第3期(總第148期)煤化工No.3(Total No.148)2010年 6月Coal Chemical IndustryJun.2010恩德粉煤氣化技術(shù)改進(jìn)的幾點(diǎn)建議金管會(huì)楚麗會(huì)田軍(呼倫貝爾東能化工有限公司,呼倫貝爾021500)摘要針對(duì)恩德粉煤氣化生產(chǎn)運(yùn)行中存在的問(wèn)題:煤氣中甲烷和二氧化碳含量高、原料煤干燥不適于生產(chǎn)需要、密相段料層過(guò)厚,提出相應(yīng)改進(jìn)措施,并討論了人爐蒸汽量、二次風(fēng)投用方式等工藝和操作的優(yōu)化問(wèn)題，以供同行生產(chǎn)廠家參考。關(guān)鍵詞恩德氣化 蒸汽流化床二次風(fēng)優(yōu)化文章編號(hào): 1005- 9598 (2010) -03-0048-03中圖分類(lèi)號(hào) :TQ546文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B針對(duì)流化床技術(shù)存在的爐頂部飛炭、底部排灰含1.2 原料煤干燥系統(tǒng)難以滿足生產(chǎn)需要碳量高、碳轉(zhuǎn)化率低、碳損失和熱損失大等問(wèn)題，多年原料煤含水量高，干燥壓力大,干煤輸送過(guò)程中來(lái),國(guó)內(nèi)外的許多研究者在提高流化床氣化效率方面經(jīng)常失火,經(jīng)過(guò)破碎和干燥后,煤的粒度比例嚴(yán)重失作了大量的創(chuàng)新工作,并取得重大突破。但是,因?yàn)榱髡{(diào),影響原料煤的安全輸送和發(fā)生爐的正常生產(chǎn)?；矚饣逃械奶匦詻Q定,爐內(nèi)溫度不能超過(guò)煤的灰1.3 密相段料層過(guò)厚熔融性溫度,否則運(yùn)行時(shí)容易結(jié)渣,嚴(yán)重影響排灰。由生產(chǎn)實(shí)踐證明,料層控制過(guò)厚,爐底排灰中含碳于爐內(nèi)溫度控制低,造成煤氣中的CO2和CH,含量高，量相應(yīng)減少,但這時(shí)二次風(fēng)區(qū)溫度也因而降低,沸騰嚴(yán)重影響恩德?tīng)t流化床氣化技術(shù)的發(fā)展。筆者基于目層和二次風(fēng)區(qū)的反應(yīng)惡化,生成的煤氣質(zhì)量差,特別前國(guó)內(nèi)恩德?tīng)t流化床氣化中有效氣體(C0+H2) 含量是煤氣中甲烷成分會(huì)增加。密相段厚度增加,還會(huì)使低,而CO2和CH,含量高等問(wèn)題,提出改進(jìn)措施,可供煤粒和粉塵大量帶出,不但造成了碳的損失,而且增同行生產(chǎn)廠家借鑒。加了設(shè)備的磨損和造氣洗滌水的處理難度。1恩德?tīng)t生產(chǎn) 運(yùn)行中存在的問(wèn)題2改進(jìn)的措施1.1煤氣中甲烷和二氧化碳含量高2.1 降低甲烷和二氧化碳含t沸騰爐因其工藝特性所決定，爐溫必須控制在降低甲烷和二氧化碳含量,最重要的是調(diào)節(jié)好爐灰熔融性溫度以下，否則會(huì)出現(xiàn)排灰困難、爐頂氣內(nèi)溫度，控制-次氣化風(fēng)量和二次氣化風(fēng)量的比例。體攜帶的灰固化結(jié)疤等問(wèn)題。由于爐溫只能控制在沸騰爐操作時(shí),-次風(fēng)量太小，將導(dǎo)致煤粉在爐內(nèi)密1 000C左右，所以煤中的揮發(fā)分很難徹底分解，同相段不能很好地流化燃燒。原則上- -次氣化風(fēng)量和二時(shí),二氧化碳的還原反應(yīng)也受到限制。次氣化風(fēng)量的比例分別為65%-75%和25% -35%。床層對(duì)于甲醇生產(chǎn)工藝，煤氣中甲烷和二氧化碳含量溫度偏低，又會(huì)造成煤粉帶到稀相段的負(fù)荷大增,為高時(shí),不僅造成煤的消耗增大,而且后部壓縮機(jī)功耗此,將密相段溫度控制在900"C~950C,稀相段溫度也會(huì)大大增高,因此,降低甲烷和二氧化碳含量一直控制在950C~1 100C。是造氣操作努力的方向且仍有較大發(fā)展空間。要改2.2解決煤干燥存在的問(wèn)題變這些狀況,必須依靠技術(shù)創(chuàng)新,以及擴(kuò)產(chǎn)改造、節(jié)能建議將棧橋皮帶改為卷皮帶,密閉輸送或采用斗降耗等工作的常抓不懈。提式輸煤裝置。同時(shí)應(yīng)考慮煤烘干的經(jīng)濟(jì)性,由于煤粉損中國(guó)煤化工-燥筒的轉(zhuǎn)數(shù),增加收稿日期:2010-01-14煤的| YHCNMHG燥風(fēng)的溫度。但應(yīng)作者簡(jiǎn)介:金管會(huì)(1952- ), 男,1973年畢業(yè)于吉林化工學(xué)注意干燥簡(jiǎn)出口氣溫度應(yīng)在100C-120C,以防止煤校,高級(jí)工程師,現(xiàn)從事煤化工生產(chǎn)技術(shù)工作。粉燃燒及溫度過(guò)低、降到露點(diǎn)以下,造成排灰系統(tǒng)掛2010年6月金管會(huì)等:恩德粉煤氣化技術(shù)改進(jìn)的幾點(diǎn)建議-49-灰問(wèn)題。3.1.2優(yōu)化蒸汽量的可行性分析2.3嚴(yán)格控制 密相段料層的適宜高度降低汽氣比,適當(dāng)放寬原料煤水分指標(biāo)。密相段料層的高度一般應(yīng)控制在1m- -2m范圍內(nèi),公司原料煤千燥系統(tǒng)雖然運(yùn)行,但原煤中的水分可在實(shí)踐中找出最佳控制高度。高,運(yùn)行成本高。尤為嚴(yán)重的是,干燥后的煤粉在輸煤過(guò)程中經(jīng)常自燃,給安全生產(chǎn)帶來(lái)威脅,所以煤烘干3工藝指標(biāo)和操作的優(yōu)化后,水分只能控制在20%-28%(設(shè)計(jì)值8%~ 12%)。適當(dāng)3.1 入爐蒸汽的優(yōu)化放寬原料煤烘干后水分指標(biāo)后，耗氧量會(huì)有所增加;3.1.1 優(yōu)化的目的及原因根據(jù)公司現(xiàn)在的生產(chǎn)負(fù)荷，空分過(guò)剩氧氣量約5 000根據(jù)沸騰爐氣化原理,氣化劑中氧氣與蒸汽的比m2/h,這些氧氣大部分被放空;所以,原料煤的含水量例與氣化反應(yīng)中吸熱量和放熱量、生產(chǎn)過(guò)程中熱量損適當(dāng)放寬之后,會(huì)相應(yīng)地增加耗氧量,但生產(chǎn)成本的失以及燃料性質(zhì)有關(guān)。增加是很少的。蒸汽用量過(guò)多,使C+2H.0=CO2+2H2的反應(yīng)充分,生3.2 二次風(fēng)投用方式的改變成氣中H2含量有所增加，氣體中CO2含量也相應(yīng)增按照恩德公司設(shè)計(jì)的操作方式:加,而C0含量下降,總有效氣CO+H2含量下降。此外(1)生產(chǎn)負(fù)荷在70%時(shí),才允許投用二次風(fēng);(2)大量未分解的蒸汽會(huì)帶走熱量,并使氣體攜帶粉塵二次風(fēng)汽氣比控制在2.0;(3)二次風(fēng)噴嘴處的流速多,增加煤耗。應(yīng)保持在50m/s~ 100m/s。蒸汽用量過(guò)少,經(jīng)濟(jì)上不合理,且易造成氣體質(zhì)目前,按照恩德公司設(shè)計(jì)組織生產(chǎn),遇到的問(wèn)題量惡化及操作不穩(wěn)定。目前,我們按照恩德公司提供是:負(fù)荷低于70%時(shí).沒(méi)投用二次風(fēng),大量煤粉不能在的汽氣比設(shè)計(jì)指標(biāo):蒸汽(kg)/O2(m)=2.0左右操作,反應(yīng)區(qū)截留、燃燒,造成煤粉帶出物多;反應(yīng)區(qū)溫度這與資料報(bào)道的純氧吹風(fēng)時(shí)，每m一次吹風(fēng)氣要加低,使有效氣體(CO+H2)含量低,而CO2和CH4含量高，2kg~3kg的蒸汽基本相符。有機(jī)物不能充分分解,對(duì)后面工序負(fù)面影響很大。因當(dāng)前出現(xiàn)的主要問(wèn)題是煤氣中CO體積分?jǐn)?shù)偏此,二次風(fēng)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)調(diào)整。低,在27%~31%,CO2體積分?jǐn)?shù)偏高(24%~28%),煤氣中3.2.1恩德?tīng)t開(kāi)車(chē)初期， 在爐內(nèi)反應(yīng)區(qū)溫度上升到有效氣成分不高,而各種消耗較高。針對(duì)上述問(wèn)題,結(jié)約800"C時(shí),就投用二次風(fēng)。特別是燃料的揮發(fā)分含合公司原料煤質(zhì)分析報(bào)告(活性950C時(shí),> 65%、灰量高、煤粉量多時(shí),更要及時(shí)加大二次風(fēng)量。.熔融性溫度T2>1140C、粒度0~20mm，其中0~4mm3.2.2通人二次風(fēng)時(shí),盡可能控制低汽氣比,這樣可的<40%、全水33%~35%)，及實(shí)際運(yùn)行情況,建議對(duì)入提高有 效氣體(C0+H2)含量,降低有機(jī)物的含量。爐蒸汽量進(jìn)行調(diào)整,尋找最佳蒸汽比例,以達(dá)到經(jīng)濟(jì)3.2.3二次風(fēng)噴嘴處的氣體流速，可根據(jù)風(fēng)量和噴運(yùn)行的目的。.嘴個(gè)數(shù)用下式來(lái)計(jì)算。針對(duì)進(jìn)爐前原料煤中含水量高的現(xiàn)狀,操作時(shí)要(1)及時(shí)減少一次氣化劑中蒸汽加入量,可以減至流化氣3 600(s)Xπ/4Drn速的下限。式中,W--二次風(fēng)嘴處的流速,/s;據(jù)資料報(bào)道和生產(chǎn)實(shí)踐證明,氣化劑和煤氣混合V一二次風(fēng)流量,m/h;氣的流速5m/s以上時(shí),氣體就可將原料顆粒吹起。因-噴嘴開(kāi)的個(gè)數(shù);此恩德?tīng)t一次氣化劑的汽氣比可以降至0.9左右。煤D-一噴嘴直徑,m。中水分在爐內(nèi)也會(huì)參加化學(xué)反應(yīng),所以,我們有必要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際,現(xiàn)在二次風(fēng)流量為2 000m2/h;過(guò)去探討降低汽氣比操作的問(wèn)題。熱蒸汽為4 000kg/h( 500om/h);使用直徑為65mm的單臺(tái)恩德?tīng)t在滿負(fù)荷時(shí),設(shè)計(jì)用蒸汽量為19t/h噴嘴共24個(gè),則噴嘴處的實(shí)際流速w.為:(純氧操作)。如果我們進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，將汽氣比從2.0降到0.9,則單爐蒸汽用量降到7t/h~9t/h,2臺(tái)WF 3600Xg/ADh爐每年可節(jié)約蒸汽16萬(wàn)t,其效益960萬(wàn)元/a。減蒸中國(guó)煤化工汽還可以降低煤氣中粉塵帶出物、系統(tǒng)阻力和氧耗，YHCNMHG降低廢鍋出口煤氣溫度,解決目前生產(chǎn)蒸汽不足的燃=24. 428m/s眉之急,起到事半功倍的效果。按設(shè)計(jì)指標(biāo)，二次風(fēng)流量應(yīng)占總氣量的25%~-50-煤化工2010年第3期35%,即額定煤氣量40 00m/h時(shí),按設(shè)計(jì)值氧氣量為徑65mm的噴嘴并不太適合,對(duì)此,建議將24個(gè)直徑9 200m/h,則上噴最大氧量為3 220m/h。設(shè)計(jì)蒸汽總65mm的噴嘴改為24個(gè)直徑40mm的噴嘴,其效果更好。量18000kg/h,上噴蒸汽量為7 875m/h。按設(shè)計(jì)條件,3.2.4如二次風(fēng)改為純氧或低汽/氣操作(據(jù)資料其流速Wz是:報(bào)道,國(guó)外溫克勒沸騰爐后來(lái)也發(fā)展到純氧操作),可在二次風(fēng)總管道上增設(shè)氮?dú)馇袛嚅y,當(dāng)系統(tǒng)- - 旦停氧3 600Xπ/4Dπ氣時(shí),氮?dú)馇袛嚅y就自動(dòng)打開(kāi),以防煤氣倒入氧氣管線。3 220+7 8753 600x0.785x0. 065X244總結(jié)=38. 72m/s計(jì)算結(jié)果表明,不論實(shí)際生產(chǎn),還是設(shè)計(jì)值,二次理論與實(shí)踐證明,降低人爐氣化劑汽氣比、提高風(fēng)噴嘴處流速較常規(guī)值偏低很多,所以就出現(xiàn)二次風(fēng)氧氣濃度,可以增加煤氣中有效氣成分;提高操作溫噴嘴頭部容易掛渣等問(wèn)題。因此,我們采取了減少上度,可以降低煤氣中cH,和有機(jī)物含量。因此,選擇適噴嘴投用個(gè)數(shù)的方法,來(lái)保證噴嘴流速,結(jié)果不但使宜的吹入氣流量是制氣過(guò)程的重要條件。此次擬定工爐底排灰量增加,煤氣中帶出物明顯減少,噴嘴掛疤藝調(diào)整將使恩德造氣過(guò)程開(kāi)始又一次重大的變革,也現(xiàn)象也得到改善。公司生產(chǎn)甲醇需要純氧操作,用直在節(jié)能減排工作中起到重要作用。Suggestions to Improve Undok Pulverized Coal Gasification TechnologyJin Guanhui, Chu Lihui and Tian Jun(The Hulunbeir East Energy Chemical Co., Ld, Hulunbeir 021500)Abstract Some problems exist in the Undok pulverized coal gasifier: the gas has high content of methane and CO2,drying the feed coal is dificult and the material layer at the dense flow sectin is too high. The paper gives some relevantsuggestions and discussed the optimization of the process parameters conceming steam amount to be injected into the gasi-fier, the change of the way how the secondary air is applied.Key words undok gasification, steam, fluidized bed, optimization of the secondary air《煤化工》期刊第七屆編委名單主編:閆少偉副主編:李好管安學(xué)琴衛(wèi)正義楊懷旺 王中剛 荊宏建編委委員(按姓氏筆劃排序):于義林于波于廣鎖王洋王兆文王祥云王祥光王永剛王金福.王樹(shù)東王文善王輔臣王秋旺王繼仁方德巍 韋朝海史士東劉有智劉曉勤曲思建任相坤任培兵朱廷玨 朱道藩朱起明鄔來(lái)栓李大尚李凡李文李華民李?yuàn)^明李錄彥張東亮張林張軍營(yíng)張志炳張秀云張鴻林季廣祥陳家仁杜銘華邱介山湯允金涌范立明林彬彬於子方房鼎 業(yè)鄭明東羅道成周紅軍趙持恒胡益中國(guó)煤化工頂友謙倪維斗徐京磐唐文騫唐宏青賈明:MHCNMHGR正謝克昌曾紀(jì)龍韓怡卓韓喜民韓梅雍永祜熊道陵魏賢勇