水煤漿水冷壁氣化工藝及生產(chǎn)運行

第2期(總第159期)化No.2(Total No 159)2012年4月Coal Chemical IndustApr.2012水煤漿水冷壁氣化工藝及生產(chǎn)運行吳存倉(山西陽(yáng)煤豐喜集團臨猗分公司,山西臨猗044100)摘要以水煤漿水冷壁氣化技術(shù)在山西陽(yáng)煤豐喜集團臨猗分公司應用為例,主要介紹了水煤漿水冷壁氣化的工藝及設計特點(diǎn),總結了水煤漿水冷壁氣化爐的優(yōu)勢,運用該技術(shù)可解決現有耐火磚爐存在的爐體易損耗、工作效率低等問(wèn)題,具有良好的應用前景。關(guān)鍵詞煤氣化,水煤漿水冷壁,氣化爐文章編號:1005-9598(2012)02-001003類(lèi)號:TQ534.4文獻標識碼:B1項目概況產(chǎn)合成氨。至2012年1月9日,連續運行了140d刨新了煤氣化試車(chē)歷史山西陽(yáng)煤豐喜集團與清華大學(xué)合作研發(fā)的水煤漿水冷壁氣化技術(shù)的成功運行,為開(kāi)發(fā)利用豐富的2工藝流程及設計特點(diǎn)“三高”煤資源走出了一條創(chuàng )新之路。該技術(shù)擁有煤種適應性廣、投資省維修費用低、自動(dòng)化程度高、運轉2.1水冷壁爐工藝流程周期長(cháng)、產(chǎn)出氣體成分穩定等優(yōu)勢,是具有先進(jìn)水平水煤漿水冷壁氣化工藝以煤漿加壓氣化方式供的煤氣化技術(shù)之料,利用氧氣對煤漿進(jìn)行部分氧化來(lái)生產(chǎn)水煤氣,煤陽(yáng)煤豐喜集團臨猗分公司(簡(jiǎn)稱(chēng)豐喜臨猗公司)漿通過(guò)隔膜式煤漿泵和燒嘴進(jìn)入氣化爐,采用純氧作氨醇系統氣化工段原有3臺耐火磚爐存在著(zhù)耐火磚為氣化劑氣化溫度在水冷壁爐膛內達到灰熔融性溫壽命有限、需定期換磚、檢修周期長(cháng)、煤種適應范圍窄度以上采用液態(tài)排渣氣體及熔渣經(jīng)過(guò)激冷后,完成等弊端,為此氨醇優(yōu)化項目中采用了水煤漿水冷壁氣全部的氣化過(guò)程化技術(shù)。在新增的第4臺氣化爐內使用水冷壁技術(shù)在氣化爐的燃燒室內,以水冷壁代替耐火磚,可設計單臺爐投煤量600t/d,單臺爐發(fā)氣量10000以提高燃燒室的燃燒溫度,不再擔心提溫后對耐火磚m/h,設計壓力40M的高溫侵蝕損毀極大地擴展了煤種適應范圍。氣化豐喜臨猗公司水煤漿水冷璧爐工程總投資9000萬(wàn)爐內的水冷壁采用強制循環(huán),使水一直處于過(guò)冷狀元,涵蓋水冷壁氣化爐、破渣機、鎖斗、鎖斗沖洗水罐、態(tài),有效地增加了水冷壁向火面熔渣層的凝固厚度,激冷水過(guò)濾器、汽包、工藝燒嘴、碳洗塔等設備以及氣以減少蒸汽的產(chǎn)生量保護水冷壁管在安全穩定的狀化框架的土建、安裝的費用(由于系統原有磨煤和渣態(tài)下運行。汽包中的水通過(guò)鍋爐水循環(huán)泵,送入水冷水處理等裝置,不在本次改造范圍)。其中主要設備包壁主系統(筒體、膜式壁),上盤(pán)管系統(爐口)、下盤(pán)括:氣化爐主體、水冷壁及汽包、工藝燒嘴和鍋爐水循管系統(渣口)和燒嘴冷卻水系統,通過(guò)水冷壁系統和環(huán)泵。首臺水冷壁爐于2009年10月在豐喜臨猗公司燒嘴冷卻水系統的鍋爐水進(jìn)入汽包,在汽包中產(chǎn)生部開(kāi)始土建,2010年6月開(kāi)始設備安裝,2011年6月系分蒸汽,產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入全廠(chǎng)蒸汽管網(wǎng),汽包液位補統安裝完成,經(jīng)過(guò)了2個(gè)月的系統調試,于2011年8充水經(jīng)本廠(chǎng)的中壓鍋爐工段供水管進(jìn)行補充。水煤漿月22日一次投料成功并且同時(shí)送氣供給后系統,生水冷壁氣化爐流程示意圖見(jiàn)下頁(yè)圖1收稿日期:2012-02-28作者簡(jiǎn)介:吳存倉(1969—),男,山西臨猗,工程師,大專(zhuān),1990年畢業(yè)于北京煤炭工業(yè)學(xué)校采煤專(zhuān)業(yè),現從事煤化工生產(chǎn)技術(shù)管理工作,E-mail:baiwei163.com。2012年4月倉:水煤漿水冷壁氣化工藝及生產(chǎn)運行1.3MPa蒸汽外送2.2.2煤漿投料過(guò)程汽包補充水水煤漿水冷壁氣化爐使用“火點(diǎn)火"的方式進(jìn)行(汽包D煤漿投料,通過(guò)汽包加蒸汽的辦法,在鍋爐水提前循鍋爐水循環(huán)泵環(huán)運行到200℃后,開(kāi)始點(diǎn)火烘爐,烘爐溫度升到800℃即可,主要靠烘爐的燃料氣與純氧燃燒的火焰點(diǎn)燃入爐煤漿,利用反應生成熱來(lái)完成自身的熱反應煤氣去碳洗塔平衡,在投料成功后,觀(guān)火孔的攝像探頭及光敏探頭黑水去高壓閃蒸均有顯示,通過(guò)程控閥切換,退出烘爐的燃料氣及烘爐氧氣,使中心氧氣管線(xiàn)由烘爐燃料氣切換成氧氣爐頭的燃料氣與氧氣切換流程示意圖見(jiàn)圖2。隔式煤娛漿烘爐燃料調節閥2妖爐料8多a口電子打火裝置圖1水煤漿水冷壁氣化爐流程示意圖高溫煤氣經(jīng)過(guò)激冷水激冷后,進(jìn)入氣化爐下半部切換閥換閥分激冷室,產(chǎn)生的黑水經(jīng)過(guò)渣水處理系統處理后,循主氧氣調節閥煤漿環(huán)利用。粗渣經(jīng)過(guò)破渣機與鎖斗,間歇式排出系統主氧氣22點(diǎn)火及投料燒嘴2.2.1烘爐點(diǎn)火過(guò)程調節閥烘爐的燃料氣管線(xiàn)與燒嘴的中心氧氣管線(xiàn)公用烘爐氧氣點(diǎn)火氧氣送入正式氧氣管線(xiàn)。待投料正常后程控實(shí)氣化爐現切換。最終的點(diǎn)火烘爐與投料在1個(gè)燒嘴上一體烘爐氧氣調節閥2化完成,不需要更換燒嘴,也不需要提前標定氧氣和燃料氣的流量,可以根據計算值,在進(jìn)燒嘴前通過(guò)放圖2燃料氣與氧氣切換流程示意圖空和調節閥把燃料氣與點(diǎn)火氧氣的流量調整至合理的數值然后啟動(dòng)點(diǎn)火程序根據程序遙控相關(guān)閥門(mén),3水煤漿水冷壁氣化爐的優(yōu)勢使氣體進(jìn)入燒嘴,最后電子點(diǎn)火槍打火點(diǎn)燃火焰,完在運行中除保證汽包液位及鍋爐水系統的循環(huán)成燒嘴的烘爐啟動(dòng)步驟,電子打火裝置在點(diǎn)火后,由正常外,其余操作與水煤漿耐火磚氣化爐幾乎無(wú)異。氣缸推動(dòng)將電子打火槍退出中心氧管線(xiàn)。水煤漿水冷壁運行參數列于表1。衰1水煤漿水冷壁爐運行參數入爐煤漿人爐氧氣汽包壓力氣化爐壓有效氣比氧耗流量/mh+流量/m3h2力/MPa體積分數/%/m3·(1000m3)136303.7-3.83.5~3.677.69-79.29水冷壁主盤(pán)管水冷壁產(chǎn)水冷壁主盤(pán)管水冷壁頂盤(pán)管水冷壁下盤(pán)管水冷壁環(huán)腔水流量/m2h1蒸汽量/th出口溫度/℃出口溫度/℃出口溫度/℃溫度/℃2751.0-1.5245~248193-198225-22931保持水煤漿進(jìn)料的均勻穩定性3.2掛渣均勻,渣層厚實(shí)利用隔膜式煤漿泵為系統供煤煤漿流量靠煤漿供煤穩定的最大好處是掛渣均勻,均勻的掛渣可泵的變頻進(jìn)行調節,數據準確方便,使氣化的供料系以使渣層隨著(zhù)反應的進(jìn)行而逐步加厚,副產(chǎn)蒸汽量統穩定、安全。通過(guò)變頻調節可以在系統的50%-100%低,璧溫甚至比耐火磚爐還低,除拱頂部分在110℃負荷內,實(shí)現流量的任意調節。120℃外,筒體部分均在100℃以下。12-媒化工2012年第2期另外燒嘴使用的是三通道式,煤漿進(jìn)入燒嘴后,升高30,但副產(chǎn)了蒸汽15t/h,同時(shí)水冷壁的費用極噴出的是一個(gè)倒火炬的形態(tài),對渣層的沖刷分布是穩低,使用年限也長(cháng)。定的。水煤漿水冷壁爐與干煤粉水冷壁爐相比,煤漿制33氣體成分穩定備系統安全節能。制備1t粉煤(干基)耗電34.3kW氣體的成分受到氧氣和煤漿供料的影響,由于水制備1t煤漿(干基)耗電16.7kW,并且不考慮類(lèi)似煤漿的供料平穩,氧煤比一定的情況下,爐溫幾乎不干煤粉的管道磨損問(wèn)題,水煤漿氣化產(chǎn)生的粗渣與細變,出口的在線(xiàn)氣體分析趨勢顯示氣化爐運行平穩,灰比例大,易于分離處理主氣體體積分數(干基)為C042%、H238%、C0221%,穩水煤漿水冷壁爐的進(jìn)爐氧氣不需要額外再補充定了后系統的運行蒸汽,而干煤粉水冷壁爐需要對氧氣進(jìn)行蒸汽加熱34可摻用煤質(zhì)差的“三高”煤并補入蒸汽;煤漿輸送不需要像干粉輸送那樣,需蒸1年11月曾試燒了一種高灰分的煤,相應地汽伴管保溫來(lái)防止結塊;送出氣化系統水汽比達到提高爐溫后氣體產(chǎn)出CO2略高一些,產(chǎn)出蒸汽量有1.2以上,不需要在變換系統再補入蒸汽,不需要增所升高,其余指標未發(fā)生變化,能夠滿(mǎn)足后工段的需加變換觸媒的裝填量及負荷,而且配置水煤漿使用求。對比同期運行的耐火磚爐卻出現了渣口縮小提水來(lái)源于后系統的工業(yè)廢水。升爐溫后爐磚損耗加劇的現象。經(jīng)過(guò)對上述各部分的分析和詳細的測算,以變換4生產(chǎn)運行中存在的問(wèn)題后所得到氣體為基點(diǎn),國產(chǎn)的干煤粉水冷壁爐1000m(CO+H2)氣體的綜合能耗約17.18GJ,而水煤漿水冷41水冷壁循環(huán)水總管直徑過(guò)小,影響了過(guò)冷水流壁爐1000m(c0+H2)氣體的綜合能耗為15.860J,相量,如果能夠在水冷壁的總管上加大尺寸,可以提高比之下,水煤漿水冷壁氣化技術(shù)不遜于國產(chǎn)的干煤粉水冷壁的過(guò)水流速,從0.4m/s提高到1.0m/s,對于水冷壁氣化水冷壁的安全性會(huì )有更大的提高。42目前與原系統的3臺耐火磚爐共同使用磨煤機6小結系統,煤漿的差異性不易顯現出來(lái),計劃單獨設置1套磨煤機,專(zhuān)供水煤漿水冷壁氣化爐,可以有效地調水煤漿水冷壁氣化爐把水冷壁氣化與水煤漿氣整水冷壁爐的適用煤種,并能進(jìn)行多方面的配煤實(shí)驗?；瘍烧叩膬?yōu)點(diǎn)結合起來(lái),在豐喜臨猗公司得到了成功的應用,尤其是產(chǎn)出的氣體成分十分穩定,符合合成5水煤漿水冷壁爐與耐火磚爐、干煤粉水冷氨尿素系統的氣體成分需求,鑒于水煤漿加壓簡(jiǎn)便壁爐的對比易行,可以設計到更高的壓力。初步的生產(chǎn)運行表明水煤漿水冷壁氣化工藝是適應中國國情的優(yōu)良煤氣水煤漿水冷壁爐與水煤漿耐火磚爐相比,氧煤比化工藝之Technology of Coal Water Slurry Gasifier with a Cooling Screen and Its ApplicationWu cuncangLinyi Branch of Shanxi Fengxi Fertilizer Group Co, Ltd, Linyi Shanxi 044100, China)Abstract Most current coal water slurry gasifiers use refractory bricks at their walls, and the technology of coal water slurry gasification with a cooling screen was tested in Fengxi, and it turned out to be a success. The CwS gasificationprocess and its characteristics were introduced in this paper. The refractory bricks are likely to be damaged, besides, suchgasifiers have a low productivity. Overcoming such disadvantages, the new gasifier has a good application prospectKey words coal gasification, coal water slurry gasifier with a cooling screen, gasification furnace“你《煤化工》歟迎廣大讀者踴躍投稿,投稿信mhgk@126com十““