多噴嘴對置式粉煤氣化技術(shù)研發(fā)及應用

第4期中氮肥No.42013年7月M-Sized Nitrogenous Ferilizer ProgressJul.2013試驗與研究多噴嘴對置式粉煤氣化技術(shù)研發(fā)及應用閆鳳芹(水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心，山東滕州277527)摘要]多噴嘴對置式粉煤氣化爐是我國自主研發(fā)的一種煤氣化裝置，具有碳轉化率高，氧耗、煤耗低,操作靈活，環(huán)保性能好等優(yōu)點(diǎn)。對多噴嘴對置式粉煤氣化中試裝置和水冷壁粉煤氣化中試裝置進(jìn)行了介紹,著(zhù)重介紹了水冷壁粉煤氣化中試裝置燒高灰熔點(diǎn)煤試驗及水冷壁掛渣情況，并就其應用前景做了闡述。[關(guān)鍵詞]多噴嘴對置;粉煤氣化;水冷壁[中圖分類(lèi)號] TQ546 [文獻標識碼] B [文章編號] 1004 - 9932(2013)04 -0048 -03Development and Application of Pulverized-Coal Gasifierwith Opposite Configurated Multi-burnerYAN Fengqin(National Engineering Research Center for Coal- water Slurry Gasificationand Coal Chemical Industry, Tengzhou 277527, China)Abstract: Pulverized-coal gasifer with opposed multi-burner was independently developed by home group.The gasifier has advantages of high carbon conversion rate，lower oxygen and coal consumption, ease opera-tion, low emission and so on. This paper introduces the pilot test of two types of pulverized-coal gasifier, onewith hot wall, another with cold wall, with focus on introduction of gasification of high ash fusion point coaland deposition condition of fused ash on cooling screen, describes the prospect of its application.Key Words: opposite configurated multi-burmer; pulverized-coal gasification; cooling screen煤氣化是煤潔凈高效利用技術(shù)，在新型煤化工項目中，為大型煤化工企業(yè)的技術(shù)選型提供了工和能源轉化技術(shù)中起著(zhù)重要作用。但由于新的選擇。種種原因，長(cháng)期以來(lái)我國沒(méi)有自主知識產(chǎn)權的大1多噴嘴對置式粉煤氣氣化中試裝置(熱壁爐)規模煤氣化技術(shù)。為擺脫國外大型煤氣化技術(shù)的壟斷，兗礦集團有限公司與華東理工大學(xué)合作，“十五”期間，在兗礦魯南化肥廠(chǎng)建設了日先后成功開(kāi)發(fā)出多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)和處理30 t煤的粉煤加壓氣化中試裝置。2004年9多噴嘴對置式粉煤氣化技術(shù)，在氣化領(lǐng)域獲得月進(jìn)入化工投料開(kāi)車(chē)運行階段，12 月6日進(jìn)入30余項專(zhuān)利。該技術(shù)在裝置投資、建設運行、72 h考核運行，率先在國內展示了氣流床粉煤經(jīng)濟效益等方面有顯著(zhù)優(yōu)勢，可廣泛應用于傳統加壓氣化技術(shù)的優(yōu)越性[2。煤化工原料結構調整、技術(shù)升級改造及新型煤化1.1 中試裝置流程原煤除雜后送人磨煤機破碎，同時(shí)由經(jīng)過(guò)加熱的低壓氮氣制白出個(gè)煤粉存于料[收稿日期] 2012-12-11[修稿日期] 2013-01-07中國煤化工{作者簡(jiǎn)介]閆鳳芹(1973-),女,工程師,主要從事煤氣化倉中。粉煤經(jīng)YHCNMH置在同一平技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。面的工藝燒嘴寸氧氣、杰幾一起對噴進(jìn)入氣化.第4期閆鳳芹:多噴嘴對置式粉煤氣化技術(shù)研發(fā)及應用●49.爐。出氣化爐的高溫合成氣經(jīng)激冷、洗滌后并人的停車(chē)，可保證氣化爐長(cháng)周期、高效、穩定運造氣車(chē)間合成氣管線(xiàn)。熔融灰渣在激冷室中被激行，對大型化、連續化生產(chǎn)的意義非常重大。冷固化，經(jīng)鎖斗收集，定期排放。黑水經(jīng)過(guò)2級水冷壁氣化爐既適應干煤粉進(jìn)料，又適合于閃蒸，水蒸氣及部分溶解在黑水中的酸性氣被閃水煤漿進(jìn)料，其水冷壁式內襯與熱壁氣化爐蒸出來(lái)，冷凝、分離后與氣化分廠(chǎng)生產(chǎn)系統的酸(爐襯為耐火磚)相比不但使用周期長(cháng)，而且可性氣一并處理，閃蒸后的黑水經(jīng)換熱器冷卻后送以氣化灰熔點(diǎn)高達1 600~1 700 C的煤種(2]氣化分廠(chǎng)污水處理系統。(耐火磚結構要求煤灰熔點(diǎn)低，一般≤1 4001.2 中試裝置運行操作條件C)。2007年，在原有的多噴嘴對置式粉煤氣化日處理煤15 ~45 t,氣化壓力2.0 ~ 3.0中試裝置上新建了水冷壁氣化爐中試系統，開(kāi)展MPa,氣化溫度1 300~1 400 C，粉煤流量水冷壁氣化爐的研發(fā)，形成了具有自主知識產(chǎn)權1 200~1 800 kg/h,氧氣流量650~1100 m'/h,的水冷壁粉煤氣化技術(shù)。蒸汽流量180 ~550 kg/h,氧煤比為0.5 ~0.62.1中試裝置流程m'/kg，蒸汽煤比為0~0.3 kg/kgo粉煤制備與輸送系統、合成氣洗滌及渣水處1.3 中試裝置考核結果理系統沿用原多噴嘴對置式粉煤氣化中試裝置流在72h考核運行過(guò)程中采用四噴嘴進(jìn)料,程，新增水冷壁氣化爐、汽包、粉煤及氧氣控制氣化爐負荷調節方便，具有較大的操作彈性，氣系統、粉煤輸送系統。氧氣、蒸汽、粉煤經(jīng)工藝化裝置及煤粉輸送系統運行平穩、安全、可靠,燒嘴從氣化爐頂部噴人氣化爐，來(lái)自管網(wǎng)的鍋爐合成氣中有效氣(CO+H2)含量>90.4%，比水進(jìn)人汽包，經(jīng)水冷壁給水泵加壓送往水冷壁,氧耗為293 m'(02)/1 000 m'(CO+H2)，比煤耗減壓后進(jìn)人汽包: -部分水汽化為0.5 MPa蒸汽為523 kg( 煤)/1000 m'(CO+H2),碳轉化率>并人蒸汽管網(wǎng);一部分水經(jīng)水冷壁給水泵加壓后98. 2%，冷煤氣效率為84. 2%。返回水冷壁。中試原煤來(lái)自魯化Texaco氣化生產(chǎn)裝置,水冷壁粉煤氣化中試裝置建成后，首先以本在采用同樣煤種的情況下，多噴嘴對置式粉煤氣地低灰熔點(diǎn)煤進(jìn)行開(kāi)發(fā)性化工投料試驗，氣化爐化中試裝置的整體工藝指標優(yōu)于Texaco氣化裝運行平穩，各項技術(shù)指標優(yōu)異，證明水冷壁氣化置和多噴嘴對置式水煤漿氣化中試裝置,表現出爐結構合理。隨后又使用了本地高灰熔點(diǎn)煤等特有效氣成分高、碳轉化率高、比氧耗低、比煤耗殊煤種進(jìn)行試驗，相繼完成了北宿-鮑店混煤、低等優(yōu)勢。鮑店煤、田壩煤、南屯煤的中試試燒，其中田壩煤為貴州開(kāi)陽(yáng)工業(yè)示范裝置用煤，南屯煤為高灰2水冷壁粉煤氣化中試裝置 (冷壁爐)熔點(diǎn)煤。針對高灰熔點(diǎn)煤，研究了添加助熔劑以目前使用廣泛的氣流床熱壁型氣化爐均采用及不同煤種混配對灰熔點(diǎn)的影響情況。最初試燒耐火磚為爐襯，不同程度地受到耐火磚壽命有限低灰熔點(diǎn)煤，即北宿煤，接著(zhù)采用混配煤進(jìn)行操和煤種適應性窄的困擾:耐火磚受到爐渣侵蝕、作溫度的過(guò)渡，隨后氣化灰熔點(diǎn)高于1 400 C的氣流沖刷等影響，需要定期更換，運行維護費用煤，逐漸提高水冷壁氣化爐的操作溫度。高，無(wú)法實(shí)現氣化裝置的長(cháng)周期高效運轉;受耐2.2高灰 熔點(diǎn)煤試燒試驗火材料限制，無(wú)法氣化高灰熔點(diǎn)煤;耐火磚的制對于不同煤種，需要對煤的灰熔融特性進(jìn)行造原料對環(huán)境危害大，也成為制約熱壁爐發(fā)展的預先測試和研究，以確保水冷壁上能形成適度的因素。渣層，對水冷壁起到保護作用，同時(shí)又能夠使氣采用水冷管的冷壁型氣化爐利用熔融灰渣遇化爐順利排渣。2008 年，選擇灰熔點(diǎn)1 420 C的冷壁發(fā)生相變后粘在冷壁表面形成渣層，“以渣鮑店煤(煤質(zhì)分析數據如表1)為試燒煤種進(jìn)行抗渣”方式來(lái)保護襯里不受侵蝕，對水冷管起高灰熔點(diǎn)煤試燒試驗。到保護作用，使得水冷壁氣化爐的壽命優(yōu)于以耐經(jīng)過(guò)優(yōu)化運行高在惋占世試些比較穩定,中國煤化工火磚為爐襯的氣化爐。水冷壁爐襯設計壽命為水冷壁溫升:n2/h, 熱損CNMH Giz15 a以上，不存在因經(jīng)常更換爐襯導致生產(chǎn)裝置失13%左右,A小兒表2。YH.