关于航天粉煤加压气化装置的生产运行与性能考核
浅析航天炉粉煤加压气化技术
浅析航天炉粉煤加压气化技术作者：余明江来源：《中国化工贸易·下旬刊》2017年第09期摘要：随着科技的进步，我国的航天事业得到迅猛发展，为了使航天炉项目获得优质的产品，创造良好的经济效益，必须要对航天炉粉煤加压气化技术进行深入的理解和研究。
关键词：航天炉；粉煤加压气化；技术；特点；比较航天炉粉煤加压气化技术属于加压气流床工艺，是在借鉴壳牌、德士古及GSP加压气化工艺设计理念的基础上，由北京航天长征化学工程股份有限公司自主开发、具有独特创新的新型粉煤加压气化技术。
此项技术未经小试和中试，直接按照工艺设计于2008年先后在安徽临泉、河南龙宇建成2套单炉日投煤量720 t的示范装置，从当时运行情况看，基本达到设计要求，最长连续运行时间已达到128天。
发展至今，航天炉粉煤加压气化技术已应用于36个项目，已投运的有24个项目43套气化装置。
在已运行的装置中，最长年累计运行时间为365天，单炉最长的连续运行时间为407天。
本文将介绍航天炉粉煤加压气化装置以及其气化技术的主要特点，然后分析航天炉的主要特点，并将航天炉粉煤加压气化技术与其他煤制合成气相比较，探讨航天炉粉煤加压气化技术的优势，确保在煤制天燃气、油、烯烃、乙二醇、合成氨、甲醇等项目中，能利用准确的煤气化技术来生产粗合成气。
1 航天炉粉煤加压气化技术特点1.1 航天炉粉煤加压气化技术必须使用适应性较强的原料煤航天炉粉煤加压气化装置经过试烧之后，试烧人员观察得知，煤粉粒度会对碳的转化率造成影响；另外，如果煤粉含水量过高就会降低粉煤加压输送单元的输送效率；如果原料煤的灰分含量较少，试烧过后渣无法顺利挂在水冷壁上，因而航天炉燃烧室内无法形成稳定的保护渣层。
综上所述，航天炉粉煤加压气化技术必须要使用适应性较强的原料煤。
1.2 应用此技术缩短了开停车的时间，提高了负荷升降的速度通过对装置的运行情况进行观察，开停车时间大大缩短，并且负荷升降的速度得以提高。
航天炉粉煤加压气化装置原始开车总结
航天炉粉煤加压气化装置原始开车总结张洪刚(安徽昊源化工集团有限公司ꎬ安徽阜阳㊀２３６０００)㊀㊀摘㊀要:对航天炉粉煤加压气化装置在安装㊁试车及开车过程中出现的问题进行了总结ꎬ主要从装置优化㊁质量控制㊁人员培训㊁安全控制几个方面进行了介绍ꎬ并提出了改进措施ꎮ㊀㊀关键词:航天炉ꎻ质量控制ꎻ长周期运行㊀㊀中图分类号:ＴＱ５４６㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ｂ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:２０９６￣３５４８(２０２１)０４￣００３７￣０３㊀㊀ＤＯＩ:１０.１９９１０/ｊ.ｃｎｋｉ.ＩＳＳＮ２０９６￣３５４８.２０２１.０４.０１２㊀㊀近几年来ꎬ我国煤化工行业发展速度越来越快ꎬ传统的固定床工艺已经不能适应行业的发展要求ꎬ高产能㊁低能耗㊁自动化程度高的新型煤化工工艺已经成为煤化工行业的主流[１]ꎮ安徽昊源化工集团有限公司年产５０万ｔ二甲醚项目ꎬ采用了拥有国内自主知识产权的航天炉粉煤加压气化装置[２]ꎬ配套２台气化炉ꎬ该项目于２０１８年５月全面建成ꎬ并一次性投产成功ꎬ随后顺利完成装置性能考核ꎻ目前ꎬ该装置运行稳定ꎬ各项指标均达到同行业先进水平ꎮ１㊀流程介绍航天炉粉煤加压气化工艺是一种以干煤粉为原料ꎬ采用激冷流程生产粗合成气的工艺ꎮ航天炉粉煤加压气化工艺采用了盘管式水冷壁气化炉ꎬ顶置式烧嘴ꎬ粉煤干法进料及湿法除渣ꎬ在较高温度(１４５０ħ)及压力(４.０ＭＰａ)下ꎬ以纯氧及少量水蒸气为气化剂在气化炉中对粉煤进行气化ꎮ航天炉粉煤加压气化工艺流程共分为４个单元ꎬ即磨煤及干燥单元㊁煤加压及进煤单元㊁气化及合成气洗涤单元㊁渣及灰水处理单元ꎮ１.１㊀磨煤及干燥单元磨煤及干燥单元采用辊式磨煤机磨煤ꎬ惰性气体发生器干燥的工艺方案ꎮ该单元每条线的处理能力为１００％的设计能力ꎬ采用２开１备的操作方式ꎮ原料煤被送入磨煤机研磨ꎬ并用来自惰性气体发生器的干燥热风进行干燥ꎬ经干燥后的粉煤进气化炉前的含水质量分数降至２％以下ꎮ１.２㊀煤加压及进煤单元煤加压及进煤单元采用锁斗方案对粉煤进行输送ꎬ实现了粉煤从低压到高压的连续输送ꎮ粉煤用高压二氧化碳进行加压和密相输送ꎮ粉煤在二氧化碳压力下ꎬ经粉煤进料的锁斗系统被输送到气化炉烧嘴ꎮ气化炉烧嘴共有３个粉煤通道ꎬ各粉煤通道的进煤量可以通过其管线上的流量测量及控制系统实现单独调节ꎮ１.３㊀气化及合成气洗涤单元气化及合成气洗涤单元采用气流床粉煤加压气化和激冷流程生产粗合成气ꎬ气化炉采用水冷壁结构ꎬ顶烧式单烧嘴ꎬ液态排渣ꎮ气化炉是一个在压力容器壳体内装有水冷壁的膜式壁反应器ꎮ粉煤在气化炉内与氧气在高温高压下发生部分氧化反应生成合成气(主要为ＣＯ＋Ｈ２)和液态渣ꎮ气化炉内的反应温度为１４５０ħꎬ压力为４.０ＭＰａꎮ炉内盘管水冷壁通过盘管内的锅炉水的强制循环ꎬ不但可以将粉煤部分氧化反应产生的部分热量回收ꎬ转化为中压蒸汽ꎬ而且可以有效降低承压壳体的温度ꎮ气化炉水冷壁产出的中压饱和蒸汽减压后送入厂内蒸汽管网ꎮ渣经激冷环及下降管被水激冷后ꎬ沿下降管导入激冷室水浴ꎬ熔渣迅速固化ꎬ合成气被水饱和ꎮ出气化炉的合成气再经文丘里洗涤器用水进一步润湿进入旋风分离器ꎬ大部分的灰被分离ꎬ带有少量细灰的粗煤气进入合成气洗涤塔洗涤ꎬ除去残余的飞灰ꎬ然后送入变换单元ꎮ激冷后固化的渣为琉璃状的颗粒ꎬ绝大部分迅速作者简介:张洪刚(１９８８ )ꎬ男ꎬ助理工程师ꎬ从事化工生产管理工作ꎻ１５６８８５７５９＠ｑｑ.ｃｏｍ沉淀ꎬ并通过渣锁斗系统定期排至捞渣机中ꎮ１.４㊀渣及灰水处理单元渣及灰水处理单元的主要作用是对气化炉㊁旋风分离器㊁合成气洗涤塔及渣池排出的灰水及渣锁斗排出的固渣进行初步处理ꎬ实现热量的回收和水的循环使用ꎮ锁斗送出的渣水经链式捞渣机脱水后ꎬ渣送出气化装置界区ꎬ分离出的灰水用渣池泵送至真空闪蒸罐ꎮ渣水单元采用三级闪蒸及汽提的工艺回收灰水的热量ꎬ同时清除灰水中的不凝气ꎬ采用沉降及板框压滤机过滤工艺回收灰水中的固体ꎮ经初步处理后的水大部分循环使用ꎬ一小部分送至厂内污水处理工段进行进一步的处理ꎬ起到平衡灰水中盐分的作用ꎮ２㊀装置优化(１)在两套真空闪蒸冷凝器进口闪蒸汽管线之间增加串联管线ꎬ当一套真空闪蒸冷凝器结垢严重需要检修时ꎬ可以把真空闪蒸罐来的闪蒸汽切换到另一套真空闪蒸冷凝器ꎬ通过安装盲板ꎬ对结垢的真空闪蒸冷凝器进行隔离ꎬ实现对真空闪蒸冷凝器的在线检修ꎮ真空闪蒸冷凝器结垢ꎬ将会影响真空闪蒸罐的操作压力ꎬ直接影响沉降槽的水温ꎬ从而导致黑水的絮凝沉降槽效果变差ꎬ水质恶化ꎬ增加水系统结垢的风险ꎮ(２)低压灰水泵到低压闪蒸汽提塔的管线与其他管线分开ꎬ以减小低压灰水管线阻力ꎮ进入低压闪蒸汽提塔的补水管线主要有低压灰水管线㊁蒸汽冷凝液管线㊁脱盐水管线ꎬ这些管线最初设计时最终并到一根总管上ꎬ然后再进入到低压闪蒸汽提塔ꎬ这样一来会造成相互之间形成背压ꎬ特别是装置运行一段时间后ꎬ管线存在结垢情况ꎬ将会进一步增加低压灰水管线阻力ꎬ严重时影响装置运行ꎮ(３)气化炉合成气出口折流挡板开口方向改为向下ꎬ可以防止积灰ꎮ合成气离开气化炉时不可避免地携带一些固体颗粒物ꎬ这些固体颗粒物在经过分离挡板时ꎬ会有部分沉积在挡板上面ꎬ长时间运行后ꎬ很容易造成挡板处大量积灰ꎬ导致气化炉阻力大ꎬ严重时ꎬ气化炉因压力高被迫停车检修ꎮ将分离挡板开口方向改为向下后ꎬ解决了合成气夹带的固体颗粒在分离挡板处的聚集ꎬ从而避免了合成气出口堵塞的问题ꎮ３㊀仪表控制气化装置开车ꎬ仪表的准确性非常关键ꎬ高准确性的仪表系统ꎬ对装置顺利开车会带来很大的便利ꎮ设备㊁管线安装结束后ꎬ仪表人员开始进行控制系统的组态工作ꎬ同时各个设备厂家来人进行调试ꎬ这是一个非常关键的时期ꎬ从系统开车经验来看ꎬ往往一个看视不起眼的测点就可能使整个系统不能正常开车ꎮ因此ꎬ在此阶段ꎬ要特别安排专人配合仪表人员对所有仪表测点进行排查ꎬ这项工作一直持续到开车ꎬ确保每一个阀门动作正常ꎬ每一个测点显示准确ꎮ与此同时ꎬ专门安排经验丰富的操作人员对逻辑程序㊁控制回路㊁操作画面进行全面排查ꎬ发现问题立即通知仪表人员处理ꎬ如果不能及时处理ꎬ应及时做好记录ꎬ避免遗忘ꎬ从而影响开车进度ꎮ气化装置开车前对仪表阀门进行了多次排查ꎬ发现个别阀门接线盒存在进水问题ꎬ主要原因是仪表桥架没有完全覆盖ꎬ甚至出现个别参与跳车的阀门气源管线松动的情况ꎬ这些阀门任何一个故障都会导致系统停车ꎬ因此ꎬ必须做好仪表接线盒防水及气源管线紧固工作ꎮ航天炉粉煤加压气化装置联锁点较多ꎬ且比较复杂ꎬ稍有不慎ꎬ就可能会因为人为原因导致气化炉停车[２￣３]ꎮ根据以往的事故案例ꎬ在现场凡是会直接或间接造成系统停车的测点㊁阀门全部挂上警示牌ꎬ防止因人为原因造成测点故障ꎮ开车后现场仍有外来施工人员作业ꎬ包括新进厂员工对现场不熟悉ꎬ就有可能触碰表联锁点ꎮ当现场挂上警示牌后ꎬ作业人员会主动远离这些位置ꎬ有效减少了意外事故发生的概率ꎮ４㊀质量控制４.１㊀吹除质量吹除质量直接影响开车质量ꎬ在试车阶段ꎬ发现个别调节阀无法正常动作ꎬ甚至险些造成系统停车事故ꎬ检查时ꎬ发现阀芯内部有焊渣等异物ꎻ磨煤系统开车期间也出现过液压站电磁阀卡异物的情况ꎬ导致液压系统出现故障ꎬ磨煤机被迫停车ꎮ因此ꎬ要严格把控管线吹除的质量ꎬ否则不仅会造成设备损坏ꎬ甚至影响整个生产系统的正常运行ꎮ４.２㊀安装质量项目开车是检验安装质量的最有效手段ꎬ项目试车阶段ꎬ暴露出的一系列问题ꎬ必须得到处理ꎬ否则将严重影响系统开车及正常运行ꎮ开车前检查并处理了以下问题:部分螺栓未紧固ꎬ个别高压系统法兰缺少螺栓ꎻ设备人孔临时垫片没有更换ꎬ如洗涤塔㊁旋风分离器等ꎻ高温高压设备管线采用石棉板垫片ꎬ石棉板垫片受热后容易泄漏ꎬ特别是使用石棉板垫片后螺栓未紧固到位ꎬ一旦泄漏将很难处理ꎬ这些都不利于装置长周期运行ꎮ系统开车后ꎬ伴热蒸汽管线出现多处泄漏ꎬ虽然不会影响到装置的正常运行ꎬ但是如果不能认真对待ꎬ开车后处理起来十分棘手ꎮ这些管线盘根错节ꎬ往往很难查找ꎬ为今后的工作增加了难度ꎬ使有限的人力物力不能集中在关键的维保工作上ꎬ继而造成工作的被动ꎮ因此ꎬ在条件允许的情况下ꎬ这些问题也应当引起足够的重视ꎮ４.３㊀设备质量项目开车后ꎬ出现多台设备故障的事故ꎮ如循环风机电机轴承故障㊁烧嘴冷却水泵出口止回阀不能正常回座㊁锅炉水循环泵电机振动大等ꎬ这些问题与设备本身质量有很大关系ꎮ设备因质量问题发生故障后ꎬ对生产系统造成了一定影响ꎬ同时维修设备也浪费了大量的人力物力ꎮ因此ꎬ设备采购应尽量选择优质供应商ꎬ特别是关键设备ꎬ条件允许的情况下ꎬ选用质量有保证的设备厂家ꎮ５㊀人员培训项目开车ꎬ所有工作的质量控制主要由操作人员㊁维修人员㊁管理人员负责ꎬ人员的业务水平对项目的顺利开车起到关键作用ꎬ业务水平薄弱ꎬ直接影响项目开车进度ꎮ所以ꎬ要求全体人员在熟悉管道及仪表(ＰＩＤ)流程图的基础上ꎬ熟练掌握开停车规程㊁事故应急预案等ꎬ同时不断深入现场进行学习ꎬ尽快熟悉现场ꎬ做到每一个设备㊁每一个阀门都能清楚地知道所处的位置ꎬ为开车做好准备ꎮ在系统调试及试车期间ꎬ因工作繁忙ꎬ也导致人员的疲惫ꎬ造成学习积极性不足ꎻ管理人员也因时间不足ꎬ缺少对工段成员的培训ꎬ特别是新员工的培训ꎬ主要交给师傅进行培训ꎬ培训效果不佳ꎮ在设备调试期间ꎬ对于出现的问题ꎬ如果相关人员没有吸取教训ꎬ可能在后续运行中再次出现类似问题ꎮ开车后ꎬ培训工作必须作为重点工作来开展ꎮ６㊀试车安全安全工作在试车期间是头等大事ꎬ试车在一定意义上讲比正式生产的危险因素还要多ꎬ试车人员因长时间脱离生产ꎬ大部分人的意识可能还停留在安装阶段ꎮ如机泵调试期间ꎬ如果设备发生故障ꎬ可能会出现电机电源在没有断掉的情况下ꎬ就通知维修人员进行维修ꎬ此时发生事故的概率就比较大ꎮ由于只是试车ꎬ操作人员对设备的维护意识可能还不够到位ꎬ当设备出现异常情况时未必能及时作出相应的应急处理ꎬ如试车期间机泵断密封水ꎬ未必能意识到密封水断流对机封的损害ꎮ新项目建成后ꎬ安全防护设施可能还不够齐全ꎬ甚至存在缺陷ꎬ发生人员伤害的概率就会提升ꎮ因此ꎬ应当高度重视安全工作ꎬ一方面严格按照规章制度进行作业ꎬ另一方面加强安全管理ꎬ提高安全意识ꎮ７㊀结语航天炉粉煤加压气化装置的投料试车ꎬ涉及到的专业较多ꎬ任何一方面控制不当ꎬ都可能导致装置试车的失败ꎬ处理不当甚至可能会出现安全事故ꎬ在当今安全高于一切的背景下ꎬ航天炉粉煤加压气化装置的安全运行更是不容出现任何闪失ꎮ所以ꎬ不断对装置进行优化ꎬ提高装置运行周期[４]ꎬ减少装置停车次数ꎬ避免或减少事故的发生ꎬ成为化工行业不断的追求ꎮ参考文献[１]㊀钱伯章.煤气化技术创新发展[Ｊ].化工装备技术ꎬ２０１７ꎬ３８(４):７.[２]㊀黄保才ꎬ童维风ꎬ任山ꎬ等.航天炉粉煤气化装置长周期稳定运行总结[Ｊ].中氮肥ꎬ２０１３(５):４￣６ꎬ６４. [３]㊀孙永才ꎬ任山ꎬ徐强.航天炉粉煤气化装置试车总结[Ｊ].中氮肥ꎬ２０１０(４):２２￣２３.[４]㊀屈政.四喷嘴对置式气化炉拱顶加高扩产增效改造实践[Ｊ].煤化工ꎬ２０１９ꎬ４７(４):４７￣４９.(收稿日期㊀２０１９￣１２￣１０)。
航天炉粉煤加压气化技术分析
航天炉粉煤加压气化技术分析摘要：本文主要介绍了航天炉粉煤加压气化技术的工艺原理、技术特点及控制技术，以供参考。
关键词：航天炉；技术特点；结构一、航天炉煤气化的工艺原理原料煤经过磨煤、干燥后储存在低压粉煤储罐，然后用N2(正常生产后用CO2输送)通过粉煤锁斗加压、粉煤给料罐加压输送，将粉煤输送到气化炉烧嘴。
干煤粉(80℃)、纯氧气(200℃)、过热蒸汽(420℃)一同通过烧嘴进入气化炉气化室，瞬间发生升温、挥发分裂解、燃烧及氧化还原等物理和化学过程(1—10 s)。
该反应系统中的放热和吸热的平衡是自动调节的，既有气相间反应，又有气固相间的反应。
1400—1600℃的合成气出气化室通过激冷环、下降管被激冷水激冷冷却后，进入激冷室水浴洗涤、冷却，出气化炉的温度为210～220℃，然后经过文丘里洗涤器增湿、洗涤，进入洗涤塔进一步降温、洗涤，温度约为204℃、粉尘含量小于10×10-6的粗合成气送到变换、净化工段。
[1]二、航天炉的主要设备1、气化炉HT—L炉的核心设备是气化炉。
HT—L炉分上下两个部分：上部是气化室，由内筒和外筒组成，包括盘管式水冷壁、环行空间和承压外壳。
盘管式水冷壁的内侧向火面焊有许多抓钉，抓钉上涂抹一层耐火涂层，其作用是保护水冷壁盘管、减少气化炉热鼍损失。
盘管式水冷壁的结构简单，材质为碳钢，易制作且造价较低。
水冷壁盘管内的水采用强制密闭循环，在这循环系统内，有一个废热锅炉生产5．4MPa(G)的中压蒸汽，将热量迅速移走，使水冷壁盘管内水温始终保持一恒定的范围。
下部为激冷室，包括激冷环、下降管、破泡条和承压外壳。
激冷室为一承压空壳，外径和气化室一样，上部和水冷壁相连的为激冷环，高温合成气经过激冷环和下降管煤气温度骤降。
向下进入激冷室，激冷室下部为一锥形，内充满水，熔渣遇冷固化成颗粒落入水中，顺锁斗循环水排入灰锁斗。
粗合成气从激冷室上部引出。
2、烧嘴HT—L炉烧嘴是一个组合烧嘴，由一个主烧嘴、一个点火烧嘴和一个开工烧嘴组成。
粉煤加压气化煤气化设备的运行安全与风险控制研究
粉煤加压气化煤气化设备的运行安全与风险控制研究随着能源需求的增长和环境保护意识的提高，煤炭气化技术日益受到关注。
作为一种重要的清洁能源转化技术，粉煤加压气化煤气化设备被广泛应用于煤制天然气、甲醇、乙二醇等合成工艺中。
然而，该设备的运行安全性以及风险控制成为了研究的焦点。
本文将对粉煤加压气化煤气化设备的运行安全和风险控制进行探讨。
首先，运行安全是粉煤加压气化煤气化设备必须考虑的重要问题。
在该设备的运行过程中，存在着各种潜在的安全风险，如压力突变、温度过高、爆炸等。
为了保障设备的运行安全，在设计和建造阶段，需要严格遵守国家相关的设计规范和标准，确保设备的强度和稳定性。
此外，在设备的运行过程中，需要进行日常巡检和定期维护，及时发现并排除潜在的安全隐患。
其次，风险控制是确保设备安全运行的关键。
在粉煤加压气化煤气化设备的运行过程中，需要进行全面的风险评估和风险管控。
首先，应对可能出现的风险进行识别和分析，确定可能引起事故的因素和环节。
其次，制定相应的预防措施，采取有效的技术措施和管理措施来降低风险。
例如，加强设备的检修和检测，确保设备的完好性和稳定性；加强员工的安全培训，提高员工的安全意识和应急处理能力；建立完善的安全管理制度，严格执行操作规程和应急预案。
最后，对可能的事故进行风险评估和严格的调查，及时总结教训，完善和改进安全措施，以避免类似的事故再次发生。
此外，在粉煤加压气化煤气化设备的运行安全和风险控制中，还需要注意以下几个方面。
首先，加强对设备操作人员的培训和管理，提高他们的技能水平和责任心，降低人为操作失误的风险。
其次，严格遵守相关法规和标准，确保设备的合规性和安全性。
再次，加强现场管理和监控，及时发现并处理设备的异常情况，避免事故的发生。
最后，加强设备的日常维护和保养，确保设备的正常运行和寿命。
总之，粉煤加压气化煤气化设备的运行安全和风险控制是保障设备安全运行的关键。
只有通过全面的安全管理和有效的风险控制措施，才能保证设备的可靠性和稳定性。
粉煤加压气化煤气化设备的节能减排效益分析
粉煤加压气化煤气化设备的节能减排效益分析煤炭作为一种传统能源，一直以来都是人们生产生活中不可或缺的重要资源。
然而，煤炭的燃烧产生的二氧化碳等温室气体的排放，对环境造成了严重的影响。
为了减少煤炭的污染排放，并提高能源利用效率，粉煤加压气化煤气化设备应运而生。
本文将对粉煤加压气化煤气化设备的节能减排效益进行分析和探讨。
首先，粉煤加压气化煤气化设备具有较高的热效率和能源转化效率。
在传统的燃煤发电中，燃烧煤炭的能源利用率往往只有30%左右。
而粉煤加压气化煤气化设备通过气化反应，将煤炭转化为合成气，再利用合成气发电，能源利用效率可达到60%以上。
这意味着同样一定数量的煤炭，粉煤加压气化煤气化设备能够产生更多的电能，从而实现了节能的效果。
其次，粉煤加压气化煤气化设备的气化过程能够实现二氧化碳的捕捉和利用。
在传统的燃煤发电中，燃烧煤炭会产生大量的二氧化碳排放到大气中，对全球变暖产生了重要影响。
而粉煤加压气化煤气化设备通过气化过程，能够将二氧化碳固定在合成气中，然后进行二氧化碳的分离和利用。
这不仅减少了二氧化碳的排放量，还可以将二氧化碳用于产化学品、油田增油、植物温室气体、冷藏食品和医疗用途等领域，增加了二氧化碳的经济价值。
此外，粉煤加压气化煤气化设备还可以实现燃煤污染物的减排。
在传统的燃煤发电中，煤炭的燃烧会产生大量的硫化物、氮氧化物和颗粒物等污染物，对空气质量和人体健康造成极大的威胁。
然而，粉煤加压气化煤气化设备利用气化反应将煤炭转化为合成气，污染物在气化过程中可以得到较好的控制。
通过合理的气化工艺和设备设计，可以实现硫化物、氮氧化物和颗粒物的减排，有效地改善了大气环境质量。
最后，粉煤加压气化煤气化设备还具有灵活性和可持续性的优势。
粉煤加压气化煤气化设备可以直接利用各种煤炭资源，包括无烟煤、褐煤、矿山煤、煤泥等。
这些煤炭资源广泛分布，能够满足不同地区和不同需求的能源供应。
同时，粉煤加压气化煤气化设备可以与可再生能源技术结合，如太阳能、风能等，形成混合能源系统，进一步提高能源利用效率和节能减排效益。
航天炉煤气化技术运行情况
航天炉煤气化技术运行情况航天，煤气化，技术，运行HT-L煤气化技术的生产应用HT-L 煤气化工艺是航天^一所借鉴荷兰SHELL德国GSR美国TEXACO煤气化工艺中先进技术，配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。
现将该工艺在煤化工项目中的应用介绍如下：一、工艺介绍1、磨煤与干燥系统磨煤与干燥系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL X艺相同，两套系统一开一备，单套能力35吨/小时，目的是制造出粒度小于90微米的大于80%水含量小于2%勺煤粉。
没有单独的石灰石加入系统，只是利用皮带秤通过比值调节将粒状石灰石加到输煤皮带上，一块进入磨煤机研磨。
2、加压输送系统加压输送系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL X艺相同，目的是将制出的合格煤粉利用压差输送至气化炉进行燃烧气化。
不同是V1205下面是三条腿，三条线输送，到烧嘴处汇合从烧嘴环隙呈螺旋状喷入炉膛。
3、气化及净化烧嘴设计同GSR采用单烧嘴顶烧式气化，气化炉采用TEXACO激冷工艺，气化炉升压到1MRa时，煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比进入气化炉，稳压1小时挂渣，炉膛内设置有8个温度检测点，可以作为气化温度的参考点，也可以判断挂渣的状态。
设计气化温度1400-1600C，气化压力4.0MPa。
热的粗煤气和熔渣一起在气化炉下部被激冷，也由此分离，激冷过程中，激冷水蒸发，煤气被水蒸汽饱和，出气化炉为199C，经文丘里洗涤器、洗涤塔洗涤后，194C、固体含量小于0.2mg/m3的合成气送去变换。
4、渣及灰水处理系统渣及灰水处理系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与TEXAC(工艺相同。
渣经破渣机，高压变低压锁斗，排到捞渣机，进行渣水分离，水回收处理利用；灰水经高压闪蒸、真空闪蒸后到沉降池，清水作为激冷水回收利用，浆水经真空抽滤后制成滤饼。
二、技术特点1 、原料的适应性据设计方介绍，该工艺煤种适应性广，从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化，对于高灰份、高水分、高硫的煤种同样适用。
航天炉煤气化技术运行情况
航天炉煤气化技术运行情况航天, 煤气化, 技术, 运行HT-L煤气化技术的生产应用HT-L煤气化工艺是航天十一所借鉴荷兰SHELL、德国GSP、美国TEXACO煤气化工艺中先进技术，配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。
现将该工艺在煤化工项目中的应用介绍如下：一、工艺介绍1、磨煤与干燥系统磨煤与干燥系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，两套系统一开一备，单套能力35吨/小时，目的是制造出粒度小于90微米的大于80%、水含量小于2%的煤粉。
没有单独的石灰石加入系统，只是利用皮带秤通过比值调节将粒状石灰石加到输煤皮带上，一块进入磨煤机研磨。
2、加压输送系统加压输送系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，目的是将制出的合格煤粉利用压差输送至气化炉进行燃烧气化。
不同是V1205下面是三条腿，三条线输送，到烧嘴处汇合从烧嘴环隙呈螺旋状喷入炉膛。
3、气化及净化烧嘴设计同GSP，采用单烧嘴顶烧式气化，气化炉采用TEXACO激冷工艺，气化炉升压到1MPa时，煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比进入气化炉，稳压1小时挂渣，炉膛内设置有8个温度检测点，可以作为气化温度的参考点，也可以判断挂渣的状态。
设计气化温度1400-1600℃，气化压力4.0MPa。
热的粗煤气和熔渣一起在气化炉下部被激冷，也由此分离，激冷过程中，激冷水蒸发，煤气被水蒸汽饱和，出气化炉为199℃ ，经文丘里洗涤器、洗涤塔洗涤后，194℃、固体含量小于0.2mg/m3的合成气送去变换。
4、渣及灰水处理系统渣及灰水处理系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与TEXACO工艺相同。
渣经破渣机，高压变低压锁斗，排到捞渣机，进行渣水分离，水回收处理利用；灰水经高压闪蒸、真空闪蒸后到沉降池，清水作为激冷水回收利用，浆水经真空抽滤后制成滤饼。
二、技术特点1、原料的适应性据设计方介绍，该工艺煤种适应性广，从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化，对于高灰份、高水分、高硫的煤种同样适用。
航天炉粉煤气化装置试车总结
有效气 ( CO + H 2 ) 含量
吨甲醇耗有效气
表 2 航天炉气化装置试运期开停车时间及停车原因
投料时间 2008 10 31T09 : 18 2008 10 31T18 : 55 2008 11 1T14 : 55 2009 01 18T01 : 39 2009 03 08T10 : 30 2009 04 07T18 : 36 2009 04 29T00 : 37 2009 05 29T04 : 45 2009 07 03T15 : 02 2009 10 27T12 : 20 运行时间 / h 7 15 47 351 658 482 684 805 2 763 1 485 停车原因 氧气流量大 , 气化炉联锁停车 氮气压力超标 , 气化炉联锁停车 汽包液位下降 , 气化炉紧急停车检修 沉降槽扒料机故障 , 计划停车系统整改 除氧器分布器堵 , 气化炉紧急停车 粉煤系统阀门故障 , 气化炉紧急停车 破渣机密封水外漏严重 , 计划停车处理 空压机故障停车 , 气化炉停车处理 全厂停电 , 气化炉停车 仪表故障 , 氧煤比高跳车
C 69 55 H 4 14 O 3 25
4 % ~ 5 %; 90 %; 2 %。
表 1 煤的化学成分
N 1 63 S 0 43%Fra bibliotek灰分 21
2 2 工艺参数 气化炉操作压力 气化炉操作温度 气化炉烧嘴流量 3 7~ 4 0 M Pa 1 400~ 1 700 ! 28 810 / 22 515 /1 204 ( 粉
( 3) 系 统 水质 不稳 定, 并 且 波动 比较 大, 灰水系统结垢比较快。原因是航天炉粉煤气化项 目在我公司初次运行 , 灰水系统的水质没有引起 足够的重视 , 对其重要程度认识不够。指定专人 负责灰水系统的水质管理后, 水质不稳问题基本 解决。具体措施如下 : ∃ 针对煤气化系统渣水的高温、高压、高 硬度、高碱度、高悬浮物的特点及其对灰水阻垢 分散性能的要求 , 对加药量及加药点进行了优化 调整; % 不同煤种选择不同的絮凝剂; & 控制灰水系统的 p H 在 8~ 9 , 给黑水系 统创造最佳的絮凝条件。 5 结束语 航天炉粉煤加压气化技术生产的粗合成气的 有效成分含量高、 CO2 含量低 , 具有碳转化率和 冷煤气效率高、比氧耗和比煤耗低等优势。但也 存在一些问题: ( 1) 气化炉连续运行时间不长; ( 2) 气化炉上锥段易超温, 挂渣较困难; ( 3) 粉煤烧嘴燃烧效果不佳 , 运行时间短 ; ( 4) 工人的操作技能和水平有待提高。
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第48卷 第3期2010年6月化肥设计Che m ica lFertilizer D esi g nJune2010关于航天粉煤加压气化装置的生产运行与性能考核孙永才,刘 伟,任 山,张翔华(晋城煤业集团中能化工股份有限公司,安徽临泉 236400)摘 要:简述了单炉日处理原煤750t、年产原料气(CO+H2)100万m3的航天粉煤加压气化示范装置的项目建设背景;介绍了装置的工艺流程;从原料输送、工艺操作、主要设备等方面分析了装置的技术特点;总结了装置投料试车、试车整改、稳定运行等阶段的生产运行情况;提出了装置有待改进的问题以及优化操作的建议。
装置的72h性能考核表明:装置的各项参数达到了较为先进的粉煤加压气化装置的水平,单位产品(粗醇)的各项消耗指标均优于设计值。
关键词:航天粉煤加压气化装置;航天炉;试车;运行;性能考核中图分类号:TQ536.1 文献标识码:B 文章编号:1004-8901(2010)03-0029-04Producti o n Running and Perfor m ance Test for Pulverized C oal Pressure GasificationP lant U seful to Space FlightSUN Yong ca,i LI U W e,i REN Shan,ZHANG X i ang hu a(Zhongn e ng Ch e m ical S tockCo m pany L t d.of Junc h e ng C oa l Indu stry Group,L i nquan Anhui 236400 Ch i na) Abstract:Au t hor has briefl y i n troduced t h e con structi on background of the pro j ectw h ich w as t he de m on strative p l an t of t h e pu l veri zed coal press u re gasificati on usef u l f or space fli gh tw it h a ra w coal treat m en t capaci ty of750t/a and w it h a syn t h eti c gas capacit y of on em illion m3/a f or s i ngl e gas ifier;h as i ntroduced the proces s flo w of t h e p l an t;has anal yzed t h e techn i cal feat u res fro m aspects of ra w m at eri al transport,p rocess operati on,ma i n equ i pm en t et c.;has p resen ted t h e prob le m s t o b e i m p roved and the suggesti on s f or the opti m a l operation of the p l an t.Th e runn i ng tes t of perfor mance t h rough72 h ours i nd i cates t hat t h e vari ou s p ara m eters reac h rel ativel y m ore advan ced technol ogy perfor mance for pu l verized coal p ress ure gas ificati on,the vari ou s con s um e i ndexes are all better t h an des i gn val ues f or the un i t produ ct(coars e m et hanol).K ey words:pu lveri zed coal p ressure gasification plan t usef u l f or space fli gh t;s pace flight gasifi er;runn i ng t est;operati on;s umm ariz ati on安徽晋煤中能化工股份有限公司(前身为临泉县化肥厂)始建于1970年,当时建设规模为3000t/a合成氨。
2003年进行了改制,成为民营企业。
2006年由晋城煤业集团相对控股,成为晋城煤业集团控股子公司。
经过30多年的发展,目前该公司已形成合成氨35万t/a、尿素50万t/a、复合肥10万t/a、碳酸氢铵5万t/a、甲醇25万t/a、双氧水18万t/a的生产能力。
公司与北京航天万源煤化工工程技术有限公司合作建设的航天粉煤加压气化装置设计生产能力为年产原料气(CO+H2)100万m3,单炉日处理原煤750t。
该装置于2008年10月31日投料试车成功,2009年9月12日15日通过了72h性能考核。
笔者以下简述航天粉煤加压气化示范装置的项目背景、装置简况以及生产运行和性能考核的相关情况。
1 项目背景我国建国初期建设的以煤为原料的中、小型化肥企业,大多是利用优质无烟块煤(或焦炭)为原料,采用常压固定床间歇式制气。
直至今日,除少数引进德士古、壳牌及利用国内自主开发的四喷嘴、两段炉等技术的企业以外,绝大多数企业仍然在延用这种制气方法。
常压固定床间歇式制气方法的冷煤气效率低,煤的一半能量未能被有效利用,生产成本高,严重影响企业经济效益。
为稳定国内化肥市场,确保农业安全,国家加大了对化肥工业的支持力度。
我国的能源资源特重大项目:安徽省煤化工重大项目作者简介:孙永才(1981年-),男,安徽阜南人,工程师,从事化工生产技术管理工作。
29点是缺油、少气、相对富煤,氮肥工业以煤为主要原料的结构,必然是一个长远趋势。
长期以来,除无烟块煤外,其他煤种不能用于气化。
为拓宽氮肥用煤的来源,降低氮肥生产成本,确保氮肥工业可持续发展,有关部门建议国家用国债支持实施氮肥行业原料煤本地化和热电自给改造项目!。
我公司地处皖西北∀∀∀我国重要的商品粮基地,进行合成氨原料路线改造,不仅是企业本身技术进步、生产发展和提高经济效益的需要,而且对促进和推动本地农业经济的发展意义十分重大,同时对改善和保护本地区的环境也将产生积极影响,具有良好的经济效益和社会效益。
2004年7月,我公司20万t/a合成氨原料路线改造项目,被列为第1批氮肥原料路线改造备选项目,气化炉拟选用引进的壳牌干粉煤气化炉,但由于当时壳牌技术在国内尚未实现长周期稳定运行,项目暂未实施。
北京航天万源煤化工工程技术有限公司隶属于航天科技集团,在煤气化以及能源化工行业已提供多种关键设备。
该公司利用先进的技术装备及人才优势,充分吸收当今先进煤气化技术的优点,结合煤化工发展实际,重点在原料煤本地化、工艺路线优化、关键设备国产化、减少投资等方面做了深入细致的工作,研制并开发了具有国内自主知识产权的航天粉煤加压气化成套技术。
装置设备国产化率达到99%,多项专利技术处于先进水平。
根据当时壳牌加压粉煤气化工艺和德士古水煤浆气化工艺的生产状况,我公司在与北京航天万源煤化工工程技术有限公司进行充分沟通后,本着风险共担,利益共享的共识,共同合作建设了航天粉煤加压气化示范装置。
装置设计生产能力为年产原料气(CO+H2)100万m3,气化炉单炉日处理原煤750,t气化炉运行压力4.0M Pa。
2 工艺流程HT-L粉煤加压气化装置主要包括磨煤及干燥单元、粉煤加压及输送单元、气化及合成气洗涤单元、渣及灰水处理单元等4个单元。
2.1 磨煤及干燥单元本单元由磨煤、惰性气体输送、粉煤过滤3部分组成,磨煤使用常规的原煤研磨、干燥技术。
来自原料煤仓的碎煤经称重给煤机计量后进入磨煤机。
原煤在磨煤机内磨成煤粉,并由高温惰性气流烘干、输送,通过粉煤袋式过滤器实现粉煤与惰性气体的分离。
粉煤由螺旋输送机进入常压粉煤仓,惰性气体循环利用。
2.2 粉煤加压及输送单元经研磨分离合格的粉煤储存在常压粉煤仓内,通过粉煤锁斗连通粉煤给料罐;粉煤锁斗常压进料,加压向粉煤给料罐放料,循环运行。
粉煤给料罐连续向气化炉烧嘴供料,并与气化炉之间保持恒定的压差。
2.3 气化及合成气洗涤单元粉煤经3条煤粉管线进入气化炉烧嘴,氧气经氧气预热器加热后在氧蒸汽混合器内与蒸汽混合,按一定的比例进入气化炉烧嘴。
粉煤在气化炉内燃烧并发生反应,生成的合成气主要成分是H2和CO。
合成气经激冷环进入激冷室,在激冷室内合成气经过降温、增湿、除尘和洗涤,被水饱和,熔渣迅速固化。
合成气出气化炉后,经文丘里洗涤器、合成气洗涤塔进一步增湿、除尘、洗涤。
除尘后的合成气进入变换工序。
粉煤燃烧后形成的灰渣沉积在激冷室水中,绝大部分灰渣迅速沉淀并通过渣锁斗系统定期排出。
2.4 渣及灰水处理单元从气化炉激冷室和合成气洗涤塔底部排出的黑水进入渣水系统,经两级闪蒸去除不凝性气体并回收热量,固体颗粒经絮凝、沉淀、过滤后收集,灰水循环利用。
3 技术特点3.1 原料输送(1)干煤粉进料,煤粉颗粒5~90 m,可以使用氮气或二氧化碳输送。
(2)进料煤粉的水含量需严格控制<2%。
(3)干煤粉密相输送技术成熟,悬浮速度7~ 10m/s,固气比480kg/m3。
3.2 工艺操作(1)气化炉操作温度1400~1700#。
煤的灰熔点可选范围宽(1250~1600#),煤种适应性范围广,基本可以实现原料煤的本地化。
(2)气化炉操作压力为2.0~4.0M Pa,装置负荷调节范围60%~110%,操作调节弹性大。
(3)出口合成气有效气体(CO+H2)体积分数∃86%,C H4体积分数%350&10-6,粗合成气品质好。
(4)采用激冷、水浴式合成气冷却及洗涤方案,合成气激冷效果明显,除渣、除灰效果明显。
(5)1000m3(CO+H2)的氧气消耗%330m3,吨氨醇氧气消耗%700m3,氧耗量较低。
(6)单烧嘴的点火、燃烧负荷的调节以及控制30化肥设计2010年第48卷系统比多烧嘴工艺简单。
3.3 装置设备(1)气化炉设备结构紧凑,尺寸小,占地面积少,燃烧效率高。
(2)控制系统自动化程度高,有完善的安保联锁系统。
(3)单烧嘴顶喷式组合燃烧器,集高能电子点火装置、点火烧嘴、开工烧嘴、生产烧嘴为一体。
独立冷却水外盘管,拆装维护方便。
(4)盘管水冷壁,水冷壁外依次有S i C耐火材料、固渣及熔态渣,固渣层3~5mm,从而保证S i C 材料的使用温度<1400#,并以渣抗渣!,减少S i C材料受到的冲刷和磨损。