IGCC聯(lián)產(chǎn)甲醇變換工藝的選擇

第21巷第3期《燃氣輪機技術(shù)Vol 21 No. 32008年9月GAS TURBINE TECHNOLOGYsept.,2008IGCC聯(lián)產(chǎn)甲醇變換工藝的選擇張雷,陸麗萍(兗礦國泰化工有限公司,山東滕州277527)摘要:我公司是以新型對置式多噴嘴氣化爐為龍頭的化電聯(lián)產(chǎn)新型潔凈煤利用企業(yè),其中IGCC聯(lián)產(chǎn)甲醇工藝為國家“863”示范裝置。自2005年10月投產(chǎn)以來(lái)運行十分穩定,其變換工藝既滿(mǎn)足甲醇生產(chǎn)的需要,又滿(mǎn)足IcCC中燃氣輪機的需要,由于其設計合理,對全系統的經(jīng)濟、穩定運行,優(yōu)化IGCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的排放指標,起到了非常突出的作用。關(guān)鍵詞:變換;ICCC;CoS;NHD;脫硫中圖分類(lèi)號:TM611.3文獻標識碼:B文章編號:1009-28892008)03-0008-09我公司設計的日處理100煤新型氣化爐及配和水洗后送到變換與燃氣熱回收工序。水煤氣先進(jìn)套24萬(wàn)t甲醇18MW發(fā)電裝置,其中的“IGCc聯(lián)水煤氣廢熱鍋爐回收部分熱量然后進(jìn)人水煤氣產(chǎn)甲醇系統關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與示范是國家“863”計分離器分離冷凝水后分成兩部分:一部分進(jìn)入變換劃項目,屬能源技術(shù)領(lǐng)域潔凈煤利用技術(shù)中的一個(gè)爐使部分CO和水蒸氣發(fā)生變換反應生成H2和重要課題。項目始建于2003年,2005年10月一次CO2,再經(jīng)余熱回收和脫硫脫碳后合成甲醇;另一部投料成功,并于當年實(shí)現全面達產(chǎn)。分進(jìn)入中溫有機硫水解槽將絕大部分COs水解成我公司變換與燃氣熱回收工藝概述HS再經(jīng)過(guò)余熱回收后又分成兩路,一路配入變換氣中調節C0含量,另一路經(jīng)燃氣脫硫后送往燃氣新型對置式多噴嘴氣化爐產(chǎn)生的煤氣經(jīng)過(guò)分離發(fā)電,見(jiàn)圖1。c0在線(xiàn)分析廢熱鍋爐水冷器變換氣脫硫、脫碳合成甲醇水煤氣水煤氣廢鍋氣脫硫燃氣發(fā)電水煤氣分高器廢熱鍋爐水冷器中溫有機硫水解福圖1我公司變換與燃氣熱回收工藝簡(jiǎn)圖中國煤化工收稿日期:2008-01-27改稿日期:2008-0-06作者簡(jiǎn)介:張雷(1978-),男,山東曲阜人,2003年畢業(yè)于武漢工業(yè)YHCNMHG工程師。從事甲醇生產(chǎn)技術(shù)工作,現就職于兗礦國泰化工有限公司生產(chǎn)技術(shù)部。第3期IGCC聯(lián)產(chǎn)甲醇變換工藝的選擇2裝置工藝特點(diǎn)工藝的流程,但是這種工藝也有較大缺點(diǎn),由于新型對置式多噴嘴氣化爐使用的是高硫煤,因此煤氣中變換與燃氣熱回收工序的主要目的是調節精制含有較高的COS(約500pm,在煤氣變換的過(guò)程中氣中HC比,以滿(mǎn)足甲醇生產(chǎn)需要的HC為2.05~部分cOS水解生成H2和CO2,一般變換爐出口215之間,同時(shí)回收余熱,并使燃氣中的絕大部分C0s含量可降至100pm以下),另外部分不經(jīng)過(guò)變coS水解生成H2S,以提高后續脫硫的效果,從而優(yōu)換爐的煤氣進(jìn)人后系統,其攜帶有較高的Cos,由于化IcCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的排放指標。常溫下NHD溶液對COs的吸收率較低,因此加重了IGCC發(fā)電的主要優(yōu)點(diǎn)在于環(huán)保和較高的總能NHD脫硫和后續精脫硫系統的負荷;另外不經(jīng)過(guò)變利用率,由于氣化水洗塔之后的煤氣溫度大約在換爐的這部分煤氣由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)變換催化劑床層的200℃以上,NHD脫硫需要在常溫下進(jìn)行,因此需要過(guò)濾作用,其攜帶的粉塵也容易造成脫硫NHD溶液對煤氣進(jìn)行余熱回收,再經(jīng)過(guò)NHD脫硫以后才送入中粉塵顆粒增加,使NHD溶液起泡、脫硫塔壓差升到燃氣發(fā)電系統。這部分燃氣不需經(jīng)過(guò)變換,由于高快聞等后果,從而影響脫硫效果。變換過(guò)程中CO和水蒸氣反應生成H2和CO2,會(huì )使(3)IGCC發(fā)電燃氣脫硫的需求煤氣的熱值降低,不利于燃氣輪機的運行和總能利我公司氣化工藝釆用的是新型對置式多噴嘴氣用效率的提高?；癄t,煤是當地高硫煤,S含量約3%,因此氣化后煤(1)與全氣量變換工藝的比較氣中含有較高的coS(約500ppm),由于常溫下NHD甲醇裝置中的全氣量變換是將氣化來(lái)的所有氣溶液對COs的吸收率較低,同等條件下其溶解度僅量全部經(jīng)過(guò)變換爐(2],通常通過(guò)控制入變換爐的汽/相當于HS的1/4左右3,如果COS不經(jīng)水解處理,氣比和嚴格控制變換爐催化劑的裝填量來(lái)控制變換將極大地影響NHD常溫燃氣脫硫的效果,因此需要爐出口的CO含量達到后系統的生產(chǎn)需要。由新型將部分C0s水解生成H2S。我公司工藝設計通過(guò)增對置式多噴嘴氣化爐來(lái)的煤氣中C0含量大約在加一個(gè)中溫有機硫水解槽,將煤氣中的cos絕大部45%-50%左右,這種工藝要求控制入變換爐的汽/分水解轉化成HS,使出口COS含量可降至50ppm氣比在03左右,以使變換爐出口C0含量控制在以下,而CO不發(fā)生變換反應,保證了燃氣的熱值沒(méi)21%左右,由于汽氣比較低,調節余地十分有限,因有損失。然后經(jīng)余熱回收后降溫至40℃再送到此催化劑裝填量需要嚴格計算,如果裝填量過(guò)少或NHD燃氣脫硫工序,使燃氣中的硫得到高效脫除,催化劑使用后期,變換爐出口CO含量可能過(guò)高,不優(yōu)化了IGC發(fā)電的排放指標,保證其長(cháng)期穩定運利于甲醇合成催化劑的長(cháng)期使用和甲醇產(chǎn)品質(zhì)量的行。調優(yōu),同時(shí)也不利于甲醇系統生產(chǎn)的優(yōu)化運行;如果(4)我公司變換與燃氣熱回收工藝的優(yōu)點(diǎn)催化劑裝填量過(guò)多,變換爐出口的CO含量可能就我公司在設計過(guò)程中就注意到以上幾種工藝的會(huì )過(guò)低精制氣中HC比過(guò)高,甲醇合成放空氣量不足,雖然我們選擇了部分氣量變換的工藝流程,但大、能耗高,也不利于甲醇系統的最優(yōu)化運行。同時(shí)沒(méi)有采用變換爐增加副線(xiàn)的部分氣量變換的工藝流在變換爐下層由于汽氣比過(guò)低,而且溫度多在程,而是一部分氣通過(guò)變換爐,控制較高的汽/氣比,400℃以上,還容易發(fā)生甲烷化反應,使爐溫失控,因能防止變換爐床層超溫和甲烷化發(fā)生的可能,同時(shí)此其調節余地較小,對工藝操作條件要求相對比較不需要嚴格控制變換爐出口的CO含量,因此工藝嚴格。條件要求相對寬松。另一部分氣通過(guò)一個(gè)中溫有機(2)與部分氣量變換工藝的比較硫水解槽,將煤氣中的COs絕大部分轉化成H2S,經(jīng)由于全部氣量變換的調節余地較小,對工藝條余熱回收后降溫至40℃,一部分送到NHD燃氣脫硫件要求比較嚴格,因此,有些甲醇廠(chǎng)對全部氣量變換工序,脫硫后再送去發(fā)電;另外一部分配入到變換爐工藝流程進(jìn)行了技術(shù)改造,改造的途徑大多是給變后的變換氣中,來(lái)調節變換氣中的CO含量,滿(mǎn)足后換爐增加一條副線(xiàn),通過(guò)調節變換爐的副線(xiàn)來(lái)控制系統部分氣量不經(jīng)過(guò)變換爐直接到變換爐出口,來(lái)調節換流“中國爆化工求相對比較嚴格既避免了全氣量變變換后的CO含量,從而消除全氣量變換的不利因的不CNMHG氣量變換的工藝流素。這就是大部分甲醇生產(chǎn)廠(chǎng)采用的部分氣量變換程中C0S對后系統的影響和煤氣中夾帶的粉塵對燃氣輪機技術(shù)第21卷NHD脫硫溶液的污染問(wèn)題,還滿(mǎn)足了IGCC發(fā)電高優(yōu)化運行。由于有中溫有機硫水解槽的COs水解效脫硫的需要。由于C0s在變換與燃氣熱回收工作用,減少了帶人后系統的cOS含量,保證了變換序中的較好處理,使變換脫硫和燃氣脫硫指標均遠氣脫硫和燃氣脫硫系統的穩定運行。此變換與燃氣優(yōu)于設計指標,變換脫硫的設計指標為80ppm,實(shí)際熱回收工藝在我公司的成功應用,也對其他潔凈煤運行只有20~40ppm;燃氣脫硫設計指標為100ppm,利用企業(yè)變換工藝的選擇和優(yōu)化IGC發(fā)電系統的實(shí)際運行只有40~50pm同時(shí)由于發(fā)電的煤氣量排放指標有很大的啟示。和生產(chǎn)甲醇的煤氣量可以相互調節,保證了我公司IGCC-甲醇聯(lián)產(chǎn)系統發(fā)電和甲醇生產(chǎn)的相互調節,參考文獻使系統運行更加經(jīng)濟合理)[1]劉風(fēng)蛾史向東蓋玉利淺談IGCC型潔凈煤發(fā)電技術(shù)[J]東北電力技術(shù),2000(13結束語(yǔ)[2]朱敏孫西英,孫水壺甲醇一熱電聯(lián)合生產(chǎn)裝置凈化工藝的選擇[刀.中氮肥,2006(2)我公司自2005年投產(chǎn)以來(lái)變換與燃氣熱回收【3]林民鴻,周彬,樊玲,NHD凈化技術(shù)的應用與開(kāi)拓(門(mén)化肥工業(yè),系統運行十分穩定,在NHD脫硫前增加了CO在線(xiàn)2005(1)檢測分析儀,通過(guò)調節配入變換氣中的燃氣量,保證4]何網(wǎng)康亞利李德明甲醇NHD脫硫系統阻力增大原因及措施了去合成甲醇的精制氣中CO含量穩定,并能根據[J].中氮肥,2006(1)甲醇合成催化劑使用的不同階段調節CO含量、甲[5]卓之兵肖云漢,李現勇王彥峰GC電一甲醇聯(lián)產(chǎn)系統的協(xié)調控制分析[門(mén)系統工程理論與實(shí)踐,2003,8醇生產(chǎn)與燃氣輪機的運行負荷,使系統始終達到最Selection of the transformation technology for IGCC combined methanol productionZHANG Lei, LU Li-ping(Yankuang Cathay Coal Chemicals Co Ld, Tengzhou, 277527 ChiAbstract: Our company is a new elean coal utilization enterprise, that combined power and chemicals production using multi-spray nozzle gasifier. Its technology for IGCC combined methanol production is the demonstrating unit of"863"plan in our country. Since October 2005 this unithas been operating very stably, Its transformation technology not only applied methanol production but also applied gas turbine operation inIGCC.Because the design is rational, it plays a key role for economic and stable operation of this system and reducing emission of ICCC powerKey words: transformation; IGCC; COS; NHD; desulphurization簡(jiǎn)訊CIN蒸汽注射限制NOx排放低于5據( Gas Turbine World)2008年3-4月刊報道,國際動(dòng)力技術(shù)公司(IP)在一臺 Allison501-KB5燃氣輪機上應用 Cheng Low NOx(CLN)噴嘴按保守的蒸汽一燃料注射比注射蒸汽,已經(jīng)取得了極低的NOx排放值。IPT公司的總裁 Randy Turley說(shuō),這是一個(gè)里程碑,在證實(shí)CLN注射蒸汽可實(shí)現一位數的低NOx排放的同時(shí),還提高了設備的效率和輸出功率現在,P公司提出保證,501-KB5燃氣輪機按商業(yè)的cN噴嘴注射蒸汽運行時(shí),具體有:排放:對于商業(yè)改造機組的性能,P公司保證在1895下)誘平講囗溫時(shí)NOx為5pm,CO為80ppm或更低中國煤化工預算價(jià)格:總承包價(jià)235000-29500美元,不包括燃燒CNMHG設備。(萬(wàn)點(diǎn)摘譯)