恩德粉煤气化工艺的设计与应用

燃料与化工Mar. 20058Fuel & Chemical ProcessesVol. 36 No.2恩德粉煤气化工艺的设计与应用王成文(鞍山科技大学化工学院 ,鞍山114014)刘静(中冶焦耐工程技术有限公司,鞍山114002)摘要:介绍了 恩德粉煤气化技术的原料、气化剂、操作温度压力等工艺条件,简述了生产工业燃气和合成气工业装置的工艺流程及其改进措施。关键词:恩德炉粉煤气化工艺设计实际应用中图分类号: TQ546. 2文献标识码: B文章编号: 1001 - 3709 (2005) 02 -0008 -04Design and Application of Undok PulverizedCoal Gasification ProcessWang Chengwen (Anshan University of Science and Technology, Anshan 114014, China)Liu Jing (ACRE Coking and Refractory Engineering Consulting Corporation, MCC, Anshan 114002， China)Abstract: The process conditions such as raw material， agent for coal gasification， operatingtemperature and pressure is introduced in the paper, the process and improvement measure ofcommercial system for the production of industrial fuel and synthesis gas is briefly described. .Key words: Undok furnace Pulverized coal gasificationProcess designActual application随着我国机械化采煤技术的发展,粉煤量越来已安全运行30多年,技术成熟可靠。其主要优点越大,使目前广泛应用的固定床气化工艺受到了很有煤源丰富、价廉、气化强度高、运行稳定可靠、大限制,许多单位都在大力开发粉煤气化技术。但不产生焦油及酚、煤气净化工艺简单、不污染环至今还没有十分成熟的粉煤气化工艺,大部分仍处境、投资省和操作成本低。于工业试验阶段。在工业生产中，目前比较成熟的1恩德 粉煤气化的工艺条件粉煤气化技术有K-T炉、德士古炉、温克勒炉等。前两种炉属于气流床气化法,分别选用20001.1 原料目以下的粉煤和粉煤浆,在高温高压下操作。由于恩德粉煤气化工艺可使用褐煤、不粘煤、弱粘存在制粉煤的设备庞大、操作复杂、耗电量大、投煤和长焰煤,但要求有较高的活性。褐煤是最好的资高、高温高压下操作时炉渣对炉衬腐蚀严重、炉原料，它的机械强度低,热稳定性差,受热易碎裂衬用耐火材料要求高等问题,故发展受到很大限而增大受热面,加快了气化反应速度,有利于提高制。碳利用率。但褐煤水分太高，-般在12%以上。.温克勒气化炉属于流化气化法，使用0~当水分>14%时,易造成粉煤堵塞粉碎机和运输设10mm的碎煤,在常压下操作。但也存在带出物损备。还会因煤气中的CO2含量增加而降低煤气质失较多炉篦易结渣、偏炉和设备运转率较低等缺量。所中国煤化工化的原料煤的水分干燥到| YHCNMH G恩德粉煤气化技术是在温克勒气化技术基础原料煤的灰熔点是限制流化床操作温度的主要上,经改进后形成的新型的粉煤气化技术,在朝鲜因素。当操作温度超过原料煤的灰熔点时,会引起收稿日期: 2004-12-152005年3月燃料与化工第36卷第2期Fuel & Chemical Processes9严重的结渣,其恶果往往会超过固定床。原料煤的水分:8%粒度应控制在0~10mm,其中<0.6mm的不能超950C活性: > 65%过15%。若粒度过小,将会增加煤气中的带出1.2 气化剂物,造成原料的损失。为此,恩德粉煤气化工艺对恩德粉煤气化炉生产的煤气组成因气化剂而原料煤有如下要求:异,典型的煤气组成见表1。热值: 12. 54 ~ 20. 90MJ/kg通常情况下，恩德粉煤气化炉生产的是合成灰分: <40%气,气化剂可选用过热蒸汽加氧气或富氧空气。蒸挥发分: 30% ~32%汽与吹风量(氧和富氧空气)的配比原则上由氧与固定碳:>36%碳、蒸汽与碳反应的放热和吸热平衡确定。但实际灰熔点T2:>1 250C的热平衡与理论计算值有-定差距。在实际操作粒度组成:6~10mm20%;4~6mm>40%;中,过热蒸汽与富氧空气的配比只能从生产中逐渐< 4mm 20%摸索,见表2。表1恩德粉煤气化炉生产的煤气组成煤气组成体积)%干煤气低热值气化剂种类煤气种类t2coCH4N_kJ/m空气+蒸汽燃料气2220.71055.34 346富氧空气+蒸汽合成气26380.2421 .87 758氧气+蒸汽水煤气03:11012835.348.21.813.80.910 706表2工业生产中过热蒸汽与富氧空气的配比烧损。当炉温控制在1 020~1 050C时,二次气化富氧空气干鼓风气中剂的用量宜控制在吹入气的30% ~ 45%。含氧量添加的蒸汽量1.4 操作温度%kg/m? .kg/m’实际操作温度取决于原料煤的活性和灰熔点。4(1.1521.34反应温度高可加快反应速度，煤气中有效成分CO.1.14541.38.1.181.42和H2的含量随之增高,碳的利用率和蒸汽的分解1.22581.46利用率高。但操作温度又受到原料煤灰熔点的限1.26501.50制,实际操作温度应低于灰熔点80~ 120°C , - -般控制在950C左右。关于氧气来源，目前使用的制氧工艺有深冷和1.5操作压力真空变压吸附两种。真空变压吸附式制氧工艺具有在实际操作中, 操作压力主要是控制沸腾层阻流程简单、设备安装周期短和操作维护方便等优力,即炉中与炉底的压差,该压差与炉内静止时料点。与深冷法相比，其投资仅为40%，电耗层的堆积高度成正比。负荷大时加煤多,阻力就60% ,氧气纯度93% ~95% ,虽比深冷法的氧气大。但此阻力又受炉温的影响,在相同负荷下,若纯度(99. 2% )低,但已能满足生产合成氨原料气的炉温高,煤反应完全,阻力就小;若炉温低,煤的要求。气化不完全,延长了炉内停留时间,阻力就大。正1.3二次气化剂常生产时,主要用除灰机来控制炉内阻力,--般控为提高气化效率和煤气质量,在恩德粉煤气化制在2中国煤化工Pa时便自动除灰。炉的炉身中部引入二次气化剂,二次气化剂的用量炉内压MHCNMH G和组成与煤气夹带的未反应碳量成比例。如二次气2恩德气化炉的设计 与应用化剂过少,则未反应碳得不到充分气化而被煤气带出,致使气化率下降,反之,则煤气将被不必要的1984年,鞍山焦耐院在景德镇焦化煤气总厂燃料与化工Mar. 200510Fuel & Chemical ProcessesVol. 36 No. 2的设计中,选用了恩德粉煤气化炉。用河南义马的输送机和气动斗笠阀进入氮气密封的气化炉煤仓,长焰煤为原料,工业燃气的产量为1万m'/h,自通过3台螺旋供煤机进入气化炉内。富氧空气和过2001年投产以来,运行情况良好。近几年，由于热蒸汽在混合器中混合后作为气化剂和流化剂,分无烟块煤价格不断上涨,国内中小化肥厂的生产成别从一次喷嘴和二次喷嘴进入气化炉。. -次喷嘴位本据高不下。为此,焦耐院在黑化和长化集团气源于螺旋加煤机的下方，每台炉均布6个喷嘴。入炉改造设计时,选用了φ5. 0m恩德粉煤气化炉,煤煤在一次风作用下发生流化,较大的煤粒在底部呈气产量均为4万m?/h。以长化为例,恩德粉煤气悬浮状剧烈掺混，形成密相段,并与富氧空气、水化工程由加煤、制气、出渣及煤气冷却除尘净化等蒸汽发生反应。细煤粉由反应气体携带离开密相系统组成,见图1。段,在气化炉上部形成稀相区并在此与 24个二如图1所示,入炉原料煤(见表3)经干燥、破次喷嘴送入的二次风进行气化反应,以提高碳利用碎后的粉煤用胶带输送机送入粉煤漏斗,再经螺旋率。软水过热蒸汽Or原料煤开工煤气引风机'恩德粉|| 煤贮槽; 煤气旋风废热化炉分离器锅炉空贸烟囱塔|洗格塔文丘里水膜除尘器煤气去气柜灰渣循环下水↑消声器|循环上水循环上水新水循环下水氧气空气鼓风机图1恩 德粉煤气化炉的工艺流程表3恩德炉气化原料煤和富氧空气质量<35C ,压力>4kPa,煤气组成见表4。水分/9粒度/mm10~ 15mm含量/%旋风除尘器中回收的煤粉经反料管返回气化≤I12≤10_≤3950C反应性/%灰熔点 T2/C粘结指数Y炉,以提高原料煤的利用率。气化炉底部的灰渣经>65≥1 250≤4 .螺旋排渣机和密封灰斗定期外排,灰渣含碳量富氧空气含氧量/%温度/C .压力/MPa<10%。68-76常温≥0.035表4恩德炉生产的合成气组成%在气化炉内,密相段由于相互掺混剧烈,料层项目组成C033- 34H2S0.06~ 0.07温度比较均匀,操作温度为800~950C ,压力8~CO218~20010kPa。稀相段温度为950~1 080，压力10~35~ 37N28~1113kPa，产品煤气中基本不含焦油和酚类。900~1中国煤化工C0+H≥68000C的煤气经旋风除尘器进入废热锅炉产生过热.MYHCNMH G蒸汽。废热锅炉出口的煤气温度约200C , 经空喷长化集团的恩德粉煤气化工程自2003年底投塔和填料洗涤塔除尘冷却后进入两台串联的文丘里产以来,生产情况良好,但也暴露出一些问题,如除尘器。出站的净煤气含尘量<60mg/m3，温度耗煤量高(因煤种改变)、原料煤水分高、干燥设备2005年3月燃料与化工第36卷第2期Fuel & Chemical Processes11武钢140t/h 干熄焦的调试与评定魏松波(武汉钢铁集团焦化公司，武汉430082)摘要:介绍了140t/h干熄焦装置试运行的设备改进和生产调试,评价了试生产过程中的工况。结果表明,干熄焦不仅可提高焦炭的质量,降低高炉焦比,而且还具有显著的节能效果和环保效益。关键词:干熄焦装置设备改进 调试与评定 .中图分类号: 522. 16文献标识码: B文章编号: 1001 - 3709 (2005) 02 -0011 -04Adjustment and Evaluation of 140t/h CDQ System at WISCOWei Songbo (The Coking Company of WISC0 Group，Wuhan 430082, China)Abstract: The equipment improvement and production adjustment in trial - commissioning of 140t/hCDQ system is described, the operation condition in trial production process is evaluated. The resultshows that CDQ not only can improve coke quality and lower coke rate of blast furnace, also it hasobvious energy - saving effct and environmental protection effect.Key words: CDQ systemEquipment improvement Adjustment and evaluation我公司7、8 号焦炉(2x55孔)的炭化室高红焦装入系统由装入装置、提升机、电机车、6m,焦炭产量127.2t/h,干熄焦装置的处理能力焦罐台车、APS定位装置等设备以及各设备的极限1 x 140t/h,原湿熄焦装置作备用。干熄焦装置于装置组成。在系统调试过程中,首先对各单体设备2003年12月底投产，经半年调试，到2004年6进行调试,合格后再进行红焦装入系统设备的联动月已基本达产。试车。在联动试车时,先进行手动调试，即将提升机、装入装置和APS定位装置的选择开关打到手1干 熄焦装置的系统调试动状态,启动电机车的走行装置,将载有空焦罐的干熄焦装置的系统调试包括红焦装入、冷焦排焦罐台车牵引至提升井架下对准停车位置。用手动出、气体循环和锅炉等,每个系统又分为单调和联操作将APS夹紧,再将焦罐台车从土100mm的停动两个过程。车范围强行夹至10mm停车精度。在提升机进行手1.1红焦 装入系统的调试动操作时,将提升机提升到规定高度,再向炉顶走收稿日期: 2004-10-12 .能力不够、煤气中CO和H2的含量低、CO2含量高、恩德粉煤气化技术是在温克勒气化技术基础净煤气含尘高等。为此,利用化肥淡季停产检修的上,经改进后形成的新型的粉煤e气化技术,与其他机会增加了一套煤干燥系统加粗旋风除尘器至气.粉煤气化技术相比,具有煤源丰富、价廉、气化强化炉的回流管,旋风除尘器加设中心管,修改了空度高、运行可靠、煤气净化工艺简单、不污染环喷塔和洗涤塔的喷头和塔体,净化区水封槽增加放境、按中国煤化工、。不仅可生产优质散管,水沟加盖板,缩小文丘里除尘器喉管。经过工业燃f YHCNMHG臼醇厂生产合成原料改造后的长化恩德炉已开工生产,情况良好。气提供良好的制气工艺。谢兴衍编辑3结论