國產(chǎn)化干粉煤加壓氣化制備合成氣技術(shù)

第34卷第5期化肥工業(yè)2007年10月國產(chǎn)化干粉煤加壓氣化制備合成氣技術(shù)趙旨厚,彭啟蒙,李彩艷(水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心滕州277527)擴要介紹了我國具有自主知識產(chǎn)權的粉煤加壓氣化中試裝置的運行數播與工藝技術(shù)指標;中試運行結果表明,有C0+日2)體積分數達8.0%-930%,礦轉化率≥98%,達到國際先進(jìn)水平,具有廣闊的應用前錄關(guān)鍵詞干煤粉氣流床加壓氣化Technology for Manufacture of Syngas by localized Dry pulverizedCoal Gasification under PressureZhao Zhihou, Peng Qimeng, Li CaiyanNational Engineering and Research Center of Coal-Water Slumy and Coal Gasification Tengzhou 277527)Abstract A presentation is given of the operation data and process indicators of the pilot plantfor pulverized coal gasification under pressure with domestic autonomous intellectual property rightThe results from the operation of the pilot plant show that the volume fraction of the effective gas( CoH, )reaches 89. 0%-93 0%, and the coal conversion >98%, attaining the intermational advancedlevel, with broad prospects for its useKeywords dry pulverized coal entrained bed gasification under pressure氣流床煤氣化是當今國際上最先進(jìn)的煤氣化技術(shù)。與水煤漿氣化技術(shù)相比粉煤氣流床加壓氣化技術(shù)具有煤種適應性廣、原料消耗低碳轉化率高冷煤氣效率高煤處理量大、潔凈、高效等技術(shù)優(yōu)勢,代表了煤氣化技術(shù)的發(fā)展主流,有更強的汽氧氣市場(chǎng)竟爭力。國家“十五”科技攻關(guān)課題——粉煤加壓氣化制合成氣新技術(shù)研究與開(kāi)發(fā),成功建設并運行了具有自主知識產(chǎn)權的粉煤加壓氣化中膏煤干燥倉粉煤輸送試裝置。該技術(shù)填補了國內空白,標志著(zhù)我國已圖1粉煤加壓氣化制備合成氣中試流程示意圖經(jīng)攻克了粉煤加壓密相輸送、中試裝置設計建設原煤除雜后送人磨煤機破碎,同時(shí)由經(jīng)過(guò)加與操作等關(guān)鍵技術(shù),并取得了國際領(lǐng)先水平的工熱的低壓氮氣將其干燥,制備出合格煤粉存放在藝技術(shù)指標。隨后又率先在國際上實(shí)現了以CO2料倉內,加熱用的低壓氮氣大部分可循環(huán)使用。為輸送介質(zhì)的粉煤氣化中試運行,獲得了重要的料倉中的煤粉由氮氣攜帶,先后經(jīng)過(guò)低壓料倉和工藝運行數據。高壓料倉,最終被煤粉加壓料罐輸送至4個(gè)對置粉煤加壓氣化中試工藝式排列的氣化噴嘴并進(jìn)入氣化爐氣化劑氧氣、蒸TV山中國煤化工高溫,高壓下與煤粉煤加壓氣化工藝可分為粉煤制備、粉煤密粉CNMHG激冷洗滌后并相輸送、氣化、氣體初步凈化4個(gè)單元,中試流程入氣,俗融火貍仕氣化室中被激冷固化見(jiàn)圖1經(jīng)鎖斗收集,定期排放。出洗滌塔的黑水經(jīng)過(guò)兩第34卷第5期化肥工業(yè)200年10月級閃蒸,水蒸氣及部分溶解在黑水中的酸性氣粉煤氣化爐為“九五”期間開(kāi)發(fā)建成的具有(6O2和H2S等)被迅速閃蒸出來(lái)閃蒸氣經(jīng)冷凝自蟲(chóng)知識產(chǎn)權的四噴嘴對置式氣化爐,4個(gè)噴嘴分離后進(jìn)行處理閃蒸黑水經(jīng)換熱器冷卻后送入呈水平對置,兩個(gè)噴嘴之間的夾角呈90°。物料污水處理系統。進(jìn)入氣化爐后形成撞擊流,這種撞擊流氣流床在中試裝置中的粉煤制備單元的主要作用是為強化熱質(zhì)傳遞方面具有顯著(zhù)優(yōu)勢。氣化反應和粉煤密相輸送制備出符合一定粒度與與水煤漿氣化相比,本裝置可以任意停止濕含量要求的粉煤確保在短停留時(shí)間的氣流床對燒嘴以滿(mǎn)足不同的工況要求,并且經(jīng)簡(jiǎn)單處理氣化爐內能夠充分反應,在通過(guò)輸送管道及氣化后就可以在系統的運行壓力下實(shí)現連續投料,具噴嘴等關(guān)鍵部件時(shí)不發(fā)生堵塞現象。粉煤含水質(zhì)有很大的靈活性和方便性。量分數一般控制在2%以下粉煤的粒度100%<0.01mm。為安全起見(jiàn),制粉系統的含氧體積分2粉煤加壓氣化中試運行數控制在<5%。2.l工藝運行條件粉煤密相輸送是粉煤加壓氣化的關(guān)鍵技術(shù)。氣化爐操作壓力:20-2.5MPac從一個(gè)粉煤加壓料罐底部并聯(lián)引出4根煤粉管氣化爐操作溫度:300-1400℃。線(xiàn),同時(shí)向四噴嘴氣化爐輸岀煤粉,采用煤粉調節粉煤流量:1200-1800kg/h器輸送壓差兩者協(xié)同作用,實(shí)現高壓下煤粉均氧氣:650-1100m/h(標態(tài)),20~110℃,勻、穩定、可控密相輸送。目前已經(jīng)基本掌握了煤粉加壓輸送的核心技術(shù),可以滿(mǎn)足系統放大規模蒸汽:l80~550kg/h,-390℃,-3.2MPa化的要求。其管道與閥門(mén)儀表均為首次嘗試在2.2工藝技術(shù)指標其材質(zhì)、結構和性能等方面都經(jīng)歷了探索與挑戰不同工況下的技術(shù)指標見(jiàn)表1,不同操作工為下一步國產(chǎn)化積累了經(jīng)驗。況下考核指標比較見(jiàn)表2。豪1不同工況下的技術(shù)指標工況投媒負荷/爐壓有效氣C0+H2)10m有效氣(標態(tài))100m有效氣(柝態(tài))碳轉化/冷煤氣MPa體積分數/%比氟耗/m3(標態(tài))效率/%8.478.533.698.692.897,93929251198987,397.8表2不同操作工況下考核指標比較主要工況工況A工況C工況D爐壓/MPa爐溫/℃l317l331氧氣流量/(m3h1,標態(tài))蒸汽流耽/(kg·h-1)粉煤流量/(kg·h1)1321煤比/(m3·kg1,標態(tài))0.560.56蕉汽煤比/(kg·kg-")0.17合成氣流量/(m3·h-1,標態(tài)274233343497有效((CO+H3)體積分數/%100m3效'(態(tài))比報耗/m(標態(tài))1000m3有效氣(標態(tài))比煤耗/kYH中國煤化工碳轉化/CNMHG92,8冷煤氣效率77.5:)主嘗況為打7套運行數據的統計結果,其況A和況B為3套運行數據的統ⅱ結.況C和況!為4運行散據的統計結果第34卷第5期化肥工業(yè)2007年10月由表3可知在上述工藝條件下,采用CO2為煤氣化技術(shù)基本上處于同一水平;與水煤漿氣化輸送介質(zhì)時(shí)部分CO2還可以充當氣化劑的作用,相比,節煤2%~4%,節氧16%~2%,有效氣成與煤焦反應生成CO,使合成氣中的氮含量明顯降分高出6%~10%(體積分數)。低這對于粉煤加壓氣化技術(shù)更好地應用于生產(chǎn)表3輸送氣不同時(shí)的合成氣體積分數/%甲醇醋酸、二甲醚等有重要意義。同時(shí)由表4還輸送02N2 C0+H可以看出,干粉煤加壓氣化技術(shù)具有有效氣含量N258-6229-322.0-4.04.0-7.089-9高、碳轉化率高的特點(diǎn),各項指標與Shel和CSl59-6428-311.57.00.7-0.989-95衰4不同氣化裝置技術(shù)指標比較數林種類(lèi)有做氣(1)眼化1時(shí)有氣標點(diǎn)1mm有氣標)種體積分數/%率兔比氧耗/m3(標態(tài))比煤耗/kg本技術(shù)魯化生產(chǎn)裝置川煤,灰分質(zhì)89.0-93.0300~320530-540量分數9.14%She粉煤氣化91.8590灰分質(zhì)量分數18%粉煤氣化92.5315魯化水煤漿魯化生產(chǎn)裝置川煤,灰分質(zhì)(Teac)氣化量分數9.14%國泰四噴嘴對魯化生產(chǎn)裝置用煤,灰分質(zhì)83.080置水煤漿氣化分數767%3中試技術(shù)特點(diǎn)(1)克服了煤漿制備對煤種的限制煤種適3應用前最應范圍寬,可氣化褐煤、煙煤、無(wú)煙煤。該技術(shù)的成功應用,將為合成氨、甲醇、羰基(2)氣化爐負荷調節范圍大,調節方便。合成等化工產(chǎn)品原料路線(xiàn)改變及GCC發(fā)電提供(3)工藝技術(shù)指標達到國際先進(jìn)水平先進(jìn)的煤氣化技術(shù),與我國能源結構相適應,符合(4)工程化技術(shù)易于放大操作安全適用于國家可持續發(fā)展戰略。粉煤加壓氣化技術(shù)是國家大規模煤氣化裝置。大力發(fā)展的潔凈煤技術(shù)之一,符合日趨嚴格環(huán)保(5)該技術(shù)為環(huán)境友好清潔生產(chǎn)技術(shù),廢水要求有助于提高我國環(huán)保整體水平。中不含輕油、焦油等組分,灰水可循環(huán)利用(收稿日期200705-15)利稅率26.58%,投資利潤率20.08%。河南融鑫化工1500k/a煤制甲醇工程全目前融鑫化工正在實(shí)施的二期工程總投資面啟動(dòng)130億元包括年產(chǎn)00kt聚丙烯副產(chǎn)350k汽河南融鑫化工股份有限公司在河南新鄉市獲油等項目,于200年10月動(dòng)工,計劃在200年嘉縣總投資192億元,建設年產(chǎn)1500kt甲醇及10月竣工。二期工程將采用烯烴工藝路線(xiàn)的產(chǎn)其下游煤化工產(chǎn)品項目。品升值新工藝,形成以甲醇為原料生產(chǎn)聚丙烯并該項目工程分兩期建設。一期工程總投資副產(chǎn)汽油的現代化煤化工產(chǎn)品深加工產(chǎn)業(yè)鏈。該62億元,分步實(shí)施,主產(chǎn)品為年產(chǎn)甲醇1500k,工藝路線(xiàn)包括二甲醚、丙烯、丙烯腈、聚丙烯、汽油副產(chǎn)硫磺78kt液氬15k。首期年產(chǎn)500kt甲等多種高附加值產(chǎn)品醇項目已于2005年年底動(dòng)工,2008年年底完工中國煤化工化工年均銷(xiāo)售收據初步測算建成投產(chǎn)后,每噸甲醇的生產(chǎn)成本僅入將CNMHG4.87億元,年均1050元,年均銷(xiāo)售收入34.7463億元年均銷(xiāo)售利攻們稅金40368億元年均利潤12.4677億元投資(川化集團有限責任公司610300汪家銘)