多喷嘴对置式水煤浆气化技术及其优越性

多喷嘴对置式水煤浆气化技术及其优越性李娟平董杰(兖矿鲁南化工有限公司,山东枣庄277527)摘要:多喷嘴对置式水煤浆气化技术是气流床气化技术,以煤炭大规模高效气化技术为基础将城市煤气洁净发电和供热液体燃料等清洁能源产品的生产与煤炭化学深加工相结合的一种加压大型化工装置。本文对我国这项拥有自主知识产权技术的研发以及在当前的应用加以概述,从而来发现多喷嘴对置式水煤浆气化的炉流场结构及其在进料上面的技术特点和优越性。关键词:多喷嘴对置式水煤浆气化技术;流场结构;优越性doi:10.3969/j.issn.1008-0155.2013.09.076中图分类号:F403.7;TQ546文献标志码:B文章编号:1008-0155(2013)09-0130-02多喷嘴对置式水煤浆气化技术在被我国研发和投入到工业化的应用中后,以其自身的发展优势,在煤气化行业中成为了主流技术,为我国当前的煤气化技术的发展指明了方向,为我国的煤化工事业的大规模发展提供了技术的保证,同时也标志着我国在水煤浆气流床气化技术上达到了世界领先水平多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研发以及在工业化中的应用1、技术的研发1.射流区2.撞击区3.撞击流股区多喷嘴对置式水煤浆气化技术是在我国的兖矿鲁4回流区5.折返流区6.管流区南化肥厂进行研发的。我国自主研发的这项多喷嘴对图1多喷嘴对置式气化炉流场结构示意图置式水煤浆气化技术,在性能上已经处于国际领先水平,并且在化工产品的推行领域、动力燃料及大宗化学水煤浆和氧气进入到气化室后,进行了一系列的品原料向油基的转变等方面,很大程度上促进了煤清物理和化学的反应过程,这些反应过程中,雾化、传热洁利用产业的发展。蒸发、挥发、燃烧的反应过程比较的快,在前五个区域2、技术工业化中就已经基本上完成了,而只有气化反应比较的慢,在多喷嘴对置式水煤浆气化技术在“十五”期间进入管流区中进行。到了商业示范阶段。多喷嘴对置式水煤浆气化技术投三、多喷嘴对置式水煤浆气化技术的优越性产以来,重量级的多喷嘴对置式水煤浆气化炉燃气发和单烧嘴相比较,多喷嘴对置式水煤浆气化技术电装置等设备在不断地完善创新中,已经全面的进人在技术上具有如下的优越性。到了实际生产的阶段,并且在运行周期上也在不断的(1)在进料方面的优越性。多喷嘴形成撞击的物突破。料的混合,能够使得物料在混合的过程中燃烧更加的二、多喷嘴对置式水煤浆气化技术的机构充分,在雾化的效果上也会更好,而对置式的烧嘴气化气化炉是水煤浆气化中的关键设备,气化炉内流技术中,多股射流经过撞击后形成了撞击流股,在这个程结构的合理性对于水煤浆气化的效率和安全性能都过程中轴向的速度明显的减弱,炉内的流体在停留的起着决定性的作用。在多喷嘴对置式水煤浆气化中采时间上分布比较的合理,短路的现象也得到了改善,使用的是当前国内外最先进的撞击流技术来加强混合得转化率明显的提高。的,并以此来促进传热和传质。下面就结合气化炉内2)在碳转化上有明显的优势。通过对转化炉中的流程分布特点来对多喷嘴对置式水煤浆气化的核心渣的可燃物进行验证,可以得出多喷嘴对置式水煤浆技术以及结构进行简要的概述。气化炉碳中的可燃物在10%以下,而单喷嘴水煤浆气多喷嘴气化是通过对水煤浆及氧气在同一水平面化炉的渣中可燃物一般在25%~40%,通过两者的对上向上对喷的原理来研制的,水煤浆和氧气在撞击之比可以看出多喷嘴对置式水煤浆气化炉在碳转化上具后形成了射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区六个区组成的气化炉内的流场。图1为多喷有明显的优势。嘴对置式气化炉流场结构示意图:(3)耗煤量也明显降低。通过对采用多喷嘴对置式水煤浆气化技术的兖矿国泰化工有限公司吨甲醇耗煤量和使用n中国煤化工兖矿鲁南化肥厂吨收稿日期:2013-05-29ICNMHG作者简介:李娟平(1982)女陕西西安人,本科毕业,助理工程师现在兖矿兽開化上伺限公可⊥作。甲醇耗煤的用量上来看,前者的耗煤量明显的低于后(上接第129页者表1本次勘探报告与原勘查地质报告资源量对比情况一览表(4)多喷嘴对置式水煤浆气化技术更适合大型化。单位:万吨多喷嘴对置式水煤浆气化技术由于有多个喷嘴,即使2003年勘查地质报本次核实及勘探报告资源告资源量估算结果量估算结果(+850m-+减情况每个气化炉的处理量增加了,可是由于是多个喷嘴,那编号(3m+6)0m么每一个喷嘴的负荷也不是很大,从而也不会影响到DE小计1112b12261333小计(万吨)雾化的效果。176147323+323(6)热偶的平均寿命较长。由于流场的不同就决+2l1定了多喷嘴对置式水煤浆气化炉较之单喷嘴水煤浆气x6212518155135314+127化炉在高温热偶的使用寿命方面有着很大的优势,10080180+180般情况下如果要想保证在每一个生产周期内气化炉上C1253114167都有温度的显示,这就需要高温热偶的平均寿命要达[合计15293541311612310981+114到两个月以上,这对于正常的生产有着重要的作用。玉天成煤矿矿权内+850m~+600m标高以上获(7)环保性能比较的好。由于多喷嘴对置式水煤得的总资源量(111+121b+122b+333):1508万吨,占浆气化炉在碳转化上有明显的优势,渣中的可燃物比用保有资源量为1495万吨,2003年3月31日金沙玉较的少,气化渣和滤饼黏度也相对的较低,方便了渣和天成煤矿勘查报告的资源量(D+E):354万吨(黔国土水的分离,有利于现场的管理,同时也给环保减轻了一资储[2003]第03号),本次玉天成煤矿勘探资源量与定的压力。2003年3月31日玉天成煤矿勘查报告的资源量相比⑧)气体净化处理比较先进。多喷嘴对置式水煤增加了1154万吨(对比情况详见表1),其增加原因分浆气化炉在气体的净化中采用的是合成气先进入混合述如下器与洗涤水混合,再进入旋风分离器分离,最后进入水(1)玉天成煤矿施工6个钻孔,使煤层厚度发生变洗塔洗涤的多元化的处理方法,混合器先清理了气化化。其中C5煤层厚0.95~2.94m,平均1.79m。C7煤炉中排出的气体中的细灰,而后和洗涤水混合从而保层厚0.91~1.57m,平均1.14m。C8煤层厚0.98证了洗涤的效果。1.85m,平均1.57m。C10煤层厚0.78~0.98m,平均(9)多喷嘴对置式水煤浆气化炉在含渣水处理上0.91m。Cll煤层厚0.82-2.86m,平均1.60m。C12比较的合理。在渣水的处理上采用的是直接换热,这煤层厚0.79~1.38m,平均1.00m。样热的回收效率比较的高,不容易发生堵塞的情况,并(2)2003年3月31日金沙玉天成煤矿勘查地质报且在实际的操作中同时完成传质、传热的过程,操作的告资源量只有C5、C8煤层,本次算量有C5、C7、C8、周期也比较的长,不会影响到长周期运行中存在的问C10、Cll、C12,比2003年勘查地质报告增加C7、Cl0、Cl1、C12煤层的资源量总结(3)本次勘探资源量计算容重发生变化,比原来增在以前,大型的煤气化技术一直都是被国外所垄加断的,多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研制和推广打通过估算,金沙玉天成煤矿矿界范围内,至201l破了这一局面越来越多的企业开始选用这项技术。年9月1日占用资源量为1548万吨,其中开采消耗的在多喷嘴对置式水煤浆气化技术中釆用的净化装(11资源量为13万吨。占用查明保有资源储量1535置比较的有优势,能够分离出煤炭中的硫,这些分离出万吨探明的(12b)资源量为1)吨控制的(122)了我国高硫煤长期以来存在的利用率低的问题,所以其中煤矿2008年6月15日至2011年8月30日,C8说多喷嘴对置式水煤浆气化技术是煤炭资源的洁净高号煤层开采消耗13万吨。效利用技术结语因为多喷嘴对置式水煤浆气化炉在煤种方面适应在煤矿资源的开采中,凡是具有一定规模、集中连性很强,在高碳煤和褐煤等煤种都能够得到很好的适片分布、厚度、灰分、硫分、发热量等达到工业指标的煤用,特别是在低灰熔点高硫煤上显现的更加的突出,所层,都要进行资源量的估算。以多喷嘴对置式水煤浆气化技术在煤转化的可用度比较的高,适合煤炭的大规模气化。参考文献[1]胡魁.论矿产资源储量分类与勘查阶段的关系[J].地质与参考文献:勘探[]蒋甲金,等.多喷嘴对置式水煤浆气化技术及其优越性[J]2]王丰李慧中国煤化工产源潜力的评估方法化学工程与装备,2011,2责任编辑:陈文明J].海洋H责任编辑:陈文明)CNMHG131