灰熔聚粉煤氣化配管淺析

第32卷第4期化工設計通訊Vol. 32 No.42006年12月Chemical Engineering Design CommunicationsDecember. 2006灰熔聚粉煤氣化配管淺析閆斐(華陸工程科技有限責任公司西安710054 )摘要灰熔聚技術(shù)是我國自主開(kāi)發(fā)的潔凈煤氣化技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)也獲得成功本文簡(jiǎn)要介紹灰熔聚技術(shù)的原理分析了該項技術(shù)在工程設計過(guò)程中,設 備布置以及管道設計的特點(diǎn)提出幾點(diǎn)需要改進(jìn)技術(shù)的方面。關(guān)鍵詞灰熔聚技術(shù)管道布置淺析中圖分類(lèi)號TQ113. 26*4文獻標識碼:A .文章編號:1003 - 6490( 2006 )04 -0026 -03攜帶少量細粉的煤氣經(jīng)列管式廢熱鍋爐、空氣預熱器1概述及水冷塔進(jìn)-步降溫除塵后輸出?；胰劬哿骰卜勖簹饣椒ň哂幸韵绿攸c(diǎn):煤炭氣化是潔凈、高效利用煤炭的主要途徑之1 )氣化能力強 排灰碳含量低;一我國煤炭資源儲量豐富地域分布廣泛尤其內2 )適應多種煤質(zhì)尤其適用于高硫、高灰和高熔蒙、陜北、山西的煤炭?jì)r(jià)格低煤質(zhì)好可以很好地作融性溫度煤的氣化;為替代石油的原料應用于城市煤氣、化工合成用原料3)常壓操作反應溫度適中材料采用碳鋼和少氣和先進(jìn)的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電用燃氣。因此，開(kāi)展煤炭氣量不銹鋼;化的研究開(kāi)發(fā)及應用具有重要價(jià)值。4 )產(chǎn)品氣純度高凈化工藝簡(jiǎn)單;現在廣泛采用的水煤漿氣化技術(shù)加壓氣化技術(shù)5 )建設周期短投資少維修費用低。多用于大型的合成氨廠(chǎng)或電廠(chǎng)對于大量中小氮肥企目前采用的常壓氣化技術(shù)有灰熔聚流化床氣化、業(yè)來(lái)說(shuō)采用灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)進(jìn)行原料本恩德氣化、固定層間歇氣化其比較見(jiàn)表1。地化改造是經(jīng)濟可行的?；胰劬奂夹g(shù)是我國自主開(kāi)由表中數據相比較可看出灰熔聚氣化技術(shù)作為發(fā)的潔凈煤氣化技術(shù)主要工藝流程由備煤、供氣、氣-項新興的煤炭氣化方法,比起其它同類(lèi)氣化技術(shù)有化、除塵和廢熱回收五個(gè)部分組成其特征在于所述它的先進(jìn)之處;雖然原料消耗較高但煤種適應性強的備煤部分由粉碎與干燥兩步構成,勿需將煤預破原料來(lái)源廣泛價(jià)格便宜使得粗煤氣制造成本降低粘破碎的煤經(jīng)過(guò)篩分小于6mm的煤送入回轉干燥可以降低合成氨制造成本故進(jìn)行灰熔聚流化床氣化爐干燥,得到水分<5%的煤控制額定的進(jìn)料量,調.技術(shù)的中國煤化工節空氣蒸汽流量送入爐內氣化;生成的含塵煤氣經(jīng)|YHCNMHG輻射廢熱鍋爐回收熱量進(jìn)入一、二級旋風(fēng)分離除塵;收稿日期2006-08 -25作者簡(jiǎn)介閆斐工程師1996年畢業(yè)于西安石油學(xué)院機械系化機專(zhuān)業(yè);-直從事化工工藝管道設計工作。聯(lián)系電話(huà):029 - 82238189 -3249 E - mail yf1753@ 163. com。第4期閆斐灰熔聚粉煤氣化配管淺析2表1 三種氣化方法對比表位置確定受其制約裝置框架的標高和其余主要設項目灰熔聚流化床氣化恩德粉煤氣化固定層間歇氣化備的定位、標高就基本確定。另外給料斗和氣化爐氣化方式連續氣化.連續氣化間歇氣化的進(jìn)煤口之間需要設置螺旋輸送機,以保證粉煤持續氣化溫度/C 1 050-1100950-1 0000550準確地送進(jìn)氣化爐螺旋輸送機的選型和定位需要認進(jìn)煤方式粉煤用粉煤用，塊煤間真考慮此段管道的距離盡量短并能夠直接接進(jìn)氣氧氣輸送斷加料化爐?；叶返牟贾靡残枰屑氀芯啃L(fēng)分離器等幾有效成份~70%.~ 68%68%個(gè)設備的下灰管道均要收集到灰斗這些管道都要求( C0+H2 )大坡度少拐彎甚至盡量豎直布置，以保證管道內不碳轉化率/%≥90%≥88%≥76%爐渣含碳量≤10%≤12%~ 17%積灰不堵塞。洗滌水固含量較高3.3鎖斗閥選型副產(chǎn)蒸汽量較低旋風(fēng)分離器下部接管上的返料閥以及鎖斗排灰在中國的1(另有3(2套用管道上的閥件需要做特殊閥門(mén),因為這里的溫度很多工業(yè)裝置2套在建)于制合成氣)高介質(zhì)主要是煤灰和少量煤氣,所以對閥體閥芯的要求高。關(guān)于返料閥的型式應該和制造廠(chǎng)協(xié)商要求3關(guān)鍵設備描述面至面尺寸盡量小不要拐彎下料坡度大。3.4 關(guān)鍵管道設計灰熔聚流化床氣化裝置由流化床氣化單元及熔主要粉煤管道和煤灰管道盡量豎直布置需要拐聚灰分離單元構成主要設備有:彎布置時(shí),保持盡量大的傾角,防止管道的堵塞。進(jìn)1 )氣化爐( φ4 900x21 837 ,73t) 受料斗鎖斗氣化爐的煤粉管道盡量短不要拐彎。氧氣管道少拐2 )-級旋風(fēng)除塵器( φ2 428 x14 735 ),二級旋彎要進(jìn)行應力計算確定管架的設計。風(fēng)除塵器總重56t ;3)蒸發(fā)器以及顯熱回收器;4應用4 )煤斗 煤鎖給料斗;5 )螺旋輸送機;灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)工業(yè)試驗裝置于6 )最終洗滌冷卻塔( φ2 800x15 700 ,13t )。2001年6月19日在陜西城化股份有限公司試運行上述的設備大都體積龐大荷載極重,設備.上的成功裝置操作平穩產(chǎn)出的合成氣已并入生產(chǎn)系統主要物料進(jìn)出管口管徑較大( DN500 ~ DN2 000 )。中。此設計規模適用于中小氮肥企業(yè)生產(chǎn)流程的需因此在初步設計階段必須做好設備布置的研究根求,日處理煙煤100t ,可配套于2萬(wàn)t合成氨生產(chǎn)。據實(shí)際經(jīng)驗,設備布置將基本確定管道布置,并且影同樣裝置經(jīng)過(guò)技術(shù)改進(jìn)后,日處理煙煤為400t ,可配響到土建成本最終決定本技術(shù)在工業(yè)化過(guò)程中的技套于8萬(wàn)t合成氨生產(chǎn)。術(shù)經(jīng)濟性。3.1材料選擇5小結此裝置設備材料基本采用碳鋼氣化爐內和高溫管道內采用耐火磚或其他耐火材料襯里。管道材料灰熔聚流化床粉煤氣化工業(yè)裝置試運行的成功除氧氣管道煤管道煤灰管道,CO2 管道采用不銹鋼將大大中國煤化工]發(fā)展,促進(jìn)我國合成.外其余管道均采用碳鋼。閥門(mén)材料與管道材料配氨C1|YHCNMHG潔煤技術(shù)的升級。但套。是有以下幾點(diǎn)還需要改進(jìn)的地方:3.2設備布置要點(diǎn)1 )隨著(zhù)中小氮肥企業(yè)的改擴建尤其是新建大型由于氣化爐是煤氣化技術(shù)的核心設備所以確定(下轉第37頁(yè))該設備的安裝位置(標高)至關(guān)重要。一 旦 氣化爐的第4期崔金玲王艷,曾香梅:化工裝置管道安裝中應注 意的幾個(gè)問(wèn)題37規定填寫(xiě)《高壓管件驗收紀錄》。高壓管件及焊接管不管是金屬管道還是塑料管道都應根據設計要件必須核對制造廠(chǎng)的質(zhì)量證明書(shū)其化學(xué)成份、熱處求加上管道支、吊架,以保證管道不墜、不脫,并注意理后的力學(xué)性能、合金鋼管件的金相分析結果(也可不能腳踩車(chē)壓要對后續工種交接清楚。管道試壓要用熱處理狀態(tài)說(shuō)明代替)以及高壓管件的無(wú)損探傷嚴格按規范要求只有這樣才能保證系統正常開(kāi)車(chē)并結果應符合國家現行標準的規定?？煽窟\行。在管件、閥件確認無(wú)誤后再按照管道安裝要求與相應的管道焊接或連接。3結語(yǔ)2.5 塑料管道對于塑料管道除注意其管道、閥件及管件的質(zhì)量化工裝置管道安裝是紛繁復雜的,它涉及管道、外也應重視管道的連接塑料管道最易發(fā)生滲漏的地閥件、管件規格型號多工藝介質(zhì)又多變?yōu)榇艘笫┓骄褪枪艿肋B接處。塑料管道的連接方式主要有膠工人員要精益求精,-絲不茍,否則可能發(fā)生難以預粘連接、熱熔連接、電連接、專(zhuān)用管件連接注意不得測的損失。只有對每個(gè)細微點(diǎn)都處理得當才能保證在塑料管.上套絲。整個(gè)裝置萬(wàn)無(wú)- -失。(上接第27頁(yè))利于灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)的推廣應用。煤氣化裝置的增加常壓操作下的產(chǎn)能瓶頸必須突3 )最好能將爐渣合理的利用,可以考慮用來(lái)做破,有必要進(jìn)行加壓條件下的灰熔聚流化床粉煤氣化礦渣水泥碳黑原料熱量回收源等。技術(shù)研究開(kāi)發(fā)才能保持這項氣化技術(shù)的持續生命力。2 )目前的工藝技術(shù)中氣化爐和高溫煤氣管道[參考文獻]( φ1 000 ~2 000 )均采用內砌耐火磚的方法其施工[1]王洋，中國高硫、高灰和高熔融性溫度煤的灰熔聚流化床氣化要求高強度大;使用壽命有待考驗。是否可以參照[J]煤化工2005(4) .SHELL氣化爐采用類(lèi)似的水冷壁結構,或者采用高[2] 汪壽建.潔凈煤氣化工藝淺楓]化肥設計2004 (6):5.效輕質(zhì)的耐火材料,減輕爐子和大直徑管道的重量,[3] 賀永德.灰熔聚流化床粉煤氣化裝置考核小結J]. 煤化工，2003 (3)使得土建成本降下來(lái)提高項目的技術(shù)經(jīng)濟性更有《石化技術(shù)與應用》2007年征訂啟事報道范圍石油化工、三大合成材料、催化劑、助劑及石油煉制等方面新產(chǎn)品、新工藝、新設備的開(kāi)發(fā)、中國科技核心期刊。技術(shù)改造、分析測試及與石油化工有關(guān)的環(huán)境保護、甘肅省優(yōu)秀期刊。自動(dòng)控制、計算機技術(shù)等。創(chuàng )刊于1983年。特約顧問(wèn)沈之荃周其鳳胡永康李燦CA ,AJ CSA收錄期刊。歡迎訂閱、投稿、刊登廣告。詳情請咨詢(xún):第六屆全國石油和化工行業(yè)優(yōu)秀期刊評比一等獎?！逗铣上鹉z工業(yè)》編輯部電話(huà) 0931 - 7983185中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司E - mail :hexf@ chinajournal. net. cn和中國石油天然氣集團公司蘭州石油化工公司聯(lián)合《石化技術(shù)與應用》編輯部電 話(huà):0931 -主辦。79816中國煤化工nail. com大16開(kāi)本國內刊號CN 61 - 1138/TQ國際刊YHCN MH G7314247傳真 0931號ISSN 1009 -0045 ;郵發(fā)代號54-102 ;廣告經(jīng)營(yíng)許- 73 14247可證號6201000000 ;雙月刊逢單月10日出版;地址:蘭州市西固區合水北路1號郵編:定價(jià)10元。730060聯(lián)系人孫步均