水煤浆加压气化工艺评价

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水煤浆气化工艺几个技术短板问题的探讨

水煤浆气化工艺几个技术短板问题的探讨

水煤浆气化工艺几个技术短板问题的探讨摘要:在近年的煤炭能源发展过程中其技术趋于加压化煤气化方向发展。

水煤浆气化技术具备工艺简单、对环境无污染、适应多类煤种、生产率高、气化压力高、高质量合成质量好优势。

对水煤浆气化技术的应用和优势进行了分析研究,阐明了我国大力发展水煤浆气化技术的必要性。

关键词:水煤浆气化;短板问题;分析研究1、简述水煤浆加压气化技术的工艺优势加压水煤浆气化工艺具有煤质要求低、原煤种类多等优势,容易获取水煤浆工艺化工生产的原料,更好地实现水煤浆的气化,满足煤炭化工的生产需要。

水煤浆气化工艺设备为氨合成和甲醇合成提供了技术条件,并且可以确保设备持续平稳的运行。

可以通过废热锅炉及激冷实现系统的热能利用,实现转换热能,需要配置额外的设备。

加压水煤浆气化工艺是一种环保技术措施,可减少有害尾气排放,避免对环境造成废气污染。

明显缺点是实现气化率必须使用低灰煤,否则必须添加助熔剂。

另外,还存在较低碳转化率,较低有效组分,对有效气体的消耗量较大。

气化炉使用的耐火砖寿命周期短,工艺喷嘴必须及时修理或更替的不足,严重影响水煤浆气化技术工艺措施的实施。

在实施加压水煤浆气化技术时,气化炉使用的耐火砖优先选择适宜的耐火材料,确保化炉使用周期的延长,水煤浆的原料优先考虑低灰煤,以保证气化炉的稳定运行,确保实现预期气化效率。

2、简述加压水煤浆气化工艺优化技术的措施基于提升加压水煤浆技术气化工艺的气化效率,对影响气化过程中工作效率的因素的分析很有必要。

通过相应的技术方案,加强管控加压气化工艺流程,实现低耗损,高产率的目标。

2.1优化原煤质量煤的压力处理要求优质原煤,并必须使用高效环保的煤处理技术方案,促进原煤适应性的提高。

衡量气化效果的技术之一是灰分含量,含量越低,获得的气化效率越高。

只有当灰的粘度达到设计标准,且内水含量较低时,才能生产出合格的水煤浆,确保后期生产工艺原料的高效性。

压力气化技术要求较高的碳转化率,才能保证形成水煤气的性能稳定,以满足化工企业的生产需要,从而提高生产有效气体的效率,降低耗氧量和耗煤量。

研究水煤浆加压气化工艺技术优化路径

研究水煤浆加压气化工艺技术优化路径

水煤浆加压气化工艺具有很多优点,但是影响水煤浆气化工艺的因素也有很多。

因此,我们在进行水煤浆气化生产时需要不断的对其工业技术进行优化,使得产出的有机气体和可用化工原料不断增多。

水煤浆气化反应的主要场所是在气化炉内,因此我们需要对气化炉的使用状态进行优化,提升反应效率。

一、水煤浆加压气化工艺的优劣势水煤浆加压气化工艺对原煤的质量没有太多的要求,水煤浆气化工艺对原煤的有较强的适应性,能够进行水煤浆气化的原煤品种较多,这对于化工生产来说在寻找水煤浆气化原煤方面有很大的优势,可以很大程度上满足化工生产所需。

水煤浆气化的产物多以合成氨和甲醇气体为主,技术工艺较为成熟能够持续稳定的进行反应。

而水煤浆气化工艺的热能利用,可以通过与蒸汽锅炉相连接进行热能置换。

水煤浆气化工艺所产生的尾气排放量较低,给环境造成的污染较小,属于清洁型加工技术。

水煤浆加压气化技术工艺的劣势主要体现在气化所用的燃煤最好是可燃的低灰煤,否则在气化过程中气化炉中添加助燃剂。

另外一个问题就是原煤中碳的转化率比较低,所产生的有效气体损耗量较大。

水煤浆加压气化炉由于产时间在高温环境下工作,其使用寿命短。

二、影响水煤浆加压气化工艺的因素水煤浆加压气化工艺从本质上看是一个燃烧放热的过程,在这个环节中水煤浆的制备是基础环节,所制备的水煤浆质量好坏直接会影响到气化效率。

如果制备的水煤浆浓度达不到气化要求,则会增加氧气的用量;如果水煤浆制备的浓度较高,将会导致无法充分雾化,碳的转化率较低。

水煤浆颗粒度达不到标准会加速气化炉的损耗,使得气化炉使用寿命大大降低。

影响水煤浆制备质量的因素也很多,原煤的特性,其中原煤中可溶解成分及其颗粒直径大小对水煤浆的浓度有着很大的影响。

在制备水煤浆时一般要求含水量和含灰量较低,原则上讲品质好的原煤才会制备出高质量的水煤浆。

但是,对于品质不好的原煤,在制备水煤浆时向其中添加适当的添加剂,也会在一定程度上提升水煤浆的制备质量。

这要根据原煤的特性,来确定添加不同的添加剂,从而保证水煤浆的浓度更加符合气化反应要求。

几种常用煤气化技术的优缺点

几种常用煤气化技术的优缺点

几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛,种类很多,目前在国内应用的主要有:传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等,下别分别加以介绍。

一 Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后,发展迅速,目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行,在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。

Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序:将煤、石灰石(助熔剂)、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中,与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆;煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉,在1300~1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔,冷却除尘后进入CO变换工序,一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水,经泵进入气化炉,另一部分灰水作废水处理。

其优点如下:(1)适用于加压下(中、高压)气化,成功的工业化气化压力一般在4.0MPa 和6.5Mpa。

在较高气化压力下,可以降低合成气压缩能耗。

(2)气化炉进料稳定,由于气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送,所以煤浆的流量和压力容易得到保证。

便于气化炉的负荷调节,使装置具有较大的操作弹性。

(3)工艺技术成熟可靠,设备国产化率高。

同等生产规模,装置投资少。

该技术的缺点是:(1)由于气化炉采用的是热壁,为延长耐火衬里的使用寿命,煤的灰熔点尽可能的低,通常要求不大于1300℃。

对于灰熔点较高的煤,为了降低煤的灰熔点,必须添加一定量的助熔剂,这样就降低了煤浆的有效浓度,增加了煤耗和氧耗,降低了生产的经济效益。

而且,煤种的选择面也受到了限制,不能实现原料采购本地化。

(2)烧嘴的使用寿命短,停车更换烧嘴频繁(一般45~60天更换一次),为稳定后工序生产必须设置备用炉。

无形中就增加了建设投资。

水煤浆气化工艺影响制浆因素的分析

水煤浆气化工艺影响制浆因素的分析

水煤浆气化工艺影响制浆因素的分析【摘要】文章介绍了水煤浆气化工艺的工艺技术现状;制备高浓度水煤浆影响因素等。

【关键词】水煤浆气化工艺;因素;分析煤炭是我国的基础能源和重要原料,在国民经济和社会发展中具有重要的战略地位。

煤气化技术是煤炭清洁转化的核心技术之一,是发展煤基化学品、煤基液体燃料、IGCC发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础。

在众多煤气化技术中,水煤浆加压气化技术作为一种先进的新型气化技术,因煤种适应范围较广、气化温度高、压力高、易于大型化,成为煤气化技术发展的主流方向在我国得到了较快的发展,自20世纪80年代至今,我国相继建设了数十套水煤浆加压气化装置,其合成气用于生产合成氨、甲醇、丁醇、二甲醚、烯烃等化工产品。

1.国内气化水煤浆制备工艺技术现状在水煤浆气化行业中,工程技术人员和用户非常重视气化工艺和合成工艺等技术,往往忽视了水煤浆气化的基础环节—水煤浆制备。

因此,气化水煤浆的质量(浓度、粒度和稳定性等)相对较差,给后续生产环节带来了诸多问题,如气化效率低、能耗(煤耗、氧耗)偏高、生产成本增加等。

目前,气化水煤浆质量及其影响具体如下:(1)水煤浆的浓度偏低(60%左右),致使单位合成气所需氧耗偏高。

(2)水煤浆的粒度偏粗,雾化性能较差,气化后灰中含炭量较高,致使单位合成气所需煤耗偏高。

(3)水煤浆粒度分布不合理,浆体的流动性较差,致使煤浆管道、泵、阀门等磨损严重。

(4)水煤浆的稳定性较差,储存期相对较短.仅为24h,给生产管理带来一定难度。

2.制备高浓度水煤浆影响因素2.1煤质特性煤质特性是影响水煤浆制备的首要因素。

一般来说,煤种制浆浓度随其内在水分含量的增大而降低,较低的内水含量有利于制备较高浓度的煤浆。

变质程度浅的煤种,其内水含量较高、含氧官能团多,制浆浓度较低;变质程度深的煤种,其内水含量较低、含氧官能团少,制浆浓度较高。

煤的内在水分含量可反映煤的内孔表面和亲水性能,其量较低时说明该煤的比表面积小或吸附水的能力差_2J。

德士古水煤浆气化的运行及改造

德士古水煤浆气化的运行及改造

德士古水煤浆气化的运行及改造摘要:德士古水煤浆气化是一种先进的化学工艺,可以将水煤浆转化为合成气,从而生产出各种化学品和燃料。

然而,在其运行过程中存在一些问题,如低效率、高能耗、安全隐患等,需要进行改造和优化。

通过本文的介绍,读者可以更好地了解德士古水煤浆气化技术的特点和存在的问题,为其改造和优化提供参考。

关键词:德士古水煤浆;气化;运行引言水煤浆气化技术是一种将煤制成水煤浆并进行气化的技术,其具有高效、环保、经济等优点。

德士古水煤浆气化厂是中国首个采用水煤浆气化技术的大型煤化工企业,其运行和改造对于推动我国煤化工产业的发展具有重要意义。

本文旨在介绍德士古水煤浆气化厂的运行及改造情况,并分析其对我国煤化工产业的影响和启示。

1德士古水煤浆加压气化技术的优点德士古水煤浆加压气化技术是一种先进的化学工艺,具有以下优点:1)适用性广:德士古水煤浆加压气化技术适用于各种类型的水煤浆,包括高灰分、高硫分和低质量的水煤浆。

2)生产效率高:德士古水煤浆加压气化技术能够在较短的时间内将水煤浆转化为合成气,从而提高生产效率。

3)燃料利用率高:德士古水煤浆加压气化技术可以将废气和尾气再利用,从而提高燃料利用率和能源效率。

4)粉尘排放少:德士古水煤浆加压气化技术采用密闭式运行方式,可以避免粉尘的大量排放,减少对环境的污染。

5)燃气质量高:德士古水煤浆加压气化技术生产的合成气质量高,可以满足不同领域的需求,包括工业、交通和民用等方面。

6)投资成本低:德士古水煤浆加压气化技术的设备投资成本相对较低,可以降低生产成本和运营成本,提高经济效益。

7)可持续发展性强:德士古水煤浆加压气化技术可以利用废弃物和生物质等资源进行生产,具有可持续发展的潜力。

2我国水煤浆气化技术发展现状氢燃料气化技术起源于20世纪70年代,水燃料作为液体燃料具有燃烧稳定、污染少等特点,可作为燃料或合成气原料广泛应用于工业生产。

煤粉是由煤、水和其他化学品以固定的比例形成的混合物,因为它有水的成分,所以煤是粉化的,所以它也是生产生活的流动燃料液体,因为它是一种液体,所以它可以被气溶胶,在它的气溶胶状态下,它的燃烧效率高,可以完全转化为二氧化碳。

水煤浆加压气化炉原料煤掺配试用总结

水煤浆加压气化炉原料煤掺配试用总结

水煤浆加压气化炉原料煤掺配试用总结水煤浆加压气化炉原料煤掺配试用总结一、引言水煤浆加压气化技术是一种能够高效利用煤炭资源的先进技术。

该炉以原煤为主要原料,通过破碎、干燥、煤浆制备等工艺将煤转化成水煤浆,再加压进入气化炉进行气化反应,最终获得合成气。

水煤浆加压气化炉原料煤的掺配试用是确保燃料供应和提高气化效率的重要环节。

二、试用目的和方法本次试用的目的是对不同种类、不同配比的原料煤进行掺配试验,探索出最佳的煤种组合,以提高水煤浆加压气化炉的气化效率和燃料供应稳定性。

试验步骤如下:1. 选取不同种类的煤样进行化验,获取其含量、灰分、挥发分和固定碳等指标。

2. 根据化验结果,确定各种原料煤的适宜配比范围。

3. 将各种原料煤按照设定的配比比例进行混合。

4. 将混合后的原料煤制备成水煤浆,并进行必要的干燥处理。

5. 将干燥后的水煤浆供给水煤浆加压气化炉进行试用。

6. 对试验数据进行统计和分析,并最终确定最佳的原料煤掺配比例。

三、试验结果及分析在试用的过程中,我们选取了5种不同种类的煤样,分别是烟煤、烟煤混合煤、无烟煤、褐煤和选择性煤炭。

通过对这些煤的化验结果分析发现,适宜的配比范围为:烟煤35%-50%、烟煤混合煤20%-40%、无烟煤10%-20%、褐煤5%-15%、选择性煤炭5%-10%。

根据配比范围,我们进行了不同配比比例的煤样混合,并制备成水煤浆。

通过试验数据统计和分析,我们发现,烟煤在适当的掺配下,能够提高气化效率,但高比例的掺配会导致水煤浆粘稠度增加,降低供给的稳定性。

因此,最佳的煤种组合为:烟煤40%、烟煤混合煤30%、无烟煤15%、褐煤10%、选择性煤炭5%。

四、结论与建议本次试用结果表明,水煤浆加压气化炉的原料煤掺配对气化效率和燃料供给稳定性有重要影响。

通过对不同种类原料煤的掺配试验,确定了最佳的煤种组合为:烟煤40%、烟煤混合煤30%、无烟煤15%、褐煤10%、选择性煤炭5%。

在气化炉运行过程中,应严格按照最佳的原料煤掺配比例进行投入,以提高气化效率并确保燃料供给的稳定性。

13种煤气化工艺的优缺点及比较解析

13种煤气化工艺的优缺点及比较解析

13种煤气化工艺的优缺点及比较有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目,这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。

现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤气化技术作评述,供大家参考。

1、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。

从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。

2、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂,原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。

3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气,不推荐用以生产合成气。

4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术,2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行,实现了工业化,其特点是煤种适应性宽,可以用6-8mm以下的碎煤,属流化床气化炉,床层温度达1100℃左右,中心局部高温区达到1200-1300℃,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。

床层温度比恩德气化炉高100-200℃,所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤,以及石油焦,投资比较少,生产成本低。

缺点是气化压力为常压,单炉气化能力较低,产品中CH4含量较高(1%-2%),环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。

此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。

5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%,灰熔点高(ST大于1250℃)、低温化学活性好的煤。

对水煤浆加压气化工艺技术的评述

对水煤浆加压气化工艺技术的评述

对水煤浆加压气化工艺技术的评述章荣林(中国天辰化学工程公司,天津 300400) 2006-11-171 水煤浆加压气化工艺技术的现状水煤浆加压气化是美国德士古公司开发并应用于工业化生产的。

国外已建成投产的装置有6套,15台气化炉。

国内已建成投产的装置有7套,21台气化炉;正在建设、设计的装置还有4套,13台气化炉。

这些已建成投产的装置最终产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、一氧化碳、燃料气、联合循环发电,各装置自建成投产后,一直连续稳定、长周期运行。

该工艺技术的专利许可证费已有大幅度降低,装备国产化率已达90%以上,由于国产化率高,装置投资相应降低。

一套投煤量500 t/d,气化压力为4.0MPa的气化炉系统投资约7000万元。

一套投煤量1000t/d,气化压力为4.0MPa的气化炉系统投资约11000万元。

一套投煤量750t/d,气化压力为6.5MPa的气化炉系统投资约9000万元。

近年来国内有关大专院校和科研单位还开发了具有自主知识产权的水煤浆气化工艺技术。

华东理工大学开发的多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术,西北化工研究院开发的多元料浆加压气化技术,都各有其特点。

2 特点及优点(1)水煤浆气化对煤质的适应性较广。

烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点劣质煤、石油焦等均能用作气化原料。

气化温度一般比在还原性气氛下的灰熔点T4高50~100℃,由于耐火砖衬里承受高温抗渣的限制,一般要求煤的灰熔点在还原性气氛下T4<1300℃。

气化温度下的煤灰粘度要求在25~40Pa.s之间,且变化平稳。

对较高灰熔点的煤,也可以采用高灰熔点煤与低灰熔点煤混配煤或加石灰石作助熔剂以降低灰熔点的办法来解决。

原料煤中含氯、氟等卤素低一些比较好,否则在气化及后续系统的设备、管道选材上需要特别注意。

原料煤的成浆性必须作实验室试验,成浆性好的煤,其煤浆流动性能好,气化用的氧气消耗少。

要求制成水煤浆的煤浆浓度在60%以上。

影响制成高浓度水煤浆的一个重要因素是原料煤的内在水分,要求内在水分低于10%,否则制不成高浓度的水煤浆。

水煤浆加压气化工艺技术优化

水煤浆加压气化工艺技术优化

水煤浆加压气化工艺技术优化摘要:在煤炭多种利用方式中,煤气化技术虽然过程复杂、仅占我国煤炭消费总量的6%左右,但却是煤炭高效加工、转化的龙头,也是煤炭清洁利用的关键,更是保障国家经济、能源安全和社会可持续发展的基础。

煤气化技术已有近百年的历史,尤其在石油危机期间世界各国广泛开展了煤气化技术的研究。

煤气化技术根据煤炭进料类型的不同主要分为干粉气化和水煤浆气化。

干粉气化技术存在磨煤过程粉煤的安全性问题、粉煤气流输送的计量精度难以达到炉内氧煤比的控制要求而导致炉内温度波动影响装置安稳长运行、高挥发分煤的安全性较差、高灰熔点煤成熟度不够、装置长周期运行成绩不佳等一系列问题。

而水煤浆气化技术具有技术成熟、设备相对简单、生产过程安全可靠、易于大型化、投资及产品成本低等优点,因前景广阔而被广泛应用。

关键词:水煤浆;加压气化;工艺优化1水煤浆加压气化工艺技术特点首先,水煤浆加压气化工艺对于原料的质量要求不高,所以很容易找到化工生产所需的水煤浆原料,进行加压气化以后可满足煤化工生产需要。

其次,水煤浆加压气化装置可以满足合成氨和合成甲醇等工艺技术的要求,能够长期处于连续稳定的运行状态。

关于加压气化系统的热利用,可采用锅炉和水激冷气的方式实现热能交换,但需要安装相应的设备。

再次,水煤浆加压气化工艺技术属于清洁技术,满足煤化工生产中节能环保的要求。

也就是利用该技术可以减少污染物质的排放,降低对环境的破坏程度。

但是为了提高气化效率必须要使用低灰的燃煤作为原料,或者添加助溶剂。

因为碳的转化率低且有效成分少,而有效气体的消耗量却大。

同时气化工艺所使用的气化炉的耐火砖的使用寿命较短,且要经常性地对喷嘴进行维修或更换,这样又会给气化工艺带来伤害。

2水煤浆技术研究进展2.1添加剂对水煤浆特性的影响。

煤颗粒表面主要呈现疏水性的非极性结构,因此在水中更易于聚并沉降。

这就需要一定的表面改性手段,以降低颗粒的聚并趋势。

水煤浆体系中添加量极少的分散剂对水煤浆性质的改善具有至关重要的作用。

探索德士古水煤浆加压气化工艺

探索德士古水煤浆加压气化工艺

探索德士古水煤浆加压气化工艺摘要:由于工业化时代的降临,能源在人们生活中的位置越来越重要,资源变得不可或缺,能源被越来越多的人们所需要,同时,也提高了我国能源开发和加工的技术水平。

且气化包括煤浆制备、灰水处理等工序。

德士古水煤浆加压气化技术分为激冷流程、全废锅流程,废锅流程应用较少,存在很多不确定因素。

所以,重点针对德士古水煤浆加压气化工艺进行详细谈论,从德士古水煤浆加压气化工艺的关键点、工艺流程、模型模拟以及工艺的优缺点进行详细的阐述,目的在于能够提升德士古水煤浆气化工艺效果。

关键词:德士古;水煤浆;加压气化工艺洁净煤气化技术是将来洁净煤气化技术生产体系的根基,以往传统的燃煤锅炉技术,在热效率上存在很大的弊端,并且影响大气环境产生污染,而洁净煤气化技术在这两方面做的是比较好的。

石油和天然气是一种资源,但煤炭不仅是一种能源,而且是化学工业唯一可靠的基础原料来源。

本文综述了德水煤浆加压气化技术及其特点,分析了该技术在我国理,保障其整体质量。

避免不同膨胀系数的耐火砖在温度突然升温状态之下导致出现不同程度的变形以及破裂问题,进而影响气化效果,降低应用寿命。

一、煤气化技术概述煤气化技术是将经过处理的煤送入反应器,在一定温度下通过氧化剂以流动方式转化为混合气体,进一步对粗煤气进行洗涤,脱除固体颗粒,得到清洁煤气送往下游进行利用。

煤气组成随气化反应所用原料煤性质、气化条件不同而变化,生产时必须根据下游产品选择适当的气化剂才能满足生产需要。

煤的气化是复杂的理化变化过程,通过煤的气化可利用煤中所含有机物,煤的气化是清洁利用煤炭资源的重要途径。

二、德士古水煤浆加压气化工艺的关键点1.对气化炉的要求是:结构简单、易于操作、可靠性好、无内置机械传动装置,汽化炉的压力要和压力成正比;2.对温度和压力的要求:采用1300~1500℃,压力在2.7~6.5MPa进行高温进行加压气化,通常情况下压力选择3.0、4.0、6.5MPa。

水煤浆加压气化技术改造小结

水煤浆加压气化技术改造小结

水煤浆加压气化技术改造小结杨贵州,王军,杨国强(山东兖矿鲁南化肥厂机动处滕州 277527) 2002-02-16兖矿鲁南化肥厂水煤浆加压气化装置自1994年3月10日通过生产考核以来,根据实际情况对不适应系统稳定生产的设备、装置进行了一系列的改造,目前整个工艺系统运行平稳,达到了设计能力。

1 技术改造主要内容(1)文氏洗涤器增设除垢装置当气化系统运行一段时间后(一般为5~7d),洗涤器开始结垢,垢层逐渐增加,直到气化炉压差过大,使激冷水供应不足而导致停车。

在¢150的管道内结垢曾经达到52mm,对系统的长周期稳定运行带来了非常不利的影响。

据分析,结垢较快的主要原因是系统带灰过多所致,因此在文氏洗涤器增设水力喷管,洗涤器结垢问题得到了控制。

(2)气化炉上升管支撑的改造气化炉内上升管原采用4条拉筋和4个角钢支架支撑,在开停车过程中由于压力的骤变而产生巨大的振动,使支架变形、断裂,导致整个上升管脱落。

本着弹性减震和刚性保护相结合的方针,在上升管的底部增加1个托盘,使上升管通过弹性支架支撑在托盘上,上部的拉筋仅起到定位作用。

改造后彻底解决了这一现象。

(3)闪蒸系统管道的改造在运行过程中闪蒸系统的工艺管道存在一定的设计和工艺问题。

气化炉至高压闪蒸罐管线原先从激冷室底部出来,垂直向下15m再折流向上进入高压闪蒸罐。

这就使黑水中的灰尘沉积在折流处,造成堵塞,影响生产的正常进行。

我们把这段管线改为水平布置,减少了灰垢在管道中的沉积。

(4)气化炉渣口的改造气化炉渣口的尺寸对气化各项工艺参数影响很大。

为了能达到最佳的工艺状态,从1998年开始先后与华东理工大学、西北院等进行了交流和论证,在取得充分理论依据的前提下,将气化炉渣口由¢625改为¢525。

改造后合成氨产量提高了近8%,渣的可燃物含量由42.95%降为39.03%,大大改善了工艺状况。

2 不断深化设备、材料、备品配件的国产化工作进口设备、材料、备品配件的国产化是一项需要长期坚持的工作。

德士古水煤浆加压气化技术

德士古水煤浆加压气化技术

德士古水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术是一种将水和煤混合制成煤浆,然后用高压气化的方法将其转化为可燃气体的技术。

这种技术具有高效、环保、节能等优点,是中国能源行业的一种重要技术。

德士古水煤浆加压气化技术最早是在20世纪七十年代由德国士古公司开发的。

这种技术可以有效地将具有低质、高湿度、高灰、高硫的煤转化为具有高热值、低污染的气体,适用于许多工业用途,如化肥生产、城市燃气供应和发电等领域。

德士古水煤浆加压气化技术的主要工艺流程包括煤浆制备、加压气化、气体制取、洗涤和废水处理等过程。

具体来说,首先通过粉碎和磨煤技术将煤转化为适合水煤浆制备的小颗粒,然后将煤浆加压进入气化炉,使用高压氧气进行气化,将煤转化为气体。

在气化过程中,产生的高温和高压使得煤中的气态、液态和固态化合物分解,生成一种称为合成气的气体,包括氢气、一氧化碳和少量二氧化碳等。

接下来,通过一系列的升压、冷却和过滤等处理步骤将合成气中的污染物和杂质去除,使其达到燃烧要求,并且可以作为城市燃气或者发电等用途。

与传统的气化技术相比,德士古水煤浆加压气化技术具有以下几个重要的优点:一、高效、节能。

因为可以将煤浆气化成为完全燃烧的气体,其能量利用率高达85%以上,比传统的煤炭燃烧技术高出约三分之一,有利于提高能源利用效率和降低排放污染;二、环保、减排。

与传统煤炭燃烧技术相比,德士古水煤浆加压气化技术的排放主要为CO2、H2O和NOX等低污染物,几乎不产生煤灰和煤渣等废弃物,对环境污染小,也降低了煤炭产业的二氧化碳排放;三、适用性广泛。

德士古水煤浆加压气化技术对煤炭的适应性强,可以利用各种不同种类的煤进行气化,包括低质煤、高灰煤等煤种,有利于煤炭产业的利用;四、可持续性、发展性。

德士古水煤浆加压气化技术具有较好的可持续性和发展性,可以配套使用风力、太阳能等可再生能源,增加可再生能源的利用比例,有利于推进能源结构转型升级。

总之,德士古水煤浆加压气化技术技术是一种可持续性、高效率、环保的煤炭转化技术,在中国能源产业的广泛推广和应用有极为重要的意义和实际价值。

关于水煤浆气化装置性能考核的评价分析报告

关于水煤浆气化装置性能考核的评价分析报告

当代化工研究Modem Chemical Research135 2021•04工艺与设备关于水煤浆气化装置性能考核的评价分析报告*孙书生(神华新疆化工有限公司新疆831404)摘耍:本文介绍了神华新疆68万吨/年煤基新材料项目背景和生产运行状况,阐述了水煤浆气化装置性能考核的组织、准备、实施、异常问题处置和结果分析评价过程.关键词:性能考核;运行;负荷;项目中图分类号:TQ文献标识码:AEvaluation and Analysis Report on Performance Assessment of Coal Water SlurryGasification UnitSun Shusheng(Shenhua Xinjiang Chemical Co.,Ltd.,Xinjiang,831404)Abstract:This p aper introduces the background and operation status of t he680000t/a coal based new material p roject in Shenhua Xinjiang, and expounds the organization,preparation,implementation,abnormal p roblem handling and result analysis and e valuation p rocess ofthe p erformance assessment of t he coal water slurry gasification unit.Key words:performance evaluation^running;load;project1.项目背景神华新疆68万吨/年煤基新材料项目是神华集团积极响应国家西部大开发方针和战略规划,把新疆建设成为国家大型油气生产加工和储备基地、大型煤炭、煤电、煤化基地,发挥自身优势,科学谋划组织,加快推动建设,切实把新疆的资源优势转化为经济优势的精神。

水煤浆气化工艺中的问题分析与改进

水煤浆气化工艺中的问题分析与改进

水煤浆气化工艺中的问题分析与改进摘要:本文通过对气化系统、灰水处理系统、联锁系统,进行分析寻找对应的解决措施与改良方法,希望能够给有关人士提供一定的参考价值。

关键词:水煤;浆气化;工艺中;问题1水煤浆气化装置的概况1.1装置的简述某公司在合成氨的年生产量可以达到30万吨,尿素则可以达到52万吨,在气化装置方面,完整的气化装置总共包含制浆、气化及后续对渣水进行处理的三套系统。

1.2装置运行情况的概述需要注意的是,中国海油的首套煤气化装置便是该气化装置,但是系统也存在以下主要问题:第一,煤仓在运行中会经常出现煤被堵住的现象,料机皮带也会因为煤量的原因造成毁损,导致磨煤机的入料管线发生堵塞的现象,在共同作用下导致煤浆的最终输入量与标准要求相差甚远,而气化炉也经常需要被迫进行减负荷。

第二,磨煤机筒体螺栓存在严重漏浆问题,环境受到污染,同时将煤浆流入磨煤机的小齿轮轴承中,难以把持其原有的使用期限。

第三,当地煤成分掺杂较多杂质,由于烧嘴压差较低而使气化炉联锁停车高达十几次。

第四,在采取比较长的激冷水系列管线的时候,极易造成停车备炉在清洗与检修的过程中无法对断口进行清理,同时热量运行不够充分,运行周期大大缩减。

2气化系统的改良2.1工艺烧嘴的改良1.烧嘴压差波动时的现象。

烧嘴压差波动,表明煤浆在烧嘴处雾化效果变差,部分煤浆未经充分反应就被高速的气流带出气化炉燃烧室,在煤浆流量几乎没有变化的情况下,气化效率下降、产气率降低而导致气化炉压力下降、高压煤浆泵出口压力持续下降,由于氧气与煤浆在烧嘴头部混合,煤浆压力降低造成氧气流量不断上涨,气化炉因处于过氧状态而温度上涨,工艺气组分发生明显变化——CH4、CO含量下降而CO2含量上升,有效气含量明显降低;与此同时,经过长期的操作观察,烧嘴压差波动具有偶然性,有时波动小,有时波动大,甚至会出现烧嘴压差降为负值的情况,经过一段时间后有时又会突然上涨恢复至正常值,如此反复。

水煤浆气化炉分析

水煤浆气化炉分析

水煤浆气化炉分析水煤浆气化炉分析水煤浆常压气化炉分析水煤浆气化根据气化炉内压力分常压和高压两种气化方法,其中Texaco水煤浆气化技术是开发成功并最早实现工业化生产的第二代煤气化工艺技术,它是一种以水煤浆为进料、氧气为气化剂的加压气流床气化工艺,属于气流床湿法加料、液态排渣的加压煤气化技术。

现有资料显示了Texaco水煤浆加压气化的优越性,但并没有否定常压气化的可行性。

高温高压气化的优点:1、采用高压气化制造合成气,大大减少了气体净化的投资,因此所有现代化的气化方法都在压力下操作。

2、总能耗大大减少。

例如,在低于6Mpa的煤加压气化中,甲醇的压缩消耗会从常压气化的700kWh/t降到约100kWh/t,其中氧气压缩所增加的费用仅为100kWh/t,此外氧的增加的费用也可以通过降低氧纯度再进一步减少。

3、大大提高单位体积和单位时间的产品质量,气化炉的容积得到了充分利用。

采用高压时,炉内反应物、生成物的浓度都较常压气化提高,从而提高了反应速度。

4、高温下水煤浆的水产生热分解促进气化反应进行。

在高温气化中,水煤浆中的水通过热分解被分成氧和氢。

这样,一方面可以减少用于自然气化所必需的由外部供给的氧气的数量,另一方面可以得到富氢合成气。

常压气化的优点:1、投资少,运行、维修成本低。

由于采用常压气化,设备不属于压力容器,减少了设备投入;炉内温度不会太高,因此烧嘴砖和耐火材料的使用寿命延长,维护费用降低。

2、安全性提高。

由于采用常压,不仅降低了事故的危害性和事故发生的次数,而且对操作人员的业务要求有所降低,便于大范围推广。

3、对环保的促进。

由于现在拥有大量粉煤的企业一般为中小型企业,通过对水煤浆常压气化炉的使用,对粉煤的再利用将有很大的好处,从而减少由于粉煤闲置造成的环境污染和能源浪费。

常压气化存在的问题:1、反应能否进行问题。

任何反应能够不断进行是因为能达到热量平衡。

气化剂采用30%左右的富氧空气及常压操作炉内各物质浓度较低,反应的剧烈程度将远低于T exaco加压气化,因此C+O=CO+Q 和 22C+O=2CO+Q 的反应速度将下降,从而产生的热量减少。

探索德士古水煤浆加压气化工艺

探索德士古水煤浆加压气化工艺

探索德士古水煤浆加压气化工艺摘要:水煤浆是由70%左右的煤炭、30%的水和少量添加剂组成,德士古水煤浆加压气化工艺是在重油气化基础上发展起来的第二代煤气化技术,是一种简单、成熟、方便的煤气化工业应用技术,而且相比于传统方式而言,水煤浆还有环保、节能的优势,其主要工艺流程包括制备水煤浆、煤浆储存和运输、水煤浆气化和水处理4道工序,本文简要分析了德士古水煤浆加压气化工艺的优缺点和工艺流程。

关键词:德士古;水煤浆、加压气化;工艺流程德士古水煤浆加压气化的基本工艺过程是使用煤浆泵将煤浆送入德士古烧嘴中,同时将空气中的高压氧也送入其中,两者一同进入气化炉中,充分混合雾化,在1400摄氏度温度下进行气化反应,生成的高温合成气和残渣一起进入冷激室,将合成器经过冷却、除尘等工序装瓶,将残渣冷却后沉积在底部,实现有效气与残渣的分离。

一、德士古水煤浆加压气化工艺优缺点1.优点:(1)煤种适应范围广,理论上可以利用高水分、高灰份、高粘结性的煤种,既不受熔点限制,也不受煤块度大小限制,其最终都会湿磨成水煤浆。

(2)资源利用率高,液氧泵提供,一般其压力等级为 2.7MPa、4.0MPa、6.7MPa、8.5MPa等,气化压力高,减少后续不必要的工序。

同时热能利用率高,水煤浆气化通常在1400摄氏度下进行,常利用冷激的方式回收利用热能。

(3)化工污染物少,由于该工艺是在1400摄氏度下进行,产物中不含有焦油等污染物,同时废水中的主要成分是含氰化合物,易于处理。

2.缺点:(1)工作噪音大。

(2)需热备用炉,气化炉一般工作两个月左右就要单炉停车检修,而备用炉需要在1000摄氏度以上温度下才可以正常投料,因此在正常工作时,也要保持备用炉处在热备用状态,增加耗能。

(3)工艺烧嘴寿命短,在高温和煤浆持续冲刷下,烧嘴的使用寿命不超过2个月。

(4)黑水管线易堵塞、结垢,气化炉和碳洗塔排出的黑水中固体废渣含量非常多,经常堵塞黑水管,影响设施正常运行。

德士古水煤浆气化工艺实验报告

德士古水煤浆气化工艺实验报告

德士古水煤浆气化工艺实验报告实验报告:德士古水煤浆气化工艺实验目的:1. 研究德士古水煤浆气化工艺的基本原理。

2. 探究德士古水煤浆气化工艺的工艺参数对气化效率的影响。

3. 分析德士古水煤浆气化工艺的经济性和环境友好性。

实验原理:德士古水煤浆气化是一种将水煤浆通过气化反应转化为合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)的工艺。

主要原理如下:1. 水煤浆喷入煤气化炉后,在高温下发生气化反应,煤中的碳氢化合物分解生成一氧化碳和氢气。

2. 合成气通过煤气化炉内的升流动力学、下降动力学、热力学和热传递过程的耦合作用,逐渐转化为高品位的合成气。

3. 合成气经过清洁煤气净化系统进行净化,去除其中的灰尘、杂质和硫化物等,得到高质量的合成气。

实验步骤:1. 准备水煤浆和煤气化炉。

2. 将水煤浆喷入煤气化炉,并调整喷嘴和进料速度,使煤浆均匀地喷入炉内。

3. 控制煤气化炉的温度、压力和气流速度等参数。

4. 收集产生的合成气,并进行分析测试,包括一氧化碳和氢气的浓度、灰尘和硫化物的含量等。

5. 对合成气进行净化处理,去除其中的杂质和硫化物。

6. 分析实验结果,评价德士古水煤浆气化工艺的效果。

实验结果:通过实验,我们得到了水煤浆气化的实验结果。

根据测量数据和分析结果,可以得出德士古水煤浆气化工艺在合成气品质和气化效率方面的表现。

实验总结:德士古水煤浆气化工艺具有高效、环保、经济等优点,在化工、能源和环境领域有广泛的应用潜力。

通过实验,我们对该工艺的原理和工艺参数的影响有了更深入的了解。

参考文献:根据需要添加参考文献。

煤化工技术专业《德士古水煤浆加压气化技术的优缺点》

煤化工技术专业《德士古水煤浆加压气化技术的优缺点》

德士古水煤浆加压气化技术的优缺点优点1、煤种适应范围广可以利用次烟煤、烟煤、焦、石油焦、煤加氢液化残渣等,不受灰熔点限制〔灰熔点高可加助熔剂〕;不受煤的块度大小限制,因最终要经湿磨制成m3/1000Nm3 COH2以上,为了降低氧耗,应尽量选择灰份低、灰熔点低的煤,成浆性要好,以便可制得高浓度的煤浆,减少3/h,空气150~1500Nm3/h及局部抽引、冷却水。

假设能通过强化管理,优化操作,确保单炉长周期运转,做到方案停车,检修前将备用炉温升上来,就可不需热备用炉。

3、气化炉耐火材料寿命短耐火材料中的向火面砖是气化炉能否长期运转、降低生产本钱的关键材料之一。

目前世界上可生产向火面砖的国家有法国、奥地利、美国、等。

法国砖的特点是在操作温度低的条件下性能比拟好,适应操作温度变化大;而奥地利砖、美国砖操作温度高时性能好,但操作温度变化大时易变脆。

渭河化肥厂开车一年三台气化炉向火面砖全改换过,一炉砖需75万美元,而且换一炉砖周期长,影响生产二个月。

目前,我们国内洛阳、新乡已研制出价廉、耐高温侵蚀,而且使用寿命长的耐火材料。

完全可以满足生产需要。

同时在安装时要保证筑炉质量,操作上加强管理减少炉温波动,可适当地延长向火面砖的寿命。

4、气化炉炉膛热电偶寿命短由于气化炉外壳与耐火砖的受热后膨胀系数不同,而发生相互剪切,进而损坏热电偶。

每次炉温改变,我们尽量控制好外壳与炉膛温度,来保证热电偶不坏。

如果在热电偶坏时,我们可根据气中CH4含量的变化及炉子排出渣的颜色、颗粒的大小及形状来判断炉温,这就要求我们要有过硬的业务水平,积累经验,可看系统其它参数,来控制炉温,维持系统正常生产。

5、寿命短的稳定运行是操作好气化炉的另一个重要因素。

烧嘴的寿命短〔个月左右〕而且昂贵〔2021元/个〕。

根据德士古气化操作经验,烧嘴是引起气化炉停车次数最多的原因,所以操作过程中必须会根据炉子运行运状况判断烧嘴的运行情况。

我们可以从烧嘴冷却水系统、气化炉压差、气体成分等来判断烧嘴运行情况,我们还专门对烧嘴系统设置了联锁,如运行情况恶化,气化炉停车,否那么轻者烧嘴偏喷冲刷侵蚀耐火砖,重者烧坏烧嘴。

德士古加压水煤浆气化技术

德士古加压水煤浆气化技术

德士古加压水煤浆气化技术德士古加压水煤浆气化技术一、德士古加压水煤浆气化工艺技术特点德士古加压水煤浆气化技术是由美国德士古公司在重油气化的基础上开发成功的第二代煤气化技术,是一种以水煤浆为进料、氧气为气化剂的加压气流床并流气化工艺,属于气流床湿法加料、液态排渣的加压气化技术。

气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序。

德士古加压水煤浆气化技术有以下特点:1、德士古加压水煤浆气化工艺要求原料水煤浆要有良好的稳定性、流动性,较低的灰熔点及泵易输送等特点;2、气化炉内结构简单,炉内无机械传动装置,操作性能好,操作弹性大,可靠程度高;3、高温加压气化,气化采用1300-1500℃的高温,气化压力达2.7~6.5Mpa,已工业化水煤浆气化炉气化压力有3.0、4.0、6.5Mpa 几种。

气化炉能力与压力成正比,气化压力高,能增加反应的速度及增加反应物在气化炉内的停留时间,增加碳的转化率,增加单台气化炉的生产能力,同时可节省后工序气体压缩功,但压力过高工程设计和设备制造难度也就更大。

如产品气用作燃料,气化压力不宜太高;如用作合成氨或甲醇原料气,可以选用4.0-6.5Mpa,应根据工程规模合理选定。

4、碳转化气化效率高,碳转化率高,一般可达90-93%,灰渣中粗渣含碳量约5%,少量细渣含碳量约25%。

单位体积产气量大,粗煤气质量好,有效气成份高,产品气中(CO+H2)可达80%左右;气体中甲烷低、无焦油,可用来生产合成氨、甲醇、制氢、羟基合成原料气,用途广泛;5、灰渣含碳量低;6、水煤浆进料与干粉进料比较,简化了干粉煤给料及加压煤仓加料的问题,具有安全并容易控制的特点,取消了气化前的干燥,节约能量;7、采用半封闭供煤、湿法磨煤以及气流床气化,全过程污染轻微,无焦油等污染物,是一种先进、可靠的气化工艺,世界各国基本公认该技术为环境友好型工艺。

德士古加压水煤浆气化工艺不足之处为:1、受气化炉耐火砖的操作条件和使用寿命的限制,气化温度不宜过高;2、气化炉内砌耐火砖冲刷侵蚀严重,更换耐火砖费用大,增加了生产运行成本;3、喷嘴使用周期短,必须每两个月检查更换一次,停炉更换喷嘴对生产连续运行或高负荷运行有影响,一般需要有备用炉,增加了建设投资;4、水煤浆含水量高,使冷煤气效率和煤气中的有效气体成份(CO+H2)比干法气流床低,氧耗、煤耗均比干法气流床高;5、对管道及设备的材料选择要求严格,一次性工程投资比较高;6、制备水煤浆需多种添加剂,适用于生产合成氨的激冷流程有庞大的灰水处理系统,且细灰中含碳量高达25~30%不易处理。

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水煤浆加压气化工艺评价范立明1,2,郭金鹏1(1.渭河煤化工集团公司,陕西渭南 714000;2.西安交通大学,陕西西安 710049) 2004-07-16近年来,围绕大型合成氨装置原料由油或气改煤,以及新上煤化工装置选用何种煤气化工艺,在煤化工界引起了广泛的关注和讨论,其讨论的焦点主要集中在气流床气化工艺,即干法进料的Shell气化工艺及湿法进料的Texaco水煤浆气化工艺上。

渭河煤化工集团作为我国第一套采用6.5MPa水煤浆加压气化技术的大型化肥装置,1996年投产后,经过多年的消化吸收与技术改造,才掌握了这套技术,因而对水煤浆加压气化了解较深。

我们也曾有幸参加过有关煤气化工艺的技术讨论会,感到大家需要对可选用的煤气化工艺有一个客观的评价和认识,因此本文谨对我们所采用的水煤浆气化工艺进行总结,希望能对煤化工企业有所启迪。

1 渭化的经历和总体评论通过实践,我们深深体会到德士古技术是一个比较好的洁净煤生产技术。

水煤浆的制备、输送、计量及控制简单、安全、可靠;设备国产化率高,易于实现大型化,投资相对低一些。

但掌握起来难度比较大。

因为无论是专利商还是承包商都缺乏足够的工程经验与生产运行经验,设计中难免存在一些问题和不足。

因而需要通过生产实践才能真正掌握这门技术。

投产之初,我们就遇到了气化系统工艺气带灰、带水问题,生产稳定不下来,无论是专利商还是承包商都拿不出有效的解决办法。

面对困境,渭化的技术人员反复研究,先后共提出了14条改造措施,对系统进行了多次“手术”。

中间几经反复曲折,带灰带水的难题终于得到了解决。

灰水系统与除渣系统设计缺陷比较多,系统堵塞与设备磨损非常严重,其中激冷水泵与锁斗循环泵两台泵的磨损及碳洗塔出口管线堵塞问题尤为突出。

主要进口设备之一——高压灰水泵每台价值400多万元,可就是开不稳,运行不了几天就得停车维修。

在生产实践中,我们对灰水系统和除渣系统进行了多项改造,其间我们还用每台80多万元的国产泵取代了进口的高压灰水泵。

经过改造,灰水系统和除渣系统终于稳定下来。

投产初期,由于气化炉拱顶经常超温和炉膛耐火砖磨损严重,设计寿命为8000h的进口炉砖,仅使用3000h就报废。

对此,我们反复研究,对炉砖结构及筑炉方案提出了多项改进意见,并采用廉价的国产炉砖取代了昂贵的进口炉砖。

经反复摸索改进,我们创出了一套独有的筑炉技术,从而使炉砖使用寿命从原设计的8000h延长至16000~20000h。

随着气化炉压力等级的提高,变换催化剂出现了砷中毒问题,使用寿命大大缩短。

对此,我们与西北化工研究院的科技人员共同攻关,完成了“煤制合成气脱砷技术及净化剂的研究开发”,解决了砷中毒问题,且该项目获得陕西省石化科技进步一等奖。

问题一个又一个解决了,可是气化装置还是稳定不下来,平均运行不到10天就得停车一次。

于是我们开始对专利商的原始设计提出质疑,并对国内外采用德士古技术生产厂家实际使用的煤种进行广泛调查,最终作出了改换煤种的决策,并两次提出和修改改换煤种的主要技术指标。

对此,我们对工厂周边5 个省区20 多个矿点进行深入调查和比较选择,最后下决心改换原料煤种,生产也由此稳定下来,从而从技术和工程实际上证明水煤浆加压气化原料用煤的选择性。

2 对水煤浆加压气化工艺的评价总的来说以煤为原料,需要采用高效的洁净煤技术,这是毫无疑问的。

而目前争论最为激烈的是德士古水煤浆气化与壳牌粉煤气化技术。

此两者孰优孰劣、孰长孰短?产品制造成本低,特别是直接材料费用低是它们共同的优势,而建设投资大则是它们共同的缺憾。

至于它们之间的具体比较,由于缺少对Shell干煤粉气化的技术认识及生产实践,在此只能对Texacao水煤浆加压气化谈一些粗浅看法,仅供参考。

2.1 原料的适应性水煤浆加压气化工艺对煤种的要求并不象专利商所说的那样广,专利商过多地从煤的成浆性能考虑煤的适应性,而从装置的运行性能考虑,实际上水煤浆加压气化工艺对煤种的要求还是比较严格的,国内几个厂家的运行实践证明:灰分含量越低越好;灰熔点要求低于1300℃;操作温度下的灰粘度要求在25~40Pa·s之间且变化平稳;内水含量低有利于制出高浓度的水煤浆。

2.2 一些主要的技术指标(1)碳转化率根据渭化的经验,可达98%,实际运行一般为96%。

(2)冷煤气效率水煤浆加压气化可达73%。

(3)有效气成分水煤浆加压气化81.4%,根据煤种及工况的不同有所变化,渭化采用华亭煤有效气成分在79%左右。

(4)氧耗水煤浆气化吨氨耗氧为870m3。

根据煤种及操作工况有所不同,渭化使用华亭煤有效气(CO+H2)比氧耗400m3/km3。

(5)煤耗水煤浆气化的有效气(CO+H2)比煤耗可达600kg/km3,渭化使用华亭煤有效气(CO+H2)比煤耗在615kg/km3左右。

3 水煤浆气化工艺运行性能(1)水煤浆制备工艺简单,易于掌握,棒磨机或球磨机的运行稳定可靠,煤浆的储、运方便,但为保证其流动性和防止沉淀,需加入化学添加剂;为降低灰熔点改善灰渣的流动性能,要加入助熔剂,这些都增加了合成气的生产成本。

(2)水煤浆的泵送及加压简易,功率消耗较低,单台高压煤浆泵就可保证气化炉的正常运行,但目前高压煤浆泵仍需进口。

(3)气化炉的开车投料、正常运行完全实现程控和自动化。

气化炉从常温到投料温度正常需要升温20h,更换烧嘴仅需45min即可完成。

但受烧嘴材质、使用环境、介质性质的限制,烧嘴运行寿命有限,一般40天左右就需停炉更换烧嘴,进行必要的监测和维修,烧嘴使用半年头部就报废,需更换,增加了维修和运行费用。

(4)气化炉的运行控制易于掌握,升降负荷简单易行,且加压操作单炉能力大大提高;但受烧嘴寿命影响,运行周期较短,倒炉频繁,因而从稳定运行考虑,必须设备用气化炉,并使其处于热备或冷备状态,这样不但增加了设备的原始投资,也使运行费用提高。

目前气化炉年平均台次运行时间在20~25d之间。

(5)气化炉设计采用耐火砖结构,其使用寿命有限,按目前最好的运行水平,平均可达15000h,虽然耐火砖可以国产化,但此不菲的费用仍使得整个气化装置维修及运行费用居高不下。

(6)水煤浆加压气化工艺配备有庞大的灰水处理和灰水循环系统,可有效提高水的利用率,减少废水排放。

但灰水中的颗粒含量和总硬较高,管道的磨损及结垢在所难免。

灰水处理中存在絮凝沉淀和分散阻垢的矛盾,絮凝剂和分散剂的使用也增加了运行费用。

管道磨损和结垢带来的检修不仅使长周期运行受损,还使维修费用增加。

因而有必要配备冗余的灰水处理设备,这样也会使投资费用增加。

(7)水煤浆加压气化炉渣分粗渣和细灰,粗渣目前只能干沟堆放,尚无大的应用场合。

细灰含炭量较高,可作为制砖填料回收使用。

粗渣的处理要配备专用车辆,寻找合适的干沟作堆场。

4 水煤浆加压气化技术在国内的优势(1)水煤浆加压气化业绩比较多,国内先后投产的四家工厂均积累了丰富的操作经验。

不同压力等级、不同生产规模、不同原料组成的气化炉在国内均有成熟的使用经验。

(2)国内众多的大专院校、科研院所对水煤浆加压气化进行了多年的开发与研究,形成了煤浆添加剂、磨机基配、煤种选择与评价、新型喷嘴开发、耐火材料研制、灰水分散阻垢与絮凝、高水气比耐硫变换等一系列成熟技术,可为用户提供全方位的技术支撑。

(3)水煤浆加压气化技术生产的合成气CO含量适中,不需要庞大的变换系统,耐硫变换的使用使能量的利用更为合理,虽气化炉的热效率较干煤粉气化稍低,总能耗与干煤粉气化相比相差无几。

(4)水煤浆加压气化压力可达8.5MPa。

单炉气化能力可达每天2000t煤,其投资比干煤粉气化过程工艺要低。

(5)随着国产化程度的提高,水煤浆加压气化装置的设备投资大幅度降低,6.5MPa气化压力,日气化750t煤的成套水煤浆气化装置总投资可控制在7500~8000万人民币。

(6)水煤浆气化工艺专利技术费用也有所降低,有效降低了该技术的软件投资。

由于有国内自有技术和生产经验、以及国内工程公司设计经历的支持,也不需要专用工艺包和原料煤的试烧,使得其初期费用大幅降低。

我们认为采用高效、先进的气化工艺是煤化工生产实现洁净生产和可持续发展的必由之路,但选择何种工艺路线则应从资源条件(即煤质)、人力储备、投资规模、技术支撑等方面综合分析。

从技术层面讲,只有较好,没有最好。

而且任何技术都需要在使用中认识、掌握、完善和发展。

水煤浆加压气化技术的应用说明了这一点,其他的气化技术也决不会例外。

水煤浆加压气化技术的国产化与问题探讨周夏,黄敏,丁汉虎 (华鲁恒升化工股份有限公司,山东德州 253024) 2007-03-08自20世纪70年代以来,我国从国外引进了30多套大型氮肥生产装置,但缺少自主知识产权。

2002年9月12日,我国第1套国产化水煤浆加压气化装置技术改造项目在山东华鲁恒升化工股份有限公司开工奠基,并于2004年12月28日正式建成投产。

该装置为水煤浆气化配套30万t/a合成氨、20万t/a甲醇(项目在建),采用华东理工大学具有自主知识产权的四喷嘴对置式气化技术,设置3台气化炉,处理煤量1500 t/d。

该项目总投资较进口设备节省一半以上,以投资计算的国产化率为 94.5%。

当今,石油价格不断上涨,缺油少气富煤的中国急需这样的国产化成果,相关政府部门和相关企业对此给予了极大的关注,而作为国产化核心技术之一的四喷嘴对置式加压气化技术更是成为人们关注的焦点。

笔者在此仅就水煤浆加压气化技术国产化的关键环节进行分析和比较,并对试车、投产后出现的问题作一简单介绍,以期能对业界提供一些参考。

1 工艺方案的确定由于我国是一个富煤少油缺气的国家,煤气化技术对国内化肥、甲醇等企业来说至关重要。

目前,工业化的煤气化技术有Shell煤气化技术、Texco煤气化技术、鲁奇固定床加压气化技术以及国产化技术。

这些先进的煤气化技术,在国内都已有工业化的装置。

对比各种工艺以后,考虑到国产化技术转化率高、投资省、适合我国国情,遂决定采用华东理工大学开发的四喷嘴对置式的国产化水煤浆气化技术。

相比国外技术,该项技术在气化炉、灰水处理等方面具有独特的工艺,气化反应温度比较均匀,返混少,碳转化率高,且灰水处理采用直接逐级换热回收热能,可节约投资。

2 气化压力的选择气化压力的选择应根据投资者的需要进行综合的分析和比较,不宜简单地说4.0 MPa和6.5 MPa哪一个更好。

山东华鲁恒升化工股份有限公司确定采用6.5 MPa的气化压力,主要是从以下几方面考虑的。

(1)粗煤气用途粗煤气用作化工原料时,气化压力应考虑与最终产品或中间产品的合成压力相适应:①今后若生产甲醇,气化压力选用6.5 MPa可以达到等压合成的目的;②生产合成氨时,较高的气化压力可以节省动力消耗。

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