粉煤加壓氣化制備合成氣技術(shù)姜趙旨厚李超聯(lián)(兗礦新疆煤化工有限公司新烏魯木齊830011)摘要:我國具有自主知識嚴權(quán)的氣流床粉煤加壓氣化技術(shù)中試裝置各項技術(shù)指標(biāo)優(yōu)越有效氣成分89-93%,碳轉(zhuǎn)化率9899%,比氟耗300-320Nm'O2/100Nm3(C0+H2),比煤耗530-540kg煤/1000Nm3(CO+H2)冷煤氣效率≥84%,達到國際先進水平。與有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵調(diào):煤粉;氣流床;加壓氣化;煤媒氣化doi:10.3969j.issn.1008-0155.2012.09.039日分類號:F407.21文獻標(biāo)志碼:A文章編號:1008-0155(2012)09-0076-02前言建設(shè)與運行工程經(jīng)驗參照情況下自主創(chuàng)新形成的。經(jīng)氣流床煤氣化是當(dāng)今國際上最先進的煤氣化技過中試實踐探索,在工程方面積累了許多寶貴經(jīng)驗。術(shù),與水煤漿氣化技術(shù)相比,粉煤氣流床加壓氣化技術(shù)1.2.1工藝參數(shù)與條件具有煤種適應(yīng)性廣、原料消耗低、碳轉(zhuǎn)化率高、冷煤氣全面打通了磨煤干燥制粉、粉煤密相輸送的安全效率高煤處理量大、潔凈、高效等技術(shù)優(yōu)勢,代表了煤穩(wěn)定可控供料、氣化及激冷洗滌等工藝流程,特別是核氣化技術(shù)的發(fā)展主流,有更強的市場競爭力。具有自心技術(shù)經(jīng)受了考驗。通過裝置運行,掌握了制粉工藝主知識產(chǎn)權(quán)的粉煤加壓氣化中試裝置試驗成功,并于條件及其調(diào)控方法、粉煤輸送與加料同步協(xié)調(diào)的重要2004年12月21日通過科技部主持的課題專家委員會參數(shù)與工藝條件、氣化爐運行操作參數(shù)、氣化工藝指標(biāo)驗收,專家委員會認定“該技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán),填的調(diào)節(jié)優(yōu)化方法等。并且實現(xiàn)了四噴嘴運行與兩噴嘴補了國內(nèi)空白,工藝技術(shù)指標(biāo)達到了國際先進水平?！边\行間的快速、方便切換,使該技術(shù)在操作負荷調(diào)整上這標(biāo)志著我國已經(jīng)攻克了粉煤加壓密相輸送、中試裝具有更大的靈活性。置設(shè)計建設(shè)與操作等關(guān)鍵技術(shù),并取得了國際領(lǐng)先水1.22設(shè)備與儀表平的重大成果,隨后又率先在國際上實現(xiàn)了以CO2為粉煤介質(zhì)不同于氣體、液體與漿體,對設(shè)備與儀表輸送介質(zhì)的粉煤氣化中試運行,獲得了重要的工藝運有更特殊的要求。在中試裝置上,重點對粉煤加料與行數(shù)據(jù)。這項重要的研究進展對于提升粉煤具加壓氣輸送關(guān)鍵設(shè)備和儀表性能進行了全面考察。及時解決化技術(shù)的先進性,拓展其應(yīng)用領(lǐng)域生產(chǎn)甲醇、二甲醚、了部分儀表閥門在運行中暴露出的異?，F(xiàn)象和問題,醋酸、烯烴等,以及重要石油化工替代產(chǎn)品的龍頭技術(shù)為該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和儀表設(shè)備國產(chǎn)化獲得了經(jīng)驗。特開發(fā)具有重要意義。別是在對進口固體質(zhì)量流量的性能識別與把握、標(biāo)定1粉煤加壓氣化技術(shù)研究開發(fā)與使用方法上教訓(xùn)與收獲頗多。1實驗室研究,重點攻克關(guān)鍵技術(shù)1.2.3安全與控制通過研究輸送料罐結(jié)構(gòu)形式、輸送管道尺寸、彎管系統(tǒng)安全與控制是確保中試裝置運行的關(guān)鍵。針形式輸送氣體分配方式、粉煤均勻分配方法、噴嘴結(jié)對粉煤氣化系統(tǒng)的特殊安全要求,經(jīng)過分析研究與實構(gòu)尺寸粉煤流量穩(wěn)定控制方法等掌握了粉煤密相輸踐探索制定出一整套安全與控制連鎖方案。包括開送過程規(guī)律,形成了專利技術(shù),提出中試裝置粉煤加壓停車物流配送切斷順序與時間、系統(tǒng)升降壓控制連鎖密相輸送工藝,為確保高壓下將粉煤密相、穩(wěn)定可控地程序、粉煤輸送程控方案等。攻關(guān)課題形成了如下成輸送人氣化爐奠定了堅實基礎(chǔ)。另外,在研究測試關(guān)果①粉煤加壓氣化制備合成氣的加料裝置;②粉煤加鍵閥門的調(diào)控性能上,特別是測量粉煤流量的進口固壓氣化制備合成氣設(shè)計軟件包;③粉煤加壓氣化制備體質(zhì)量流量計方面做了大量摸索與研究工作,確保了合成氣中試裝置設(shè)計、建設(shè)與操作技術(shù)(含DCS和中試裝置的順利開車運行。PLC)。1.2中試裝置運行,探索并掌握整體技術(shù)2中試裝置流程與運行技術(shù)指標(biāo)系統(tǒng)分新建單元和利舊改造單元。其中新建單元2.1氣化流程為粉煤制備單元、粉煤輸送與循環(huán)單元;利舊整改單元粉煤加壓氣化中原煤除雜后送人磨煤機破碎,同是指氣化單元、合成氣洗滌與渣水閃蒸處理單元。與時由經(jīng)過加熱的低壓氮氣將其干燥,制備出合格煤粉大多數(shù)國產(chǎn)化技術(shù)采取的引進一一消化吸收—創(chuàng)新存于料倉中加熱甲任壓短氣大部分可循環(huán)使用。料模式不同,粉煤加壓氣化技術(shù)是在國內(nèi)尚無任何設(shè)計、倉中的煤粉中國煤化玉氮氣的輸送下,通收稿日期:2012-07-20CNMHG作者筒介:姜磊(1982-),男畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè),助理工程師現(xiàn)在充礦新疆煤化工有限公司從事煤氣化試驗研究工作。76過氣化噴嘴進入氣化爐。汽化劑氧氣、蒸汽也通過氣2.2技術(shù)指標(biāo)與特點化噴嘴進入氣化爐,并在高溫、高壓下與粉煤進行氣化為便于比較,中試裝置氣化用煤為兗礦魯南化肥反應(yīng)。出氣化爐的高溫合成氣經(jīng)激冷洗滌后并人兗廠德士古( Texaco)水煤漿氣化工業(yè)裝置用煤質(zhì)分析。礦魯南化肥廠造氣車間合成氣管線。熔融灰渣在氣化·建成的粉煤加壓氣化中試裝置煤處理能力為15-4v爐激冷室中被激冷固化,經(jīng)鎖斗收集,定期排放。洗滌d,操作壓力2.0~2.5MPa,操作溫度1300~1400~C。塔出來的黑水經(jīng)過二級閃蒸,水蒸氣及一部分溶解在根據(jù)裝置運行負荷與工藝條件不同,中試裝置運行的黑水中的酸性氣CO2、H2S等被迅速閃蒸出來,閃蒸氣典型合成氣組成見表1。表1還列出了謝爾(Shel)粉經(jīng)冷凝、分離后與氣化分廠生產(chǎn)系統(tǒng)的酸性氣一并處煤氣化的合成氣組成,可見中試合成氣組成和She技理,閃蒸黑水經(jīng)換熱器冷卻后排入地溝,送氣化分廠的術(shù)基本一致。生產(chǎn)裝置污水處理系統(tǒng)。將自創(chuàng)技術(shù)與其他幾種氣化技術(shù)的技術(shù)指標(biāo)比較中試氣化爐為自主知識產(chǎn)權(quán)的四噴嘴對置式結(jié)列于表1。從表1可以看出,粉煤加壓氣化技術(shù)消耗構(gòu),氣化爐上部水平對置安放的4個噴嘴使物料進爐低,碳轉(zhuǎn)化率高,在氣化爐條件或煤種相同情況下,比后形成撞擊流。氣化爐為底部氣、渣同向排出的豎直水煤漿氣化技術(shù)節(jié)氧16%-21%,節(jié)煤2%~4%,有圓筒結(jié)構(gòu),內(nèi)襯耐火磚。這種撞擊流氣流床在強化熱效氣成分高6%-10%。雖然所用煤種不同,其結(jié)果質(zhì)傳遞過程方面有顯著優(yōu)勢。Shell和GSP氣化技術(shù)處于相同水平表1幾種不同氣化技術(shù)指標(biāo)比較表裝置材料CO+H2,%|碳轉(zhuǎn)化率,%比癢耗/m3.m3比煤耗/kgmO200(Cc0+H2)]/[100(co+H2)]煤種多噴嘴對置氣化爐媒粉89-93300-320530-540灰分9.14%「水煤漿>9880灰分767%德土古裝置水煤漿≈83≈644灰分9.14%Shell煤粉>99340灰分18%GSP煤粉≈91>99584灰分12.5%3發(fā)展前景及意義目,實施自主創(chuàng)新的粉煤加壓氣化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,該項目加壓氣化技術(shù)是國家大力發(fā)展的潔凈煤技術(shù)之規(guī)模為年產(chǎn)50萬噸合成氨。隨著我國現(xiàn)代煤化工的“粉煤加壓氣化制備合成氣技術(shù)”,被煤炭工業(yè)技崛起與發(fā)展粉煤加壓氣化制備合成氣這一具有明顯術(shù)委員會評為2004年度煤炭工業(yè)十大科技成果。粉優(yōu)勢的新技術(shù)必將得到廣泛的應(yīng)用,前景十分廣闊煤氣化中試裝置的建成與成功運行,是我國煤氣化技術(shù)進人國際先進行列的又一個里程碑。打破了國外跨國公司對粉煤氣化技術(shù)的壟斷,大大縮小了與國際先進水平的差距,為我國能源和煤化工市場提供了新的參考文獻自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的選擇。對于清潔、高效利用我國[1]龔欣,等.自主創(chuàng)新的氣流床粉煤加壓氣化技術(shù)[].大氮肥,2005,28(3):154-155豐富煤炭資源滿足國民經(jīng)濟與社會可持續(xù)發(fā)展具有[2]龔欣等.新型(多噴嘴對置式)水煤漿氣化爐[節(jié)能與重要意義。該粉煤加壓氣化新技術(shù)將在國家“十一五環(huán)保,2001,6:15-17科技計劃支持下應(yīng)用于兗礦貴州能化開陽合成氨項[3]于廣鎖等.氣流床煤氣化的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代化工,2004,24(5):23-26(責(zé)任編輯:焦蓬華(上接第137頁)系,設(shè)一定的機構(gòu),專人負責(zé),定期對保護區(qū)進行巡查③加強管理,對施工的工人進行宣傳教育,禁止將對出現(xiàn)傾倒、歪倒杜松應(yīng)及時扶栽補償;固廢和污水隨意排棄;固廢需要臨時堆放的,禁止占用④礦井生產(chǎn)過程中應(yīng)加強職工防火安全教育,制杜松自然保護區(qū)的土地,且不得長時間堆放。對臨時定相關(guān)的防火措施及應(yīng)急預(yù)案;堆放的固廢要求進行覆網(wǎng)加以覆蓋,同時建議將施工⑤建設(shè)單位在營運期間設(shè)置地表移動變形觀測地段用編織布等圍欄站,以觀測開采,確保杜松自然保護區(qū)的安全和采區(qū)的④礦井生產(chǎn)過程中還應(yīng)加強職工防火安全教育,安全開采。制定相關(guān)的防火措施及應(yīng)急預(yù)案;⑤建設(shè)期臨時占用的土地在施工結(jié)束后應(yīng)及時進行植被恢復(fù)。4.2營運期保護措施參考文獻①建設(shè)單位應(yīng)高度重視項目實施中杜松自然保護1]李景俠等陜西省地方重點保護植物及保護對策[西北林學(xué)院學(xué)報199914(3)6-12區(qū)的保護工作[2]褚勝利,等中國煤化工杜松群落特征研究②杜松保護區(qū)設(shè)立標(biāo)示牌,按照相關(guān)規(guī)范及要求[J].干旱留設(shè)保護煤拄,保護煤柱內(nèi)的資源實施禁采CNMHG[3]陜西省自烈↓m」.又匙四出版社,2011,4③建設(shè)單位應(yīng)與“杜松保護區(qū)”管理部門建立聯(lián)(責(zé)任編輯:陳凌霄)77