HT-L航天粉煤加压气化技术及其应用
航天炉粉煤加压气化技术探究_
（５）航天炉技术的应用缩短了项目的建设周期 通过查阅相关资料可知，航天炉粉煤加压气化技术的应用能
够大大缩短项目建设的周期。比如说，安徽临泉化工股份有限公 司就只耗用了 ２４ 个月完成了项目的建设与安装调试，这速度是 壳牌粉煤气化技术无法比拟的。
1.航天炉粉煤加压气化技术必须使用适应性较强的原料煤 航天炉粉煤加压气化装置经过试烧之后，试烧人员观察得
知，原料煤粒度会对碳的转化过程造成影响，另外，如果原料煤含
有的水分过高就会降低 Ｕ１２００ 单元煤粉的输送效率，如果原料煤
内部的灰分较少，试烧过后渣就无法顺利挂在水冷壁上，因而航
天炉内部无法拥有稳定的保护渣层。综上所述，航天炉粉煤加压
气化技术必须要使用适应性较强的原料煤。 2.应用此技术缩短了开停车的时间，提高了负荷升降的速度 应用航天炉粉煤加压气化技术之后，通过对装置的运行情况
进行观察，装置操作人员观察到开停车时间大大缩短，并且负荷
升降的速度得以提高。主要表现在如下两个方面：一、应用航天
炉技术之后停车到开车这一段过程最多只需消耗两个小时；二、
在投料的时候，要想使气化炉负荷从 ４０％增加到 １００％也最多消
耗两小时。上述两点都大大降低了物料的消耗数量，并用最少的
资源合成最优质的氨产品。 3.应用此技术能提高监控的安全性和便捷性 与其他煤制合成气工艺相比，航天炉技术将火焰检测器转换
成高清晰度的摄像头，通过摄像头，监控人员就可以通过总控制
室的显示屏得知航天炉中的情况，与火焰检测器相比，摄像头的
应用大大提高了监控的安全性和便捷性。 三、航天炉的结构特征
HT-L粉煤气化简介
C + O2 = CO2 + 402kJ/mol
2C + O2 = 2CO + 237kJ/mol C + CO2 = 2CO - 165kJ/mol
2CO + O2 = 2CO2 + 567kJ/mol
二、煤气化的基本原理
（一）炭与氧的化学反应
反应平衡常数
lnKp = -21000/T + 21.4
二、煤气化的基本原理
（五）煤炭气化过程速率
• 当气化温度很低时， β ＞ ＞ K
K总= β K /（ β + K ）= K
此时的反应为化学动力学控制。 提高温度、压力、浓度，改善催化剂等 ，能够加快过程速率。
二、煤气化的基本原理
（五）煤炭气化过程速率
• 当气化温度很高时， K ＞ ＞ β
K总= β K /（ β + K ）= β
此时的反应为扩散控制。 提高压力、浓度，流速，减小颗粒度等 ，能够加快过程速率。
800~1200℃时CO/CO2的浓度
浓 度 CO
2
CO
距碳粒表面的距离
1200~1400℃时CO/CO2的浓度
浓 度 CO CO2
距碳粒表面的距离
三、煤炭气化工艺分类
移动床气化
• 煤料与炉体相对静止，靠重力下降 • 煤料在炉内停留时间以小时计
原料 煤仓 原煤 粉煤袋 式过滤 器 粉煤 螺旋输送机 螺旋给料器
称重给煤机
磨煤 机
惰性气体 发生器
循环风机
（一）磨煤及干燥单元
3、主要设备
原 煤 原料 煤仓 粉煤 袋式 过滤 器
原 料 煤 仓
称重给煤机
粉 煤 螺旋 输送 机
航天炉粉煤加压气化技术分析
航天炉粉煤加压气化技术分析摘要：本文主要介绍了航天炉粉煤加压气化技术的工艺原理、技术特点及控制技术，以供参考。
关键词：航天炉；技术特点；结构一、航天炉煤气化的工艺原理原料煤经过磨煤、干燥后储存在低压粉煤储罐，然后用N2(正常生产后用CO2输送)通过粉煤锁斗加压、粉煤给料罐加压输送，将粉煤输送到气化炉烧嘴。
干煤粉(80℃)、纯氧气(200℃)、过热蒸汽(420℃)一同通过烧嘴进入气化炉气化室，瞬间发生升温、挥发分裂解、燃烧及氧化还原等物理和化学过程(1—10 s)。
该反应系统中的放热和吸热的平衡是自动调节的，既有气相间反应，又有气固相间的反应。
1400—1600℃的合成气出气化室通过激冷环、下降管被激冷水激冷冷却后，进入激冷室水浴洗涤、冷却，出气化炉的温度为210～220℃，然后经过文丘里洗涤器增湿、洗涤，进入洗涤塔进一步降温、洗涤，温度约为204℃、粉尘含量小于10×10-6的粗合成气送到变换、净化工段。
[1]二、航天炉的主要设备1、气化炉HT—L炉的核心设备是气化炉。
HT—L炉分上下两个部分：上部是气化室，由内筒和外筒组成，包括盘管式水冷壁、环行空间和承压外壳。
盘管式水冷壁的内侧向火面焊有许多抓钉，抓钉上涂抹一层耐火涂层，其作用是保护水冷壁盘管、减少气化炉热鼍损失。
盘管式水冷壁的结构简单，材质为碳钢，易制作且造价较低。
水冷壁盘管内的水采用强制密闭循环，在这循环系统内，有一个废热锅炉生产5．4MPa(G)的中压蒸汽，将热量迅速移走，使水冷壁盘管内水温始终保持一恒定的范围。
下部为激冷室，包括激冷环、下降管、破泡条和承压外壳。
激冷室为一承压空壳，外径和气化室一样，上部和水冷壁相连的为激冷环，高温合成气经过激冷环和下降管煤气温度骤降。
向下进入激冷室，激冷室下部为一锥形，内充满水，熔渣遇冷固化成颗粒落入水中，顺锁斗循环水排入灰锁斗。
粗合成气从激冷室上部引出。
2、烧嘴HT—L炉烧嘴是一个组合烧嘴，由一个主烧嘴、一个点火烧嘴和一个开工烧嘴组成。
航天炉煤气化技术运行情况
航天炉煤气化技术运行情况航天，煤气化，技术，运行HT-L煤气化技术的生产应用HT-L 煤气化工艺是航天^一所借鉴荷兰SHELL德国GSR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 X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%勺煤粉。
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 X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GSR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1MRa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1400-1600C，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199C，经文丘里洗涤器、洗涤塔洗涤后，194C、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TEXAC(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。
航天炉煤气化技术运行情况
航天炉煤气化技术运行情况航天, 煤气化, 技术, 运行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。
HT—L粉煤加压气化示范项目空分装置简介
第 ６期
化 肥工 业
２１ ００年 １ ２月
Ｈ — Ｔ Ｌ粉煤 加 压 气 化 示 范 项 目空分 装 置 简 介
童二胜 ， 杜桂 芳
（ 安徽 晋煤 中能化工股 份有 限公 司 临泉
摘要
２６ ０ ） ３ ４ ０
介 绍 了与航 天 炉 粉 煤 加 压 气化 示 范 装 置 配 套 的 空 分 装 置 的 工 艺流 程 选 择 、 备及 产 品 的 用途 。膨 胀 设
ｎｔｆｒ ＨＴ－ ｕ ｖ ｒｚ ｄ ｃ ａ ｅ ｓ ｒ ａ ｉ ｃ ｔｏ ｉ ｏ Ｌ ｐ ｌｅ ｅ ｏ ｌｐｒ ｓｕ ｅ ｇ ｓｆ ａ ｉｎ，ｔ ｅ ｃ ｉｅ ｏ ｔ ｒ ｃ ｓ ｏ ｉ ｉ ｈ ｈｏｃ ｆｉ ｐ ｏ ｅ ｓｆ ｗ，ｅ ｕ ｐ ｎ ｎ ｒ ｄ ｓ ｌ ｑ ｉ ｍｅ ｔａ ｄ ｐ ｏ — ｕ ｔｕ ｅ ．Ｅｘ ａ ｄ ｄ ａｒｅ ｔｒ ｈ ｐ ｒｔｗｅ ｔ ｍＭ１ｃ ｕ ｒ ｏ ｏｕｍｎ，ｔ ｏ ｓ ｈ ｍｅ ｓ ｏ ｃ ｓ ｓ ｐ ｎ ｅ ｉ ｎ ｅ ｓｔｅ ｕ ｐｅ ｏ ｒｗｉｈ ａ ｓ ｒ ｄｅａ ｇ ｎ ｃ ｌ ｈｅｆ ｗ ｃ ｅ ｈ ｗｓ ｌ ｔ ｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆ ｌｗ ｎｅｇ ｏ ｕ ｔｏ ｈ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｏ ｏ ｅ ｒ ｙ ｃ ｎｓ ｍｐ ｉｎ，ｌｗ ｐ ｒ ｔｎ ｏ ｔ ａｅｙ ａ ｄ ｒ ｌａ ｌｔ ｏ ｏ ｅ ａｉ ｇ ｃ ｓ ，ｓ ｆ ｔ ｎ ｅｉｂｉ ｙ，ｅ ｓ ｐ ｒ ｔｏ ｉ ａ ｙ ｏ ｅ ａｉｎ ａ ｄ ｌ ｔｅ ｍａ ｎｅ ａ ｃ ｒ ｎ ｉ ｌ ｉ ｔｎ ｎ ｅ ｗｏ ｋ．Ｔ ｏ ｅ ｓ ｔｏ ｉ ｅ ａ ａｉ ｎ ｕｎｔｈ ｓｂ ｅ ｎ ｔｅ ｍ ｒｍｏ ｅ ｔ ａ ｎ ｔ ｈｅ ｗｈ ｌ ｅ ｆａｒｓ ｐ ｒ ｔｏ ｉ ａ ｅ ｎ ｏ ｓｒ ａ ｆ ｒ ｈ ｎ ｏ ｅ ｏ ｙ ａ ，ｉｓｏ ｅ ａｉ ｎ ｉ ｏ ｍａ ｎ ｔｂｌ ｅ ｒ ｔ ｐ ｒ ｔ ｓ ｎ ｒ ｌａ ｄ ｓａ ｅ，ａ ｓ ｒｎ ｏ ｔｎ ｏ ｓ ｓａ ｌ ｎ ｉ ｇ ｏ ｈ ａ ｉ ｅ ． ｏ ｓｕ ｇ ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ｔ ｂ ｅ ｒ ｎ ｎ ｆｔ ｅ ｇ ｓｆ ｒ ｉ ｕ ｉ
HT-L航天粉煤加压气化装置引氧方案
HT-L航天粉煤加压气化装置培训教程之系统引氧方案编制：XXX XXX审核：XXX批准：XXXXXXX煤化工工程技术有限公司XXXX年XX月气化炉引氧方案一、目的二、系统引氧应具备的条件三、引氧的步骤四、引氧顺控程序五、安全注意事项一、目的系统引氧气的主要目的是对氧气系统进行真物料测试，对系统的自控阀门、仪表和自控系统等进行最后的测试和校验，进一步发现本系统中存在的问题，并及时解决，为下一步粉煤烧嘴点火和化工投料试车成功打下坚实基础。
同时对操作人员进行实战演习、锻炼，为以后的开车积累经验。
二、系统引氧应具备的条件氧气系统已经按照规范安装完毕；氧气系统及仪表取压管线及仪表、自控阀门安装调试合格。
引氧程序空试合格。
引氧程序程序氮变送器的排污管线必须经化学清洗脱脂合格，吹扫，气密结束。
所有气测试合格、没有遗留问题。
三、引氧的步骤1、氧气系统冲氮●连接DN50-HNCO-130001-E1D管线（清洁氮气到17XV-1002阀后管线）。
●打开清洁氮气到17XV-1002阀后管线上的手阀，向氧气缓冲罐及气化界区的氧气管线充氮气，氧气管线上只有17XV-1120（进混合器）17XV-1033（进烧嘴开工）、17XV-1065（进烧嘴点火）、17XV-1006（预热器前放空）17XV1118(进混合器前放空)17XV1034(进烧嘴开工放空)17XV1035(进烧嘴开工放空)17XV1069(进烧嘴点火放空)17XV1070（进烧嘴点火放空）关闭，氧气缓冲罐13PI-0080压力达1.5MPa停止。
●充氮完成后，将DN50-HNCO-130001-E1D（清洁氮气到17XV-1002 阀后管线）断开，断开处用盲板封闭。
2、接氧●利用空分氧气放空阀，将空分出界区氧压控制在2.0MPa。
●打开氧气缓冲罐入口手阀，缓慢打开空分出界区流量调节阀，向氧气缓冲罐充氧。
●分别手动强制打开17XV-1001（氧气主阀）前放空手阀、氧气预热器前放空手阀及17XV0006（预热器前）1118（混合器前），点火、开工路放空阀17XV －1034/1035（开工氧放空）1069/1070（点火氧放空）(注意放空阀的开关顺序，原则上先开末端放空阀)，置换氧气系统中的氮气。
航天炉产品简介
航天炉简介及国内项目：产品简介：HT-L粉煤气化炉为航天粉煤加压气化装置核心、关键专利设备。
粉煤、氧气、蒸汽按一定比例通过燃烧器进入气化炉，在气化室中进行燃烧气化反应，生成的含有高温熔渣的粗合成气，一部分高温熔渣挂在复合水冷壁上，形成稳定的抵抗高温的渣层，其余熔渣和粗合成气进入激冷室。
粗合成气在激冷室中被激冷水激冷降温，并蒸发水蒸气到饱和，同时熔渣迅速固化，通过分离装置实现合成气、液态水、固渣的分离。
合成气通过管口输出进入后续工段，主要成分为一氧化碳和氢气。
固渣通过排渣口进入破渣机中，并断续排出。
含有细灰的黑水通过管口进入渣水处理系统。
产品描述：技术特点：采用先进的干粉煤燃烧气化技术，煤种适应性广，有效气含量高，氧耗低，煤耗低；采用可靠地激冷流程对合成气进行降温和固渣，简便易行，适用于化工装置；采用独特的水冷壁结构，安全可靠，维护成本低；采用高度集成的顶置组合式燃烧器，具备点火、开工、投料功能，寿命长、便于使用；采用独特的炉膛直接测温技术，有利于气化炉参数调节和控制；采用独特的可视火检技术，便于点火、开工过程控制；采用独特的安全装置，运行中安全性高；采用独特的点火技术，点火可靠性高；主要参数：气化炉直径：3.2-3.8米；气化炉高度：19.5米；气化压力：4.0MPa；日投煤量：~1500吨（与煤种有关）；气化温度：1300-1700度（与煤种有关）；（CO+H2）有效气产量：80000~11000Nm3/h（根据要求确定）；（CO+H2）含量：~90%（与煤种有关）；氧耗：290~320Nm3氧气/1000Nm3(CO+H2)（与煤种有关）煤耗：550~650kg入炉煤/1000Nm3(CO+H2)（与煤种有关）冷煤气效率：80～82%（与煤种有关）。
HT-L粉煤加压气化运行问题及优化探讨
行只需开三台泵的工艺条件，而6台洗涤塔给料泵中只要有三台运行一台备泵就能满足生产需求；其次，当泵出口压力过高时可通过PV 阀调节维持压力稳定，避免引起系统的波动，泵故障时也有足够的检修时间。
这样既能维持系统长满优安稳运行又降低生产成本。
1.2 事故激冷水量不足之处气化炉激冷水连续进入气化炉激冷环隙，主要作用是急速冷却高温合成气和保护下降管，当激冷水流量较低后无法起到保护冷却作用。
750 t 气化炉激冷水正常流量控制范围为150～250 m 3/h ，当激冷水流量低低低低106 m 3/h ，会导致激冷环水分布不均匀，烧坏下降管。
气流床气化炉在水煤浆领域设置有事故激冷水，在激冷水出现故障时，打开事故激冷水替代激冷水作用，避免停车及损坏设备事故。
航天炉对事故激冷水设计主要是在停车后保护下降管，无法起到避免停车作用，其原设计存在以下问题：(1)当过滤器出现堵塞，造成激冷水流量低，事故激冷水无法满足供给量；(2)当调节阀故障，造成激冷水流量低，事故激冷水无法满足供应；(3)当激冷水泵故障，开启事故激冷水后，流量压力和流量均达不到激冷水最低流量要求。
由于原事故激冷水由洗涤塔给水泵（高速离心泵）提供，在正常运行期间由于气化炉压力与高速离心泵出口压力的压差只有1 MPa ，无法在8 s 的时间内满足激冷水事故补水压力和流量。
进而在原事故激冷水不变的情况下新增一条6.5 MPa 中压锅炉水(MBW)作为事故激冷水，当激冷水流量低低低时，事故激冷水调节阀自动开，在2.5 MPa 压差下事故激冷水可以快速满足激冷水量要求，将原事故激冷水联锁修改为：当激冷水流量低低低(135 m 3/h)，自动开原始事故激冷水流量调节阀50%阀位和新增事故激冷水阀，关闭洗涤塔补水调节阀，以及激冷水流量低低低低(106 m 3/h)触发气化炉大联锁停车修改为0 引言黔希煤化工投资有限责任公司是年产30万吨乙二醇，采用HT-L 气流床气化工艺，它是一种并流气化，用高压二氧化碳气将粒度<90 μm 占85%的煤粉输送至气化炉内，粉煤在高于其灰熔点的温度下与气化剂(氧气+水蒸汽)发生燃烧和化学反应，其部分熔渣飞溅在水冷壁上形成以渣抗渣的动态平衡保护水冷壁，熔渣以液态的形式排出气化炉，为实现长周期安稳生产提高经济效益，于是对目前影响长周期安稳运行的瓶颈问题进行优化改进[1]。
航天炉工艺介绍讲解
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
HT–L粉煤气化炉
HT-L粉煤气化炉为航天粉煤加压气化装置核心、 关键专利设备。粉煤、氧气蒸汽按一定比例通过燃 烧器进入气化炉，在气化室中进行燃烧气化反应， 生成的含有高温熔渣的粗合成气，一部分高温熔渣 挂在复合水冷壁上，形成稳定的抵抗高温的渣层， 其余熔渣和粗合成气进入激冷室。粗合成气在激冷 室中被激冷水激冷降温，并蒸发水蒸气到饱和，同 时熔渣迅速固化，通过分离装置实现合成气、液态 水、固渣的分离。合成气通过管口输出进入后续工 段，主要成分为一氧化碳和氢气。固渣通过排渣口 进入破渣机中，并断续排出。含有细灰的黑水通过 管口进入渣水处理系统。
航天炉工艺系统介绍
能 化12-班 韩新
ห้องสมุดไป่ตู้ 航天炉简介
长期以来，国内煤化工得不到大规模地发展，主要是因 为国内缺乏自主的粉煤加压气化技术。而进口的技术也不 能完全满足国内煤化工的需求——如果选用德士古煤气化 技术，无法实现原料煤的本地化；选用壳牌煤气化技术的 投资又太大。所以，开发具有自主知识产权的高效、洁净、 煤种适应性广的国内煤气化技术，一直是业界的梦想。气 化炉的核心部件是气化炉燃烧喷嘴，该喷嘴必须具有超强 的耐高温特性，这个特性要实现起来难度较大。而与此类 似，火箭上天时喷嘴所经受的温度也很高，而且比气化炉 燃烧喷嘴要经受的温度高得多。如果把航天技术“嫁接” 到煤化工产业，那就有点像杀鸡用上宰牛刀，技术难度上 是没有问题的。就这样，航天炉应运而生。
操作程序简便，适应中国煤化工产业的实际，易于 大面积推广。
缺点：
航天炉系统联锁多，特别试车时，数据变动有可能造成跳
HT-L气化工艺介绍
粉煤加压气化装置相对于灰融聚气化装置自动化程度高， 开、停车一键启动。现将其单炉有关运行参数进行介绍： 进煤量：35-37吨/小时 进氧量：1-2万方/小时 产气量：5万方/小时（净化气） ④残炭率：小于5%
优点：产气量大、现场相对干净、检修量小、碳的转化率 高、冷煤气效率高、煤种适应性好、盘管式水冷壁副产中 压蒸汽，能量利用率高。 缺点：框架高、造价高、专利专有设备多。 气化框架总高为76米，设备总高为84米。两套装置共 有设备313台，动设备103台，静设备210台。
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
比氧耗：330～360 Nm3/KNm3 碳转化率：>99% 冷煤气效率：80 ～ 83% 热效率： ～ 95%
9、布置图 立面布置图
高压闪蒸罐底部的水和固体通过液位控制进入到真空闪蒸罐。 在真空闪蒸罐的黑水进一步进行闪蒸，闪出其中溶解的少 量气相组分。真空闪蒸罐顶蒸汽经过真空闪蒸冷凝器冷却， 再经真空闪蒸分离罐分离后，不凝气由真空闪蒸真空泵排 至大气，分离罐底液体进入灰水槽。真空闪蒸罐底部的液 体和固体混合物自流进入沉降槽。
本单元的设备有 静设备：除氧器、沉降槽、灰水槽、真空闪蒸罐、高压闪蒸 罐等 动设备：密封/冲洗水泵、低压灰水泵、沉降槽底流泵、洗涤 塔给料泵等。
16单元的主要设备有：粉煤储罐、粉煤锁斗、粉煤给料罐等 设备。其中粉煤给料罐为压力容器，工作压力为4.7Mpa； 粉煤锁斗为压力容器，会有间断的充压泄压。 静设备：14台 动设备：2台
• 三、1700单元 • 17单元 气化及合成气洗涤：本单元任务是将粉煤在高温下与纯氧发 生不完全燃烧反应，转化成所需要的以有效气，同时副产蒸汽。该单 元是HT-L加压粉煤气化工艺的核心。主要由氧气系统、粉煤进料系统、 气化系统、气化汽水系统、合成气洗涤系统及排渣系统组成。
HT-L航天粉煤加压气化技术及其应用1
临 泉、 濮 阳 HT-L 示 范 装 置 模 型
北京航天煤化工工程公司10
主要内容
1
单位基本情况
2
HT-L煤气化项目的意义
3 HT–L粉煤加压气化工艺 4 HT–L主要设备
5 6
HT–L控制技术
HT–L示范装置开车情况
北京航天煤化工工程公司11
HT–L粉煤加压气化工艺
主要技术路线：干煤粉作原料
北京航天煤化工工程公司18
主要内容
1
单位基本情况
2
HT-L煤气化项目的意义
3 HT–L粉煤加压气化工艺 4 HT–L主要设备
5 6
HT–L控制技术
HT–L示范装置开车情况
北京航天煤化工工程公司19
关 键 设 备
HT–L粉煤气化炉 气化烧嘴 破渣机 热风炉 安全阀 特种阀 高压耐磨泵、高速泵 煤粉阀 锁渣阀 煤粉调节阀、换向阀 黑水调节阀
北京航天煤化工工程公司24
关 键 设 备
2、 气化炉炉膛允许操作温度：1400–1800℃ 优点：（1）煤种适应性广 煤的灰熔点可选范围宽，可实现原料煤的本地化。 （2）碳转化率高、粗合成气品质好，CH4含量低 碳转化率≥99%,出口有效气体(CO+H2)成分≥90%, CH4含量≤200ppm 。 （3）炉膛耐火料壁面配有温度测点 对水冷壁温度进行有效监测，在气化炉开车、换煤 种或煤种不稳定时，能起到良好的保护作用。
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，气化温度能到1400至1850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。
航天炉粉煤加压气化技术浅析
第2期 2010年3月中 氮 肥M Sized N itrogenous Fertilizer Prog ress No 2M ar .2010而上分别是A 型、B 型、C 型,C 型上部为原有的2块多孔板。
改造后的尿素合成塔投入运行后,效果十分明显,C O 2转化率提高了3%,达到66%~68%。
2 一吸塔改造一吸塔是水溶液全循环法尿素装置的心脏设备,其挖潜改造主要有3个方面: 增加一吸系统的热平衡能力; 加大精洗段能力; 增大鼓泡吸收段容积,提高鼓泡段吸收效果。
2号尿素系统原 1000mm 一吸塔采用的是泡罩塔盘,在满负荷生产时,主要存在一吸塔精洗段温度偏高、液位偏高且波动较大、容易超温等问题,一吸塔顶部及底部回流氨加入量较大。
为满足和适应高负荷的生产强度,对一吸塔进行了泡罩塔盘与DL 型塔盘相结合的改造。
DL 型塔盘的技术特点是当大气量通过塔盘元件(罩帽)时能形成部分吸收液体循环使用,可解决气液比过大的不利因素。
原一吸塔设计为9块(层)塔盘,为增大鼓泡段分离空间,取消了最下层的泡罩板,因此还剩8块板。
改造时将下面的4块泡罩塔盘改用宁波远东化工科技有限公司生产的DL 型塔盘,上面的4块板仍保留。
DL 型塔盘与泡罩塔盘共同作用,取长补短,解决了传统塔盘气液比大时阻力增大、生产能力受到限制的矛盾,加大了精洗段和鼓泡段的吸收能力,使一吸塔的操作控制进一步稳定,为装置增产降耗奠定了基础。
3 结束语烟台巨力化肥有限公司2号尿素系统利用宁波远东化工科技有限公司的几项专利技术改造后,装置C O 2转化率提高,降低了生产系统的消耗,达到了稳产、低耗的目的,尿素产量提高,最高日产可达到550,t 为企业的发展奠定了良好的基础。
航天炉粉煤加压气化技术浅析孙永才,刘 伟(安徽临泉化工股份有限公司,安徽临泉 236400)[中图分类号]TQ 546 [文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2010)02-0018-03[收稿日期]2009 09 02[作者简介]孙永才(1981 ),男,安徽阜南人,气化车间工艺员,工程师。
航天炉HT-L煤气化工艺(用户篇)1
转速 r/min 4800~23700 5000~14179 9400~23700
电机功率 kW 45~132 5.5~37 160~315
首批使 用年代 1992 1993
2005-7-20
HT–L 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
mg/m3 mg/m3 1.0 1.0 0.4 0.24
2005-7-20
HT–L 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 比氧耗：330～360 Nm3/KNm3 碳转化率：>99% 冷煤气效率：80 ～ 83% 热效率： ～ 95%
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) 含氧(%;MF) 总硫(%;MF) 总氯(%;MF) Na2O(%:on Ash) K2O(%:on Ash) CaO(%:on Ash) Fe2O3(%:on Ash) SiO2 (%:on Ash) Al2O3 (%:on Ash) 高热值(MJ/kg;MF) 粉煤气化炉烧过的煤种 数据范围 4.5-30.7 5.7-35.0 5.3-16.3 0.3-5.2 0.01-0.41 0.1-3.1 0.1-3.3 1.2-23.7 5.9-27.8 24.9-58.9 9.5-32.6 22.8-33.1
2005-7-20
HT–L 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 10.75 0.93 8.71 0.33 0.14 0.67 最大流 量 kg/s 12.9 1.23 9.59 0.96 温 度 ℃ 80 80 180 300 20 20 压力 Mpa 4.1 4.1 4.15 5.0 0.3 0.4
3.6分析HT-L气化技术修终结版修课件
4.粉煤管贯穿外层水冷夹套，利用冷却水温对煤粉
加热。(设计寿命20年，6个月维护一次)
18
煤炭气化生产技术
19
煤炭气化生产技术
20
煤炭气化生产技术
烧嘴保护气
航天气化炉的炉
内流场分布可将其
分为三个区域，即
射流区、回流区、
旋流区。
回流区位于炉
膛上部，射流区的
外部，由于射流引
起这部分区域内压
力降低从而形成了
常生产压力4.1MPag 时，把煤粉和氧气输 入气化炉燃烧室进行气化反应。在升负荷 过程中和额定工况下，其流场和温度场的 合理布置决定了气化炉及其内件的的寿命 和各项气化性能指标。
14
煤炭气化生产技术
烧嘴的工作过程：
常压下控制系统给出发火指令，点点火 烧嘴，再由点火烧嘴火焰点燃开工烧嘴， 开工烧嘴点燃后逐渐提升负荷，炉温升至 800℃以上，压力在6-10bar后由工艺烧嘴 投入煤粉和氧气，煤粉被开工烧嘴点燃后 逐渐调整负荷。
点是能量小、工作时间短，作为发火源对 其可靠性、稳定性和长效性要求较高。
12
煤炭气化生产技术
开工烧嘴： 以将炉内的环境升温升压至指定工况，
并引燃工艺烧嘴为目的，工作特点为负荷 调节范围大，温度范围控制严格，对其被 点燃的可靠性和升负荷过程中的稳定性、 长效性要求高。
13
煤炭气化生产技术
工艺烧嘴（生产烧嘴）： 承担着主要的生产任务，在气化炉正
3.对煤种要求低,可实现原料的本地化；
4.拥有完全自主知识产权,专利费用低,关键设备已经全部 国产化,投资少,生产成本低。
(据测算，应用航天炉建设年处理原煤25万吨的气化工
业装置，一次性投资可比壳牌气化炉少3亿元，比德士
[整理版]ht_l粉煤气化配套变换工艺设计
![[整理版]ht_l粉煤气化配套变换工艺设计](https://img.taocdn.com/s3/m/8b98373ab5daa58da0116c175f0e7cd184251881.png)
氮肥技术HT-L 粉煤气化配套变换工艺设计汪旭红（北京航天煤化工工程公司兰州分公司７３００３０）""!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!"摘要简述了对ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化气（高水／气比、高ＣＯ含量进行变换的工艺设计。
设计中采取一段变换炉催化剂分层装填、二段配气等措施来控制反应的平衡，使高浓度的ＣＯ在较温和的工艺条件下进行变换，从而避免了变换反应因反应过度而超温。
关键词变换工艺高水／气比高ＣＯ浓度操作温度控制中国合成氨工业经过７０多年的发展，产量已跃居世界第一，并掌握了以无烟煤、烟煤、褐煤、焦炭、焦炉气、天然气、油田伴生气和液态烃等气固液多种原料生产合成氨的技术。
中国航天科技集团北京航天煤化工工程公司经过长期研制，开发出具有世界先进水平和自主知识产权的新型煤气化技术———ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化专利技术，已应用于安徽临泉甲醇项目与河南濮阳龙宇甲醇项目中，于２００８年顺利开车运行，达到设计要求。
随着ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化技术（航天炉）在国内的运用，后序装置设计也在不断的探索与改进当中。
因“航天炉”气化原料气具有高水／气比、高ＣＯ等特点，造成ＣＯ变换反应推动力太大，一变热点温度难以控制。
为了控制变换炉温度，降低设备造价，通过对一段变换炉催化剂合理分层装填、配气及设立调节副线，来控制在不同负荷下的反应深度和床层热点温度。
1变换工艺路线的选择根据目前大中型合成氨的变换工艺在整个净化工艺中的配置情况来看，变换使用的催化剂和热回收方式是关键，它决定了变换工艺的流程配置及工艺先进性。
在２０世纪６０年代前，主要使用Ｆｅ－Ｃｒ系变换催化剂的变换工艺，气体经变换后仍含有体积分数为３％～４％的ＣＯ，该系列变换催化剂抗硫毒能力差，蒸汽消耗较高，有最低水气比要求。
６０年代后，采用了活性高的Ｃｕ－Ｚｎ系变换催化剂，残余ＣＯ的体积分数可降至～０．４％，适用于总硫的体积分数＜０．１×１０－６的气体，因此，要求原料气必须先脱硫再变换。
HTL粉煤加压气化工艺流程
粉煤加压气化工艺流程
原煤除杂后送入磨煤机破碎，同时由经过加热的低压氮气将其干燥，制备出合格煤粉存于料舱中。
加热用低压氮气大部分可循环利用。
料仓中的煤粉先后在低压氮气和高压氮气的输送下，通过气化喷嘴进入气化炉。
气化剂氧气、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉，并在高温下与煤粉进行气化反应。
出气化炉的高温合成气经激冷、洗涤后并入造气车间合成气管线。
熔融灰渣在气化激冷室中被激冷固化，经锁斗收集，定期排放。
洗涤塔出来的黑水经过二级闪蒸，水蒸气及一部分溶解在黑水中的酸性气、等被迅速闪蒸出来，闪蒸汽经冷凝、分离后与其花分厂生产系统的酸性气体一并处理，闪蒸黑水经换热器冷却后排入地沟，送气化分厂生产装置的污水处理系统。
粉煤气化技术应用及所出现的问题及解决措施
粉煤气化技术应用及所出现的问题及解决措施摘要：煤气化是当前煤化工的基础，是以煤炭资源为核心发展联合循环发电、清洁燃料、化工原料的根本所在。
本文详细分析了粉煤气化技术及其事故和处理措施。
关键词：粉煤气化技术；事故；处理我国是煤炭大国，煤炭资源丰富。
在各种煤炭利用方式中，煤气化是最科学、最清洁利用方式，能保障我国能源安全，对保障居民生活、促进经济发展、维护社会稳定意义重大。
一、煤粉气化概述1、煤粉气化过程①煤干燥、热解过程。
煤干燥是指将湿煤转化为干煤及水蒸气过程。
煤干燥时，气化炉保持在140℃左右，因此过程完成时间短，当煤粉颗粒进入装置时，反应迅速发生。
在气流床气化过程中，先研磨、碎碎煤，煤粉颗粒进入气化炉，氧化反应迅速发生。
当气化炉温度上升到饱和蒸汽压时，增发工作迅速完成。
当炉温达到300～600℃时，煤立即热解，此过程包括化学、物理反应，先在高温下发生裂解反应，然后发生缩聚反应，热解前期，煤被推入装置，使煤经历一系列反应，如软化、固化等，通过化学、物理反应解析出二氧化碳、氮气等，此时，气、固、液体共存，然后整体温度升高，产生一氧化碳、焦油等微发物。
当炉内温度达到560℃时，会发生缩聚、裂解反应，形成胶带酶的热解过程即为挥发分脱除，生成一氧化碳、CH4、焦炭的过程。
②挥发分燃烧反应。
煤气化过程中，气化剂、煤通过烧嘴进入气化炉，挥发分经高温析出，氧气、挥发分在高温中剧烈燃烧，另外，挥发分从悬浮颗粒表面向外扩散，其中悬浮颗粒表面温度最高。
在高温影响下，当浓度产生到一定程度时，会发生强烈的燃烧反应，点火点不存在于且不会远离煤颗粒表面，而是在一定范围内，随高温燃烧，挥发分速度逐渐降低。
之后，颗粒表面将剧烈燃烧，在充足氧气和过高温度支持下产生剧烈燃烧。
③焦炭气化反应。
焦炭燃烧反应可表示为n级反应模型、三步反应模型、两步反应模型。
气化过程是不完全燃烧和非均相吸热反应。
焦炭气化反应包括碳和水蒸气反应，生成CO及HdfiBoudouard反应。
HT-L航天粉煤加压气化的运行及技术发展
煤粉颗粒质量流量 kg/s
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
HCN CH4
10
20
30
40
50
60
70
反应时间（步长）/0.1S
时间（步长） /0.1S
各气体摩尔流量随时间变化图
煤粉（含灰）质量流量随时间变化图
中国航800
灰熔点流动温度FT ℃
注：表中为晋煤中能化工数据
中国航天科技集团公司第一研究院
航天长征化学工程公司
航天粉煤加压气化装置运行情况
晋煤中能化工甲醇和合成氨装置 二期合成氨装置运行情况：
2012年元月5日打通流程；
全年累计运行351天，单炉最长连续运行215天。 装置日产合成氨超过600吨，吨合成氨生产成本 约2200元左右。
中国航天科技集团公司第一研究院
航天长征化学工程公司
航天粉煤加压气化装置运行情况
鲁西化工30/52工程合成氨装置 采用两台直径2800/3200炉型，年产合成氨 30万吨，另产1万Nm3/h CO。 煤种： 使用粘温特性较差的神华化工煤为原料, 原 煤热值约5600~5700kCal/kg 装置运行情况： 该项目2011年10月5日打通流程，生产出合 格的合成氨产品。 该项目是航天工程应用航天粉煤加压气化装 置承担的第一套合成氨装置，配套的高CO 高水汽比变换和低压液氮洗工艺，均属航天 工程公司自主开发和设计，全流程得到了工 程验证。
设计平台：全厂三维设计
中国航天科技集团公司第一研究院
航天长征化学工程公司
运 行 篇
中国航天科技集团公司第一研究院
航天长征化学工程公司
航天粉煤加压气化装置运行情况
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61司公程工工化煤天航京北
高本成、重染污、低率效
料原作块煤烟无
术技化气层定固压常
化地本以难 高求要种煤�低度温烧燃
料原作浆煤水
化地本种煤现实可 低求要种煤 高率化转碳、高率效热
术技化气压加浆煤水
料原作煤粉
术技化气压加煤粉
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71司公程工工化煤天航京北
点特术技化气压加煤粉L-TH天航
81司公程工工化煤天航京北
况情车开置装范示L–TH
艺工化气压加煤粉L–TH 3
备设要主L–TH 4
术技制控L–TH
5
6
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1
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91司公程工工化煤天航京北
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41司公程工工化煤天航京北
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5 司公程工工化煤天航京北
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机轮气燃
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12司公程工工化煤天航京北
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4 司公程工工化煤天航京北
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艺 工 化 气 压 加 煤 粉 L– T H
02司公程工工化煤天航京北
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3 司公程工工化煤天航京北
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01司公程工工化煤天航京北
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2H2+C=4HC ⒐ OC2=2OC+C ⒏ O2H3+OC=O2H+4HC ⒎ O2H+OC=2H+2OC ⒍ 2H+OC=O2H+C ⒌ O2H2=2O+2H2 ⒋ 2OC2=2O+OC2 ⒊ 2OC=2O+C ⒉ OC2=2O+C2 ⒈ 应反主
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11 司公程工工化煤天航京北
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炉 化 气
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