非熔渣-熔渣分級氣化技術(shù)在煤氣化裝置的應用

第47卷第1期化肥設計Feb. 20092009年2月Chemical Fertilizer Design●47.非熔渣-熔渣分級氣化技術(shù)在煤氣化裝置的應用韓喜民(豐喜集團股份有限公司臨猗分公司,山西臨猗044100)摘要: 闡述了非熔渣-熔渣分級氣化技術(shù)的 主要特點(diǎn),介紹了其在煤氣化裝置工程項目中的設計創(chuàng )新及裝置運行的操作思路。關(guān)鍵詞:非熔渣一熔渣分級氣化裝置;煤氣化裝置;應用中圖分類(lèi)號: TQ223. 121文獻標識碼:A文章編號:1004 - 8901(2009)01 -0047 -03Application of Non -slag / Slag Classification Gasification Technology in Coal Gasification PlantHAN Xi-min(Linyi Sub -company, Fengxi Croup Sock Compony lad. , Linyi Shanxi 044100 China)Abstract: Author has described the main features of non slag/ slag easification gailication tehnoloy , has introduced the deign invation and operating idea for the plant in its engineering projecl of coal gasifcation plant.Key words; non-slag slag lasfication gasification plant; coal gasification plant; pplication山西豐喜肥業(yè)(集團)臨猗分公司10萬(wàn)Va甲減緩噴嘴使用的惡劣條件。醇項目的煤氣化裝置采用非熔渣一熔渣分級氣化分級向氣化爐內注人氧氣,大部分氧氣從爐頂部技術(shù)，該技術(shù)為山西豐喜集團、北京達立科科技有燒嘴與水煤漿-起進(jìn)入氣化爐,少部分氧氣從爐上部限公司和清華大學(xué)共同所有。經(jīng)過(guò)多年的努力,該側壁氧氣噴嘴進(jìn)入氣化爐。分級氣化示意見(jiàn)圖2。技術(shù)已完成了專(zhuān)利研究、實(shí)驗室研究.工藝包、工程燃料、氧氣、霧化劑設計和工程建設,于2006年元月23日一次化工投料成功。截至2007 年10月,已累計運行600多天，生產(chǎn)的粗甲醇已超過(guò)20萬(wàn)t,僅停車(chē)34天,平均負二次Oz十二次O,荷率為88.68% ,開(kāi)工運轉率為94. 66% ,達到了國以F發(fā)療內外以水煤漿為原料的同類(lèi)裝置運行的先進(jìn)水平。1氣化技術(shù)特點(diǎn)非熔渣一熔渣分級氣化技術(shù)是一種全新的氣圖2分級氣化示意化技術(shù),其工藝流程見(jiàn)圖1,主要特點(diǎn)如下。采用爐頂噴人二氧化碳作為預混氣體,非熔瓜縮市華平分渣一熔渣氣化工藝增加了調整燒嘴區域溫度的手CO壓縮機.次氧氣CO，段,保護了主燒嘴。操作中可切換主燒嘴預混氣世體,例如可以從氧氣切換為二氧化碳，裝置運行工水你漿+Q況無(wú)明顯波動(dòng)。二次氧氣(2)氣化爐激冷室采用的是柵板破泡條裝置，水煤漿泉氣化爐粗合成"生而不是升氣管形式。措液(3)采用豐喜公司獨有的高壓、真空閃蒸技術(shù)和特殊防磨裝置。圖1非熔渣一 熔渣分級氣化工藝流程(1)以CO2為水煤漿氣化的霧化劑,利用分步作者簡(jiǎn)介:韓喜民(1968年-) ,男,山西運城人,1992年畢業(yè)于華東給氧技術(shù),建立2個(gè)氣化區,噴嘴位于氣化段內,可理工大學(xué)無(wú)機化[專(zhuān)業(yè),從事化工生產(chǎn)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)?！?8.化肥設計2009年第47卷(4)碳洗塔采用十字形分布器,無(wú)升氣管。(5)將黑水減壓角閥與后系統的閃蒸設備直(5)去掉撈渣機,渣池移至界區外,實(shí)現了清接相連,并在閃蒸角閥后采用特殊辦法,以減輕對潔生產(chǎn)。角閥的磨損。(6)目前其他廠(chǎng)家使用的撈渣機普遍存在損2裝置設計創(chuàng )新壞頻繁,維修費用高的問(wèn)題，且鏈條一般都使用進(jìn)2003年,豐喜公司籌建煤氣化裝置將具有自口產(chǎn)品。改進(jìn)的方法是去掉撈渣機,改為將粗渣直主知識產(chǎn)權的非溶渣一-溶 渣分級氣化技術(shù)應用于接排放到沉淀池，然后用抓斗撈出,這樣既簡(jiǎn)化了工程實(shí)踐,并在設計和施工過(guò)程中進(jìn)行以下方面的流程,又節約了費用。創(chuàng )新。(7)將高壓閃蒸罐液位計由罐體直簡(jiǎn)段遷移(1)氣化室容積和高徑比都大于Texaco水煤至高壓閃蒸罐下液管道上。漿氣化爐,既增大了反應空間，又改變了爐內的溫(8)灰水處理系統堵塞是制約氣化裝置長(cháng)周度與流場(chǎng)分布，延長(cháng)了燒嘴的使用壽命,加大了氣期安全運行的主要因素之一。改善的措施是將高體在爐內的停留時(shí)間,提高了碳轉化率。閃定位在30 m平面,將真閃定位在20 m平面,真閃(2)激冷室內件采用新技術(shù),去掉氣化爐激冷下液靠重力自流到沉降槽。室上升管,增加了破泡條裝置。(3)碳洗塔內部采用下降管與十字形分布器3生產(chǎn)運行數據相結合的結構。非熔渣一熔渣分級氧化氣化工業(yè)裝置投運以(4)采用耐磨高效閃蒸內件取代傳統的閃蒸來(lái),系統運行平穩，各項指標均達到設計要求。其進(jìn)料結構,極大地延長(cháng)了進(jìn)料部件的使用壽命。典型運行數據見(jiàn)表1和表2。.表1非熔渣- -熔渣分級氧化氣化運行數據FI1301 -2 111302 -2 FI1323-2 F11370-2 FI1370A FI1370B FI1321 PI1322 T11306 FI1315-2 F11313-2 T11316-2A煤漿B煤漿C煤漿氧氣總氣化爐氣化爐粗合成氣粗合成粗合成時(shí)間流量流量流量(北)流量(南)流量壓力溫度 流量(濕)氣壓力氣溫度/m2.h-1 /m' .h-! /m’.h-! /m3.h-1 /m3.h-! /m’.h-! /m3 .h-1 /MPa__ /C /m' .h-1 /MPa ./C0:0026.928.11 0201 0053.327 1 291.17 116.83.277203.1:0027.628.828.1 13 283.21 0401 022997 3.361 1 292.63119.83.313204.92:0029.028.9 13 280.61 0671 0161013.360 1293.51 116.13.309203.43:0027.828.526.4 13281.6 1080 1 0109793.344 1 292.98116.33.296203.34:0025.028.428.7 13 280.4 1074 1 001957 3.346 1 293.03116.43. 2965:026.228.627.2 13 284.21 05:1 018I 0063.342 1 297.15 116.7 3. 292203.86:0026.727.7 13 297.11074 1 021987 3.312 1297.72 116.7 3. 262203.4，7:0028.328.228.3 13 288.81 063.278 1 301.42 116.83.2278:0025.723.2 13284.0 1058 1015 1008 3.256 1300.30 116.5 3. 208203.59:0029.526.1 13284.5 1060 1 0200103.300 1292.00117.13.252203.610:0025.8 13 269.71072 1 019991 3.342 1 295.70117.23. 292204.51 :0026.829.9 13250.0 1051 0251003.3301 285.00 117.83. 28412:0027.529.829.9 13265.0 1060 1 019980 3.350 1290.00 116.03.200204.013 :0025. 927.5 13 255.0 1 0741012 3. 3301 280.00 118.03.250204.114:0028.028.5 13258.0 I 0681020;985 3.320 1 290.00 118.5 3. 13915:0028.929.0 13 258.0 1 0591 019993.320 1 285.00117.03.164203.016:0024.529.7 13 256.6 1 2201 1391000 3.263 1295.00 116.53.212203.217 :0026.027.428.4 13269.0 1182 1 127948 3.271 1299.00 118.23.218203.918:0026.5 13238.0 1 180976 3.248 1293.00 117.93.19719:0026.326.7 13 239.01 091110 1001 3.247 1292.00 117.8 3. 19220:0026.130.9 13 262.01 2611 1609783.232 1 295.00 115.03.173202.521 :0030.2 13243.0 123911621096 3.235 1296.00 118.1 3.18222 :0030.830.7 13 265.0 1 2391 1461120 3.229 1296.00 116.63.17123 :0027.929.6 13274.0 1 2361 1561583 3.247 1300.00 116.2 3. 191202.5_第1期韓喜民非熔渣一 熔渣分級氣化技 術(shù)在煤氣化裝置的應用表2非熔渣- -熔渣分級氧化氣化運行結果(4)激冷室采用華東理I大學(xué)的復合床技術(shù)，項目運行結果去掉了上升管,氣體從下降管下口鼓泡上升后被破S11301-253.0泡條分割,避免形成大的氣泡,也增加了氣液接觸面媒漿流量/m' .h-!29.2積，強化了洗滌傳熱效果,合成氣中的灰含量大大降煤漿濃度/%59.3低。由于氣體從下降管下口出來(lái)后流通面積迅速增煤漿密度/1.m~31.15大,流速迅速降低,不僅不會(huì )產(chǎn)生帶水現象,而且對激干煤量/kg.h-19.91冷室的液位沖擊較小,激冷室的液位易于控制。氧氣總流量/m' .h-'13 197.0(5)碳洗塔去掉上升管,采用十字形分布器,中心CO2流量/m'●.h-'1 00.0亦可降低氣體流速,增大氣液接觸面積,提高碳洗二次氧燒嘴A流量/m' h-!1 200.0塔的洗滌效果。采用十字形分布器的另一優(yōu)點(diǎn)是二次氧燒嘴B流量/m' h11 150.0在開(kāi)停車(chē)過(guò)程中(特別是聯(lián)投)可以有效地避免由氧煤比.450.0于應力變化而脫落的大塊垢片進(jìn)入碳洗塔,堵塞碳粗合成氣流量(濕氣)/m' .h-190 500.0洗塔底部黑水出口和閃蒸角閥,解決了碳洗塔在開(kāi)粗合成氣流量(干氣)/m'●h-148 100.0車(chē)過(guò)程中易堵塞的問(wèn)題。氣化爐壓差/kPa45.4(6)閃蒸系統采用二級閃蒸。在運行中采用主燒嘴壓差/kPa454.0閃蒸罐內不控制液位或控制很低的液位，這樣黑水CO,0/%45.3在罐內的停留時(shí)間很短,所以也就不存在沉積與結CO2,4/%21.2垢,沒(méi)有結垢或結垢極少就不會(huì )出現堵塞問(wèn)題。在H2,φ/%36.7系統停車(chē)后多次進(jìn)人閃蒸罐內檢查,從未發(fā)現結垢CH.o/ x10-62 00.0及灰渣沉積的現象。由于閃蒸罐內液位控制得極(CO +H),q/%82.0低,閃蒸空間增大，避免了閃蒸罐超壓和閃蒸汽帶水的現象。另外由于對閃蒸系統采取了特殊的辦比煤耗,干煤/(CO + H2) ,/kg●ham -0.585比氧耗,02/(C0+H2)./m’ ●ham-3427.6法,閃蒸系統在運行中從未出現過(guò)管道、閥門(mén)磨漏的情況。自氣化裝置開(kāi)車(chē)以來(lái),閃蒸系統的運行一4獨特操作思路直很穩定。(1)將中心二氧化碳流量控制在1 000 m/h5結語(yǔ)左右,二次氧流量控制在2400 m/h(2個(gè)二次氧燒(1)非熔渣-熔渣分級氣化技術(shù)屬氣流床氣化，嘴各1200m'/h),以使高溫火焰在爐內的分布更與早期的固定床氣化、灰熔聚流化床氣化相比,具有趨合理，避免氣化爐拱頂超溫,延長(cháng)爐內耐火材料良好的環(huán)保性能,該技術(shù)將環(huán)境保護中傳統的“末端的使用壽命。治理”轉化為清潔生產(chǎn),屬于環(huán)保的煤氣化技術(shù)。(2)由于中心二氧化碳的加入,降低了主燒嘴2)非熔渣一熔渣分級氣化技術(shù)屬完全自主頭部的溫度,有效地保護了燒嘴頭部,延長(cháng)了燒嘴創(chuàng )新的技術(shù),具有自主知識產(chǎn)權。作為潔凈高效的產(chǎn)業(yè)化技術(shù),適合于大型化的煤化工裝置,可廣泛(3)二次氧的加入,使氣化爐內流場(chǎng)結構、物料混應用于煤基合成氣制備過(guò)程、煤制油、煤基多聯(lián)產(chǎn)合和濃度分布比較理想,為氣化反應創(chuàng )造了有利條件，發(fā)電系統等,應用前景非常廣闊。提高了碳轉化率,粗渣中殘碳含量降至15%以下。修改稿日期: 2008-12-25《化肥設計》全體同億恭祝您新春愉快!萬(wàn)事如意!