多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)的工程應用及其優(yōu)勢

第5期多噴嘴對式水煤漿氣化技術(shù)的工程應用及其優(yōu)勢生產(chǎn)與應用多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)的工程應用及其優(yōu)勢李仕超孔艷李杰(兗礦國宏化工有限責任公司,山東鄒城,273512)摘要介紹了華東理工大學(xué)和兗礦集團合作開(kāi)發(fā)的具有完全自主知識產(chǎn)權、國際首創(chuàng )的多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)工程應用及其優(yōu)勢同時(shí)對其關(guān)鍵工藝指標與 Texaco水煤漿氣化技術(shù)進(jìn)行了對照比較。關(guān)鍵詞:多噴嘴對暹式水煤漿氣化技術(shù)工程應用優(yōu)勢1概述煤氣化技術(shù)在魯南化肥廠(chǎng)完成了中試研究。中試裝置(22噸煤/天)的運行結果表明:有效氣成分從上世紀80年代末我國開(kāi)始引進(jìn) Texaco水煤83%,比相同條件下的單噴嘴氣化裝置高1.5~2個(gè)漿氣化裝置至今已引進(jìn)多套,建成投產(chǎn)的有:山東百分點(diǎn);碳轉化率>98%比單噴嘴氣化裝置高2~魯南(三臺氣化爐,單爐日處理450噸煤,28MPa)、3個(gè)百分點(diǎn);比煤耗、比氧耗均比單噴嘴氣化裝置降上海吳涇(八臺氣化爐,六開(kāi)二備,單爐日處理500低7%?！笆濉逼陂g,在國家科技部國家發(fā)改委的噸煤,4,OMPa)、陜西渭河(四臺氣化爐,三開(kāi)一備,大力支持下,倍受業(yè)界人士關(guān)注的多噴嘴對置式水單爐日處理750噸煤,6.5MPa)、安徽淮南(三臺氣煤漿氣化技術(shù)分別于山東魯南、山東德州建設了工化爐,二開(kāi)一備,單爐日處理500噸煤4.OMPa)黑業(yè)示范裝置。示范裝置的成功運行已充分證實(shí):該龍江伊春(二臺氣化爐,一開(kāi)一備,單爐日處理500技術(shù)工程上完全可行,工藝指標優(yōu)于引進(jìn)的水煤漿噸煤,4.0MPa)、江蘇金陵(三臺氣化爐,二開(kāi)一備,氣化技術(shù)操作非常平穩。單爐日處理1000噸煤,4.0MPa)等約30臺氣化爐多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)相對于國外引進(jìn)這些裝置均用于生產(chǎn)合成氣制氨、甲醇或氫氣。的水煤漿氣化技術(shù)、干煤粉氣化技術(shù),在設備投資、Texc氣化技術(shù)引進(jìn)初期,暴露了很多不足,通過(guò)我運行費用(源于工藝指標的優(yōu)勢)及專(zhuān)利實(shí)施許可費國工程技術(shù)人員大量的艱辛工作,在工程上對其進(jìn)等方面具有很大的優(yōu)勢行了完善和優(yōu)化。該技術(shù)許多設備都可以國產(chǎn)化,多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)涉及以純氧和水如山東魯南的第一套引進(jìn) Texaco裝置,設備國產(chǎn)煤漿為原料制合成氣的過(guò)程裝置包括磨煤?jiǎn)卧獨饣食^(guò)90%。 Texaco氣化技術(shù)在原理上存在著(zhù)化及初步凈化單元及含渣水處理單元。技術(shù)特點(diǎn)制約因素,導致其工藝指標不夠理想、大型化有難多噴嘴對置的水煤漿氣流床氣化爐及復合床煤氣洗度。滌冷中國煤化工水洗塔三單元組由華東理工大學(xué)、兗礦集團有限公司擁有自主合煤CNMHG接換熱式含渣水知識產(chǎn)權的多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)是在多年處理及熱回收工藝,其工藝流程示意圖見(jiàn)下圖1研究國際上大型氣流床氣化技術(shù)基礎上進(jìn)行創(chuàng )新的四川化工第13卷2010年第5期氣化水煤漿旋風(fēng)分離器水洗塔。合成氣(3)比煤耗低、發(fā)氣量大、渣中含碳量低。測算表明,多噴嘴對置式氣化爐運行一天較單噴嘴氣化爐要多產(chǎn)生5萬(wàn)元左右的經(jīng)濟效益氣2.2在兗礦國泰化工有限公司使用情況兗礦集團有限公司在山東魯南(兗礦國泰化工有限公司)建設多噴嘴對置式水煤漿氣化爐及配套鎖斗排渣水處渣系統理系統工程,利用兩臺日處理1150噸煤多噴嘴對置式水煤漿氣化爐(4.OMPa)配套生產(chǎn)24萬(wàn)噸甲醇、聯(lián)產(chǎn)718MW發(fā)電?？辗盅b置由華陸工程科技有限責2工程應用任公司設計氣化裝置由中國天辰化學(xué)工程公司設計。示范裝置于2003年5月1日正式開(kāi)工建設,由多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)已成功應用于國中國化學(xué)工程第三建設公司負責氣化裝置空分裝內多套工業(yè)生產(chǎn)裝置中,并有多套裝置在建同時(shí)該置的建設。氣化爐由哈爾濱鍋爐廠(chǎng)制造技術(shù)還出口至國外,取得了較好的業(yè)績(jì)和成果,填補氣化裝置于2005年7月21日23:26一次投料了我國在煤氣化技術(shù)方面的空白成功,一次打通整個(gè)工藝流程在完成80小時(shí)連續、21在山東華魯恒升化工股份有限公司使用情況穩定運行后,于200年7月25日8:00計劃停車(chē)通過(guò)專(zhuān)利實(shí)施許可的方式,并在國家發(fā)改委“十(當時(shí)兗礦國泰化工有限公司的空分裝置尚未具備五”重大技術(shù)裝備研制項目的支持下多噴嘴對置式運行條件,借用兗礦魯南化肥廠(chǎng)的氧氣進(jìn)行氣化系水煤漿氣化技術(shù)應用于山東華魯恒升化工股份有限統試運行)。2005年10月15日,在空分裝置具備公司大氮肥國產(chǎn)化工程建設了一臺多噴嘴對置式條件后該裝置正式進(jìn)入工業(yè)運行撞擊流氣化裝置(6.5MPa,750t煤/d)。氣化裝置在開(kāi)車(chē)初期曾經(jīng)出現拱頂耐火磚燒損沖刷嚴由華陸工程科技有限責任公司設計,氣化爐由哈爾重的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)華東理工大學(xué)深入研究并基于兗礦濱鍋爐廠(chǎng)制造集團相關(guān)技術(shù)人員認真分析,確認氣化爐拱頂耐火2004年12月該氣化裝置投入試運轉。2005年磚沖刷嚴重是由于上部空間偏小操作過(guò)程中噴嘴6月初開(kāi)始,多噴嘴對置式水煤漿氣化爐投人正式出口速度偏大等原因造成。針對這一情況,華東理運行。該氣化裝置自2005年6月初正式運行至今,工大學(xué)仔細研究了氣化爐上部空間的速度分布和溫累計運行時(shí)間超過(guò)15000小時(shí)。氣化爐內耐火磚等度分布提供了在現有裝置上的操作負荷和操作壓設備構件情況正常。拱頂耐火磚壽命已達到7300力的對應關(guān)系,以?xún)?yōu)化流場(chǎng)提高拱頂耐火磚壽命。小時(shí),有望超過(guò)8000小時(shí);直筒段耐火磚自從2004這一調整取得了明顯的效果,自2006年3月年12月以來(lái)未更換。17日A井爐開(kāi)車(chē)至2006年6月6日停車(chē)大修,整現該氣化爐操作負荷為設計值的110%,運轉個(gè)氣化系統連續運行81天,單爐連續運行49天。平穩,運行情況良好。目前多噴嘴對置式氣化爐成大修期間進(jìn)爐檢查發(fā)現爐內耐火磚情況良好拱頂為生產(chǎn)主力生產(chǎn)周期長(cháng)。該氣化爐的技術(shù)特色體耐火磚情況大為改善目前拱頂耐火磚壽命在500現在小時(shí)左右;直筒段耐火磚自從2005年10月以來(lái)未(1)燒嘴及耐火磚使用壽命長(cháng);更換中國煤化工運行超過(guò)30(2)負荷調節靈活,燒嘴間負荷調節靈活氣化小時(shí)CNMHG醇234萬(wàn)噸爐整體負荷調節范圍寬(可在50%~115%負荷范2007年兗礦國泰甲醇產(chǎn)量超過(guò)30萬(wàn)噸。圍內操作);華東理工大學(xué)根據研究結果重新確定了氣化第5期多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)的工程應用及其優(yōu)勢爐上部空間的高徑比,用于兗礦國泰第三臺氣化爐(2)氣化裝置安全可靠,自動(dòng)化程度高操作控的設計,以確保拱頂耐火磚具有更為理想的使用壽制靈活,開(kāi)車(chē)到正常生產(chǎn)過(guò)渡期短。采用獨特的氧命。大連金州重型機械廠(chǎng)制造的第三臺氣化爐(C氣流量控制技術(shù)和帶壓連投操作技術(shù),增強了抵御#爐)已于2007年9月3日15:08投運運行狀況故障的能力使裝置運行更加平穩2正常。從目前的情況來(lái)看,拱頂加高后的效果已經(jīng)(3)該技術(shù)是自主創(chuàng )新的煤氣化技術(shù),裝置性能得以體現頂部預熱口封堵在運行兩個(gè)月后只磨損與技術(shù)指標達到國際領(lǐng)先水平。與國外水煤漿氣化lcm,運行3000多小時(shí)后進(jìn)爐檢查,拱頂耐火磚狀技術(shù)相比,其技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(創(chuàng )新點(diǎn))在于:(1)多況非常理想,預計頂部耐火磚使用壽命在8000小時(shí)噴嘴對置式氣化爐和新型預膜式噴嘴的氣化效率以上。C#爐氣化工藝指標與未加高的A#、B#爐高,技術(shù)指標先進(jìn)。與采用國外水煤漿氣化技術(shù)的基本相同。兗礦魯南化肥廠(chǎng)同期運行結果相比,有效氣成分提3總結高2~3個(gè)百分點(diǎn),CO2含量降低2~3個(gè)百分點(diǎn);碳轉化率提高2~3個(gè)百分點(diǎn),比氧耗降低79%比多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)自動(dòng)化程度高,煤耗降低2.2%。(I多噴嘴對置式氣化爐噴嘴之全部采用集散控制系統(DCS)控制特別是氧煤比間的協(xié)同作用好氣化爐負荷可調節范圍大,目前為完全可以投自動(dòng)串級控制。工業(yè)運行證實(shí),該裝置50%~110%,負荷調節速度快,適應能力強,有利于開(kāi)車(chē)方便操作靈活、負荷增減自如操作的方便程裝置大型化。(II由于采用四個(gè)噴嘴進(jìn)料,系統運度優(yōu)于引進(jìn)水煤漿氣化裝置行更為穩定,當一個(gè)或一對燒嘴煤漿或者氧氣波動(dòng)帶壓連投技術(shù)的實(shí)現是煤氣化技術(shù)上重大突時(shí)由于有其他噴嘴的互相補充制約因此氣化爐破,大大降低了氣化爐停車(chē)幾率提高了氣化爐的有整體進(jìn)料穩定不易產(chǎn)生爐溫的瞬間波動(dòng)。(IV)復效生產(chǎn)時(shí)間。合床型洗滌冷卻技術(shù)的熱質(zhì)傳遞效果好,液位平穩,多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)已被工程實(shí)踐證避免了引進(jìn)技術(shù)的帶水帶灰問(wèn)題。(V)分級式合成實(shí)完全可行,工藝指標也極為先進(jìn)。該裝置2005年氣初步凈化工藝節能高效。表現為系統壓降低,分12月通過(guò)了由中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì )組織的168離效果好,合成氣中細灰含量低(<1mg/Nm3)。小時(shí)現場(chǎng)運行考核,確認了該裝置工藝指標達到國(V)渣水處理系統采用直接換熱技術(shù),熱回收效率際領(lǐng)先水平。2006年1月8日通過(guò)了中國石油和高克服了設備易結垢和堵塞的缺陷?；瘜W(xué)工業(yè)協(xié)會(huì )組織的專(zhuān)家鑒定。2006年5月通過(guò)(4)從中試到工業(yè)示范裝置,多噴嘴對置式水煤科技部組織的國家“863”課題驗收.兗礦國泰化工漿氣化技術(shù)成功實(shí)現了工程化放大(一次性放大52有限公司的消耗總結報告中指出與采用同樣煤種倍),表明研究與放大方法科學(xué)、正確,掌握了該技術(shù)的兗礦魯南化肥廠(chǎng) Texaco裝置制備合成氣用于合的工程放大規律,奠定了向更大規?？缭降睦碚撆c成甲醇的煤耗相比每噸甲醇的煤耗減少100~工程化基礎。150kg,這對于大化工裝置來(lái)說(shuō)是非?？捎^(guān)的成本(5)該技術(shù)與國外水煤漿氣化技術(shù)相比,既降低優(yōu)勢。了原料煤和氧氣的消耗,又大大減少了專(zhuān)利實(shí)施許通過(guò)多套氣化裝置的運行考核來(lái)看,鑒定的主可費同時(shí)具有良好的環(huán)保性能。該技術(shù)的開(kāi)發(fā)成要結論如下功打破了國外公司在大型煤氣化技術(shù)上的壟斷,實(shí)(1)以北宿煤為原料裝置滿(mǎn)負荷運行的技術(shù)指現了中國煤化工,為推動(dòng)我國煤標:()比氧耗309Nm3O2/1000Nm3(CO+H2);(ID)化工CNMHG供了技術(shù)支撐,比煤耗535kg/1000Nm(CO+H2);(I)合成氣有經(jīng)濟效益社會(huì )效益顯著(zhù)效氣成分(CO+H2)84.9%;(Ⅳ碳轉化率988%。四川化工第13卷2010年第5期參考文獻c].首屆多噴嘴對量式煤氣化技術(shù)推廣及應用研討會(huì )論文集[1]步學(xué)朋,忻仕河,等煤炭氣化發(fā)腰及應用中的熱點(diǎn)問(wèn)題探討油[3】賣(mài)欣,劉海峰,王輔臣等新型多噴嘴對量式水媒漿氣化爐D凈煤技術(shù),2007,13(2)節能與環(huán)保,2001[2]于遵宏,王輔臣,等多噴嘴對置式水媒漿氣化技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)[于光元,李亞?wèn)|煤氣化工藝技術(shù)分析潔凈煤技術(shù)200114The Engineering Application and Advantages of the Coal-waterSlurry Gasification with Opposed Multi-burnerLi Shichao, Kong Yan, Li jie(Yankuang Guo Hong Chemicals Co, Ltd, Zoucheng 273512, China)Abstract: This ariticle introduces the internationals first engineering application and advantages of the coal-water slurry gasification with opposed multi-burner, which was co-developed by east China University ofScience and Technology and YanKuang Group with independent intellectual property rights, and comparesthe key technic index with Texaco pressurized water-coal slurry gasification technologyKey words: multi-burner; opposed; coal-water slurry; gasification technology; engineering application; advantages我國對東盟國家的出口化肥日益增多目前國產(chǎn)化肥已經(jīng)成功在東盟國家打開(kāi)市場(chǎng),250萬(wàn)噸復合肥,遠遠不能滿(mǎn)足國內農業(yè)生產(chǎn)用肥我國對東盟國家的出口化肥日益增多。其中,在東的需求,每年都需要進(jìn)口大量的化肥來(lái)填補國內市盟的尿素市場(chǎng),我國尿素產(chǎn)品已成功取代了俄羅斯、場(chǎng)的缺口。其中尿素進(jìn)口量大約為150-180萬(wàn)中東等國家在東盟的大部分市場(chǎng)份額,而在東盟一噸/年磷酸二銨進(jìn)口量大約為70萬(wàn)噸/年復合肥些附加值較高、競爭相對激烈的復合肥市場(chǎng),也都出進(jìn)口量大約為20萬(wàn)噸/年?，F了我國的化肥產(chǎn)品常軼智同時(shí)指出,由于近年來(lái),越南、柬埔寨等中投顧問(wèn)化工行業(yè)研究員常軼智認為,目前化東盟國家每年都要從我國進(jìn)口大量的化肥、農藥原工產(chǎn)品已成為我國與東盟各國之間貿易往來(lái)的重要材料、農用機械等產(chǎn)品,相互間本來(lái)就有較好的合作貨物。而我國對東盟國家的出口化肥日益增多這基礎。而自2010年1月1日,中國東盟自由貿易種情況的出現主要受以下三個(gè)方面的影響,一是東區成立后中國與東盟之間大約有7000種商品享受盟國家自身對農資產(chǎn)品有內在的需求;二是中國東“零關(guān)稅”,這進(jìn)一步為我國農資產(chǎn)品的出口打開(kāi)了盟自由貿易區的成立進(jìn)一步促進(jìn)了我國同東盟國家市場(chǎng)也使得我國與東盟國家的貿易往來(lái)更加頻繁的貿易往來(lái);三是我國化肥行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩情況嚴重此外,常軼智還指出,近年來(lái)由于我國化肥工也迫切需要出口來(lái)釋放國內過(guò)剩的產(chǎn)能。業(yè)發(fā)展迅速,目前我國化肥行業(yè)的產(chǎn)能過(guò)剩情況嚴常軼智指出,由于東盟國家大多數都是典型的重產(chǎn)量逐年增加,而東盟國家的化肥產(chǎn)能不足,而農業(yè)國家對化肥農藥等農資產(chǎn)品的需求量很大。且生產(chǎn)成本較高。這種產(chǎn)能過(guò)剩和產(chǎn)能不足的互補而這些國家的農藥、化肥等工業(yè)起步較晚,技術(shù)水平也促進(jìn)了我國同東盟國家的貿易往來(lái)。據中投顧問(wèn)相對于其他國家而言普遍比較落后,國內化肥產(chǎn)能發(fā)布的《2010-2015年中國化肥市場(chǎng)投資分析及前不足,每年都需要從國外進(jìn)口大量的農資產(chǎn)品。景預測坦告國年和園北吧產(chǎn)量超過(guò)5800例如,屬于東盟國家的越南據中投顧問(wèn)發(fā)布的萬(wàn)噸中國煤化肥總量大致在2010-2015年中國化肥市場(chǎng)投資分析及前景預測5200CNMHG報告》顯示,越南目前每年僅能生產(chǎn)100萬(wàn)噸尿素、(羅樂(lè )