多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)工業(yè)應用總結

r.2012化肥設計第50卷第2期50Chemical Fertilizer Design2012年4月多咬嘴對置式水媒漿氣化技術(shù)工業(yè)應用總結劉進(jìn)波(山東兗礦國拓科技工程有限公司,山東滕州277527)中圖分類(lèi)號:TQ545文獻標識碼:A文章編號:1004-8901(2012)02-0050-03多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)自從投入工業(yè)撞擊流股、回流區、折返流區和管流區組成。由于化應用以來(lái),以其技術(shù)成熟可靠、碳轉化率高、消耗有撞擊流股的存在,增加了氣化爐內物流混合交低、有效氣成分高、運行周期長(cháng)、適于大型化等優(yōu)錯的機會(huì ),物料在氣化爐內的運動(dòng)軌跡曲折且迂勢,迅速成為煤氣化行業(yè)的主流技術(shù)之一,目前已回量比較大,氧煤混合更加充分,有利于強化傳運行的裝置達到19套,在建或正在工程設計中的裝熱和傳質(zhì)過(guò)程。物料在氣化爐內停留時(shí)間比其置有53套。近期,其最大日處理煤量達到2000t他同類(lèi)技術(shù)多2-3s,參與氣化反應時(shí)間更長(cháng),的氣化裝置,已通過(guò)國家權威部門(mén)72h連續工業(yè)運提高了碳的轉化率和單位氣化爐燃燒室容積的行考核。生產(chǎn)能力。撞擊區、撞擊流股、回流區、折返流區1工藝過(guò)程及特點(diǎn)的存在,更有利于促進(jìn)煤焦、CH4等與H2O、CO2發(fā)生的氣化反應,生成CO和H2,提高有效氣成11工藝過(guò)程分的含量。多噴嘴對置式水煤漿氣化是氣流床氣化技術(shù),12,2多噴嘴協(xié)同進(jìn)料與撞擊霧化液態(tài)排渣,燃燒室平均溫度為1300~1400℃。多噴嘴的霧化性能是噴嘴最首要的性能指標,噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)工藝流程見(jiàn)圖1。由煤影響噴嘴霧化性能的主要因素是噴嘴的結構尺漿制備和輸送單元送來(lái)的合格煤漿,與空分來(lái)的氧寸,因為噴嘴的結構尺寸直接決定了氣液兩相的氣通過(guò)對置式布置的工藝噴嘴,進(jìn)入爐內進(jìn)行混合接觸方式、接觸時(shí)間、接觸面積、出口液膜的厚度和反應,產(chǎn)生的高溫煤氣和熔渣進(jìn)入激冷室,進(jìn)行射流速度。多噴嘴進(jìn)料克服了單一噴嘴對進(jìn)料量冷卻、除灰,送出氣化爐。煤氣初步凈化單元由混地限制,將物料均勻分配到4個(gè)燒嘴。噴嘴尺寸合器、旋風(fēng)分離器、水洗塔組成,含渣水熱回收與除的大幅度減小,特別是中環(huán)煤漿通道尺寸的大幅渣單元采用蒸汽與返回灰水直接接觸工藝。度減小,有利于噴嘴的霧化操作,氧氣和煤漿的混合效果更好。多噴嘴對置式的布局使物料進(jìn)入燃煤漿煤漿←合成氣冷凝液燒室后,通過(guò)對噴撞擊進(jìn)一步混合,可促使反應更充分。氧氣酸氣123噴淋床與鼓泡床結合灰水出氣化室的夾帶熔融態(tài)灰渣的高溫合成氣,在復合床結構的洗滌冷卻室內完成合成氣的洗滌冷卻和熔渣的初步分離。洗滌冷卻室采用了噴淋床與鼓泡床相結合的技術(shù),氣液兩相分布更加均勻,圖1多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)工藝流程固體灰渣沉降效果更好,床層液面比較平穩,液位1-磨煤機;2-煤漿泵;3一氣化爐;4一鎖斗;5一混合器;6—旋風(fēng)分容易控制;在床層上方存在較大的氣液分離空間,離器;7一水洗塔;8一蒸發(fā)熱水塔氣體夾帶的小液滴能得到有效分離,不發(fā)生氣體的12技術(shù)特點(diǎn)12.1獨有的氣化反應流場(chǎng)作者簡(jiǎn)介:劉進(jìn)波(1975年-),男,山東滕州人,1997年畢業(yè)于山東理工大學(xué)機械設計制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè),工程師,從事化工裝置生產(chǎn)對置式氣化爐的流場(chǎng)結構由射流區、撞擊區、設備的技術(shù)管理等工作。第2期劉進(jìn)波多噴嘴對置式水媒漿氣化技術(shù)工業(yè)應用總結帶水問(wèn)題;氣液接觸更為充分,床層內氣泡直徑在5對于產(chǎn)業(yè)鏈較長(cháng)和生產(chǎn)裝置規模較大的工業(yè)裝置8mm,平均氣含率為0.3%~0.5%,保證了氣體尤為適用的冷卻與增濕,出口氣體中蒸汽完全能達到相截止目前,單爐連續運行時(shí)間最長(cháng)為152天,平衡。部分裝置平均運行時(shí)間90天以上,其中江蘇靈谷124氣體分級凈化技術(shù)和江蘇索普分別采取以60天和75天定期倒爐的采用混合器、旋風(fēng)分離器和水洗塔相結合的節操作模式,兗礦國泰、兗礦魯化采取計劃停車(chē)更換能高效煤氣分級凈化系統,對煤氣除塵效果更好。燒嘴,都沒(méi)有岀現因氣化系統故障影響系統運行同時(shí),由于70%-80%的灰由旋風(fēng)分離器除去,并的情況。氣化爐耐火磚的使用壽命長(cháng)于其他水煤被直接送往黑水處理系統,水洗塔內的黑水含固量漿氣化技術(shù),其中拱頂磚使用壽命已超過(guò)14000h,降低,不易堵塞管道和激冷環(huán),保證運行期間的洗渣口耐火磚使用壽命最長(cháng)18200h,平均使用壽命滌冷卻水量不會(huì )降低。在7000h以上,其他位置耐火磚使用壽命平均為12.5渣水處理系統的改進(jìn)25000h以上,最長(cháng)為30000h。渣水熱回收與除灰單元核心設備是蒸發(fā)熱水32工藝指標塔,采用蒸汽與返回灰水直接接觸工藝,具有灰水對已運行的不同規模的裝置生產(chǎn)指標進(jìn)行分溫度高、蒸汽利用充分、耐堵渣、節能、運行周期長(cháng)析,并與引進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行對比,多噴嘴對置式水煤等特點(diǎn),與采用閃蒸器和換熱器結合的工藝流程相漿氣化技術(shù)在碳轉化率、有效氣成分、渣中殘炭含比,運行周期更長(cháng),檢修更方便量、比氧耗、比煤耗等方面均有較大優(yōu)勢。運行情況對比見(jiàn)表2。2應用現狀表2運行情況對比多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)作為擁有我國完全自主知識產(chǎn)權的第1套大型煤氣化技術(shù),自技術(shù)類(lèi)型裝置碳轉化率比氧耗/m3·比煤耗八kg·有效氣粗渣/%km3(0+H)1Lm3(O0+H成分/%含碳/%2005年投入工業(yè)化運行以來(lái),很快得到市場(chǎng)認可多噴嘴水華魯恒升988現在運行的氣化裝置達到19臺(套),預計2012年煤漿氣化兗礦魯化9.637.3568,882.37.3可突破30臺(套),在建或設計的裝置為53臺技術(shù)寧波萬(wàn)華9(套)。全部投產(chǎn)后,日處理煤量接近90000t。多新能鳳鳳990756882.41.6噴嘴水煤漿氣化技術(shù)應用情況見(jiàn)表1靈谷化工98.735256883.42引進(jìn)技術(shù)兗礦魯化96.3652.38】154表1多噴嘴水煤漿氣化技術(shù)應用情況裝置規模d75011501200150020002表2中各裝置的運行指標均優(yōu)于魯化引進(jìn)技已運行/臺(套)6術(shù)的工藝指標,其中兗礦魯化的多噴嘴對置式氣化在建或設計/臺(套)和引進(jìn)技術(shù)使用的是同一種原料煤,且煤漿制備為共用的裝置,其煤漿濃度和質(zhì)量相同,故在數據采注:日處理煤3000t的裝置已完成理論設計,待工業(yè)化推廣。集、分析計量?jì)x器、取樣方式和工藝指標的計算方已經(jīng)開(kāi)始應用的多噴嘴水煤漿氣化裝置的設計法等方面相同,因而更具有可比性。與引進(jìn)技術(shù)相壓力有4.0MPa和6.5MPa2種類(lèi)別,氣化爐直徑為比,其碳轉化率高2.1%,比氧耗低6.5,比煤耗低32m34m、3.6m3.88m等規格,單裝置最大日處12.8%,有效氣成分高1.3%,粗渣中含碳低8.1%。理煤可達到2500t。該氣化技術(shù)主要用于合成氨、甲上述比較結果與近期完成的“十一五”國家高醇、發(fā)電及煤制油等裝置,原料為煤及石油焦等。技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)課題“日處理200013運行分析煤新型水煤漿氣化技術(shù)”的驗收結論相近。該課題以江蘇靈谷45萬(wàn)ta大型合成氨項目氣化裝置為3.1運行情況依托,自2009年6月首次化工投料,至2011年11已投產(chǎn)裝置運行穩定,年運行時(shí)間和連續運行月15日裝置累計運行超過(guò)19000h,期間氣化裝置周期基本上都達到或超過(guò)設計值。同時(shí),該技術(shù)獨及整個(gè)生產(chǎn)系統運行穩定,最長(cháng)連續滿(mǎn)負荷運行有的帶壓連投和無(wú)波動(dòng)倒爐技術(shù)的應用,大大減少245天,全年生產(chǎn)天數最高達到357天。裝置72h了生產(chǎn)系統的停車(chē)幾率和生產(chǎn)波動(dòng),實(shí)現了在生產(chǎn)連續工業(yè)運行考核數據見(jiàn)表3。系統不停車(chē)的情況下進(jìn)行氣化爐的切換,這一優(yōu)勢(下轉第56頁(yè))56化肥設計2012年第50卷含量約為3%。由此可見(jiàn),2種專(zhuān)利噴頭的造粒效3.2實(shí)驗結果分析果均不能滿(mǎn)足我廠(chǎng)現行工藝條件下尿素產(chǎn)品質(zhì)量3號實(shí)驗結果粒度最好,對應的噴頭型號為C的要求。號,在轉速320~360r/min,中、高生產(chǎn)負荷下尿素我廠(chǎng)根據自身的設備及工藝條件,分析不同轉粒度分布較好,粉塵含量少,滿(mǎn)足了尿素產(chǎn)品國優(yōu)速生產(chǎn)負荷溫度變化下噴頭的工作情況,自行設標準的質(zhì)量要求。在今后的尿素生產(chǎn)中我們將采計制造了3個(gè)不同尺寸、開(kāi)孔率、內部結構的造粒用C號造粒噴頭(目前,此型號噴頭已申請專(zhuān)利)。噴頭,并利用正交試驗進(jìn)行監測。根據位級制定出3,3其他改進(jìn)措施的因素位級參數見(jiàn)表3,正交試驗檢測結果見(jiàn)表4。(1)加強工藝指標的管理,嚴禁超標運行及違表3因素位級參數反操作規程,對于影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標采用單位纟位移動(dòng)極差控制圖,并進(jìn)行認真分析。級噴頭型號轉速/r負荷/MPa(2)尿素料倉的改造,在料倉的中下部增設平0.44+0.44臺,將其分割成主副料倉,定期清理料倉內邊角處C0.48+0.48的粉塵,杜絕尿素成品中粉塵含量超標。表4正交試驗檢測結果4改造效果項目噴尿素粒度技改前、后尿素粒度及粉塵含量對比見(jiàn)表5。型號轉速負荷溫度oO &5 mm 1. 4-28mm表5改造前、后尿素粒度及粉塵含量對比2.5%粉塵含量顆粒集中度1.4%1.7%<92%1.9%77%技改后<1.5%1.52%77.67892.6%75.5通過(guò)實(shí)施,優(yōu)化尿素粒度的技改措施取得了可2.0%77.7%觀(guān)的經(jīng)濟效益,按每噸尿素售價(jià)提高20元,以年產(chǎn)3311.5%8%26萬(wàn)t尿素計算,增加效益520萬(wàn)元位級128.2%231.8%20.1%231%通過(guò)技術(shù)改造,尿素產(chǎn)品的質(zhì)量達到國優(yōu)標位級2231.6%230.5%21.顆?？偤臀患?233.7%231.2%231.6%20.5%63.5%準,平均粒度集中度達到歷史最好水平,滿(mǎn)足了客極差R5.2%1.3%1.7%1.5%戶(hù)的要求。粉塵含量的降低,減少了消耗,降低了注:表4中位級1位級2、位級3均為3次顆粒之和。成本,延長(cháng)了尿素的儲存期。收稿日期:2012-0201(上接第51頁(yè))表3裝置72h連續工業(yè)運行考核數據置式水煤漿氣化技術(shù)在運行穩定性、生產(chǎn)指標的先序號項目考核指標考核結果進(jìn)性及擴大裝置規模的可行性等方面具有較大優(yōu)1有效氣成分/%8182.92比氧耗/m3·[km3(CO+H2)]1勢。同時(shí),在歷經(jīng)基礎理論研究、實(shí)驗室研發(fā)、中3比煤耗/kg·[km3(CO+H2)]1試、工業(yè)示范、工業(yè)應用等階段后,其已形成完整的4冷煤氣效率/%74.9理論基礎、工程應用和生產(chǎn)管理經(jīng)驗,并培養出龐5碳轉化率/%大的工程研究、設計、技術(shù)管理、操作人才隊伍,為其在今后的工業(yè)化推廣和技術(shù)升級創(chuàng )造了條件,提裝置考核結果表明,多噴嘴對置式水煤漿氣化高了市場(chǎng)競爭力,發(fā)展前景廣闊。技術(shù)氣化效率高,技術(shù)指標先進(jìn),與同樣采用內蒙神參考文獻:華煤的引進(jìn)水煤漿氣化技術(shù)裝置相比有效氣成分提[1張彥多噴嘴對置式氣化爐與單噴嘴水煤漿氣化爐運行分析高3.1個(gè)百分點(diǎn),比氧耗降低11.4%,比煤耗降低[冂].大氮肥,2007,30(5):351-3542.1%,粗渣中殘炭降低約10%,細渣中殘炭降低12%。[2】馮長(cháng)志唐煜王強等神華包頭煤制烯烴項目CE水煤漿氣化裝置試車(chē)總結[冂].遼寧化工,2011,40(4):421-4234結語(yǔ)[3]李波,呂傳磊潘榮.多噴嘴對置式氣化爐在兗礦魯南化肥廠(chǎng)的應用[J].中氮肥,2011(2):14-16.與引進(jìn)的同類(lèi)水煤漿氣化技術(shù)相比,多噴嘴對收稿日期:2011-12-28