HT-L航天炉煤气化工艺培训讲义

冷煤气效率(%)
煤气化热效率(%) 原料煤输送形式 烧嘴寿命 水冷壁或耐火砖 寿命 原料煤的适应性
80–83
~
80–83
96 干粉,气体输送 10年,每1.5年维修头部 水冷壁呈多段竖管排列，水 路复杂，合金钢材质，制造 难度大，寿命>10年 气化原料煤几乎函盖从褐煤 到无烟煤的所有煤种，可以 实现原料煤本地化 因有激冷气压缩机和反吹气 压缩机,所以电耗较高
上线时间
93年 94年 96年 04年 04年 04年 04年 04年 04年
数量
2台 4台 4台 4台 4台 4台 4台 4台 4台
黑龙江 浩良河化肥厂
6″ 10″ 4″
中石化 金陵化肥厂
6″ 8″
目前正在为下列用户：陕西神木甲醇厂、南京化学工业公司化肥厂、上海焦化总厂 生产黑水调节阀产品，其中南化公司化肥厂的阀门最高单级压降达8MPa，阀体及内件材料为 超级双相钢2507和碳化钨硬质合金。
用户
鲁南化肥厂 上海焦化总厂
口 径
4″ 4″ 6″ 4″
压 力 等 级
600Lb 600Lb 600Lb 600Lb 600Lb 150Lb 600Lb 600Lb 150Lb
主 要 材 质
1Cr18Ni9Ti、碳化钨 Incoloy825、碳化钨 Incoloy825、碳化钨 Incoloy825、碳化钨 Incoloy825、碳化钨 Incoloy825、碳化钨 Incoloy825、碳化钨 Incoloy825、碳化钨 Incoloy825、碳化钨
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HT–L粉煤加压气化工艺
HT–L、Shell、Texaco三种气化指标比较
名称 比氧耗(Nm3/KNm3) 有效气成分 CO+H2(%) 碳转化率(%) HT–L 330-360 89–91 >99 Shell 330-360 89–93 >99 Texaco 410-430 78–81 >98
219 16 220 45 220 45 400 15 240
锁斗循环泵
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HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
立式高速泵
型号
GSB-L1 GSB-L2 GSB-L3
流量 m3/h 3~100 3~60 3~100
扬程 m 200~1920 100~580 200~1920
转速 r/min 4800~23700 5000~14179 9400~23700
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HT–L煤气化工艺系统介绍
2、工艺流程：
备煤系统
原料煤 S-1103 粉煤过滤器 V-1302 中压汽包 P-1301A/B 汽包循环泵 V-1201 粉煤贮仓 E-1309 氧气加热器 V-1309 氧气缓冲罐 中压蒸汽
气化及合成气洗涤系统
锅炉给水 中压过热蒸汽 氧气 粗合成气去火炬 粗合成气 脱盐水 闪蒸气去火炬
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HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
激冷水循环泵
型号 流量 m3/h 20 100 27 220 25 25 32 CSBWy 扬程 m 35 130 26 120 80 20 17 47 27 140 21 120 20 140 21 88 入口压力 bar(G) 33 29 41 41 20 67 41 41 42 43 41 41 67 67 41 41 电机功率 kW 7.5 75 7.5 132 18.5 15 7.5 55 7.5 132 11 132 18.5 220 7.5 132 数 量 4 4 4 4 2 2 2 2 4 5 6 9 1 1 ３ ３ 已交/山西丰喜 已交/渭河化肥厂 已交/金陵化肥厂 已交/陕西神木 04/ 浩良河化肥厂 98/天津碱厂 97 /渭河化肥厂 已交/柳州化肥厂 使用日期/厂家 93/鲁南化肥厂
粉煤煤气化烧过的煤种的特性 煤种分析项目 总水(AR;%) 灰分(%;MF) 粉煤气化炉烧过的煤种 数据范围 4.5-30.7 5.7-35.0
含氧(%;MF)
总硫(%;MF) 总氯(%;MF) Na2O(%:on Ash) K2O(%:on Ash) CaO(%:on Ash)
5.3-16.3
0.3-5.2 0.01-0.41 0.1-3.1 0.1-3.3 1.2-23.7
Fe2O3(%:on Ash)
SiO2 (%:on Ash) Al2O3 (%:on Ash) 高热值(MJ/kg;MF)
5.9-27.8
24.9-58.9 9.5-32.6 22.8-33.1
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HT–L粉煤加压气化工艺
5、HT-L煤气化技术典型粗煤气成分 (氮气输送）
成分
单位
H2
转速 r/min 6159~29544 6700~9018 7000~16000
电机功率 kW 5.5~22 22~55 160~315
首批 使用 年代 1988 1991 1993
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HT–L煤气化工艺系统介绍
4、对煤质的要求及用煤的处理
HT–L煤气化工艺的原料是干煤粉，用 高压氮气或加压CO2输送入气化炉，对 煤种的适用范围宽，能够以当地煤种为 原料，而且碳转化率超过99％。该工艺 过程对煤的特性，例如煤的粒度、粘结 性、含水量、含硫量、含氧量及灰分含 量均不敏感，但对于灰熔点较高的煤如 灰熔点＞1400℃须加入助熔剂(石灰石)， 改变溶渣性能。
电机功率 kW
45~132 5.5~37 160~315
首批使 用年代
1992 1993
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HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
卧式高速泵
型号 GSB-W2 GSB-W3 GSB-W5
流量 m3/h 0.5~28 3~50 10~120
扬程 m 70~500 150~550 300~1700
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HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
气化烧嘴
正常流 量 kg/s 7.76 0.67 6.29 0.24 0.14 最大流 量 kg/s 9.3 0.89 6.92 0.69 温 度 ℃ 80 80 180 300 20 压力 Mpa 4.1 4.1 4.15 5.0 0.3
物料名称 煤粉 氮气 氧气 蒸汽 液化气
V%
CO
V%
பைடு நூலகம்CO2
V%
CH4
V%
N2
V%
H2S
V%
COS
V%
HCN
NH3
mg/m3 mg/m3
无烟煤粉
褐煤及 烟煤
27
30
64
60
3
3.5
<0.1
<0.1
5.5
6.2
0.36
0.20
0.04
0.02
1.0
1.0
0.4
0.24
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HT–L粉煤加压气化工艺
7、气化装置关键技术指标: 产气率： 1.6478 Nm3/Kg 比煤耗：606.9 Kg/KNm3
北 京 航 天 动 力 研 究 所 北京航天石化技术装备工程公司
HT–L煤气化工艺介绍
中国航天科技集团公司
HT–L煤气化工艺系统介绍
1、主要技术路线：干煤粉作原料 采用激冷流程
• • • • • •
主要特点： 技术先进，具有的热效率(可达95%) ，碳转化率高(可达99%)； 气化炉为水冷壁结构结构，气化温度能到1500至1700度； 对煤种要求低，可实现原料本地化； 具有自主知识产权，专利费用低； 关键设备全部国产化，投资少。
气化炉专利号： 发明申请号：XXXX10053511.0
已 申 请 专 利
实用新型申请号：XXXX20005280.1 烧嘴专利： 发明申请号：XXXX10079701.X 实用新型申请号：XXXX20110717.8
破渣机专利：
发明申请号：03141353.6 实用新型申请号：03272196.X
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86 水煤浆,泵输送 每1.5个月维修头部 昂贵的耐火砖只能用一年
95
干粉,气体输送 10年,每6个月维修头部 水冷壁结构简单，属圆筒盘 管型，水路简单，易制造， 寿命>10年 气化原料煤几乎函盖从褐煤 到无烟煤的所有煤种，可以 实现原料煤本地化 低
对煤种要求高（灰熔点低 于1250度，成浆性好）,无 法实现原料煤本地化 低
6
7 8 9 10
上海惠生
湖北双环 柳州化工 云天化 云占化
3
1 1 1 1
05.3订货
04.3交货 05.3交货 05.4订货 05.5订货
德士古
壳牌 壳牌 壳牌 壳牌
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HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
热风炉 （惰性气体发生器）
№ 工程名称 24万吨复合磷 肥装置磷铵干 燥机热风炉 24万吨复合磷 肥装置磷铵干 燥机热风炉 36万吨复合磷 肥装置磷铵干 燥机热风炉 20万吨复合磷 肥装置磷铵干 燥机热风炉 15万吨复合磷 肥装置磷铵干 燥机热风炉 30万吨复合磷 肥装置干燥机 热风炉 30万吨复合磷 肥装置干燥机 热风炉 主要技术参数及项目概况 1.热负荷：（200～500）×104 Kcal/h 2.热风温度：343℃ 3.热风流量：7500 m3/h 1.热负荷：（430～550）×104 Kcal/h 2.热风温度：270℃ 3.热风流量：10000 m3/h 1.热负荷：500×104 Kcal/h 2.热风温度：90～135℃ 3.热风流量：50000~135000 m3/h 1.热负荷：（100～200）×104 Kcal/h 2.热风温度：120～150℃ 3.热风流量：90100 m3/h 1.热负荷：（150～500）×104 Kcal/h 2.热风温度：120～150℃ 3.热风流量：110000 m3/h 1.热负荷：（150～450）×104 Kcal/h 2.热风温度：120～350℃ 3.热风流量：176470 m3/h 1.热负荷：（150～550）×104 Kcal/h 2.热风温度：120～350℃ 3.热风流量：206470 m3/h 交付 日期 1991 1995 用户名称 江西贵溪化肥厂 湖北黄麦岭化工集 团公司
状态 固 气体 气体 气体 气体
点火氧气
气体
0.67
20
0.4
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HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
破渣机
序号 1 2 3 4 5 使用单位 上海焦化厂 浩良河化肥厂 德州化肥厂 金陵化肥厂 南京大化 数量(台) 1 2+1 2+3 3 1+1 应用时间 94.12 04.4 04.10 04.10交货 05.2交货 备注 德士古 德士古 德士古 德士古 德士古
V-1205 粉煤给料罐
三条相同 的进煤管 线
Q-1401/V-1411 捞渣机
T-1401 灰水罐
S-1401 沉降槽
污水
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HT–L粉煤加压气化工艺
3、关键设备
HT–L粉煤气化炉
气化压力：4MPa 气化温度：1400—1700℃ 设计炉型能力：42000Nm3/h（CO+H2） 单炉能力： 20000—75000Nm3/h（CO+H2） 炉体材料：15CrMoR+316L 水冷盘管材料：15CrMo
V-1101 原料煤贮仓 X-1101 称重给煤机
C-1301 洗涤塔 V-1204 粉煤锁斗 F-1301 气化炉
渣及灰水处理系统
高压氮气
A-1101 磨煤机 F-1101 惰性气体发生器 空气 燃料气 渣 V-1303 渣锁斗
冷凝液来自变换 V-1401 高压闪蒸罐 V-1404 真空闪蒸罐 V-1408 除氧器 低压饱和蒸汽 S-1402 过滤机 滤饼
1
2
1997
铜陵磷铵厂
3
1999
宁波东海复合肥有 限公司 巴基斯坦ENGRO 化学工程公司 福建永安智胜化工 联合公司 河南省中原大化有 限责任公司 中国石油宁夏石化 公司化肥厂
4
2000
5
2000
6
2002
7
2004
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HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
黑水调节阀、煤粉阀、煤粉调节阀、煤粉换向阀、锁渣阀
比氧耗：330～360 Nm3/KNm3
碳转化率：>99% 冷煤气效率：80 ～ 83% 热效率： ～ 95%
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HT–L煤气化工艺系统介绍
6、合成氨装置的消耗定额和消耗量
合成氨装置的消耗定额和消耗量 按年产合成氨15万吨，改造后原材料及公用工程消耗和产量 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名称及规格 煤 石灰石 新鲜水 循环冷却水 锅炉水 (6.8Mpa) 液化气 燃料气 电 蒸汽 单位 t t t t t t Nm3 Kw· h t 小时消耗 27.44 2.07 40 605 23 0.5 3700 2145 1.1 182,160 12(开车一次) 29,304,000 7,722,000 8,712 年消耗 217,324 16,394 316,800 备注