灰熔聚粉煤气化配管浅析

第32卷第4期化工设计通讯Vol. 32 No.42006年12月Chemical Engineering Design CommunicationsDecember. 2006灰熔聚粉煤气化配管浅析闫斐(华陆工程科技有限责任公司西安710054 )摘要灰熔聚技术是我国自主开发的洁净煤气化技术工业化生产也获得成功本文简要介绍灰熔聚技术的原理分析了该项技术在工程设计过程中,设 备布置以及管道设计的特点提出几点需要改进技术的方面。关键词灰熔聚技术管道布置浅析中图分类号TQ113. 26*4文献标识码:A .文章编号:1003 - 6490( 2006 )04 -0026 -03携带少量细粉的煤气经列管式废热锅炉、空气预热器1概述及水冷塔进-步降温除尘后输出。灰熔聚流化床粉煤气化方法具有以下特点:煤炭气化是洁净、高效利用煤炭的主要途径之1 )气化能力强 排灰碳含量低;一我国煤炭资源储量丰富地域分布广泛尤其内2 )适应多种煤质尤其适用于高硫、高灰和高熔蒙、陕北、山西的煤炭价格低煤质好可以很好地作融性温度煤的气化;为替代石油的原料应用于城市煤气、化工合成用原料3)常压操作反应温度适中材料采用碳钢和少气和先进的联合循环发电用燃气。因此，开展煤炭气量不锈钢;化的研究开发及应用具有重要价值。4 )产品气纯度高净化工艺简单;现在广泛采用的水煤浆气化技术加压气化技术5 )建设周期短投资少维修费用低。多用于大型的合成氨厂或电厂对于大量中小氮肥企目前采用的常压气化技术有灰熔聚流化床气化、业来说采用灰熔聚流化床粉煤气化技术进行原料本恩德气化、固定层间歇气化其比较见表1。地化改造是经济可行的。灰熔聚技术是我国自主开由表中数据相比较可看出灰熔聚气化技术作为发的洁净煤气化技术主要工艺流程由备煤、供气、气-项新兴的煤炭气化方法,比起其它同类气化技术有化、除尘和废热回收五个部分组成其特征在于所述它的先进之处;虽然原料消耗较高但煤种适应性强的备煤部分由粉碎与干燥两步构成,勿需将煤预破原料来源广泛价格便宜使得粗煤气制造成本降低粘破碎的煤经过筛分小于6mm的煤送入回转干燥可以降低合成氨制造成本故进行灰熔聚流化床气化炉干燥,得到水分<5%的煤控制额定的进料量,调.技术的中国煤化工节空气蒸汽流量送入炉内气化;生成的含尘煤气经|YHCNMHG辐射废热锅炉回收热量进入一、二级旋风分离除尘;收稿日期2006-08 -25作者简介闫斐工程师1996年毕业于西安石油学院机械系化机专业;-直从事化工工艺管道设计工作。联系电话:029 - 82238189 -3249 E - mail yf1753@ 163. com。第4期闫斐灰熔聚粉煤气化配管浅析2表1 三种气化方法对比表位置确定受其制约装置框架的标高和其余主要设项目灰熔聚流化床气化恩德粉煤气化固定层间歇气化备的定位、标高就基本确定。另外给料斗和气化炉气化方式连续气化.连续气化间歇气化的进煤口之间需要设置螺旋输送机,以保证粉煤持续气化温度/C 1 050-1100950-1 0000550准确地送进气化炉螺旋输送机的选型和定位需要认进煤方式粉煤用粉煤用，块煤间真考虑此段管道的距离尽量短并能够直接接进气氧气输送断加料化炉。灰斗的布置也需要仔细研究旋风分离器等几有效成份~70%.~ 68%68%个设备的下灰管道均要收集到灰斗这些管道都要求( C0+H2 )大坡度少拐弯甚至尽量竖直布置，以保证管道内不碳转化率/%≥90%≥88%≥76%炉渣含碳量≤10%≤12%~ 17%积灰不堵塞。洗涤水固含量较高3.3锁斗阀选型副产蒸汽量较低旋风分离器下部接管上的返料阀以及锁斗排灰在中国的1(另有3(2套用管道上的阀件需要做特殊阀门,因为这里的温度很多工业装置2套在建)于制合成气)高介质主要是煤灰和少量煤气,所以对阀体阀芯的要求高。关于返料阀的型式应该和制造厂协商要求3关键设备描述面至面尺寸尽量小不要拐弯下料坡度大。3.4 关键管道设计灰熔聚流化床气化装置由流化床气化单元及熔主要粉煤管道和煤灰管道尽量竖直布置需要拐聚灰分离单元构成主要设备有:弯布置时,保持尽量大的倾角,防止管道的堵塞。进1 )气化炉( φ4 900x21 837 ,73t) 受料斗锁斗气化炉的煤粉管道尽量短不要拐弯。氧气管道少拐2 )-级旋风除尘器( φ2 428 x14 735 ),二级旋弯要进行应力计算确定管架的设计。风除尘器总重56t ;3)蒸发器以及显热回收器;4应用4 )煤斗 煤锁给料斗;5 )螺旋输送机;灰熔聚流化床粉煤气化技术工业试验装置于6 )最终洗涤冷却塔( φ2 800x15 700 ,13t )。2001年6月19日在陕西城化股份有限公司试运行上述的设备大都体积庞大荷载极重,设备.上的成功装置操作平稳产出的合成气已并入生产系统主要物料进出管口管径较大( DN500 ~ DN2 000 )。中。此设计规模适用于中小氮肥企业生产流程的需因此在初步设计阶段必须做好设备布置的研究根求,日处理烟煤100t ,可配套于2万t合成氨生产。据实际经验,设备布置将基本确定管道布置,并且影同样装置经过技术改进后,日处理烟煤为400t ,可配响到土建成本最终决定本技术在工业化过程中的技套于8万t合成氨生产。术经济性。3.1材料选择5小结此装置设备材料基本采用碳钢气化炉内和高温管道内采用耐火砖或其他耐火材料衬里。管道材料灰熔聚流化床粉煤气化工业装置试运行的成功除氧气管道煤管道煤灰管道,CO2 管道采用不锈钢将大大中国煤化工]发展,促进我国合成.外其余管道均采用碳钢。阀门材料与管道材料配氨C1|YHCNMHG洁煤技术的升级。但套。是有以下几点还需要改进的地方:3.2设备布置要点1 )随着中小氮肥企业的改扩建尤其是新建大型由于气化炉是煤气化技术的核心设备所以确定(下转第37页)该设备的安装位置(标高)至关重要。一 旦 气化炉的第4期崔金玲王艳,曾香梅:化工装置管道安装中应注 意的几个问题37规定填写《高压管件验收纪录》。高压管件及焊接管不管是金属管道还是塑料管道都应根据设计要件必须核对制造厂的质量证明书其化学成份、热处求加上管道支、吊架,以保证管道不坠、不脱,并注意理后的力学性能、合金钢管件的金相分析结果(也可不能脚踩车压要对后续工种交接清楚。管道试压要用热处理状态说明代替)以及高压管件的无损探伤严格按规范要求只有这样才能保证系统正常开车并结果应符合国家现行标准的规定。可靠运行。在管件、阀件确认无误后再按照管道安装要求与相应的管道焊接或连接。3结语2.5 塑料管道对于塑料管道除注意其管道、阀件及管件的质量化工装置管道安装是纷繁复杂的,它涉及管道、外也应重视管道的连接塑料管道最易发生渗漏的地阀件、管件规格型号多工艺介质又多变为此要求施方就是管道连接处。塑料管道的连接方式主要有胶工人员要精益求精,-丝不苟,否则可能发生难以预粘连接、热熔连接、电连接、专用管件连接注意不得测的损失。只有对每个细微点都处理得当才能保证在塑料管.上套丝。整个装置万无- -失。(上接第27页)利于灰熔聚流化床粉煤气化技术的推广应用。煤气化装置的增加常压操作下的产能瓶颈必须突3 )最好能将炉渣合理的利用,可以考虑用来做破,有必要进行加压条件下的灰熔聚流化床粉煤气化矿渣水泥碳黑原料热量回收源等。技术研究开发才能保持这项气化技术的持续生命力。2 )目前的工艺技术中气化炉和高温煤气管道[参考文献]( φ1 000 ~2 000 )均采用内砌耐火砖的方法其施工[1]王洋，中国高硫、高灰和高熔融性温度煤的灰熔聚流化床气化要求高强度大;使用寿命有待考验。是否可以参照[J]煤化工2005(4) .SHELL气化炉采用类似的水冷壁结构,或者采用高[2] 汪寿建.洁净煤气化工艺浅枫]化肥设计2004 (6):5.效轻质的耐火材料,减轻炉子和大直径管道的重量,[3] 贺永德.灰熔聚流化床粉煤气化装置考核小结J]. 煤化工，2003 (3)使得土建成本降下来提高项目的技术经济性更有《石化技术与应用》2007年征订启事报道范围石油化工、三大合成材料、催化剂、助剂及石油炼制等方面新产品、新工艺、新设备的开发、中国科技核心期刊。技术改造、分析测试及与石油化工有关的环境保护、甘肃省优秀期刊。自动控制、计算机技术等。创刊于1983年。特约顾问沈之荃周其凤胡永康李灿CA ,AJ CSA收录期刊。欢迎订阅、投稿、刊登广告。详情请咨询:第六届全国石油和化工行业优秀期刊评比一等奖。《合成橡胶工业》编辑部电话 0931 - 7983185中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司E - mail :hexf@ chinajournal. net. cn和中国石油天然气集团公司兰州石油化工公司联合《石化技术与应用》编辑部电 话:0931 -主办。79816中国煤化工nail. com大16开本国内刊号CN 61 - 1138/TQ国际刊YHCN MH G7314247传真 0931号ISSN 1009 -0045 ;邮发代号54-102 ;广告经营许- 73 14247可证号6201000000 ;双月刊逢单月10日出版;地址:兰州市西固区合水北路1号邮编:定价10元。730060联系人孙步均