航天炉煤气化技术运行情况

航天炉煤气化技术运行情况

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HT-L煤气化技术的生产应用

HT-L煤气化工艺是航天十一所借鉴荷兰SHELL、德国GSP、美国TEXACO煤气化工艺中先进技术，配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。现将该工艺在煤化工项目中的应用介绍如下：

一、工艺介绍

1、磨煤与干燥系统

磨煤与干燥系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，两套系统一开一备，单套能力35吨/小时，目的是制造出粒度小于90微米的大于80%、水含量小于2%的煤粉。没有单独的石灰石加入系统，只是利用皮带秤通过比值调节将粒状石灰石加到输煤皮带上，一块进入磨煤机研磨。

2、加压输送系统

加压输送系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，目的是将制出的合格煤粉利用压差输送至气化炉进行燃烧气化。不同是V1205下面是三条腿，三条线输送，到烧嘴处汇合从烧嘴环隙呈螺旋状喷入炉膛。

3、气化及净化

烧嘴设计同GSP，采用单烧嘴顶烧式气化，气化炉采用TEXACO激冷工艺，气化炉升压到1MPa时，煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比进入气化炉，稳压1小时挂渣，炉膛内设置有8个温度检测点，可以作为气化温度的参考点，也可以判断挂渣的状态。设计气化温度1400-1600℃，气化压力4.0MPa。热的粗煤气和熔渣一起在气化炉下部被激冷，也由此分离，激冷过程中，激冷水蒸发，煤气被水蒸汽饱和，出气化炉为199℃ ，经文丘里洗涤器、洗涤塔洗涤后，194℃、固体含量小于0.2mg/m3的合成气送去变换。

4、渣及灰水处理系统

渣及灰水处理系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与TEXACO工艺相同。渣经破渣机，高压变低压锁斗，排到捞渣机，进行渣水分离，水回收处理利用；灰水经高压闪蒸、真空闪蒸后到沉降池，清水作为激冷水回收利用，浆水经真空抽滤后制成滤饼。

二、技术特点

1、原料的适应性

据设计方介绍，该工艺煤种适应性广，从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化，对于高灰份、高水分、高硫的煤种同样适用。龙宇生产用过两种煤，神木炭厂和永煤新桥，工况稳定，有效气含量基本能够达到设计要求，但由于神木炭厂的煤灰分含量低（＜10%），挂渣情况不是太好，炉膛上部还可以，下部基本挂不上渣。永煤新桥煤运行时间较短，还不能完全反应其结渣性。附神木炭厂和永煤新桥的煤质分析：

2、单系列能力

现设计单台气化炉生产能力为有效气体（CO+H2）4.2万NM3/H，可生产甲醇15-20万吨/年，正在研发年产甲醇35万吨的配套气化技术和设备。

3、设计碳转化率高，达到98%，渣中残碳控制在1-2%，实际残碳含量：2.74%，3.98%，1.59%；设计有效气含量90%，其中CO70%，H220%，实际见下面合成气分析：

注:煤粉输送介质为二氧化碳，负荷为60%

4、热效率

总的热效率为95-96%，实际冷煤气效率为80-83%，蒸汽产量只有3T/H，大部分的热量都由粗煤气及熔渣带入激冷水中，造成热量损失。

5、氧耗

设计生产每千方有效气耗氧330-360Nm3，实际生产中用新桥矿煤，60%的负荷时产的有效气及耗氧数据进行计算，每千方有效气耗氧为382.45 Nm3。

6、煤耗

原设计用固定碳为74%的鹤壁煤作为原料煤，煤耗为600Kg/KNm3有效气，实际生产中用新桥矿煤，60%的负荷时产的有效气及煤、氧数据进行计算，每千方有效气耗煤为693 Kg。

7、污水排放

设计每小时有9.76吨污水排放到水处理装置，实际运行中最高排放量达到20吨/小时，但平均排放量小于10吨每小时，基本达到了设计要求。

8、气化炉水冷壁

气化炉水冷壁采用盘管式，水管内径为DN40，保证水流量分配均匀，不会堵管使水流量过低造成爆管。但阻力较大，换热效果差。

三、关键设备及仪表

1、磨煤机

磨煤机采用沈重的G168型，运行效果较好，70%以下负荷磨辊加压到6.5MPa,70%以上负荷加压到7.5 MPa；磨出的煤粉80%以上小于90um，其中≤40um的占3-27%，一般在10%左右。售后服务较差。2、烧嘴

HT-L气化炉的烧嘴是航天十一所自己制造，与德国GSP气化烧嘴相似，只是煤粉喷入的方向有一些改变。采用点火烧嘴、开工烧嘴、煤烧嘴一体，点火烧嘴在中心，使用0.2 MPa的天然气，开工烧嘴采用天然气压缩机出口的1.7 MPa的天然气，炉膛升压到1.0 MPa后，三条煤粉管线同时投煤（由于氧管线只有一条，氧煤比按总量控制），投煤后，开工点火烧嘴退出。设计方说，烧嘴一般损坏的都是烧嘴头，烧嘴头需半年到一年更换一次（价格说不清）。试车三个月来，已更换三个烧嘴，说是烧嘴本身没有问题，只是为了试验减少烧嘴阻力。

3、HT-L气化炉

气化炉采用顶烧式，只要保证烧嘴压差，一般不会烧坏烧嘴。水冷壁采用盘管式，循环水分配环管相对均匀引出DN40的四根水管，四根水管平行环绕而成水冷壁，管与管之间有挂钉和翅片，挂砌耐火材料，炉膛共有八组测温点，测温元件镶嵌在耐火材料表面，测温数据显示可达1200℃，但设计方要求不要超过1000度，如超过1000度表明挂渣不好或炉膛超温。介绍说，安徽临泉航天炉测温点显示1800℃，水冷壁很快烧坏了。炉体下部采用TEXACO的激冷工艺，起到洗涤和冷却作用。

4、捞渣机

捞渣机采用青岛四洲的，由于运行时间短，负荷低，而且原料煤中灰分低，本体没有出现什么问题，但渣水泵打量不够，造成渣水溢流，准备更换为石家庄某厂的渣水泵（原为上海凯泉泵）。

5、煤粉质量流量计

煤粉质量流量计采用德国的SWR型，微波测量，不是速度计、密度计分开检测再在PLC中计算，而是速度计及密度计一体，直接输出数据，数据采集稳定，但较实际偏低。原订的美国热电产品未使用。

6、煤粉调节阀

煤粉调节阀用的是德国的SUFU，跟我厂一样，但已出现一次由于堵杂物损坏阀杆的事情。

7、煤粉三通阀

煤粉三通阀是北京航天十一所的产品，动作较慢，一般大于15秒，我厂采用丹麦的，动作时间在10秒左右。

8、气化炉产蒸汽流量表指示不准，龙宇操作工无蒸汽产量控制氧煤比操作经验，参考炉膛温度变化趋势及合成气组分。

四、问题

1、螺旋输送机运行不稳定，经常出现堵料、螺杆断等问题，准备更换为南京的。

2、三条煤粉循环管线跳一条，就要停炉，以免造成偏烧损坏水冷壁、烧嘴，这对长周期运行造成很大困难，必须保证煤粉的清洁，不造成煤粉阀的堵塞。曾出现过V1204的电容式料位计断，堵塞煤粉阀，造成停车。