裝具有更大的靈活性。置設計建設與操作等關(guān)鍵技術(shù),并取得了國際領(lǐng)先水1.22設備與儀表平的重大成果,隨后又率先在國際上實(shí)現了以CO2為粉煤介質(zhì)不同于氣體、液體與漿體,對設備與儀表輸送介質(zhì)的粉煤氣化中試運行,獲得了重要的工藝運有更特殊的要求。在中試裝置上,重點(diǎn)對粉煤加料與行數據。這項重要的研究進(jìn)展對于提升粉煤具加壓氣輸送關(guān)鍵設備和儀表性能進(jìn)行了全面考察。及時(shí)解決化技術(shù)的先進(jìn)性,拓展其應用領(lǐng)域生產(chǎn)甲醇、二甲醚、了部分儀表閥門(mén)在運行中暴露出的異?，F象和問(wèn)題,醋酸、烯烴等,以及重要石油化工替代產(chǎn)品的龍頭技術(shù)為該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和儀表設備國產(chǎn)化獲得了經(jīng)驗。特開(kāi)發(fā)具有重要意義。別是在對進(jìn)口固體質(zhì)量流量的性能識別與把握、標定1粉煤加壓氣化技術(shù)研究開(kāi)發(fā)與使用方法上教訓與收獲頗多。1實(shí)驗室研究,重點(diǎn)攻克關(guān)鍵技術(shù)1.2.3安全與控制通過(guò)研究輸送料罐結構形式、輸送管道尺寸、彎管系統安全與控制是確保中試裝置運行的關(guān)鍵。針形式輸送氣體分配方式、粉煤均勻分配方法、噴嘴結對粉煤氣化系統的特殊安全要求,經(jīng)過(guò)分析研究與實(shí)構尺寸粉煤流量穩定控制方法等掌握了粉煤密相輸踐探索制定出一整套安全與控制連鎖方案。包括開(kāi)送過(guò)程規律,形成了專(zhuān)利技術(shù),提出中試裝置粉煤加壓停車(chē)物流配送切斷順序與時(shí)間、系統升降壓控制連鎖密相輸送工藝,為確保高壓下將粉煤密相、穩定可控地程序、粉煤輸送程控方案等。攻關(guān)課題形成了如下成輸送人氣化爐奠定了堅實(shí)基礎。另外,在研究測試關(guān)果①粉煤加壓氣化制備合成氣的加料裝置;②粉煤加鍵閥門(mén)的調控性能上,特別是測量粉煤流量的進(jìn)口固壓氣化制備合成氣設計軟件包;③粉煤加壓氣化制備體質(zhì)量流量計方面做了大量摸索與研究工作,確保了合成氣中試裝置設計、建設與操作技術(shù)(含DCS和中試裝置的順利開(kāi)車(chē)運行。PLC)。1.2中試裝置運行,探索并掌握整體技術(shù)2中試裝置流程與運行技術(shù)指標系統分新建單元和利舊改造單元。其中新建單元2.1氣化流程為粉煤制備單元、粉煤輸送與循環(huán)單元;利舊整改單元粉煤加壓氣化中原煤除雜后送人磨煤機破碎,同是指氣化單元、合成氣洗滌與渣水閃蒸處理單元。與時(shí)由經(jīng)過(guò)加熱的低壓氮氣將其干燥,制備出合格煤粉大多數國產(chǎn)化技術(shù)采取的引進(jìn)一一消化吸收—創(chuàng )新存于料倉中加熱甲任壓短氣大部分可循環(huán)使用。料模式不同,粉煤加壓氣化技術(shù)是在國內尚無(wú)任何設計、倉中的煤粉中國煤化玉氮氣的輸送下,通收稿日期:2012-07-20CNMHG作者筒介:姜磊(1982-),男畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué)應用化學(xué)專(zhuān)業(yè),助理工程師現在充礦新疆煤化工有限公司從事煤氣化試驗研究工作。76過(guò)氣化噴嘴進(jìn)入氣化爐。汽化劑氧氣、蒸汽也通過(guò)氣2.2技術(shù)指標與特點(diǎn)化噴嘴進(jìn)入氣化爐,并在高溫、高壓下與粉煤進(jìn)行氣化為便于比較,中試裝置氣化用煤為兗礦魯南化肥反應。出氣化爐的高溫合成氣經(jīng)激冷洗滌后并人兗廠(chǎng)德士古( Texaco)水煤漿氣化工業(yè)裝置用煤質(zhì)分析。礦魯南化肥廠(chǎng)造氣車(chē)間合成氣管線(xiàn)。熔融灰渣在氣化·建成的粉煤加壓氣化中試裝置煤處理能力為15-4v爐激冷室中被激冷固化,經(jīng)鎖斗收集,定期排放。洗滌d,操作壓力2.0~2.5MPa,操作溫度1300~1400~C。塔出來(lái)的黑水經(jīng)過(guò)二級閃蒸,水蒸氣及一部分溶解在根據裝置運行負荷與工藝條件不同,中試裝置運行的黑水中的酸性氣CO2、H2S等被迅速閃蒸出來(lái),閃蒸氣典型合成氣組成見(jiàn)表1。表1還列出了謝爾(Shel)粉經(jīng)冷凝、分離后與氣化分廠(chǎng)生產(chǎn)系統的酸性氣一并處煤氣化的合成氣組成,可見(jiàn)中試合成氣組成和She技理,閃蒸黑水經(jīng)換熱器冷卻后排入地溝,送氣化分廠(chǎng)的術(shù)基本一致。生產(chǎn)裝置污水處理系統。將自創(chuàng )技術(shù)與其他幾種氣化技術(shù)的技術(shù)指標比較中試氣化爐為自主知識產(chǎn)權的四噴嘴對置式結列于表1。從表1可以看出,粉煤加壓氣化技術(shù)消耗構,氣化爐上部水平對置安放的4個(gè)噴嘴使物料進(jìn)爐低,碳轉化率高,在氣化爐條件或煤種相同情況下,比后形成撞擊流。氣化爐為底部氣、渣同向排出的豎直水煤漿氣化技術(shù)節氧16%-21%,節煤2%~4%,有圓筒結構,內襯耐火磚。這種撞擊流氣流床在強化熱效氣成分高6%-10%。雖然所用煤種不同,其結果質(zhì)傳遞過(guò)程方面有顯著(zhù)優(yōu)勢。Shell和GSP氣化技術(shù)處于相同水平表1幾種不同氣化技術(shù)指標比較表裝置材料CO+H2,%|碳轉化率,%比癢耗/m3.m3比煤耗/kgmO200(Cc0+H2)]/[100(co+H2)]煤種多噴嘴對置氣化爐媒粉89-93300-320530-540灰分9.14%「水煤漿>9880灰分767%德土古裝置水煤漿≈83≈644灰分9.14%Shell煤粉>99340灰分18%GSP煤粉≈91>99584灰分12.5%3發(fā)展前景及意義目,實(shí)施自主創(chuàng )新的粉煤加壓氣化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,該項目加壓氣化技術(shù)是國家大力發(fā)展的潔凈煤技術(shù)之規模為年產(chǎn)50萬(wàn)噸合成氨。隨著(zhù)我國現代煤化工的“粉煤加壓氣化制備合成氣技術(shù)”,被煤炭工業(yè)技崛起與發(fā)展粉煤加壓氣化制備合成氣這一具有明顯術(shù)委員會(huì )評為2004年度煤炭工業(yè)十大科技成果。粉優(yōu)勢的新技術(shù)必將得到廣泛的應用,前景十分廣闊煤氣化中試裝置的建成與成功運行,是我國煤氣化技術(shù)進(jìn)人國際先進(jìn)行列的又一個(gè)里程碑。打破了國外跨國公司對粉煤氣化技術(shù)的壟斷,大大縮小了與國際先進(jìn)水平的差距,為我國能源和煤化工市場(chǎng)提供了新的參考文獻自主知識產(chǎn)權技術(shù)的選擇。對于清潔、高效利用我國[1]龔欣,等.自主創(chuàng )新的氣流床粉煤加壓氣化技術(shù)[].大氮肥,2005,28(3):154-155豐富煤炭資源滿(mǎn)足國民經(jīng)濟與社會(huì )可持續發(fā)展具有[2]龔欣等.新型(多噴嘴對置式)水煤漿氣化爐[節能與重要意義。該粉煤加壓氣化新技術(shù)將在國家“十一五環(huán)保,2001,6:15-17科技計劃支持下應用于兗礦貴州能化開(kāi)陽(yáng)合成氨項[3]于廣鎖等.氣流床煤氣化的技術(shù)現狀和發(fā)展趨勢[J].現代化工,2004,24(5):23-26(責任編輯:焦蓬華(上接第137頁(yè))系,設一定的機構,專(zhuān)人負責,定期對保護區進(jìn)行巡查③加強管理,對施工的工人進(jìn)行宣傳教育,禁止將對出現傾倒、歪倒杜松應及時(shí)扶栽補償;固廢和污水隨意排棄;固廢需要臨時(shí)堆放的,禁止占用④礦井生產(chǎn)過(guò)程中應加強職工防火安全教育,制杜松自然保護區的土地,且不得長(cháng)時(shí)間堆放。對臨時(shí)定相關(guān)的防火措施及應急預案;堆放的固廢要求進(jìn)行覆網(wǎng)加以覆蓋,同時(shí)建議將施工⑤建設單位在營(yíng)運期間設置地表移動(dòng)變形觀(guān)測地段用編織布等圍欄站,以觀(guān)測開(kāi)采,確保杜松自然保護區的安全和采區的④礦井生產(chǎn)過(guò)程中還應加強職工防火安全教育,安全開(kāi)采。制定相關(guān)的防火措施及應急預案;⑤建設期臨時(shí)占用的土地在施工結束后應及時(shí)進(jìn)行植被恢復。4.2營(yíng)運期保護措施參考文獻①建設單位應高度重視項目實(shí)施中杜松自然保護1]李景俠等陜西省地方重點(diǎn)保護植物及保護對策[西北林學(xué)院學(xué)報199914(3)6-12區的保護工作[2]褚勝利,等中國煤化工杜松群落特征研究②杜松保護區設立標示牌,按照相關(guān)規范及要求[J].干旱留設保護煤拄,保護煤柱內的資源實(shí)施禁采CNMHG[3]陜西省自烈↓m」.又匙四出版社,2011,4③建設單位應與“杜松保護區”管理部門(mén)建立聯(lián)(責任編輯:陳凌霄)77