我國氮肥行業(yè)煤氣化技術(shù)簡(jiǎn)介

第28卷第2期煤炭技術(shù)200年2月Feb. 2009我國氮肥行業(yè)煤氣化技術(shù)簡(jiǎn)介董洪峰,師帥(中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院,江蘇徐州21116)摘要:煤氣化技術(shù)在我國氮肥行業(yè)占有極為重要的地位是合成氣的重要來(lái)源煤氣化技術(shù)工藝的選擇很大程度上決定著(zhù)氮肥企業(yè)的發(fā)展。主要對我國氮肥行業(yè)現有的主要煤氣化技術(shù)進(jìn)行介紹增進(jìn)讀者對煤氣化技術(shù)的了解。關(guān)鍵詞:煤氣化;流化床;氣流床中圖分類(lèi)號:T54文獻標識碼:A文章編號:1008-8725(200)02-000-04Introduction of Coal Gasification Technology in Chinas NitrogenousFertilizer IndustryDONG Hong-feng, SHI ShuaiCollege of Chemical Technology, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China)Abstract: Chinas coal gasification technology in the possession of nitrogen fertilizer industry is extremely im-portant position, is an important source of synthesis gas, coal gasification process technology to a large extentdetermined by the choice of nitrogen fertilizer for the development of enterprises. This paper stated Chinas nitrogen fertilizer industry existing major coal gasification technolto enhance the readers understanding ofKey words: coal gasification; fluidized bed; entrained-flow0引言等技術(shù)的龍頭和基礎,氣化工藝在很大程度上影響煤化工產(chǎn)品的成本和效率,因此研發(fā)經(jīng)濟、高效、低煤氣化工藝是合成氨、合成甲醇、IGC、煤液化耗、無(wú)污染的煤氣化技術(shù)是發(fā)展煤化工的前提。3發(fā)展方向析和提出專(zhuān)家決策方案。在事故情況下,指示最佳救災避災路線(xiàn),為搶救和疏散人員、器材提供決策。最近,一套基于第五代人工智能和數據庫技術(shù)(3)網(wǎng)絡(luò )化:安全監測系統連接局域網(wǎng)或因特的煤礦安全遠程監測監控信息系統解決方案誕生,網(wǎng),系統應用軟件按統一的格式向外提供監測數據它將數據庫、數據通信等技術(shù)融合,成功實(shí)現了遠程各生產(chǎn)礦井與礦務(wù)局、各礦務(wù)局與本省乃至全國煤實(shí)時(shí)數據釆集終端、數據庫存儲、組態(tài)控制、大型門(mén)礦系統枃成統一完整、功能先進(jìn)的計算機網(wǎng)絡(luò )系統,戶(hù)集成平臺、超常延時(shí)免充后備電源系統等全套解真正實(shí)現更大范圍的煤礦資源共享。同時(shí),有害信決方案,可以實(shí)時(shí)釆集煤礦井下傳感器上的原始數息變化透明度高,政府監管力度加大。據,動(dòng)態(tài)監控,在線(xiàn)提供遠程報警信息,初步實(shí)現了危險源的在線(xiàn)監測和事故隱患的動(dòng)態(tài)跟蹤。該系純4結束語(yǔ)為建立多級煤礦生產(chǎn)安全預警體系,為各級煤礦安隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步及礦井生產(chǎn)自動(dòng)化程度的全監察部門(mén)提供了一種預防性的煤礦安全生產(chǎn)監察提高煤礦監測監控系統技術(shù)已逐步滲透到采、掘手段。機、運、通等各環(huán)節,在煤礦安全生產(chǎn)、高產(chǎn)高效以及目前,國內外煤礦安全監測系統發(fā)展主要體現防災減災中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。同時(shí)它是一門(mén)綜出以下3個(gè)特點(diǎn):合性很強的技術(shù)系統,涉及到計算機、傳感器、光(1)綜合化:監測參數類(lèi)型多,系統容量大,生電、工業(yè)電視、光纖網(wǎng)絡(luò )通訊等技術(shù),還在不斷的進(jìn)產(chǎn)、環(huán)境和安全監測集成一體,實(shí)行綜合化管理針步和完善,高性能的計算機煤礦監測監控系統應用對通信協(xié)議不規范和傳輸設備物理層協(xié)議不規范,有著(zhù)廣闊的前景。應盡快尋找一種解決系統兼容性的途徑或制定相應參考文獻:的專(zhuān)業(yè)技術(shù)標準這對促進(jìn)礦井監控技術(shù)發(fā)展和系[1]豐尚奇加強小型煤礦安全監測系統的探討[刀煤礦安全,統的推廣應用具有十分重要的意義。002,31(1)(2)智能化:傳感器零漂、靈敏度實(shí)現自校正,不[2]張宏?，F場(chǎng)總線(xiàn)與工業(yè)以太網(wǎng)應用于煤礦綜合監控系統的探討[J煤礦安全,2006,(6):55-56僅進(jìn)行有害信息監測,而且注重發(fā)展信息分析和事[3訓遠程教育[J].煤炭故預測功能。并且在軟件技術(shù)上應研究開(kāi)發(fā)能根據中國煤化工被監測環(huán)境地點(diǎn)的參數進(jìn)行有效的危險性判別、分CNMHG(任編拜王秀麗)收稿日期:2008-08-15;修訂日期:2008-10-20作者簡(jiǎn)介:董洪峰(1988-),男,河北唐山人,現為中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院學(xué)生,主要研究方向:化學(xué)工程與工藝,Td:13585478690,E-mail:hongfeng-007@126.como煤炭技術(shù)第27卷我國是繼德國以后研究開(kāi)發(fā)與應用煤氣化技術(shù)該技術(shù)釆用的煤種有褐煤、煙煤、貧瘦煤、無(wú)煙最多的國家,目前主要氣化爐型有固定床、流化床煤、焦粉等,適應性較廣,目前在工業(yè)裝置應用的和氣流床3種,對于爐型,有固定床間歇氣化爐、灰煤種有甘肅華亭煙煤、陜西彬縣煙煤、山西大同粘結熔聚、德士古等多種,不同造氣方式均有各自不同性煙煤、山西唐安無(wú)煙煤以及平頂山高灰分煙煤等。的特點(diǎn),在國內也有不同廠(chǎng)家采用?，F選取有代表該技術(shù)對煤種的灰熔點(diǎn)、灰份等性質(zhì)的要求不性的煤氣化技術(shù)進(jìn)行介紹和分析高,比較適應我國普遍的高灰份的煤種體現了我國1我國煤氣化技術(shù)概況的特色,在我國有較強的適應性。但是此技術(shù)推廣應用時(shí)間較短,應用廠(chǎng)家較少,使該技術(shù)相應的設1.1固定床氣化技術(shù)計、制作、應用經(jīng)驗較少。在各廠(chǎng)家應用時(shí)出現的問(wèn)這是我國最早采用的煤氣化方式,也是目前在題仍很多,設備連續運轉周期較短,設備開(kāi)停車(chē)頻國內甲醇與合成氨裝置中應用最普遍的一種造氣方繁,同時(shí)為了保證裝置運行穩定性,一套裝置需配式,占目前合成氨生產(chǎn)能力的70%以上。該造氣方置2臺以上造氣爐。本技術(shù)目前僅限于常壓氣化,式采用無(wú)煙塊煤或焦炭為原料,要求粒度在20~80對低壓和加壓氣化還沒(méi)能很好的解決,所以影響了m之間,水分含量<8%,經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,該技術(shù)本技術(shù)的推廣和應用。己經(jīng)成熟,且裝置已經(jīng)完全國產(chǎn)化,目前在國內有1.3氣流床氣化技術(shù)500余家企業(yè)采用該技術(shù)。1.3.1殼牌煤氣化技術(shù)固定層間歇氣化造氣系統,主要包括原料煤的荷蘭國家電力局釆用殼牌煤粉加壓氣化工藝于配置、造氣、氣體凈化除塵、廢熱回收等裝置。生1993年底在 Demkolec南部 Buggenum建成了一座發(fā)產(chǎn)工藝為常壓間歇氣化。根據不同的控制工藝可生電能力為300Mw的煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置,氣產(chǎn)成分不同的水煤氣和半水煤氣,該技術(shù)采用固態(tài)化裝置的設計能力為單爐投煤量20vd,氣化壓排灰方式,由于采用空氣作為氧化劑,碳利用率較力為310MPa。1997年運行率達95%以上,各項指低,入爐蒸汽分解率低,灰渣含碳量較高,一般在標均達到設計值20%左右。因為是常壓間歇制氣,單臺設備生產(chǎn)能殼牌公司開(kāi)發(fā)的氣化爐為對置式四噴嘴,采用力較低,所產(chǎn)煤氣有效氣含量在60%-85%之下部干粉加壓進(jìn)料,采用成雙對稱(chēng)布置,裝置的操間作彈性較大。高溫制氣使氣化反應進(jìn)行的很徹底,該技術(shù)投資少,建設周期短,并且該技術(shù)引進(jìn)因此所得煤氣中副產(chǎn)物很少,不含重烴,對環(huán)境污時(shí)間早,國產(chǎn)化水平高,經(jīng)過(guò)幾代技術(shù)人員的努力,染小。氣化爐操作溫度為1500-1700℃,造氣壓使得該技術(shù)得到了長(cháng)足的進(jìn)步,是我國目前應用最力為2.0-40MPea,采用液態(tài)排渣技術(shù),渣中含碳廣泛的技術(shù)量<1%,碳轉化率達99%,煤氣中有效氣含量約1.2流化床氣化技術(shù)90%1灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù),是中國科學(xué)院山對于殼牌煤氣化技術(shù),國內從2001年起,已經(jīng)西煤炭化學(xué)研究所和陜西秦晉科技有限公司等單位有廣西柳州化肥廠(chǎng)、中石化湖南洞庭氮肥廠(chǎng)、中國神聯(lián)合開(kāi)發(fā)的,具有國內自主知識產(chǎn)權的煤氣化技華煤制油有限公司、中石化湖北枝江化肥廠(chǎng)、中石化術(shù)。目前在國內已有多家企業(yè)采用該技術(shù)生產(chǎn)合成安徽安慶化工總廠(chǎng)大連大化公司合成氨廠(chǎng)、云南云氨或甲醇。天化集團、云南沾化集團等多家單位引進(jìn)了十幾臺灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)采用富氧或純氧連套$hel爐工藝,生產(chǎn)能力從2x10ta至5×10ua續制氣,造氣壓力003-100MPa,操作溫度低于不等,基本應用于合成氨和甲醇裝置。由于涉及到灰熔點(diǎn),一般在1100℃。采用固態(tài)排灰方式,灰渣專(zhuān)利技術(shù)轉讓、設備國產(chǎn)化率低關(guān)鍵設備需進(jìn)口等含碳量<10%,有效氣含量72%-78%,氣體中無(wú)因素,使該技術(shù)成為目前國內投資最大的煤氣化裝焦油及重質(zhì)烴類(lèi)等物質(zhì),酚含量低,廢水量少2置,2×10a合成氨裝置配套的煤氣化系統,投資單臺設備生產(chǎn)能力按合成氨計算,從3×10ta約35-4億元,其中空分系統投資約1億元。至10×10ta不等?？紤]到設備檢修較頻繁,一般一套裝置要配置2臺以上造氣爐,以保證裝置運行中國煤化工需要在國外制造連續性和穩定性。對于10×10ta合成氨裝置,灰同CNMHG進(jìn)口,裝置國產(chǎn)化熔聚造氣系統的投資1.5~25億元,其中空分系統率低,使該氣化裝置的投資在目前國內煤氣化技術(shù)的投資約占40%以上。中最高,使產(chǎn)品成本中折舊占較大比例。同時(shí)裝第2期董洪峰,等:我國氮肥行業(yè)妹氣化技術(shù)簡(jiǎn)介置建設周期較長(cháng),一般建設周期要3a甚至更多,并該技術(shù)不是所有煤種均適合,為了保證系統長(cháng)且氣化爐結構過(guò)于復雜,加工難度極大周期穩定運行,一般說(shuō)來(lái)灰分低、灰熔點(diǎn)低粘溫特(2)氣化爐熱利用采用廢鍋流程,使所產(chǎn)煤氣性好的煤比較適應該技術(shù),所以一般要求原料煤灰中氫碳比約05,氫碳比太低,而生產(chǎn)甲醇所需氫分控制在20%以下,灰熔點(diǎn)在1300℃C以下。但我碳比應超過(guò)2,生產(chǎn)合成氨要求全部CO進(jìn)行變換,國普遍是高灰份高灰熔點(diǎn)的煤,所以該技術(shù)煤種適因此該裝置所產(chǎn)煤氣需后續的變換工段消耗大量蒸應性不強。氣來(lái)完成CO的變換。因此從氣體成分角度考慮,1.3.3四噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)該技術(shù)更適合于發(fā)電裝置,而不適合生產(chǎn)甲醇和合該氣化爐是華東理工大學(xué)、兗礦魯南化肥廠(chǎng)、中成氨等化工產(chǎn)品國天辰化學(xué)工程公司等單位聯(lián)合開(kāi)發(fā)的,具有國內(3)運行經(jīng)驗不夠豐富,國內引進(jìn)的She干煤自主知識產(chǎn)權的煤氣化技術(shù)。是在德士古水煤漿氣粉氣化裝置已有數套但開(kāi)車(chē)率很低,出現了大量的化技術(shù)的基礎上進(jìn)行改進(jìn)的一種氣流床加壓氣化技問(wèn)題究其原因筆者認為國內化工廠(chǎng)家盲目聽(tīng)信廠(chǎng)術(shù),相當于國產(chǎn)德士古技術(shù)。該技術(shù)第一套示范化家的宣傳,She技術(shù)在國外只有 Buggenum在運轉,裝置于2005910月在充礦魯南化肥廠(chǎng)正式投入運而且是用于ICCC發(fā)電,沒(méi)有應用于化工領(lǐng)域的經(jīng)行,裝置配套2臺氣化爐,日投煤量1000t,年產(chǎn)驗S,同時(shí)生產(chǎn)能力也沒(méi)有國內引進(jìn)的大導致了裝甲醇24×10°t并配套發(fā)電項目,目前已正常運行置引進(jìn)后產(chǎn)生了大型化后的一系列不可預料的問(wèn)年多,屬較新的煤氣化技術(shù)國題,這值得國內的企業(yè)反思。目前除兗礦魯南化肥廠(chǎng)采用該技術(shù)生產(chǎn)甲醇1.3.2德士古水煤漿氣化技術(shù)外,2004年在華魯恒升建設了第二套日投煤量650德士古水煤漿加壓氣化工藝簡(jiǎn)稱(chēng)TGP,是美國t、操作壓力65M的煤氣化裝置,目前運轉正德士古石油公司在重油氣化的基礎上發(fā)展起來(lái)的。常,同時(shí)國內多家企業(yè)也已采用或擬采用多噴嘴對1945年德士古公司在洛杉磯近郊蒙特貝洛建成第置式水煤漿氣化技術(shù)建設煤化工裝置或IGCC裝套中試裝置,并提出了水煤漿的概念水煤漿采用置。擬建裝置有江蘇靈谷集團年產(chǎn)4×10°t合成氨柱塞隔膜泵輸送,克服了煤粉輸送困難及不安全的項目、滕州鳳凰化肥有限公司6×10°t醇氨項目、鎮缺點(diǎn)后經(jīng)各國生產(chǎn)廠(chǎng)家及研究單位逐步完善,于江索普集團6×10t醋酸配套造氣項目20世紀80年代投入工業(yè)化生產(chǎn),成為具有代表性該技術(shù)屬氣流床加壓氣化裝置,濕法進(jìn)料,液的第二代煤氣化技術(shù)。態(tài)排渣。煤氣化系統主要由水煤漿制備裝置、四噴該技術(shù)屬氣流床加壓氣化技術(shù)采用濕法進(jìn)料,嘴對置煤氣化裝置煤氣初步凈化裝置、含渣水處理液體排渣技術(shù),煤漿含水量約30%~4%。裝置的裝置及配套空分裝置等部分組成。氣化壓力3.0造氣壓力在25-65MPa之間,40MPa裝置較為-65MPa,操作溫度120-130℃,殘渣含碳量普遍。氣化爐一般操作溫度為1300-1400℃,比原≤5%,有效氣含量≥83%,碳轉化率≥98%。料煤的灰熔點(diǎn)高50~100℃。由于是高溫氣化,氣該技術(shù)是在德士古水煤漿氣化爐基礎上,針對體中含甲烷很低(C含量≤Q1%),無(wú)焦油,對環(huán)德士古技術(shù)存在的主要問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)的。對德境影響小,便于氣體凈化。士古技術(shù)存在的如單噴嘴造成開(kāi)車(chē)率低、操作彈性我國于1989年在兗礦魯南化肥廠(chǎng)引進(jìn)了第套德士古水煤漿加壓氣化裝置,目前有上海焦化小、耐火磚壽命短造成運行費用高、氣化爐帶水等廠(chǎng)、陜西渭河化肥廠(chǎng)、淮南化肥廠(chǎng)、吉化公司化肥廠(chǎng)主要問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn),從目前運行情況來(lái)看,上述和金陵石化等十多家企業(yè)采用德士古煤氣化技術(shù)用同題均有明顯改善。該技術(shù)是擁有自主知識產(chǎn)權的于生產(chǎn)合成氨和甲醇等化工產(chǎn)品。目前國內裝置最技術(shù),因此比引進(jìn)專(zhuān)利的技術(shù)使用費大幅降低,同大投煤量1000td,國際最大裝置投煤量為2000t時(shí)在設備、材料的國產(chǎn)化程度也有較大提高。由于d。德士古工藝在我國應用有10多年的經(jīng)驗,因此采用四噴嘴技術(shù),煤氣化裝置投資較大,要超過(guò)德對于該工藝技術(shù)涉及到的設計設備制作安裝裝古技術(shù)的20%、s°年化技術(shù)仍采用水煤置開(kāi)車(chē)、操作等方面均具有豐富經(jīng)驗,技術(shù)成熟可中國煤化工靠,設備國產(chǎn)化率高投資相對較低,一套投煤量漿點(diǎn)如氧耗高、對煤500td氣化壓力為40MPa的氣化爐系統投資約7質(zhì)CNMHG命短、需要設置備000萬(wàn)元;一套投煤量1000ud、氣化壓力為4.0用爐等,不會(huì )有根本性的改變。此外,多噴嘴多路控MPa的氣化爐系統投資約11000萬(wàn)元。制系統還增加了設備投資和維修工作量。第28卷第2期煤炭技術(shù)Vol 28. No209年2月Fe,2009冰kkk煤礦機械不率率十一礦主要通風(fēng)機改造及通風(fēng)系統優(yōu)化研究何宗禮(河南理工大學(xué),河南焦作454100)摘要:針對十一礦改擴建期間供需風(fēng)之間的矛盾問(wèn)題通過(guò)計算機模擬分析,提出了采取擴巷降阻調整礦井生產(chǎn)布局和改造現有主要通風(fēng)機等提髙通風(fēng)能力的方案。經(jīng)現場(chǎng)實(shí)施礦井風(fēng)量增加了41.17m/s,風(fēng)壓在300a以下,達到了預計的要求。使礦井通風(fēng)系統更加合理、安全、經(jīng)濟。關(guān)鍵詞:通風(fēng)系統;主要通風(fēng)機;優(yōu)化中圖分類(lèi)號:mD72文獻標識碼:A文章編號:1008-8725(2009)02-0012-0411 Major Fan of Mine and Optimization of Ventilation SystemsHE Zong-li(Henan University of Technology, Jiaozuo 454100, China)Abstract: The 11 Ore expanded wind during the conflict between supply and demand problem, through com-puter simulation analysis, to widen the roadway down resistance, adjutransformation of the existing main ventilation fan, and so improve the ability of the programme. After the implementation of the scene mine air volume increased by 41.17 m /s, the air pressure in 3 000 Pa, is expectedto meet the requirements. The mine ventilation system more rational, security, economicKey words: ventilation system; major fan; optimization0概況60萬(wàn)to2001年10月第一次改擴建工程完成后,設計生產(chǎn)能力120萬(wàn)ta。礦井在采煤層為丁s-6、平煤天安十一礦位于平頂山市以西13km,平戊,0、已5m三組六層煤。開(kāi)拓方式立井開(kāi)拓,3個(gè)頂山煤田李口向斜西南翼西端。井田東西走向長(cháng)立井2個(gè)水平開(kāi)拓全井田。一水平標高-180m,二588km,南北傾向平均寬284km,面積1668km2。水平標高-593m。礦井于1979年1月1日簡(jiǎn)易投產(chǎn),礦井年設計能力通風(fēng)方式為中央分列式,通風(fēng)方法為抽出式。[3]李志遠張大晶宋甜甜殼牌煤粉加壓氣化技術(shù)[]化工進(jìn)2結束語(yǔ)展,2003,2(9):998-100[4]陳家仁加壓氣流床煤氣化工藝的發(fā)展現狀及存在問(wèn)題[刀]煤現在我國國內的煤氣化工業(yè)正如火如茶的建設化工,2006,(6):1-7中我國煤氣化技術(shù)領(lǐng)域目前呈現出百家爭鳴的局[5]夏呢陳漢平,王賢華氣流床媒氣化的現狀及發(fā)展(口,煤媒炭面。傳統的煤氣化技術(shù)依然占據主導地位新型技[6]黎軍德士古水煤漿氣化工藝概況[J安徽化工,200,(1):46術(shù)蓬勃發(fā)展,國外技術(shù)正逐步被本國技術(shù)所取代,相信在我國科技工作者的努力之下我國煤氣化技術(shù)定[7]張惠滋德士古煤氣化工程技術(shù)問(wèn)題的探討[J榆林科技200,(4):51-53將取代國外技術(shù)真正適應我國國情造福本國工(8】李慶,蔡雅娟,魏先全,等,加壓氣流床煤氣化單元技術(shù)及工藝選擇[]瀘天化科技,2007,(4):357-367參考文獻:[9]劉功年煤氣化技術(shù)的應用與評述[J]氮肥技術(shù),200,27(6):9劉衛平煤氣化技術(shù)的發(fā)展和現狀[]氮肥技術(shù),20,28(5):7[10)于廣鎖,牛苗任梁欽鋒氣流床水煤漿氣化技術(shù)的應用現狀2]房倚天,王洋,馬小云,等灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)加壓大中國煤化工(任編輯王秀麗)型化研發(fā)新進(jìn)展[門(mén)]煤化工,2007,(1):11-15CNMHG收稿日期:2008-09-17;修訂日期:2008-12-03作者簡(jiǎn)介:何宗禮(1965-),男河南南陽(yáng)人,高級工程師1988年畢業(yè)于原焦作礦業(yè)學(xué)院采礦專(zhuān)業(yè)現為河南理工大學(xué)碩士研究生,Tel:0375-2730223。