气流床气化方法的选择

第31卷第7期Vol 31 Na 72008年07月气流床气化方法的选择赵旨厚,张大晶(水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心,山东滕州277527)[摘要]介绍了Shel和GsP粉煤气化的优缺点重点讲述国内多喷嘴对置式水煤浆气化装置的工业运行情况及与德士古相比的技术优势。[关键词]煤粉;水煤浆;气流床;加压气化[中图分类号]1Q546,2[文献标识码]B[文章编号]1003-5095(2008)07-0053-02当前国内对气流床煤气化的选择主要集中在干的IGCC装置是Shel1惟一—套示范装置,用于化工法进料的 Shell,、GSP粉煤气化和湿法进料的生产尚无先例;在德国黑水泵市( SchwarZePumpe)的Texaco和国内多喷嘴对置式水煤浆气化技术, Shell劳柏格 Laubag)电厂建立的日处理720t煤的装置和GSP粉煤气化技术虽然先进但是缺乏化工应用业是GSP惟一一套示范装置,199年前曾气化过褐煤绩,水煤浆气化技术用于化工生产成熟可靠操作稳并达到过满负荷,但1990后又改为气化液态焦油化定性强特别是国内具有自主知识产权的多喷嘴对置学废液城市垃圾等粉煤输送系统已不存在,且无法式气化技术,在装置投资建设、稳定运行、经济效益向技术寻求方提供当年气化褐煤的有关资料、数据,等方面具有显著优势。投资者选择哪一种气流床气化实际上已不存在GSP粉煤气化装置,没有运行的粉煤技术关键要看技术的成熟可靠性;投资;项目建设周气化示范装置可供考察期;专利商的工程支持能力;运行与维护成本产化程度较低,投资大。专利费昂贵,专有设备1以Shel1和GSP为代表的粉煤加压气化需国外加工制造周期长,设备仪表材料的国产化率1.1技术先进与水煤浆相比差距也较大。煤种的适应性比水煤浆气化宽:水煤浆要求煤灰建厂时间长。粉煤气化技术虽先进,但用于化工分<20%,灰熔点Ty<1350℃,一般1350℃以生产还需要经过消化、吸收完善和掌握的过程要经上要加石灰石;粉煤气化要求煤灰分在8%~32%,灰历较长时间估计不会比当年 Texaco气化耗时短将熔点(FT)1100~1500℃,一般1450℃以上要加会使企业承受较长的还贷期负担较重。石灰石。2水煤浆气化技术指标优于水煤浆:Shel1和GSP技术指标基水煤浆气化技术用于化工生产成熟、可靠。以德本处于同一水平,粉煤比水煤浆少气化30%~40%水士古气化 exact)和国内多喷嘴对置式水煤浆气化分,故可省煤约10%,省氧气15%25%。冷煤气效率比为代表。华东理工大学和兖矿鲁南化肥厂共同承担完水煤浆高6%,达到80%83%;有效气成分比水煤浆高成了“多喷嘴对置式水煤浆气化”中试研究,2000年7%~10%,达到90%~93%;C转化率比水煤浆高1%~10月通过国家石油和化学工业局组织的鉴定验收,4%,达到约99%;用于IGC可使热效率达43%。认为该技“填补国内空白和国际领先水平”,并获内件寿命比水煤浆长:粉煤气化的水冷壁代替耐得一系列发明专利和实用新型专利。“十五期间进入火砖,设计寿命20年耐火砖1至2年,喷嘴寿命可工业示范阶段,在华鲁恒升和兖矿国泰建设的3台气达8000h,水煤浆的喷嘴寿命3至4个月化炉已进入正常工业运行。以新型多喷嘴对置水煤浆1.2引进企业经济负担重气化技术为依扦的两个项目“名嗜嘴对置式水煤浆气实力工业应用业绩不足。在荷兰 Demkolec建成化技中国煤化工找套装置技术开发[收稿日期]200803-28与应CNMHG业协会2006年度[作者简介]赵旨厚(1975-),男助理工程师从事煤气化技科技进步特等奖。术的开发工作。河北化工第7期2.1多喷嘴对置式水煤浆气化工业运行技术指标先进。国泰多喷嘴气化炉与鲁化2.1.1德州华鲁恒升多喷嘴对置式水煤浆气化装置 Texaco炉同期运行数据比较,有效气成分提高运行情况3%,C0Q2含量下降2%~3%,碳转化率提高%~3%,比氧德州大氮肥国产化项目,气化部分同时建设3台耗降低7.9%,比煤耗降低2.2%水煤浆气化炉,均为750t煤/d,压力6.5MPa,两开多喷嘴对置式水煤浆气化技术采用四喷嘴撞击备,其中一台为多喷嘴对置式新型气化炉,于2004流、预膜式喷嘴,加强混合,强化热质传递。德士古水年12月一次投料成功,2005年6月2日正式运行,煤浆气化技术为单喷嘴,流场为受限射流,物料停留2006年3月国家组织对大氮肥国产化项目现场考核时间分布宽碳转化率低射流以较大速度忡埘火砖。表明,气化炉的碳转化率99.9%,有效气成分达84%,复合床洗涤冷却使液位平稳,有效避免了渣中含碳量<5%,每天比相同规模的引进水煤浆气化 Texaco炉子激冷室液位波动,带水带灰问题粗合成装置多创造经济效益约5万元。气与黑水温差比 Texaco小约10℃,表明其传热、传2.1.2兖矿国泰化工多喷嘴水煤浆气化装置运行情质效果好粗合成气分级净化,节能、高效、压降小分离效兖矿国泰与华东理工大学共同承担“十五国家果好(含尘量小于1mg/Nm顷项目,在国泰建设多喷嘴对置式水煤浆气化技含渣水直接换热,优于 Texaco间接换热,蒸发热术工业示范装置及配套工程。采用两台1150t煤/d,压水塔出气温度与灰水温差仅约4℃,克服了间接换力为40MPa的多喷嘴气化炉,配套24万t甲醇/a,热设备易结垢堵塞问题,也提高了换热效率 (Texaco71.8W联合发电,供20万t醋酸/a。2003年5月1闪蒸汽、冷凝液两相温差最大约60℃)日开工建设,2005年10月15日投入运行,2006年投资低装置国产化率高没有专有设备,专利费生产甲醇23.4万t发电23亿kW/h第一年投产就为引进的德士古水煤浆气化的1/3~1/2,从以上的基本达到了设计能力表明该技术成熟可靠。2007年运行指标可以看出,多喷嘴对置式水煤浆气化比引进甲醇产量达到30万t,已全面超过设计能力。截至的德士古水煤浆气化运行费用要低得多2007年底,我国首台日处理1150t煤的多喷嘴对兖矿集团有限公司华东理工大学提供强大的工置式新型水煤浆气化炉,在兖矿国泰化工有限公司实程与技术支撑现稳定连续运行68d,工艺烧嘴连续使用85d,创造对环境影响较小。气化过程不产生焦油、萘、酚等了该种炉型连续运行时间的新纪录,同时实现了带压污染物,易处理,高温排出的融渣,冷却固化后可用于连投技术建筑材料22工艺指标(表1)实现带压连投技术,在气化炉及后系统不停车的表1多喷嘴气化技术与德士古气化技术主要技术数据比较情况下解决故障,带压投料,提高了有效生产时间至业单炉规原料C比托比耗C转2007年底,累计进行了10次带压连投操作,节省费炉型模Ud煤种BcH)(o化率A用近700万元鲁化 Texaco约400北宿水洗煤82~83约33654796~97国泰多喷嘴1150北宿水洗煤8493095359883结论上海焦化 Texaco约500神府煤81412638约95通过分析对比,可知粉煤气化用于化工生产还需渭河 Texaco。0约750华亭煤78415627约95要过程,国内多喷嘴对置式水煤浆气化比德士古气化安徽准化集团约5004亭、义马混煤77425708约95更具优势,目前正在运行和建设的有11家企业,30由表1可知,多喷嘴水煤浆气化技术已经很成台气化炉打破了跨国公司在国内市场的技术垄断地熟各项工艺指标均优于 Texaco水煤浆气化技术特位,大大推动了我国煤化工技术的发展建议应用该别是鲁化 Texaco、国泰多喷嘴,均使用北宿水洗煤,技术。可比性更强[参考文献]23技术优势煤种适应范围宽。对煤的水分、可燃物含量等没YHE中国煤化工化工业2043有苛刻要求灰熔点Ty在1350℃以下。从经济性2郑CNMHG置的技术改进U大考虑,水含量、灰分越低越好。氮肥,2005,28(1):25-28(下转第73页李世成等:制药工业的局部排风与有害物质的净化回收回用其中某一种或两种气体时,通常由于不能一步到情况下,引起某种成分燃烧继而炭纤维燃烧。位地将废气全部回收处理,要综合考虑要回收气体适5需要说明的问题用的方法和回收过程同时分析气体在回收过程中的51在局部排风系统和有害物质净化装置中,所有受到不想要回收气体的影响,分阶段分步骤处理,尽设备、设施、原材料以及环境应符合药品生产质量管量不要让不想要的物质同时进入回收系统。理规范要求,否则回收后的粉尘和废气不能再利用或3.4对于既有有机废气又有粉尘的情况,优先考虑再利用效率降低。的是湿式除尘方式,有时可以做到既除尘又溶解有害52本文中提到的有害物质回收方式及措施,仅仅气体然后直接利用或综合处理后再利用。如果粉尘是一小部分。一方面就现有技术分析还有很多情况和废气不能同时处理,要综合考虑粉尘和废气的理化处理难度非常大或无法处理。例如常用除尘器对于特性,制定可行方案再分步骤进行处理。在粉尘浓度粒径3μm以上的粉尘是有效的,而对于<3pm(特高、非爆炸性气体废气或爆炸性废气浓度低于爆炸下别是01~1μm的粉尘其效果较差还需要结合不限情况下,捕集相对容易,可以考虑先捕集粉尘,后处断出现的新型除尘器来加强除尘效果间。另一方面受理废气;反之,可以考虑先处理废气,再捕集粉尘。制药生产环境限制,有些方式是不建议使用的,如电4有害物质净化回收过程中的安全性除尘器、超声波除尘器。因此对于在有害物质的回收因制药工业的特殊性,要回收粉尘和相当一部分和利用上刚刚起步的国内制药工业来说还有许多工废气具有着火爆炸性,不处理好安全这一环节,往往作要做会形成重大隐患,甚至造成不可预测的后果。要防止[参考文獻]恶性情况发生,必须采取有效措施防止可燃物或爆口除光备,制药工业的洁净与空调(第二版)10.北京:建筑工业出炸性物质达到爆炸极限或(和)防止产生点火源版社,2006,54在采取了安全措施后回收运行系统,还要密切关[2]药品生产质量管理规范Q1998年修订[3]金国淼.防尘设备[].北京:化学工业出版社2005,323注细节变化形成新的隐患。如遇到冲击波、压空吹扫[4汪大晕,徐新华,赵伟蒙,化工环境工程概论(第三版)1.北京:等某种特殊的机械运动,再次飞扬的积尘很容易达到化学工业出版社,2007,91爆炸极限间。再如用炭纤维吸附复杂废气成分中的某5]马中飞工业通风与防尘.北京:化学工业出版社20019种有机气体时,合成反应过程发生了变化,废气的成郑铭,环保没备一原理设计应用(第二),北京化学工分和比例发生变化,很可能在炭纤维局部温度过高的业出版社,2007,198Ventilating Partly and Controlling Environment in the Pharmaceutical IndustryLI Shi-cheng, HOU Jian-jun, LI Jian-giang, ZHANG Li-zhi, BAO Jian-zhi(Shijiazhuang Pharmaceutical Group Hebei Zhongrun Pharmaceutical Co. Ltd, Shijiazhuang 050041, China)Abstract: Through taking part ventilation in which the powder and waste gas have been made in the pharmaceutical idustry, the recycled powder and waste gas can be gathered and recycled by means of appropriate ways to control the enviKey words: part ventilation; waste gas: powderMmaaaammaaaaamaaaaaaaaaa(上接第54页)On Entrained Flow Gasification Method Of ChoiceZHAO Zhi-hou, ZHANG Da-jingational Research and Engineering Center For Coal Slurry Gasification and Coal Chemicals Industry, Tengzhou 277527, China)Abstract: This paper introduces the GSP shell coal gasification and the advantages and disadvantages of focusing onthe domestic wulti-nozzle on the home of industrial coal slurry gasification plant operation and Texaco compared with thetechnological superiority中国煤化工Key words: dry pulverized coal; coal-water slurryrair beds: press"HCNMHG