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水煤浆加压气化装置设计及采购_孙铭绪

第2期(总第95期)煤　化　工No.2(Total　No.95)　2001年5月 Coal Chemical Industry May　2001

水煤浆加压气化装置设计及采购

孙铭绪　中国天辰化学工程公司　300400

摘　要　介绍鲁南化肥厂和上海三联供工程在引进德士古水煤浆加压气化装置过程中的采购经验,指出了该技术的国产化前景,对国内引进、开发设计、消化吸收国外先进技术有重要参考价值。

关键词　水煤浆　气化　技术引进　设计　采购

文章编号:1005-9598(2001)02-0030-03　中图分类号:TQ534 文献标识码:B

引　言

为了充分利用我国的煤炭资源,摆脱目前我国生产氮肥主要依靠采用无烟块煤为原料,以常压固定层间歇式气化制取原料气的局面,早在1980年,国家计委、国家科委和原化工部决定设立“水煤浆加压气化制取合成气”的研究课题,以化肥研究所和化工部第一设计院(天辰化学工程公司)为主,科研与设计合作建立中试装置进行开发研究。1984年又决定从美国德士古发展公司购买技术许可证及工艺软件包,在山东鲁南化肥厂建立“水煤浆加压气化制取合成气”的工业性示范装置。气化装置设计能力相当于8万t/a合成氨,并加工成13万t/a尿素。

我公司先后设计了临潼中试装置、鲁南化肥厂二期工程、上海焦化总厂三联供工程和水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心中试装置等4套水煤浆加压气化装置,现就鲁南化肥厂、上海焦化总厂三联供工程的设计采购工作做简要的介绍。

1　鲁南化肥厂设计采购概况

1.1　设计规模

每天气化360t原料煤,添加石灰石18t,生产有效气体(CO+H2)52.56万m3。当时结合老厂改造需要,将气化压力定为2.64MPa,采用容积为12.74m3的气化炉2台,1开1备。

收稿日期:2000-12-151.2　设计范围及工作方法

设计范围包括空分、气化、净化、压缩合成、尿素及相应的公用工程。除气化之外,全部采用国内技术和国产设备。

水煤浆加压气化装置的设计采用购买专利商美国德士古发展公司的技术许可证和工艺软件包(PDP),由我公司承担工程设计和负责关键设备、仪表、阀门的采购,摆脱了以往引进技术必须由国外工程公司承担工程设计和采购设备的引进模式,为国家节省了大量外汇和投资。在签订购买技术许可证合同时,专利商强烈要求必须由一家做过水煤浆加压气化装置设计的工程公司做工程设计和采购设备,或至少要请一家对该装置设计有经验的工程公司作设计、采购和建设咨询,所以原化工部才决定请美国贝克特尔工程公司做咨询。为了深入了解水煤浆加压气化技术,我公司还派工程技术人员参加了专利商的工艺软件包编制工作。

1.3　原料煤的选择

鲁南化肥厂附近有七五煤矿,所以决定选用当地七五煤为原料。但七五煤的特点是灰熔点高。

元素分析(以干基计)(质量分数,%):

C H N S O灰

71.78 4.45 1.33 1.33 6.2114.90 在还原气氛下的灰熔点(℃):

T1T2T3T4

885128813101449

经德士古公司蒙特贝洛实验室试验,认为必须添加助熔剂石灰石以降低灰熔点。

近年来,鲁南化肥厂在邻近又找到了低灰熔点的煤,但含硫量比七五煤高,现已改用这种高硫和低

灰熔点的煤作为原料。

元素分析(以干基计)(质量分数,%):

C H N S O灰

69.1 3.85 1.23 3.009.2713.55

在还原气氛下的灰熔点(℃):

T1T2T3T4

1100122012401280

实践证明,低灰熔点煤比高灰熔点煤好,生产操作比较平稳。

1.4　流程选择

因为后续产品是合成氨,在CO变换过程中需要大量水蒸气,因此决定选用激冷式的气化流程,渣水采用三级闪蒸回收热量和工艺水的流程。

当时专利商提供的PDP中不包括在水煤浆中添加石灰石的工艺流程,我们又请美国的KVS公司做添加石灰石的试验和推荐工艺流程。

1.5　气化装置主要设备、材料、仪表、阀门等供货概

况

1.5.1　为了节省外汇节约投资,主要化工设备全部立足于国内制造,除当时国内尚不能制造的低压煤浆泵、高压煤浆泵、称量给料机、煤浆振动筛、工艺烧嘴、破渣机之外,如气化炉、文氏管、洗涤塔、锁斗、高压闪蒸罐、低压闪蒸罐等关键设备都由我公司设计,国内制造厂制造。设备国产化率按台数计大于90%,按设备购置费计为70%。

引进设备费用(包括气化炉耐火砖)占装置投资的18.07%,气化炉耐火材料采用法国SAVOIE的Zichrom80砖为向火面砖,价格比较贵,气化炉耐火材料费约占引进设备的40%左右。由此可见,气化炉耐火材料国产化是当务之急。

在国内设备采购过程中,我们与鲁南化肥厂采取了对制造厂资格审查之后再询价的方式。在国外设备采购过程中,我们编写了询价书,向有经验的制造商询价和采购。实践证明,所采购的设备质量都比较好。

1.5.2　制造气化炉、洗涤塔、锁斗用的11/4Cr-1/2 M o厚板,不锈钢复合钢厚板、HII厚板、309L和316L堆焊材料及Incoloy825材料,当时因国内尚不能供货,是从国外采购的。

1.5.3　关键仪表如炉壁表面温度计、水煤浆粘度计、DCS、质谱分析仪等因国内当时不能供货,是从国外采购的。

关键生产控制阀门如锁斗阀、煤浆阀、吹扫阀、氧气控制阀、黑水控制阀、洗涤塔出口气体控制阀、黑水减压排放阀等因国内当时不能供货,是从国外采购的。

引进仪表、阀门费用占装置投资的11.83%。1.5.4　安装用的少量特殊材料Inconel600管材、棒材等,因国内当时不能供货,是从国外采购的。1.6　空分装置设计供货概况

配水煤浆加压气化,设计采用了一套每小时产99.6%氧气10000m3的国产设备,外压缩流程。投产之后,生产运行一直比较正常。

1.7　气体净化装置

由于水煤浆加压气化生产出来的合成气中CO、H2S和COS等酸性气体含量比较高,同时水蒸气含量又高,必须先经过CO变换之后,再脱除酸性气体。

为了节省外汇和投资,我们大胆采用了当时国内研究单位正在开发的耐硫变换触媒、NHD脱硫脱碳和常温脱微量硫的新工艺技术,并采用计算机模拟比较流程方案,选择最佳工艺流程方案。NHD脱硫脱碳的优点是在常温下进行气体净化,对设备材料要求不高,大部分可以采用碳钢,建设投资比较低,全部设备材料可以立足于国内解决,装置中所用触媒、NHD溶液、脱硫剂和设备、仪表、阀门等都采用国产的。全部化工设备由我公司设计,请国内有经验的化工设备制造厂制造的。只有DCS是向国外采购的。装置投产以后,生产运行一直比较正常。

这套工业性示范装置自1993年建成投产以来,生产一直稳定正常。达到了预期的节煤、节能和降低生产成本的效果。1994年通过了国家验收考核。

鲁南化肥厂通过五年来的生产实践,对空分、气化和净化装置生产操作比较熟练并有所改进。已筛选出国产的灰水沉降用絮凝剂;与研究单位共同研究出灰水系统阻垢的技术和药剂;使用了国产的气化炉耐火砖,都取得了满意的结果。

该厂正在积极开发合成气的新用途,与宝山钢铁公司合作的海绵铁项目已取得了半工业性试验成功;新增加的4万t/a合成氨、10万t/a甲醇,于2000年开车。

2　上海焦化总厂三联供工程设计、采购概况

2.1　设计规模

每天气化1500t原料煤,生产有效气体(CO+ H2)255万m3,相当于35万t/a合成氨的设计能力。气化压力为3.92M Pa,采用容积为12.74m3的气化炉4台,3开1备。

　2001年5月孙铭绪:水煤浆加压气化装置设计及采购

2.2　设计范围及工作方法

上海焦化总厂三联供工程内容包括空分、气化、净化、甲醇合成,CO分离装置及相应的公用工程。我公司负责空分、气化方面的设计工作。

气化装置的设计方法比鲁南化肥厂有了进步,是采用购买专利商技术许可证和工艺软件包(PDP),由我公司独立承担工程设计和负责关键设备、仪表、阀门的采购,没有请国外工程公司咨询,我公司还派工程技术人员参加专利商的工艺软件包编制工作。

2.3　原料煤的选择

上海附近不产煤炭,上海焦化总厂根据上海地区今后将主要用神府煤的情况,决定采用神府矿区俞家梁煤矿的煤为原料,这种煤的特点是含灰量低、灰熔点低、含硫量较低,所以不需要添加助熔剂。

元素分析(以干基计)(质量分数,%):

C H N S O灰

77.18 4.590.900.2211.24 5.87

在还原气氛下的灰熔点(℃):

T1T2T3T4

1147119212021249

2.4　流程选择

本工程在可行性研究阶段,上海焦化总厂曾请国外某工程公司对流程方案、气化压力选择方案做过论证。

流程方案比较结果认为以投干煤1050t/d考虑,半废热锅炉流程的投资比激冷流程的投资多1645万美元,而每年操作费用只能节省26.4万美元,需62年才能回收投资。从经济角度考虑,激冷流程优于半废热锅炉流程。因此决定采用激冷流程。

气化压力方案比较结果认为6.4M Pa气化装置投资比4.0M Pa气化装置投资多559万美元,而每年操作费用只能节省107万美元,需5.2年才能回收投资。从经济角度考虑,4.0M Pa气化优于6.4M Pa气化,因此决定采用4.0MPa气化方案。

在初步设计阶段,为了解决上海焦化总厂的焦化污水处理问题,经与德士古公司商量后,决定采用焦化污水磨制水煤浆的方案,解决了焦化总厂外排焦化污水的问题。

渣水采用两级闪蒸回收热量和工艺水的流程。

2.5　气化装置主要设备、材料、仪表、阀门等供货概

况

2.5.1　为了节省外汇节约投资,主要化工设备立足于国内制造,第4套气化炉的破渣机也采用了国产

设备,设备国产化率按台数计大于90%,按设备购置费计为大于70%。气化炉向火面耐火砖采用了法国SAVOIE的Zichro m90砖。

2.5.2　制造气化炉、锁斗用的11/4Cr-1/2M o厚板,HII厚板、309L和316L堆焊材料及Inco loy825材料是从国外采购的。

2.5.3　关键仪表如炉壁表面温度计、水煤浆粘度计、DCS、质谱分析仪等是从国外采购的。

关键生产控制阀门也同鲁南化肥厂一样是从国外采购的,而黑水减压排放阀根据鲁南化肥厂的经验是采用了国产的,使用效果比较满意。

2.5.4　安装用的少量特殊材料,同鲁南化肥厂一样,是从国外采购的。

2.6　空分装置供货概况

配合气化装置的需要,设计采用了三套每小时产99.6%氧气11000m3的国产设备,外压缩流程,装置投运之后,生产运行一直比较正常、灵活。后来配合第4套气化炉的建设,上海焦化总厂又增设了一套每小时产氧气17000m3空分设备,内压缩流程,是从国外进口的。

实践证明,空分装置套数多比较有利,操作灵活,又保证了全厂连续、安全稳定生产。

2.7　气体净化装置

配合合成甲醇的生产,工厂设立了CO变换和低温甲醇洗脱除酸性气体的气体净化装置。

2.8　上海焦化总厂三联供工程,自1995年建成投产三年以来,生产一直稳定正常。

2.9　我公司在上海焦化总厂三联供工程设计和采购设备方面比鲁南化肥厂有改进的地方:

2.9.1　在临潼中试装置中进行了煤试烧。

2.9.2　在没有国外工程公司咨询的情况下,由我公司独立完成了工程设计和关键设备采购。

2.9.3　采用了国产破渣机、黑水减压排放阀。

3　国产化的前景

3.1　原料煤的小试和煤试烧已有条件在国内的煤试烧基地中进行。

3.2　在购买技术许可证和PDP后,全部工程设计可以由国内完成。我公司已于1994年与德士古发展公司签订了工程协议。

3.3　主要设备国产化方面

3.3.1　国内钢厂现已能生产11/4Cr-1/2M o厚板,金州重型机器厂和哈尔滨锅炉厂已具有制造气

(下转第34页)

从焦仓随机采样,分别在大转鼓(M icum)与小转鼓(1/4M icum)上测试结果见表3。

表3　大、小转鼓M25、M10对比

No时间M25dz1)M25xz2)差=d-x M10dz M10xz差=d-x 12000-06-0190.4089.95　0.4 6.8 6.4　0.4 22000-06-0291.4090.50　0.9 6.0 5.8　0.2 32000-06-0591.4091.40　0.0 5.8 6.0-0.2 42000-06-0691.8089.40　2.4 5.67.5-1.9 52000-06-0792.0089.50　2.5 5.4 6.8-1.4 62000-06-0891.4090.15　1.2 6.0 5.8　0.2 72000-06-0990.6592.50-1.8 6.2 4.6　1.6 82000-06-1391.2090.50　0.7 5.8 6.0-0.2 92000-06-1590.4092.50-2.1 6.0 3.4　2.6 102000-06-1990.0090.10-0.1 6.8 6.4　0.4 112000-06-2091.4089.80　1.6 6.2 6.5-0.3 122000-06-2190.8089.10　1.7 5.67.4-0.2 132000-06-2291.6090.50　1.1 6.0 6.5-0.5 142000-06-2389.6090.70-1.1 6.7 5.5　1.2 152000-06-2791.6090.10　1.5 6.27.0-0.8 162000-06-2991.6090.00　1.6 5.87.0-1.2

注:1)dz——大转鼓;

2)x z——小转鼓

生产样品经大转鼓测试的结果与试验焦炉所炼焦炭经小转鼓测试的结果见表4。

表4　生产样品同小焦炉焦炭M25、M10对比

No时间M25dl M25xl差=d-x M10dl M10x l差=d-x 12000-05-1890.087.9　2.1 6.89.9-3.1 22000-05-2289.690.5-0.9　0.0 32000-05-2591.689.2　2.4 5.69.6-4.0 42000-05-2991.689.4　2.2 5.69.0-3.4 52000-05-3191.890.5　1.3 5.68.0-2.4 62000-06-0190.488.5　1.9 6.89.1-2.3 72000-06-0591.488.0　3.4　0.0 82000-06-1291.289.5　1.7 6.68.5-1.9 92000-06-1491.488.8　2.67.810.0-2.2 102000-06-2190.888.5　2.3 5.69.0-3.4 112000-06-2291.690.0　1.6 6.08.5-2.5 122000-06-2389.690.3-0.7　0.0 132000-06-2991.689.8　1.8 5.89.3-3.5 142000-06-3091.690.5　1.17.48.0-0.63　数据处理

3.1　几点说明

1生产焦炉焦炭与试验焦炉焦炭存在着一定的差异;o生产焦炉样品无论来自凉焦台还是来自焦仓均可用于研究生产焦炭与试验焦炭之间的关系;?M icum转鼓与1/4Micum转鼓之间的差异要进行定量试验确定;?所有煤样均采自装炉煤,配煤比变化较小,被测对象指标波动范围较窄。根据微分学原理,对任何线形方程所能描述的关系,在数据区间过于狭窄时,都可将此区间作为一个微分点,用最简单的直线方程来描述数据之间的关系。实际上也是所能采取的唯一的简单有效的方法。

3.2　舍弃不可靠的数据,得到如下结果

M25=M25xl+2.11

M10=M10xl-3.38

3.3　相关性检验

水煤浆水冷壁清华炉气化技术

水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术一、概述北京盈德清大科技有限责任公司是盈德气体集团有限公司与清华大学清华炉煤气化技术的发明人共同组建的合资公司，取得了清华大学的授权，独家经营清华炉煤气化技术，并与清华大学共同进行后续相关技术的研发和推广。第一代清华炉耐火砖气化技术（非熔渣—熔渣分级气化技术）大型工业装置已分别在大唐呼伦贝尔（18/30项目）、鄂尔多斯市金诚泰化工有限责任公司（一期60万吨甲醇装置）、山西阳煤丰喜肥业（集团）临猗分公司投入运行，运行至目前三套装置均运行稳定，专家鉴定认为“该技术优于国外同类技术，具有国际先进水平”。第二代清华炉水煤浆水冷壁技术是气化炉的燃烧室采用水冷壁型，气化炉内件本身是一台膜式水冷壁，安装在整个气化炉承压外壳中。气化炉运行时，气化反应段膜式壁固化的灰渣层，能够对水冷壁起保护作用，防止水冷壁管受到熔渣的侵蚀，达到“以渣抗渣”的效果。水冷壁清华炉煤气化技术对煤种适应性强，能够消化高灰份、高灰熔点、高硫煤，易于实现气化煤本地化。清华炉煤气化技术残炭含量低，废渣易于收集处理，废水无难处理污染物，正常生产过程中无废气排放；制浆用水可以使用工厂难以处理的有机废水，对环境友好。第二代水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术的工业装置于2011年8月在山西丰喜投入运行，首次投料即进入稳定运行状态，并全面实现了研发和设计意图。至2012年1月9日计划检修，创造了首次投料并安全、稳定、连续运行140天的煤化工行业奇迹。水冷壁清华炉气体成份与水煤浆耐火砖炉气体成份相当，且不必每年数次更换锥底砖，定期更换全炉向火面砖，节约运行费用并提高单台气化炉的年运转率，为煤气化生产装置的“安稳长满优”运行创造了条件。清华炉煤气化技术可应用于国家重点新能源领域，煤炭的清洁利用和石油、天然气替代项目。适用于合成氨、甲醇、煤制氢、煤制乙二醇、煤制烯烃、煤制油、煤制天然气、煤制芳烃、冶金、石化、陶瓷、玻璃、液体燃料及电力等行业。清华炉煤气化技术为煤炭洁净化开发，利用丰富的“三高”煤资源走出了一条创新之路，第一代清华炉已有山西丰喜、山西焦化、内蒙金诚泰、大唐呼伦贝尔、惠生内蒙、江苏永鹏等多个生产厂家20余台气化炉建成运行或即将投运；第二代水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术除山西丰喜运行外，已与石家庄盈鼎、潍坊盈德公司、克拉玛依盈德公司、中海石油天野化工有限公司、江苏德邦兴华化工科技有限公司、山东金诚化工科技有限公司、新疆天智辰业化工有限公司、河北正元化工集团公司、阳泉煤业（集团）有限责任公司、兴安盟乌兰泰安能源化工有限责任公司等十几家公司签约。目前，正在对在贵州水城矿业集团鑫晟煤化工有限公司和黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河分公司的水煤浆耐火砖炉进行水冷壁技术改造。这将为水煤浆水冷壁清华炉技术的推广、应用提供了更加广阔的发展前景。二、技术特点

水煤浆气化及变换操作

水煤浆气化及变换操作知识问答 1 煤气化的基本概念是什么？答：煤的气化是使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤转变为燃料用煤气或合成用煤气。 2 煤气化必备的条件是什么? 答:煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。 3 简述煤气化工艺的分类。答:煤气化工艺按照操作压力分为常压气化和加压气化；; 1）按照操作过程的连续性分为间歇式气化和连续气化；; 2）按照排渣方式分为液态排渣和固态排渣；; 3）按照固体原料（煤）反应物料在炉内的运动过程状态分为固定床、流化床、气流床和熔融床（熔渣池）。 4 气流床煤气化工艺按照气化炉的进料状态都有哪些分类?其代表技术有哪些？答：气流床煤气化工艺按照气化炉的进料状态分为干法粉煤进料和湿法水煤浆进料。国外技术:干法粉煤进料的代表技术为荷兰壳牌干煤粉气化工艺(SHELL Process），德国未来能源公司的GSP气化技术；湿法水煤浆进料的代表技术为美国GE公司的水煤浆气化工艺(GEGP)。另外，德国未来能源公司的GSP气化技术，能够以干煤粉和水煤浆两种进料方式进料。国内技术:湿法水煤浆进料的技术有西北化工研究院的多元料浆技术和华东理工大学的四喷嘴对置气化技术，干法煤粉进料的技术为西安热工研究院的两段式气化技术。 5 气流床气化技术有哪些特点? 答:气流床气化技术的主要特点: (1)采用干粉形式或水煤浆形式进料；; (2)加压、高温气化；;

(3)液态排渣；; (4)气化强度大；; (5)气化过程中不产生有机污染物，具有良好的环保效应。 6 试简要叙述煤气化技术发展的趋势。答：随着技术的不断进步，煤气化技术由常压固定床向加压气流床气化技术发展的同时，气化炉能力也向大型化发展，反应温度也向高的温度（1500～~1600℃）发展，固态排渣向液态排渣发展，这主要是为了提高气化效率，碳转化率和气化炉能力，实现装置的大型化和能量高效回收利用，降低合成气的压缩能耗或实现等压合成，降低生产成本，同时消除或减少对环境的污染。 7 水煤浆加压气化工艺装置由哪儿部分组成? 答:水煤浆加压气化工艺主要由水煤浆制备和储存、水煤浆加压气化和粗煤气的洗涤、灰水处理和粗渣/细渣的处理等四部分组成。 8 煤的工业利用价值通过哪些项目来判断?其各自包含哪些内容? 答:煤的工业利用价值可通过工业分析和元素分析测定判断。工业分析的内容包括水分Mt(内水M in 、外水M f ）、灰分(A)、挥发分（V）、固定碳(FC）、硫分(S)、发热值(Q)、可磨指数(HGI）、灰熔点（IT/F1;DT/F2;ST/F3;FT/F4)等。元素分析包括C、H、O、N、S、Cl以及灰分中各种金属化合物的含量。 9 水煤浆加压气化的技术经济指标有哪些?它们各自的含义是什么？答:水煤浆加压气化的技术经济指标主要有碳转化率、冷煤气效率，比煤耗、比氧耗、氧耗、有效气产率、气化强度、O/C原子比。各自的含义为: (1)碳转化率煤气中携带的碳占入炉总碳的比率，% (2)冷煤气效率煤气的高位热值与入炉煤的高位热值的比率，% (3)比煤耗每生产1000Nm3有效气消耗的干煤量，kgCoal/kNm3(CO+H 2 ) (4)比氧耗每生产1000Nm3有效气消耗的氧气量，Nm3O 2/kNm3(CO+H 2 ) (5)氧耗单位重量的煤气化所需要消耗的氧量，Nm3O 2 /Tcoal (6)有效气产生率单位体积的煤气中有效气CO+H 2 所含的比例，% (7)气化强度单位容积的反应器在单位时间生产的干煤气量，Nm3/m3·h

德士古水煤浆气化技术概况与发展讲解

毕业设计（论文）题目德士古水煤浆气化技术概况与发展专业学生姓名学号小组成员指导教师完成日期新疆石油学院 1、论文（设计）题目：德士古水煤浆气化技术概况与发展

2、论文（设计）要求： 3、论文（设计）日期：任务下达日期完成日期 4、系部负责人审核（签名）：新疆石油学院毕业论文（设计）成绩评定 1、论文（设计）题目：德士古水煤浆气化技术概况与发展 2、论文（设计）评阅人:姓名职称 3、论文（设计）评定意见：

成绩：5、论文（设计）评阅人（签名）：日期：

德士古气化技术概况与发展摘要本文简要介绍了德士古气化技术现状、原理、工艺流程，以及一些存在的问题。煤气化，即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物)，是对煤炭进行化学加工的一个重要方法，是实现煤炭洁净利用的关键。1984年我国建设了我国第一套Texaco水煤浆气化装置，气化炉是水煤浆加压气化技术的关键设备之一。目前，国内外最常用的水煤浆气化炉是德士古气化炉。Texaco气化炉由喷嘴、气化室、激冷室(或废热锅炉)组成。其中喷嘴为三通道，工艺氧走一、三通道，水煤浆走二通道。介于两股氧射流之间。水煤浆气化喷嘴经常面临喷口磨损问题，主要是由于水煤浆在较高线速下(约30 m ／s)对金属材质的冲刷腐蚀。喷嘴、气化炉、激冷环等为Texaco水煤浆气化的技术关键。最后是对德士古气化技术的展望，还有新型煤气化技术发展前景，及发展重要意义。从我国经济发展全局出发，结合我国的能源资源结构和分布，寻求行之有效的替代石油技术，以缓解我国石油进口的压力．水煤浆代替燃油技术在国内外已经成熟，用水煤浆代替原油对我国国民经济发展具有重要的战略意义．关键词德士古煤气化，水煤浆，气化炉，工艺烧嘴

水煤浆气化装置灰水系统除硬技术探究

水煤浆气化装置灰水系统除硬技术探究摘要：近年来，随着我国经济的不断发展和社会的不断进步，各个领域都有了一定上的技术提升。这些化肥生产的公司也在生产的装置上，以及技术上进行了相应的改变。随着我国节能环保的不断推出，以及绿色发展的不断进行水煤浆气化系统结垢装置方面存在的问题，严重的干扰的相关企业的正常发展。下面将结合河南的某化肥公司进行水煤浆气化装置中灰水槽的钙含量以及硬度进行相应的分析，同时，针对三种除应技术进行对比，分别包括电絮凝除硬技术、酸性气除硬技术以及膜吸收除硬技术，通过对比后最终选用的处理技术为酸性气除硬技术。关键词：水煤浆；灰水系统；除硬技术引言：用于水煤浆气化工艺可以更好地利用资源，为企业创造更多的经济效益，因此备受关注。但是在水煤浆气化灰水系统的运行中发现，水煤浆企划装置系统存在着严重的结垢问题。为了更好地解决存在的污垢问题，维持系统的长时间稳定运转，提高企业的经济效益，就要对灰水系统的除硬技术进行研究，在原有的雏鹰基础上进行相应的提升，降低水煤浆气化装置长时间的结垢难题。下面将对水煤气化装指灰水系统除应技术进行相应的研究和分析，并提出自己的观点，以供相关企业参考。一、水煤浆气化灰水系统 1.1水煤浆气化灰水系统中存在的问题由于我国能源分布存在着缺少石油天然气，但存在着丰富的煤的特点，因此，基于我国的能源分布更好地利用煤炭资源，降低在使用过程中的污染问题，是现阶段符合我国国情发展以及能源多元化的重要手段，利用一定的技术进行煤炭资源的清洁利用处理，是推动我国能源更好地利用以及经济发展的重要手段。这其中最常出现的就是水煤浆气化灰水系统的使用。但水煤浆气化灰水系统的应用过程中还存在着大量的问题。由于在水煤浆系统运行的初期所需要的补水量非常大，系统经过一次脱盐用的水量高达每小时125立方米，这个过程中，造成氨水的量消耗的极大，同时，在废水排除系统外管道出现了严重的腐蚀和结垢现象。这些问题主要表现在以下几个方面：（1）水煤浆系统的系统补水和系统的各处冲水所需要用的水量巨大。在进行拖延补水的过程中，大量高品质的水被补入灰水系统内，造成了高品质水的浪费。（2）高压闪蒸系统在实际的运行中达不到所要求的设计参数。由于达不到实际工作所需，因此水中的酸性物质在高压闪蒸的过程中，不能被有效地处理，因此导致设备的运行期间都处于酸性状态，对设备造成了一定的腐蚀性。（3）灰水系统的处理中，排水过程没有相应的设置工艺指标。在进行灰水系统的工艺指标设计时，是根据相关设备的液体位置进行分析来调整灰水系统的高低，没有根据相应的指标进行设计，因此导致灰水系统存在着浓缩性倍数整体较低的情况。（4）灰水系统中所使用的水质情况不够稳定。由于回水系统中的水质不够，稳定，存在着波动较大的情况，因此导致药剂的浓度波动也偏大，不能够更好地处理水中的钙和镁离子美的聚集情况，对后期的管道和设备出现结垢的情况创造了一定条件。（5）灰水系统的水资源利用率较低。在实际运行的过程中，由于系统的补水量消耗大，因此导致对水资源的利用率较低。例如在实际应用的过程中一吨安的取水情况约为15立方米，而排出的水则达到七立方米，因此，在系统的应用过程

水煤浆气化工艺对原料煤的要求

水煤浆气化工艺对原料煤的要求水煤浆气化炉工艺原则上在高于灰熔点5O～100~C以上的温度下操作，以便于顺利排渣，根据德士古水煤浆气化厂的生产经验，水煤浆加压气化用煤选择原则应以煤的“气化性能及稳定运行性能”为主。 2．1煤的灰分含量灰分是煤中的无用形式成分，为使其能顺利地以液态形式排出水煤浆气化炉，必须将温度升至其灰熔点以上，无谓的增加了氧气消耗有资料表明，在同样的气化反应条件下，灰分每增加l％，氧耗增加0．7％～0．8％，煤耗增大1．3％一1．5％；其次灰分增加，使烧嘴和耐火砖的磨损加剧，寿命大大缩短，同时灰、黑水中的固含量升高，系统管道、阀门、设备的磨损率大大加剧，设备故障率提高。灰分含量高对成浆性能也有一定的影响，除使煤浆的有效成分降低之外，还使煤质的均匀性变差，消弱了煤浆分散剂的分散性能，在相同的情况下，对提高煤浆浓度不利。建议所选煤样的灰渣干基含量不高于l3％。 2．2煤的最高内水含量煤的内水含量对气化过程的主要影响表现在对成浆性能的影响，一般认为煤的内水含量越高，煤中的O／C越高，含氧官能团和亲水官能团越多，空隙率越发达，煤的制浆难度越大。煤质对成浆性能的影响是多方面的，各影响因素之问密切相关。煤的内在水含量越高时所制得的煤浆浓度越低，而且使添加剂的消耗、煤耗、氧耗均有一定的增加，综合技术与经济方面考虑，水煤浆加压气化原料用煤的最高内在水含量以小于8％为宜. 2．3煤渣的熔融特性

煤灰的熔融特性是煤的灰熔点(还原条件下)，煤的灰熔点以低于反应温度50～100~C为宜（熔融温度)。若煤的灰熔点提高，为使气化炉顺利排渣，必须将气化炉的反应温度提高至煤的灰熔点以上，温度提高使气化炉耐火砖的寿命相应缩短(气化炉的操作温度每提高100~C，耐火砖的磨蚀速率增加2倍)，氧耗、煤耗增加。为了降低操作温度必须加入助熔助，而助熔剂的加入会增加煤中惰性物质含量，使耐火砖磨蚀加剧，提高了制浆成本，固体灰渣处理量增加，灰渣水系统的结垢量上升。煤的灰熔点以低于l300℃为宜，考虑到煤的气化效率及耐火砖的使用周期等方面的因素，最好的煤种灰熔点在1250～l300℃，如果原料煤的灰熔点太低，由于生产条件下煤灰的黏度降低，也会加剧对耐火砖的侵蚀，较低灰熔点的煤种可以通过配煤来解决。 2．4灰的粘温特性黏度是衡量流体流动性能的主要指标，要实现气化温度下灰渣以液态顺利排出气化炉，黏度应在合适的范围之内，既要保证在耐火砖表面形成有效的灰渣保护层，又要保持一定的流动性。根据国内外对液态排渣锅炉的研究指出，灰渣的黏度应在25～40Pa·S之间方可保证顺利排渣，水煤浆气化炉在操作温度下灰渣黏度控制在25～3OPa·S 为宜。影响灰渣黏度的主要因素是煤灰的组成，即灰成分。煤灰的主要矿物质成分是Al2O3、SiO2、MgO等，通过调查研究表明：A12O3是灰渣熔点升高、黏度变差的主要成分。Al2O3含量越高，煤灰的流动温度越高；A1203含量高于40％时，煤灰的流动温度大于l500℃。MgO含量一般很少，MgO又和SiO2形成低熔点的硅酸盐。起到降低灰融熔温度的作用。SiO2是煤灰成分中含量最高的组分，使煤的灰熔融特性变差，黏度升高，但它与其它的组分(CaO)可以形成低熔点的

GE水煤浆气化工艺操作规程

GE水煤浆气化操作规程编写：陈广庆冯长志赵旭清审核：李美喜仇庆壮审定：董忠明批准：石集中新能能源公司气化车间二○○八年十二月目录第一章：工艺说明 4 一、岗位任务 4 二、岗位管辖范围 4 三、工艺原理7 四、工艺流程8 五、联锁说明15 第二章：工艺参数34 一、重要设计数据34 二、正常操作数据38 三、仪表报警值及联锁值38 第三章：操作规程39 一、开车39 1原始开车（第一套气化系统开车）39 2正常开车（第二套气化系统开车）64 3倒气化炉系统65 4短期停车后开车65 5长期停车后开车65 二、正常操作65 1正常维护操作65 2加减负荷操作66 三、停车67 1 正常停车（第一套气化系统停车）67 2 正常停车（第二套气化系统停车）74 3长期停车（大修停车）76

4紧急停车76 四、事故处理78 第四章：安全与环保91 一、人身安全91 二、设备安全92 三、环保92 附录：92 表1.设备一览表92 表2.安全阀一览表92 表3.工艺参数控制报警连锁一览表92 图1.GE水煤浆气化工艺流程图 129 第一章工艺说明一、岗位任务气化岗位是把煤浆制备工序生产的合格水煤浆与空分装置生产的氧气（纯度＞99.6%）在一定的工艺条件下进入气化炉内进行部分氧化反应，生成以CO、H2、CO2为主要成份的合成气，经增湿、降温、除尘后送入下游变换工序；同时，将系统中产生的黑水送入闪蒸、沉降系统处理，以达到回收热量及灰水再生、循环使用的目的，产生的粗渣及细渣送出界区外。二、岗位管辖范围岗位的管辖设备：序号设备名称设备位号数量（台）备注 1 气化炉R1201A/B/C 3 2 洗涤塔T1201A/B/C 3 3 研磨水槽V1105 1 4 烧嘴冷却水槽V1201 1 5 烧嘴冷却回水分离罐V1202A/B/C 3 6 事故烧嘴冷却水罐V1203 1 7 激冷水过滤器V1204A～F 6 8 气化炉密封水罐V1205A/B/C 3 9 消音器水封罐V1206A/B/C 3 10 锁斗冲洗水罐V1207A/B/C 3 11 锁斗V1208A/B/C 3 12 渣池V1209A/B/C 3 13 高压氮气贮罐V1210A/B 2 14 集渣池V1211 1 15 高压闪蒸罐V1301A/B/C 3 16 高压闪蒸分离器V1302A/B/C 3 序号设备名称设备位号数量（台）备注 17 低压闪蒸罐V1303A/B/C 3 18 真空闪蒸罐V1304A/B/C 3 19 第一真空闪蒸分离器V1305A/B/C 3 20 第二真空闪蒸分离器V1307A/B/C 3 21 除氧器V1309 1 22 沉降槽V1310 1

多喷嘴对置式水煤浆气化技术工程设计介绍

多喷嘴对置式水煤浆气化技术工程设计介绍 0 前言进入新的世纪以来，世界能源状况对我们国家的建设产生了重大影响，国家的能源安全、经济的快速发展、我国资源的基本构成等因素，使煤炭的综合利用以及煤化工事业受到了广泛的关注，同时也促成了空前规模的煤化工建设热潮，来自方方面面的投资正使煤化工以前所未有的速度发展。该领域的装置规模、技术水平都有了整体的提升，新技术开发、装备制造能力以及生产管理水平也取得了可喜的进步。随着一批大型煤化工装置陆续投产，人们在探询各种技术路线优劣时也能够更客观冷静，在总结和比选各种技术的特点时，也增加了几分把握。如果说这些投产的装置在当初建设时还算大型的话，现在看来这只是进入更大规模装置建设的起点，也是国有大型煤炭、电力和石化企业进入煤化工领域的试水之举。特别是“十一五”期间，国家对能源的消耗和废弃物的减排提出了明确的定量要求，由于煤气化对此举足轻重的影响而必将更加引人注目。可以肯定地说，煤制油、煤制烯烃必将催生更大规模的煤化工装置。煤气化技术作为煤化工装置的龙头自始至终是人们探索和争论的焦点，选择何种煤气化技术也是投资者在决策时最需要慎重考虑和把握的，实践也证明选择是否适合自己的煤气化技术对煤化工项目是至关重要的。现以多年来参与水煤浆气化工程设计的经历，就多喷嘴对置式水煤浆气化装置工程设计谈一点体会。 1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工艺特点目前己投入生产运行大型煤气化装置，采用水煤浆气化的装置普遍有较高的运转率，水煤浆气化的可靠性已无可争议，以GE(德士古)水煤浆气化技术为代表的单喷嘴水煤浆气化得到了广泛地认同，近年来研发成功的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，也成功实现了在大型装置上的工业化运行。“九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司承担了国家重点课题《新型(多喷嘴对置)水煤浆气化技术开发》，进行了中间试验研究，有关部门组织了鉴定和验收。“十五”期间进行了工业性示范装置的建设，由中国天辰化学工程公司负责进行多喷嘴对置式水煤浆气化装置和配套工程的设计，在兖矿国泰化工有限公司进行工程建设，工程列入“十五”期间的国家“863”计划。气化装置设置2台日处理1150t煤、气化压力4.0MPa，以日处理20t煤的中间试验装置为基础进行工程放大。该装置于2005年7月21日一次投料成功，于12月11日至19日进行了现场考核，其生产负荷和技术指标均达到了预定的设讨寸旨标，各项技术经济指标优于国外同类技术，说明工业化放大设计是成功的。我国已拥有自主知识产权的先进煤气化技术，标志着我国现代煤化工技术完全依赖国外技术的时代已经结束。多喷嘴对置式水煤浆气化技术的化学反应原理与单喷嘴水煤浆气化技术相同，但其过程机理与受限射流反应器的单喷嘴水煤浆气化炉又有很大的不同，多喷嘴对置式水煤浆气化炉采用撞击流技术来强化和促进混合、传质、传热。位于气化炉直筒段上部的4个工艺喷嘴在同一水平面上，相互垂直布置，通过4 股射流的撞击可以使反应更充分并显著提高碳转化率。从考核和生产企业总结的数据来看，碳转化率均可提高约1％～2％，有效气成分可提高约2％，相应的比氧耗降低约7.9％，比煤耗降低约2.2％。多喷嘴对置式水煤浆气化技术粗煤气初步净化和渣水处理的配置，较好地解决了粗煤气带灰和设备管道结垢堵塞问题。采用复合床洗涤冷却技术液位平稳，减弱了粗煤气的带水带灰现象，通过在

德士古水煤浆加压气化说明

德士古水煤浆加压气化属于先进的第二代煤气化技术。炉型主要分为激冷型和废热锅炉型，国内引进的鲁南、渭河、上海焦化、淮南等几套德士古煤气化装置均采用激冷型气化炉。从厂家运行的实际情况来看，都存在着合成气偏流问题，现就此作简明介绍，仅供有关技术人员和操作人员参考。 1 工艺过程简述德士古水煤浆加压气化的基本工艺过程是用高压煤浆泵将煤浆送入烧嘴，同时将来自空分的高压氧也送入烧嘴，氧走烧嘴的外环隙和中心管，煤浆走内环隙，二者一起由烧嘴喷入气化炉中，充分混合雾化，在1350～1400 ℃温度下进行气化反应，生成的高温合成气和熔融渣一起流经渣口，激冷环、下降管，进入激冷室的激冷水中。高温合成气和熔融渣与激冷水直接接触激冷，激冷的目的是将高温气体直接冷却到该压力下的饱和蒸汽温度，将熔融渣冷却后沉积，实现气渣分离。分离出的渣经破渣机，通过锁斗定期排入渣池，由捞渣机捞出装车外运。激冷水是由激冷水泵从洗涤塔抽出，送入激冷环，并沿下降管内壁旋转均匀分布下流。激冷水在下降管内壁形成的水膜，不仅避免高温气流及熔渣与下降管内壁直接接触而保护下降管，同时也逐渐降低气体温度。在激冷水中激冷后的合成气沿下降管和上升管的环隙空间均匀鼓泡上升，出激冷室后，经文丘里洗涤器和洗涤摘要：结合渭化德士古气化装置运行实际情况，从加强原料煤质量管理，选择适当的操作温度和抓好备炉工作等3方面论述了德士古气化炉稳定运行的要点。关键词：德士古煤气化炉稳定运行要点我厂德士古水煤浆气化装置是目前国内运行中压力等级最高的一套装置，它的长周期稳定运行，不仅可以使我集团公司的生产水平再上新台阶，同时也为我国的煤化工发展提供有益借鉴。结合我公司实际运行情况及本人多年操作经验，仅就德士古气化炉稳定运行的要点浅谈一下笔者的看法。 1. 加强原料煤的质量管理，提高煤浆浓度为了进一步提高气化炉的生产能力，实现气化炉长周期，安全稳定运行，并达到高产、优质、低耗之目的。首先要加强煤的质量管理，固定碳、化学活性、机械强度、热稳定性、灰熔点等指标入厂前要严格把关，力求提高；尽量降低硫份、灰分等杂质的含量。把灰分的含量作为重点来抓，灰分应尽可能的低。同时做好煤浆的制备工作，稳定煤浆浓度，并尽可能的提高煤浆浓度。 1.1加强煤的质量管理之所以将灰分作为重点，主要从以下几方面考虑：首先，灰分直接影响煤中的有效成分，进而影响煤气化的效率。实践证明，灰分增高1%，在入炉煤浆量同样情况下，生产能力下降约1.8%，这样将严重制约我装置的高负荷运行。其次，灰分中以SiO2为主，依据我们厂多年的原料煤分析情况，灰分高时，煤中煤矸石就多，SiO2就高，这样导致煤灰中CaO+Fe2O3+MgO/SiO2+AL2O3比值降低，而该酸碱比直接与灰的粘度和灰熔点有关，每当灰分升高时，我们炉温被迫

水煤浆加压气化装置的技术改进

水煤浆加压气化装置的技术改进郑宝祥程光旭国蓉(西安交通大学环境与化工学院，陕西西安,710049) 2005-01-16 水煤浆加压气化工艺是美国德士古公司在重油气化工艺的基础上开发的具有代表性的第2代气化技术。因其煤种适应性广，生产连续性强，热量回收合理，可以高压运行，单炉生产能力大，压缩功耗及能耗低，环境污染少等优点倍受世界各富煤国的青睐。本文主要总结渭河煤化工集团有限责任公司水煤浆加压气化装置的运行状况及技术改进措施，研究和分析影响装置稳定运行的主要因素，对拟建、在建装置在工艺选择、工程设计、项目建设和操作运行都会有较好的借鉴作用。 1装置流程介绍 1.1 流程介绍原煤经煤称重给料器送入磨煤机。助溶剂通过石灰石给料机、石灰石螺旋输送机送入磨机中，以改善煤浆中灰渣的流动性。添加剂经计量泵送入磨机，以改善煤浆的流动性。水经计量送入磨机中。这些物料在磨机中通过磨棒的研磨，再通过滚筒筛滤去大颗粒后，煤浆进入磨机出口槽，最后合格煤浆经磨机出口槽泵送入大煤浆槽。煤浆槽中的煤浆经高压煤浆给料泵送入气化炉顶部的德士古烧嘴，空分工段来的高压氧经缓冲后进入烧嘴的中心管和外环隙。在炉膛的高温条件下，煤浆与氧气在气化炉燃烧室内发生部分氧化反应，生成以CO、H2、CO2、H2O(汽)为主要成分的粗合成气。该合成气经激冷室冷却洗涤后，再经喷嘴洗涤器进入碳洗塔，经碳洗塔下部(侵入式)、上部(冲击式塔盘)洗涤后，干净的工艺气送入变换工号。激冷室的粗渣经破渣机破碎后送入锁渣罐，锁渣罐卸压排出的渣经捞渣机送至汽车，拉出厂外，碳洗塔及激冷室排放的黑水送入灰水处理工号。从气化炉和碳洗塔来的黑水进入高压闪蒸罐，高压闪蒸罐顶部气体送灰水加热器冷凝，底部分离出的固体和液体送入低压闪蒸罐。低压闪蒸罐顶部闪蒸气送往碳洗塔给料槽，底部排出的固体和液体送进真空闪蒸上塔。真空闪蒸上塔顶部闪蒸气去高位真空冷凝器，上塔底部的液体和夹带的固体进入下塔。真空闪蒸下塔顶部闪蒸气去低温真空冷凝器，底部的固体和液体经泵加压与絮凝剂混合后进入沉淀池。沉淀池顶部的清水循环使用，底部的灰浆送入框板式压滤机。 1.2 流程特点 1)选用棒磨机在煤浆制备中，磨煤机分为球磨机和棒磨机两种。国内主要采用球磨机，但球磨机功率大，操作难，要经常加钢球。选用棒磨机，体积小，能耗低，处理量大，磨制的煤浆中超尺寸粒子较少，粒度分布合理，且操作方便。 2)四级闪蒸的灰水处理系统四级闪蒸较两极闪蒸多了两级真空闪蒸，真空应达－51.7kPa。灰水中溶解气在此压力下基本上可以全部闪蒸出，降低了循环使用的灰水对管道及设备造成腐蚀的危险，而在其他的两级和三级正压闪蒸塔中，由于经闪蒸后的灰水温度高，所以循环回锁斗的灰水必须用换热器冷却降温，增加了换热器被堵而造成的维修工作。 3)采用框板式压滤机在水煤浆加压气化工艺中，灰浆过滤采用两种类型的过滤机，一种是框板式压滤机，一种是转筒式压滤机。转筒式压滤机体积庞大而过滤面积小，且过滤程度不够充分，即滤饼湿含量高。框板式压滤机则构造简单，过滤面积大占地省，且过滤充分，滤饼湿含量较低。 4)6.5MPa气化采用6.5MPa与低压(2.6，4.0MPa)比较，操作能力大幅增加。一台6.5MPa的气化炉产气量相当于4.0MPa的1.8倍。因此，在同样产气量下，它占地少，所用的系列少，备件少，操作维护工作量减少，操作人员减少。另外，整个系统设备体积减少，设备投资基本相当。

水煤浆加压气化设备一览表

4.设备一览表 4.1静设备一览表序号设备位号设备规格 1 气化炉 R1201 设计压力：7.15MPa 操作压力：6.5MPa 工作温度：气化室 1350℃激冷室252℃ 设计温度：气化室 1450℃激冷室260℃ 燃烧室：Φ3400×8815 激冷室：Φ3400×8405 总高：21548 mm燃烧室V=45.5 m3 筒体壁厚：102 mm 封头壁厚：60 mm 下椎体：110 mm 2 煤浆槽 V1106 外形尺寸：Φ8200×10000（T-T）设计温度：100℃操作温度：50-80℃ 设计压力：满液操作压力：常压总体高度：15120mm 容积：568 m3 介质：水煤浆内壁涂环氧煤沥青漆外形尺寸：Φ3000×4500（T-T） 3 烧嘴冷却水槽 V1201 设计温度：80℃；操作温度：49℃设计压力：满液，操作压力：常压总体高度：5600mm，容积：33m3 介质：烧嘴冷却水（除盐水） 4 黑水过滤器 V1204 外形尺寸：Φ733×1775（T-T）设计温度：280℃；操作温度：250℃ 设计压力：9.0MPa(G)，操作压力：7.2-8.1MPa(G) 总体高度：3147mm，容积：0.91m3，介质：激冷水（灰水 5 锁斗 V1206 外形尺寸：Φ2190×4900（T-T）设计温度：290℃；操作温度：48-150℃ 设计压力：7.4MPa(G)，操作压力：6.68MPa(G) 总体高度：8180mm，容积：23.5m3；介质：渣水

6 混合器 X1303 外形尺寸：Φ360×3961（T-T）设计温度：285℃操作温度：250℃ 设计压力：7.2MPa(G) 操作压力：6.4MPa(G) 介质:黑水、水煤气 7 酸性气体分离器 V1302 外形尺寸：Φ1600×3200（T-T）设计温度：190℃操作温度：94℃ 设计压力：1.2MPa(G) 操作压力：0.78MPa(G) 总体高度：5345mm 容积：7.6 m3 介质:酸性气与冷凝液 8 低压闪蒸罐 V1303 外形尺寸：Φ2000×7000（T-T）设计温度：162℃操作温度：139℃ 设计压力：0.5MPa(G) 操作压力：0.25MPa(G) 总体高度：10027mm 容积：25.1 m3 介质:黑水、闪蒸气 9 真空闪蒸罐 V1304 外形尺寸：Φ3400×8500（T-T）设计温度：151℃；操作温度：79℃ 设计压力：0.4/-0.1MPa(G)，操作压力：-0.056MPa(G) 总体高度：12765mm，容积：93m3；介质：黑水、水蒸气 10 真空闪蒸分离器 V1305 外形尺寸：Φ1800×2500（T-T）设计温度：151℃操作温度：75℃ 设计压力：0.4/-0.1MPa(G) 操作压力：-0.056MPa(G) 总体高度：4689mm 容积：8m3 介质:冷凝液、闪蒸气 11 旋风分离器 V1315 外形尺寸：Φ2000×9600（T-T）设计温度：280℃操作温度：250℃ 设计压力：7.2MPa(G) 操作压力：6.4MPa(G) 总体高度：14735mm 容积：33.1m3 介质:冷凝液、水蒸气 12 洗涤塔 T1301 外形尺寸：Φ3400×21800（T-T）设计温度：280℃操作温度：250℃ 设计压力：7.15MPa(G) 操作压力：6.4MPa(G) 总体高度：24050mm 容积：141m3 塔板数：5层泡罩

水煤浆加压气化工艺评价

水煤浆加压气化工艺评价范立明1，2，郭金鹏1（1.渭河煤化工集团公司，陕西渭南 714000；2.西安交通大学，陕西西安 710049） 2004-07-16 近年来，围绕大型合成氨装置原料由油或气改煤，以及新上煤化工装置选用何种煤气化工艺，在煤化工界引起了广泛的关注和讨论，其讨论的焦点主要集中在气流床气化工艺，即干法进料的Shell气化工艺及湿法进料的Texaco水煤浆气化工艺上。渭河煤化工集团作为我国第一套采用6.5MPa水煤浆加压气化技术的大型化肥装置，1996年投产后，经过多年的消化吸收与技术改造，才掌握了这套技术，因而对水煤浆加压气化了解较深。我们也曾有幸参加过有关煤气化工艺的技术讨论会，感到大家需要对可选用的煤气化工艺有一个客观的评价和认识，因此本文谨对我们所采用的水煤浆气化工艺进行总结，希望能对煤化工企业有所启迪。 1 渭化的经历和总体评论通过实践，我们深深体会到德士古技术是一个比较好的洁净煤生产技术。水煤浆的制备、输送、计量及控制简单、安全、可靠；设备国产化率高，易于实现大型化，投资相对低一些。但掌握起来难度比较大。因为无论是专利商还是承包商都缺乏足够的工程经验与生产运行经验，设计中难免存在一些问题和不足。因而需要通过生产实践才能真正掌握这门技术。投产之初，我们就遇到了气化系统工艺气带灰、带水问题，生产稳定不下来，无论是专利商还是承包商都拿不出有效的解决办法。面对困境，渭化的技术人员反复研究，先后共提出了14条改造措施，对系统进行了多次“手术”。中间几经反复曲折，带灰带水的难题终于得到了解决。灰水系统与除渣系统设计缺陷比较多，系统堵塞与设备磨损非常严重，其中激冷水泵与锁斗循环泵两台泵的磨损及碳洗塔出口管线堵塞问题尤为突出。主要进口设备之一——高压灰水泵每台价值400多万元，可就是开不稳，运行不了几天就得停车维修。在生产实践中，我们对灰水系统和除渣系统进行了多项改造，其间我们还用每台80多万元的国产泵取代了进口的高压灰水泵。经过改造，灰水系统和除渣系统终于稳定下来。投产初期，由于气化炉拱顶经常超温和炉膛耐火砖磨损严重，设计寿命为8000h的进口炉砖，仅使用3000h就报废。对此，我们反复研究，对炉砖结构及筑炉方案提出了多项改进意见，并采用廉价的国产炉砖取代了昂贵的进口炉砖。经反复摸索改进，我们创出了一套独有的筑炉技术，从而使炉砖使用寿命从原设计的8000h延长至16000～20000h。随着气化炉压力等级的提高，变换催化剂出现了砷中毒问题，使用寿命大大缩短。对此，我们与西北化工研究院的科技人员共同攻关，完成了“煤制合成气脱砷技术及净化剂的研究开发”，解决了砷中毒问题，且该项目获得陕西省石化科技进步一等奖。问题一个又一个解决了，可是气化装置还是稳定不下来，平均运行不到10天就得停车一次。于是我们开始对专利商的原始设计提出质疑，并对国内外采用德士古技术生产厂家实际使用的煤种进行广泛调查，最终作出了改换煤种的决策，并两次提出和修改改换煤种的主要技术指标。对此，我们对工厂周边5 个省区20 多个矿点进行深入调查和比较选择，最后下决心改换原料煤种，生产也由此稳定下来，从而从技术和工程实际上证明水煤浆加压气化原料用煤的选择性。 2 对水煤浆加压气化工艺的评价总的来说以煤为原料，需要采用高效的洁净煤技术，这是毫无疑问的。而目前争论最为激烈的是德士古水煤浆气化与壳牌粉煤气化技术。此两者孰优孰劣、孰长孰短？产品制造成本低，特别是直接材料费用低是它们共同的优势，而建设投资大则是它们共同的缺憾。至于它们之间的具体比较，由于缺少对Shell干煤粉气化的技术认识及生产实践，在此只能对Texacao水煤浆加压气化谈一些粗浅看法，仅供参考。 2.1 原料的适应性

气化车间工艺操作初级题库1111

气化车间工艺操作初级题库一、单选题 1.ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求，独立于（ D ）。 A.PID B.PLC C.APC D.DCS 2.设备管道试压时受压设备管道压力下降应（ D ）。 A.继续提压 B.继续试压 C.停止试压再提压 D.停止试压卸压 3.关于设备管道试漏的说法，正确的是（ B ）。 A.缓慢升压至规定压力的50%进行初次试漏 B.经肥皂液或其他检漏液无漏气、无可见的异常变形为合格 C.可以在压力下进行螺栓紧固 D.可以连续加压以维持试验压力不变 4.压力容器水压试验的压力为设计压力的（ A ）倍。 A.1.25～1.5 B.1～2 C.1.25～2 D.1.5～2 5.压力容器水压试验时，下列做法不正确的是（ D ）。 A.试验前充满液体 B.排净容器内气体 C.严禁带压紧固螺栓 D.检查期间，可连续加压 6.关于机泵检修后验收标准的叙述，不正确的是（ B ）。 A.运转平稳无杂音，真的符合要求 B.火嘴无堵塞，结焦 C.机件材料选用符合设计要求 D.附机达到完好 7.关于机泵检修后验收标准的选项，正确的是（ C ）。 A.连续运转一个月无异常 B.不必办理验收手续 C.检修记录齐全、完整、准确 D.应达到塔类完好标准 8.金属腐蚀的机理是（ A ）。 A.化学和电化学 B.物理和化学 C.化学和非化学 D.自然和化学 9.假设煤种没有发生变化，如果合成气洗涤塔出口粗煤气中的CH4含量呈上升趋势，则说明气化炉温度在（B）。 A.上升 B.下降 C.没有影响 D.无法判断 10.气化炉到蒸发热水塔黑水调节阀卡时应如何处理（D）。 A.立即按紧急停车按钮 B.通过加大激冷水流量，使排出的黑水流量增加，来冲洗堵塞的管道 C.降低高闪压力，加大阀压差，通过差压来疏通阀门 D.迅速关闭气化炉去黑水闪蒸管线的手动切断阀，保持气化炉的液位，并相应调整激冷水流量 11.烧嘴冷却水出口检测CO出现报警怎么处理（A）。 A.应对气化炉工况及烧嘴冷却水系统进行检查、确认、再作停车检查。 B.立即进行烧嘴冷却水系统紧急停车处理 C.加大氮气流量 D.增大冷却水循环流量 12.三级闪蒸的优点是( A )。 A.灰水温度较低，灰水沉降性较好 B.投资较小 C.灰水处理能力增加 D.气化炉温度可以更高

水煤浆气化装置原料煤的选择

水煤浆气化装置原料煤的选择张永胜 (神华包头煤化工有限公司) 摘要：简要介绍水煤浆气化制取粗煤气，如何选择原料煤种。关键词：原料煤；气化；粗煤气采用原料煤制浆气化生产粗煤气的工艺流程在国内外广泛使用，原料煤经煤运系统送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量送入棒磨机，加入一定量的水、添加剂、碱液，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。出棒磨机的煤浆浓度约65% ，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。添加剂选择木质磺酸类添加剂。调整浆的pH 值在6～ 8，采用42%浓度的碱液。磨浆水为净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水。煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧嘴进入气化炉，在6. 5M Pa 压力、1400℃左右高温下，煤浆与氧发生如下主要反应： CmHnSr + m /2 O 2—→mCO + (n/2 - r) H 2 +rH 2S CO + H 2O —→H 2+ CO 2 气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO 、H 2、CO 2、H 2O 和少量CH 4、H 2S 等气体。原料中的矿渣在高温下熔融成液态渣沿炉壁流下，与粗煤气一起进入激冷室，在此，粗煤气被激冷到250℃左右，被水汽饱和后离开气化炉，经文丘里洗涤器、碳洗塔、旋风分离器，除去煤气中的飞灰、氨等杂质，进入CO 变换装置。气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时排入渣池，由捞渣机捞出后装车外运，气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水(称为黑水) 送往灰水处理系统。采用水煤浆加压气化制粗煤气工艺技术要求，必须做好原料煤种试验评价工作。针对该工艺流程，我们对内蒙古主产煤地区的部分煤矿(豪赖沟矿、杨四塔、石湾子矿、安家坡矿、弓家塔) 所提供的煤样进行了煤质分析及评价，完成了原料粉体制备及粒度级配，并进行了实验室料浆制备、添加助熔剂试验及其成浆性能试验。根据试验结果，对所提供的煤样进行了用于水煤浆加压气化指标预估及气化性能评价。 1 原料煤种分析结果见表1 2 煤质分析作为水煤浆加压气流床气化的原料煤种，其原料煤种煤质直接影响着料浆的成浆性能、气化性能、经济性能以及气化生产装置的稳定性。根据煤质分析结果，对所有煤种用于水煤浆加压气化制粗煤气的适应性进行评价。 2.1 水分、O /C 和可磨指数评价原料煤的水分含量和O/C 是反映煤的变质程度的两个重要指标，也是衡量煤种成浆性能的重要指标。所提供煤样中水分含量中等，O/C 均较高，均属变质程度浅的煤种。可磨 c w m

水煤浆气化与粉煤气化的模拟评价

水煤浆气化与粉煤气化的模拟评价唐宏青(中国石化集团兰州设计院，甘肃兰州,730060) 2001-12-16 由于油价的上涨使以油为原料的化肥、甲醇企业面临困境，以渭河化肥厂为代表的大型水煤浆制氨厂却闪起生机，为洁净煤化工开辟了新的前景。现在，众多厂家又提出引进粉煤气化技术，进一步提高洁净煤化工的效益。但是外商及其代理人在提出这一新技术时，有过分夸大粉煤气化效益的倾向，最突出一点是：粉煤气化的有效气量(CO+H2)比水煤浆气化多10％～12％，氧耗量低 15％～25％。如此可贵的技术进步，引起国内学者的严肃思考，对其真实性存有疑问。许多人提出应该用高新技术对这个问题进行定量的评价，为投资决策者提供可靠的依据。对这两个工艺进行评价，单纯依靠外商报价是无济于事的。用模拟技术对国外报价进行评价的办法，已在多项工程中得以应用。可以有信心地说，在研究模拟技术30年后的今天，做这一件事并不困难。毫无疑问，“模拟—评价”是化学工程的成熟技术。 1 客观评价的基础建国至今，我国已经引进三十多套大型合成氨装置，可以博览世界氮肥新技术。不妨回忆引进的过程，每当引进签约时，都是国际先进水平，投产时就不一定了。因为随着时间的推移，技术在逐渐发展，国情也有一定的变化。历年来，国内的生产企业与设计院为这些企业进行技术改造。普遍的看法是，有百年历史的合成氨技术进步是渐进的，大幅度的技术进步是难以得到的。为了正确地评价这两个工艺，应该建立一个“评价平台”。在这个平台上，尽量设置一个相对一致的初始和终止条件，输入两种工艺不同的数据，从而客观地评价这两个过程效果。无疑，这样的评价是比较公正的。目前见到的对这两种工艺的评价，都是数字来自于资料的评价。这些评价片面地建立在只针对气化炉的基础上作出的，而且只是从气化炉出口组成的百分数出发的，忽略了气化炉出口干气绝对量的变化。这就是问题所在。现在这两种炉子不仅仅打算用在制取合成气上，还打算用在制取甲醇、二甲醚、煤液化、合成油和氢气的工艺上。气化炉出来的粗水煤气的成分、数量、温度、压力将影响到它的后续工艺的指标。也就是说，只有在产物一致的前提下，才能比较这两种工艺的区别，可以让人看清各自的特点，成为投资者建厂的依据。 2 评价平台 2.1 工艺终点两种煤气化工艺评价的终点，是合成氨工艺中可以设想为达到一致的地方。这无疑应该是液氨产品。但进行这样的模拟过分烦琐，不利于对比分析。两种煤气化工艺的评价流程分别见图1和图2。因此，可以将这一终点前移至中变入口点。在水煤浆制氨的工艺中，这一点是客观存在的，在粉煤气化制氨流程中，这一点是很接近的，不会失去粉煤气化流程的真实性。这样的工艺评价终点是合理的，尽管这一评价终点的气体组成、温度、压力不尽相同，其后续工艺上也会稍有变化，但这一区别已经不影响评价的结果，可视为公平的评价终点。上述工艺终点仅仅适合于合成氨，对于甲醇、二甲醚、合成油、制氢等工艺，还不能这样做。图 1和图2是合成氨流程从投煤到评价终点的工艺信息图。

水煤浆气化技术在中国的应用及其发展

水煤浆技术水煤浆气化技术在中国的应用及其发展

我国水煤浆技术已经进入产业化推广阶段，这对一大批为环保问题困扰的中小企业来说是一个好消息。记者日前从"水煤浆锅炉及其应用技术暨产品发布会"上获悉，水煤浆是上个世纪80年代发展起来的一种低污染、高效率、流动性强的新型流体燃料。它是由煤炭、水和添加剂通过物理加工成的浆体燃料，具有像油一样的易于装卸储存及直接雾化燃烧的特点。经过"六五"、"七五"期间重点科技攻关，我国的水煤浆技术已经取得突破性的进展，并进入产业化阶段。实践证明，水煤浆在锅炉和窑炉中的燃烧效率可高达95％－98％，而燃用水煤浆的运行成本仅仅占成本的1／3。目前水煤浆已经在国内电站、钢厂、炼化等大中型企业有所应用，但限于实用型燃烧设备的技术没有及时跟进，中小企业对此应用甚少。据会议主办者介绍，目前这一难题已基本得到解决。北京天融环保设备中心开发出一套完整的水煤浆锅炉及燃烧器的设计、生产、制造技术，并通过了有关部门的专家评审。据悉，我国现有10万吨以下的锅炉约70万台，而因烟尘排放不符合环保标准和运行效率低下，将停用、更换和改造的锅炉高达50％以上。仅在现有锅炉本体不变的情况下，改燃水煤浆，就可为国家节约数百亿元固定资产投资。 2 中国水煤浆气化技术的研究与开发 2 中国水煤浆气化技术的研究与开发中国的水煤浆气化技术是在对引进技术吸收消化过程中发展起来的，尤其是通过"七五"、"八五"和"九五"国家重点科技攻关，结合引进技术的工业实践，逐步形成了一套创新的研究开发方法，建立起系统的水煤浆气化理论，成功地开发出具有中国特色的水煤浆气化技术。 2.1水煤浆制备技术根据中国煤种特点，中国科学院山西煤炭化学研究所从煤化学角度研究了煤炭成浆性能的影响因素，中国矿业大学通过试验与生产实践，提出了评价烟煤成浆性难度指标的经验公式。这些研究成果，为中国水煤浆制备技术发展提供了有益的指导。目前，中国已有多个水煤浆用添加剂和水煤浆生产厂家。根据煤种不同，选用不同品种与系列的添加剂制备水煤浆，气化用水煤浆浓度为60~65％。 2.2研究开发方法与气流床气化理论水煤浆气化涉及高温、高压、非均相、流动、传递与化学反应等复杂化学物理过程，难以在实验室中进行工业条件下的过程研究。对此，华东理工大学在化学工程与工艺相关理论指导下，结合多年研究开发中积累的方法与经验，在对气化过程进行深刻、全面分析基础上，提出了正确把握各种影响因素间关系的层次机理模型。对复杂的气化过程进行合理分解，实现了研究课题的命题转化，开创了一套适用于研究气流床气化过程的科学研究开发方法。即在冷模装置上研究流体流动规律、雾化与混合规律；借鉴工程经验，在计算机上综合迭代的一步转化方法。采用国际先进的三维激光多谱勒粒子动态分析仪(DualPDA)和Mafiven测粒仪，在大型冷模装置上研究气流床内流体的速度分布、浓度分布、停留时间分布、雾化粒径及其分布等，分别建立了流动与反应三区模型、速度分布、浓度分布、停留时间分布、雾化粒径及其分布等数学模型，由此形成了系统的气流床水煤浆气化理论与专利技术，为该领域的技术创新奠定了基础。 2.3新型气化喷嘴与耐磨气化喷嘴

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