具有自主知識產(chǎn)權的三種煤氣化技術(shù)對比

河南化工.26●HENAN CHEMICAL INDUSTRY2012年第29 卷具有自主知識產(chǎn)權的三種煤氣化技術(shù)對比王洪營(yíng)，楊?lèi)偩?楊國棟，顧朝暉(河南心連心化肥有限公司，河南新鄉453731)摘要:國內自主知識產(chǎn)權的氣化技術(shù)主要有多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù),航天爐氣化技術(shù),清華爐氣化技術(shù)。本文從進(jìn)料方式、噴嘴個(gè)數以及襯里形式幾個(gè)方面就三種工藝中的一些技術(shù)特點(diǎn)做對比。關(guān)鍵詞:多噴嘴對置式氣化爐;航天爐;清華爐.中圖分類(lèi)號:TQ546文獻標識碼:A文章編號:1003 -3467(2012)17 -0026 -04Comparison of Three Coal Gasification Technology thatPossess Independent Intellectual PropertyWANGHong-ying,YANGYue-jing，YANGGuo-dong,GUZhao-hui( Henan XLX Fertilizer Co. Ltd ，Xinxiang 453731 ，China)Abstract :The coal gasification technology that possess independent intellectual property mainly includescoal - water sullry gasification with opposed multi - burner , space furnace gasification technology , tsinghuafurace gasification technology. In this paper, from feed way，number of nozles and lining form , the tech-nical feactures of three process are compared.Key words : opposed multi - nozzles gasifier ; space furnace ; tsiughua furmace根據國內氮肥行業(yè)“十二五”發(fā)展要求,今后將與渣采用冷激流程與渣水處理工藝"。逐步采用以粉煤加壓氣化、新型水煤漿氣化等為代自山東華魯恒升多噴嘴氣化爐于2005年投運表的先進(jìn)煤氣化技術(shù)對現有的采用間歇式固定床煤以來(lái),兗礦國泰,兗礦魯南,江蘇靈谷,江蘇索普,新氣化技術(shù)的合成氨等煤化工企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造,以能鳳凰，神華寧煤,寧波萬(wàn)華,以及于2012年1月實(shí)現煤炭的清潔高效利用,提高合成氨等煤化工行20日投運的安徽華誼,多噴嘴氣化爐已經(jīng)成功在9業(yè)的能效水平和清潔生產(chǎn)水平。目前國內具有自主家企業(yè)22臺氣化爐投人運行。而2008年與美國知識產(chǎn)權的先進(jìn)煤氣化技術(shù)，如航天爐技術(shù)、多噴嘴Valero企業(yè)簽訂技術(shù)許可合同,更是成功將其技術(shù)水煤漿氣化技術(shù)、清華爐技術(shù)等,都已建成了一定數成功推廣至國外。量的工業(yè)化裝置,并有數十臺氣化爐投人實(shí)際運行,1.2 航天爐氣化技術(shù)具備全面推廣的條件?，F就國內幾種具有自主知識航天爐氣化技術(shù)是由航天長(cháng)征化學(xué)工程股份有產(chǎn)權的氣化技術(shù)的一-些特點(diǎn)進(jìn)行對比與探討。限公司(原北京航天萬(wàn)源煤化工工程技術(shù)有限公司)開(kāi)發(fā)的新型粉煤氣化技術(shù)。其特點(diǎn)為采用干粉1技術(shù)及 業(yè)績(jì)簡(jiǎn)介進(jìn)料方式,單個(gè)進(jìn)料噴嘴置于氣化爐頂部,采用盤(pán)管1.1多噴嘴對置式水煤漿 氣化技術(shù)式水冷壁,出氣化室合成氣體與渣采用冷激流程與多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)是由華東理I大渣水處理工藝(2]。學(xué)和兗礦集團共同開(kāi)發(fā)的新型水煤漿氣化技術(shù)。其自河南濮陽(yáng)龍宇,安徽晉煤中能(臨泉)一期于特點(diǎn)為;采用水煤漿進(jìn)料方式,四個(gè)對置式噴嘴進(jìn)2008年投運以當沂7年立發(fā)屈迅速,山東魯西化料,氣化爐采用耐火磚隔熱形式,出氣化室合成氣體工,安徽臨中國煤化工:爐裝置現都已YHCNMHG收稿日期:2012 -05 -24作者簡(jiǎn)介:王洪營(yíng)(1987-) ,男,助理工程師,從事新型氣化技術(shù)信息研究工作,電話(huà):15037364230.第9期(上)王洪營(yíng)等:具有自主知識產(chǎn)權的三種煤氣化技術(shù)對比●27●投產(chǎn)。而在建的河南晉開(kāi)集團120萬(wàn)t合成氨項目2011年8月在山西豐喜臨猗分公司投人運行。其則采用4臺航天爐,一期2臺即將完工,二期2臺也區別于水煤漿的最大之處為將爐體的耐火磚改為水已安裝近半。其他已簽項目也都處不同施工或設計冷壁。首次投入運行便實(shí)現穩定連續運行140 d的階段。良好業(yè)績(jì)。1.3二代清華爐氣化技術(shù)雖然其工業(yè)裝置投人運行時(shí)間較晚,但其成功二代清華爐氣化技術(shù)是由北京盈德清大科技有的技術(shù)已經(jīng)吸引不少廠(chǎng)家與之合作,黑龍江北大荒限責任公司獨家經(jīng)營(yíng)的新型煤氣化技術(shù)。其特點(diǎn)為化肥公 司浩良河化肥廠(chǎng)已經(jīng)與之簽訂氣化爐改造協(xié)采用水煤漿進(jìn)料方式,單個(gè)進(jìn)料噴嘴置于氣化爐頂議 ,江蘇華昌等與之簽訂了氣化技術(shù)轉讓協(xié)議。部,氣化爐采用新型垂直懸掛式水冷壁,出氣化室合2三種 氣化工藝技術(shù)特點(diǎn)及對比.成氣體與渣采用冷激流程與渣水處理工藝。二代清華爐于2005年投入研發(fā),工業(yè)裝置于2.1 原料介質(zhì)進(jìn)料方式對比表1三種氣化工藝對比項目進(jìn)料方式噴嘴個(gè)數襯里形式渣及顯熱回收多噴嘴對置式水煤漿氣化爐水煤漿進(jìn)料4個(gè)耐火磚冷激，渣水處理航天爐干粉進(jìn)料1個(gè)盤(pán)管水冷壁冷激,渣水處理二代清華爐垂直懸掛水冷壁|原料煤原料煤粉煤過(guò)濾器儲倉氣化爐氧氣水@高壓氮氣或|粉法氣化爐二氧化碳氣鎖斗(磨煤機煤漿情性氣體-oHt水蒸氣發(fā)生器一u儲槽高壓煤漿泵L-中粉煤給料罐C圖1原普進(jìn)料流程對比進(jìn)料流程如圖1所示。單比較進(jìn)料方式:水煤量,其氣化效率要低于粉煤氣化,氧氣消耗也要高于漿進(jìn)料方式具有簡(jiǎn)單,穩定等特點(diǎn),粉煤輸送過(guò)程中粉煤氣化。消耗的功及能量較多。干粉進(jìn)料氣化效率高,碳轉化率高,有效氣體成同時(shí)采用水煤漿進(jìn)料方式,相較粉煤進(jìn)料更易分高,但在制煤過(guò)程中需要加熱干燥,氣化過(guò)程中需于提高氣化爐的操作壓力至6.5 MPa或8.7 MPa,外加蒸汽。中國煤化工可以實(shí)現等壓聯(lián)產(chǎn)甲醇或合成氨,降低后續壓縮做2.2 多噴嘴二比功。多噴嘴CNMHG圖2所示。多但水煤漿進(jìn)料方式進(jìn)入氣化爐內帶有大量水噴嘴氣化爐氣化室內霧化性能要好于單噴嘴氣化分,水分的蒸發(fā)與蒸汽的升溫必定要消耗大量的熱爐,初級霧化的物料再相互撞擊形成二次霧化,增強河南化工●28.HENAN CHEMICAL INDUSTRY2012年第29 卷預熱噴嘴工藝噴嘴了霧化效果,提高了物料在爐內停留時(shí)間,避免了部分物料從噴嘴口直接運動(dòng)到渣口形成短路,增強了氣化爐內介質(zhì)的傳質(zhì)傳熱,有利于氣化反應的進(jìn)行,煤氣中的有效氣成分高,渣中可燃物含量低[}。IM|同時(shí)多個(gè)噴嘴也易于實(shí)現負荷的調整,多噴嘴"，合成氣合成氣爐也具有帶壓連投與無(wú)波動(dòng)倒爐等其他特有技術(shù)。單噴嘴氣化爐控制簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)單,設備維護簡(jiǎn)單,投資較少。2.3各種襯 里形式對比(見(jiàn)圖3)采用耐火磚爐爐壁的熱量損失少,但需要定期更換損壞的耐火磚。因為更換筒體磚時(shí)間較長(cháng),一多噴嘴氣化爐單噴嘴氣化爐般需要設置備爐。圖2氣化爐 內流場(chǎng)對比耐火磚盤(pán)管水冷壁垂直水冷壁圖3襯里形式對比同時(shí)耐火材料也限制了氣化爐溫的提高,對于則其優(yōu)勢將 被抵消掉部分。加之后續選擇的不同的高灰熔點(diǎn)的煤,需要添加助熔劑。采用水冷壁形式耐硫高水汽比變換或低水汽比變換工藝,消耗亦不則有煤種適應性強,可以燒高灰熔點(diǎn)煤。同時(shí)長(cháng)周相同。而且各家使用單位所選用煤質(zhì)不同,操作水期運行不用設置備爐。減少維修費用與工作量等優(yōu)平不同,即便選用同-種氣化工藝,消耗也不盡相點(diǎn)。新型垂直懸掛式水冷壁采用自然循環(huán)設計,強同。外加消耗衡算方式也有所差異,因此很難從根制循環(huán)運行,安全可靠[4。本上說(shuō)那種氣化技術(shù)最具優(yōu)勢,三者各有技術(shù)側重2.4氣化工藝中 各種不同技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)不同氣化工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對比如表2所示。4結束語(yǔ)3總結沒(méi)有最好的氣化姑術(shù)日有縣適合自己企業(yè)的三種氣化技術(shù)各有其優(yōu)點(diǎn),用戶(hù)及使用業(yè)績(jì)也氣化技術(shù)。中國煤化工一定要根據自在不斷增加。單從氣化爐反應反面考慮,粉煤氣化身情況,從產(chǎn)YH. CNM H G資源,環(huán)境保具有其優(yōu)勢,但如果考慮原料介質(zhì)輸送所消耗的功,護,投資等綜合多方面情況考慮,選擇出適合自己的第9期(上)王洪營(yíng)等:具有自主知識產(chǎn)權的三種煤氣化技術(shù)對比.●29.表2不同氣化工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對比項目?jì)?yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)進(jìn)料方式進(jìn)料方便,對泵要求低氣化爐壓力可以提高至6.5由于物料中含水,需要消耗氣化熱使水變成高溫蒸水煤漿進(jìn)料MPa 或8. 7MPa,降低后工段壓縮功;合成氣中水汽汽,增加各種消耗比較高,后序變換工段可以不加蒸汽干粉進(jìn)料氣化效率高,反應溫度高;殘炭量低;合成氣有效氣干粉進(jìn)料對泵要求高,氣化爐壓力提高較難,現一般4.0 MPa;氣化爐內需要通入一-定 量蒸汽;需要對成分高干粉進(jìn)行加熱干燥噴嘴個(gè)數霧化性能好,單個(gè)燒嘴承受負荷低,整體負荷可以長(cháng)時(shí)間運行時(shí)間后,霧化狀態(tài)改變,流場(chǎng)改變,消耗四噴嘴提高;可以?xún)H用一-對燒嘴即一半負荷工作;可以實(shí)有所增加現帶壓連投、無(wú)波動(dòng)倒爐等特有技術(shù)單噴嘴控制簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)單,投資較少單個(gè)燒嘴負荷大襯里形式耐火材料限制了氣化反應溫度,燒高灰熔點(diǎn)煤需要耐火磚熱損失相對較少添加助熔劑;氣化爐外圍溫度較高;需要定期更換燒壞的耐火磚;更換簡(jiǎn)體磚時(shí)間長(cháng),需要設置備爐需消耗-部分氣化熱量副產(chǎn)蒸汽,降低氣化效率;，水冷壁煤種適應性強,可以燒高灰熔點(diǎn)煤;不需備爐水冷壁與外殼之間需要連續補充保護氣;水汽循環(huán)需要泵做功氣化技術(shù)。希望其他即將進(jìn)行原料結構升級的單位[2] 孫永才,劉 偉.航天爐粉煤加壓氣化技術(shù)淺析[J].早日找到適合自己的氣化技術(shù),對現有固定床氣化化肥工業(yè),2010(01):55 -57.技術(shù)進(jìn)行升級,一方面降低生產(chǎn)成本,提高市場(chǎng)競爭[3]孫銘緒. 多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)工程設計[J].化工設計;2007(05):3 -7,37.力;另- - 方面節能減排,為我國的環(huán)境保護做貢獻。[4]王軍,陸峰,林彬彬.國內工程應用的幾種煤氣化參考文獻:[1] 于廣鎖,龔 欣,劉海峰,等.多噴嘴對置式水煤漿氣技術(shù)簡(jiǎn)介[C].2009中國煤化工產(chǎn)業(yè)可持續發(fā)展研討會(huì )會(huì )議論文:59 -79.化技術(shù)[J].現代化工,2004( 10) :46 -49.碳納米管超薄膜實(shí)現可控制備中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所的透明單壁碳納米管超薄膜具有很高的透光科研人員日前提出一種新穎巧妙的方法,多次可率、優(yōu)異的機械性能、良好的導電性,在低成本柔控制備性能均一的自支持單壁碳納米管超薄膜。性透明觸摸屏、高靈敏度傳感器、塑料電子等領(lǐng)研究人員利用水的表面張力,層層剝離出厚度、域有著(zhù)廣泛應用。近年來(lái)關(guān)于碳納米管薄膜的尺寸及性能均一的單壁碳納米管超薄膜,制備的制備和性能中國煤化工萬(wàn)目前對薄薄膜厚度在20 ~30 nm,在可見(jiàn)光區的透光率高膜的厚度和HCNMHG難點(diǎn)。達93%。K的長(cháng)方水方水分長(cháng)分水方K分水分水分長(cháng)分長(cháng)分K分K分水分為K分K水》水分水分水分水》水》水》分水分K》水分X分水>水》北水分K水》水汾K分X分水》長(cháng)水分X為水平