粉煤加压气化制备合成气技术

粉煤加压气化制备合成气技术姜赵旨厚李超联(兖矿新疆煤化工有限公司新乌鲁木齐830011)摘要:我国具有自主知识严权的气流床粉煤加压气化技术中试装置各项技术指标优越有效气成分89-93%,碳转化率9899%,比氟耗300-320Nm'O2/100Nm3(C0+H2),比煤耗530-540kg煤/1000Nm3(CO+H2)冷煤气效率≥84%,达到国际先进水平。與有广阔的应用前景。关键调:煤粉;气流床;加压气化;煤媒气化doi:10.3969j.issn.1008-0155.2012.09.039日分类号:F407.21文献标志码:A文章编号:1008-0155(2012)09-0076-02前言建设与运行工程经验参照情况下自主创新形成的。经气流床煤气化是当今国际上最先进的煤气化技过中试实践探索,在工程方面积累了许多宝贵经验。术,与水煤浆气化技术相比,粉煤气流床加压气化技术1.2.1工艺参数与条件具有煤种适应性广、原料消耗低、碳转化率高、冷煤气全面打通了磨煤干燥制粉、粉煤密相输送的安全效率高煤处理量大、洁净、高效等技术优势,代表了煤稳定可控供料、气化及激冷洗涤等工艺流程,特别是核气化技术的发展主流,有更强的市场竞争力。具有自心技术经受了考验。通过装置运行,掌握了制粉工艺主知识产权的粉煤加压气化中试装置试验成功,并于条件及其调控方法、粉煤输送与加料同步协调的重要2004年12月21日通过科技部主持的课题专家委员会参数与工艺条件、气化炉运行操作参数、气化工艺指标验收,专家委员会认定“该技术具有自主知识产权,填的调节优化方法等。并且实现了四喷嘴运行与两喷嘴补了国内空白,工艺技术指标达到了国际先进水平。”运行间的快速、方便切换,使该技术在操作负荷调整上这标志着我国已经攻克了粉煤加压密相输送、中试装具有更大的灵活性。置设计建设与操作等关键技术,并取得了国际领先水1.22设备与仪表平的重大成果,随后又率先在国际上实现了以CO2为粉煤介质不同于气体、液体与浆体,对设备与仪表输送介质的粉煤气化中试运行,获得了重要的工艺运有更特殊的要求。在中试装置上,重点对粉煤加料与行数据。这项重要的研究进展对于提升粉煤具加压气输送关键设备和仪表性能进行了全面考察。及时解决化技术的先进性,拓展其应用领域生产甲醇、二甲醚、了部分仪表阀门在运行中暴露出的异常现象和问题,醋酸、烯烃等,以及重要石油化工替代产品的龙头技术为该技术的产业化和仪表设备国产化获得了经验。特开发具有重要意义。别是在对进口固体质量流量的性能识别与把握、标定1粉煤加压气化技术研究开发与使用方法上教训与收获颇多。1实验室研究,重点攻克关键技术1.2.3安全与控制通过研究输送料罐结构形式、输送管道尺寸、弯管系统安全与控制是确保中试装置运行的关键。针形式输送气体分配方式、粉煤均匀分配方法、喷嘴结对粉煤气化系统的特殊安全要求,经过分析研究与实构尺寸粉煤流量稳定控制方法等掌握了粉煤密相输践探索制定出一整套安全与控制连锁方案。包括开送过程规律,形成了专利技术,提出中试装置粉煤加压停车物流配送切断顺序与时间、系统升降压控制连锁密相输送工艺,为确保高压下将粉煤密相、稳定可控地程序、粉煤输送程控方案等。攻关课题形成了如下成输送人气化炉奠定了坚实基础。另外,在研究测试关果①粉煤加压气化制备合成气的加料装置;②粉煤加键阀门的调控性能上,特别是测量粉煤流量的进口固压气化制备合成气设计软件包;③粉煤加压气化制备体质量流量计方面做了大量摸索与研究工作,确保了合成气中试装置设计、建设与操作技术(含DCS和中试装置的顺利开车运行。PLC)。1.2中试装置运行,探索并掌握整体技术2中试装置流程与运行技术指标系统分新建单元和利旧改造单元。其中新建单元2.1气化流程为粉煤制备单元、粉煤输送与循环单元;利旧整改单元粉煤加压气化中原煤除杂后送人磨煤机破碎,同是指气化单元、合成气洗涤与渣水闪蒸处理单元。与时由经过加热的低压氮气将其干燥,制备出合格煤粉大多数国产化技术采取的引进一一消化吸收—创新存于料仓中加热甲任压短气大部分可循环使用。料模式不同,粉煤加压气化技术是在国内尚无任何设计、仓中的煤粉中国煤化玉氮气的输送下,通收稿日期:2012-07-20CNMHG作者筒介:姜磊(1982-),男毕业于齐齐哈尔大学应用化学专业,助理工程师现在充矿新疆煤化工有限公司从事煤气化试验研究工作。76过气化喷嘴进入气化炉。汽化剂氧气、蒸汽也通过气2.2技术指标与特点化喷嘴进入气化炉,并在高温、高压下与粉煤进行气化为便于比较,中试装置气化用煤为兖矿鲁南化肥反应。出气化炉的高温合成气经激冷洗涤后并人兖厂德士古( Texaco)水煤浆气化工业装置用煤质分析。矿鲁南化肥厂造气车间合成气管线。熔融灰渣在气化·建成的粉煤加压气化中试装置煤处理能力为15-4v炉激冷室中被激冷固化,经锁斗收集,定期排放。洗涤d,操作压力2.0~2.5MPa,操作温度1300~1400~C。塔出来的黑水经过二级闪蒸,水蒸气及一部分溶解在根据装置运行负荷与工艺条件不同,中试装置运行的黑水中的酸性气CO2、H2S等被迅速闪蒸出来,闪蒸气典型合成气组成见表1。表1还列出了谢尔(Shel)粉经冷凝、分离后与气化分厂生产系统的酸性气一并处煤气化的合成气组成,可见中试合成气组成和She技理,闪蒸黑水经换热器冷却后排入地沟,送气化分厂的术基本一致。生产装置污水处理系统。将自创技术与其他几种气化技术的技术指标比较中试气化炉为自主知识产权的四喷嘴对置式结列于表1。从表1可以看出,粉煤加压气化技术消耗构,气化炉上部水平对置安放的4个喷嘴使物料进炉低,碳转化率高,在气化炉条件或煤种相同情况下,比后形成撞击流。气化炉为底部气、渣同向排出的竖直水煤浆气化技术节氧16%-21%,节煤2%~4%,有圆筒结构,内衬耐火砖。这种撞击流气流床在强化热效气成分高6%-10%。虽然所用煤种不同,其结果质传递过程方面有显著优势。Shell和GSP气化技术处于相同水平表1几种不同气化技术指标比较表装置材料CO+H2,%|碳转化率,%比痒耗/m3.m3比煤耗/kgmO200(Cc0+H2)]/[100(co+H2)]煤种多喷嘴对置气化炉媒粉89-93300-320530-540灰分9.14%「水煤浆>9880灰分767%德土古装置水煤浆≈83≈644灰分9.14%Shell煤粉>99340灰分18%GSP煤粉≈91>99584灰分12.5%3发展前景及意义目,实施自主创新的粉煤加压气化技术产业化,该项目加压气化技术是国家大力发展的洁净煤技术之规模为年产50万吨合成氨。随着我国现代煤化工的“粉煤加压气化制备合成气技术”,被煤炭工业技崛起与发展粉煤加压气化制备合成气这一具有明显术委员会评为2004年度煤炭工业十大科技成果。粉优势的新技术必将得到广泛的应用,前景十分广阔煤气化中试装置的建成与成功运行,是我国煤气化技术进人国际先进行列的又一个里程碑。打破了国外跨国公司对粉煤气化技术的垄断,大大缩小了与国际先进水平的差距,为我国能源和煤化工市场提供了新的参考文献自主知识产权技术的选择。对于清洁、高效利用我国[1]龚欣,等.自主创新的气流床粉煤加压气化技术[].大氮肥,2005,28(3):154-155丰富煤炭资源满足国民经济与社会可持续发展具有[2]龚欣等.新型(多喷嘴对置式)水煤浆气化炉[节能与重要意义。该粉煤加压气化新技术将在国家“十一五环保,2001,6:15-17科技计划支持下应用于兖矿贵州能化开阳合成氨项[3]于广锁等.气流床煤气化的技术现状和发展趋势[J].现代化工,2004,24(5):23-26(责任编辑:焦蓬华(上接第137页)系,设一定的机构,专人负责,定期对保护区进行巡查③加强管理,对施工的工人进行宣传教育,禁止将对出现倾倒、歪倒杜松应及时扶栽补偿;固废和污水随意排弃;固废需要临时堆放的,禁止占用④矿井生产过程中应加强职工防火安全教育,制杜松自然保护区的土地,且不得长时间堆放。对临时定相关的防火措施及应急预案;堆放的固废要求进行覆网加以覆盖,同时建议将施工⑤建设单位在营运期间设置地表移动变形观测地段用编织布等围栏站,以观测开采,确保杜松自然保护区的安全和采区的④矿井生产过程中还应加强职工防火安全教育,安全开采。制定相关的防火措施及应急预案;⑤建设期临时占用的土地在施工结束后应及时进行植被恢复。4.2营运期保护措施参考文献①建设单位应高度重视项目实施中杜松自然保护1]李景侠等陕西省地方重点保护植物及保护对策[西北林学院学报199914(3)6-12区的保护工作[2]褚胜利,等中国煤化工杜松群落特征研究②杜松保护区设立标示牌,按照相关规范及要求[J].干旱留设保护煤拄,保护煤柱内的资源实施禁采CNMHG[3]陕西省自烈↓m」.又匙四出版社,2011,4③建设单位应与“杜松保护区”管理部门建立联(责任编辑:陈凌霄)77