水煤浆气化炉分析

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水煤浆提浓技术的应用及对气化炉运行效率的影响

水煤浆提浓技术的应用及对气化炉运行效率的影响一、引言水煤浆提浓技术是一种提高水煤浆浓度、降低水煤浆中的水分的方法，广泛应用于气化炉的运行过程中。

本文将介绍水煤浆提浓技术的应用及对气化炉运行效率的影响。

二、提高煤浆浓度水煤浆提浓技术通过去除水煤浆中的水分，提高其浓度。

这样，相同的体积或重量下，可以携带更多的煤炭，提高气化炉的燃烧效率。

同时，高浓度的水煤浆在气化炉中燃烧时，可以减少氮氧化物的排放，提高气化炉的运行效率。

三、降低水煤浆中的水分水煤浆中的水分过多会导致气化炉运行效率下降，同时还会增加氮氧化物的排放。

通过水煤浆提浓技术，可以降低水煤浆中的水分含量，从而改善气化炉的运行效率，降低氮氧化物的排放。

四、改善气化炉运行效率水煤浆提浓技术的应用可以改善气化炉的运行效率。

高浓度的水煤浆在气化炉中燃烧时，可以提供更多的热量，使气化炉的运行更加稳定、高效。

同时，低水分的水煤浆可以减少氮氧化物的排放，提高气化炉的环保性能。

五、降低气化炉的氮氧化物排放水煤浆提浓技术的应用可以降低气化炉的氮氧化物排放。

低水分的水煤浆在燃烧过程中可以减少氮氧化物的生成，从而降低气化炉的氮氧化物排放。

这对于环保要求较高的地区和企业来说具有重要意义。

六、降低气化炉的能耗水煤浆提浓技术的应用可以降低气化炉的能耗。

高浓度的水煤浆在燃烧过程中可以提供更多的热量，从而减少燃料的消耗。

这对于企业来说可以降低生产成本，提高经济效益。

七、结论水煤浆提浓技术的应用对于提高气化炉的运行效率、降低氮氧化物排放和能耗具有重要意义。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的水煤浆提浓技术，以达到最佳的运行效果。

水煤浆气化炉工艺烧嘴有关问题的探讨（专业论文）

水煤浆气化炉工艺烧嘴有关问题的探讨水煤浆加压气化技术由于高效、洁净，在我国备受关注并大量推广。

但水煤浆气化的烧嘴连续使用寿命较短，制约了装置的长周期运行，并影响经济效益。

为此，国内科研院所、烧嘴使用单位等开展了大量的工作，从结构、形式、材质等多方面进行改进，期望提高使用寿命。

本文作者多年来一直从事于水煤浆气化炉工艺烧嘴的研制工作，作为专题负责人，主持承担了“国家重大技术装备研制项目（科技攻关）计划专题合同：水煤浆气化炉烧嘴研制”，并成功应用于山东华鲁恒升化工股份有限公司的水煤浆加压气化国产化装置。

北京达立科科技有限公司、清华大学、山西丰喜肥业集团共同开发的水煤浆分级气化技术（也称之为“非熔渣-熔渣”煤气化技术），其烧嘴也由我们提供。

该技术于2007年12月6日通过了中石化协会组织的专家鉴定。

本文作者全程参与了该项目的开发，在方案的选取、专利申请、气化炉结构的确定、工艺烧嘴的设计及配置、二次补氧烧嘴的设计、配置等方面提出了建议，配套提供的专用工艺烧嘴和二次补氧烧嘴，为该工艺技术的工业实施作出了重要的贡献。

本文作者就水煤浆气化炉工艺烧嘴研制方面所进行的一些工作和思考进行简单的介绍，同时对烧嘴的改进提供一些个人看法，仅供同行参考。

1工艺烧嘴的设计目前普遍采用的气化炉工艺烧嘴头部结构如图1所示。

烧嘴的设计需要考虑的因素有以下。

图1 水煤浆气化炉工艺烧嘴头部典型结构（1）结构形式为同心三套管。

烧嘴中心氧管的出口设计成缩口形式，目的是对中心氧进行加速，同时其端面相对于烧嘴断面基准面有一定的缩入量，这样形成一个水煤浆和中心氧的预混合腔，水煤浆的出口管路也设计成缩口形式，使进入预混合腔的水煤浆具备一定的速度。

在预混合腔内，利用中心氧对水煤浆进行稀释和初加速，改善水煤浆的流变性能，其目的是为了保证水煤浆在离开烧嘴后的雾化效果。

外氧管口的缩入量更大一些，目的是提供更高流速的氧气，使通过预混腔的水煤浆混合物进行良好的雾化，以便在气化炉内达到良好的气化效果。

GE水煤浆气化炉是一种以水煤浆为原料

GE水煤浆技术概述世界能源界自上世纪七十年代就开始了对水煤浆的研究，我国是世界上较早开发这一项目的国家，“水煤浆制备与燃烧技术”从“六五”到“八五”都列为国家重点科技攻关项目。

八十年代初，我国在这一技术上就取得了成功，走在世界的前列，多次获得国家科技进步奖和国家专利。

但自水煤浆问世以来，主要是进行大规模制浆与电站锅炉燃用水煤浆的工业示范。

水煤浆作为中国洁净煤技术的重要组成部分，经过近二十年的技术开发，工业性实验和商业性示范应用，已显示出它所具有的代油、节能、高效率燃烧和低污染等许多优势，已被愈来愈多的企业所认识。

水煤浆是一种新型、高效、清洁的煤基燃料，是燃料家族的新成员，国际上称为CWM（Coal Water Mixture）或CWF（Coal Water Fuel），它是由66%~69%不同分布的煤，30%左右的水和约1%的化学添加剂制成的混合物，经过多道严密工序，层层筛选煤炭中燃烧不充分成份及产生污染的S.A等杂质，仅将碳本质保留下来，成为水煤浆的精华，它具有石油一样的流动性，热值相当于石油的一半，被称为液态煤炭产品。

水煤浆其中的水并不能提供热量，在燃烧过程中还会因蒸发造成热损失，不过这种损失并不大。

以含煤70％的水煤浆为例，1公斤水煤浆中含水0.3公斤，水的气化潜热不到600大卡/公斤，故燃烧1公斤水煤浆因其中水造成的热损失不到180大卡，约占水煤浆热值的4％。

它使煤炭从传统的固体燃料转化为一种流体燃料，从而带来很多优点。

水煤浆像油一样，可以泵送、雾化、贮存与稳定着火燃烧。

两吨水煤浆可代一吨油。

水煤浆技术包括水煤浆制备、储运、燃烧、添加剂等关键技术，是一项涉及多门学科的系统技术，水煤浆具有燃烧效率高、污染物排放低等特点；可用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉代油代气、代煤燃烧，是当今洁净煤技术的重要组成部分。

由于水煤浆与燃油在相同热值下相比，其价格仅为重油的1/2左右，以水煤浆代油具有显著的经济效益，因此是目前企业通过技术改造解困的有效途径之一。

水煤浆气化炉合成气带水问题分析及应对措施

ＺＨＵＣｈｕｎ — ｐｅｎｇ，ＷＡＮＧＸｉａｏ — ｊｕａｎ，ＹＡＯＸｉａｏ — ｈｏｎｇ，ＸＵＨｏｎｇ．ｗｅｉ，ＸＵＹｏｎｇ．ｐｉｎｇ，ＨＥＸｉａｎ．ｂｉａｏ
Ｆｅｂ．２０１３
・
化肥设计
ＣｈｅｍｉｃａｌＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＤｅｓｉｇｎ
第５１卷
第１期
５６・
２０１３年２月
水煤浆气化炉合成气带水问题分析及应对措施
朱春鹏，王晓娟，姚晓虹，徐宏伟，徐永萍，何先标
ｏｘｙｇｅｎ／ｃｏａｌｒａｔｉｏ，ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｓｔｕｃｒｔｕｒｅｓｏｒｆｂｏｔｈｑｕｅｎｃｈｉｎｇｃｈａｍｂｅｒａｎｄｑｕｅｎｃｈｉｎｇｒｉｎｇ，ａｓｗｅｌｌａｓａｄｄｉｎｇｇａｓ／ｌｉｑｕｉｄｓｅｐａｒａｔｏｒａｔｔｈｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃｇａｓ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｔｅｒｃｏａｌｓｌｕｒｒｙｇａｓｉｉｆｅｒ；ｑｕｅｎｃｈｉｎｇｃｈａｍｂｅｒ；ｗａｔｅｒｅｎｔｒａｉｎｅｄｉｎｓｙｎｔｈｅｔｉｃｇａｓ；ｒｅａｓｏｎａｎａｌｙｓｉｓ；ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ

水煤浆气化炉渣的特性分析及应用探讨

〇〇当代化工研究O O Modern Chemical R esearch技术应用与研究2020•19水煤浆气化炉逢的特性分析及应用探讨*张婷1于露2李宇2高艳鹏2孙丽娅1刘乐1易汉平1张弦12*(1.鄂尔多斯市紫荆创新研究院内蒙古0170002.鄂尔多斯应用技术学院内蒙古017000)摘要：为达到煤化工气化炉炉渣资源化、减量化和无害化利用目的，需要寻找一条高效综合利用气化渣的技术路线。

研究了气化炉渣的粗渣和细渣的粒度分布、工业分析、密度、形貌和化学组成等特性，发现气化渣粗渣容易实现分选，获得高热值燃料和无机颗粒用于建材产品。

而气化细渣水分含量高，通过粒度分选不易分离，需要其他工业分离技术进一步分离以获取高热值产品。

关键词：气化渣；粒度分布；工业分析；燃料中图分类号：TQ536.4 文献标识码：ACharacteristic Analysis and Application Discussion of Coal Water Slurry Gasifier Slag Zhang Ting1，Y u Lu2,Li Yu2,Gao Yanpeng2,Sun Liya1,Liu Le1,Yi Hanping1,Zhang Xian1’2*(1.Redbud Innovation Institute of Ordos,Inner Mongolia,0170002,Ordos Institute of A pplied Technology,Inner Mongolia,017000)A bstract:In order to achieve the goal of r esource utilization, reduction and harmless utilization of g asifier slag in coal chemical industry, it is necessary to f ind a technical r oute f or efficient comprehensive utilization o f g asification slag. This p aper s tudied the p article size distribution, industrial analysis, density, morphology and chemical composition o f c oarse slag and f ine slag o f g asifier slag. It is f ound that coarse slag o f g asification slag can be easily separated, and high calorific value f uel and inorganic p articles can be obtained f or building materials. However, gasification f ine slag has high moisture content, which is difficult to be separated by p article size separation, and needs f urther separation by other industrial separation technologies to obtain high calorific value p roducts.Key words：gasification slag；particle size distribution；industrial analysis；fuel近年来，全国煤化工产业不断发展，鄂尔多斯年转化煤6500万吨，预计排出气化渣3200万吨。

水煤浆气化炉合成气带水分析及处理

2019年12月第42卷第61Dec.2019Vol.42No.6 Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industry水煤浆气化炉合成气带水分析及处理颜愈丹（中国石化九江分公司，江西九江332000）摘要：水煤浆气化炉在高负荷运行时容易出现黑水水质变差和激冷室环隙堵渣等异常，导致合成气带水％在生产运行过程中，适当降低气化炉温度、加大系统循环量和补充气化炉事故工艺水等方法，能有效减轻合成气带水现象％关键词：水煤浆气化炉合成气带水气体流速1概述中国石化九江分公司煤制氢装置采用水煤浆气化技术，设计有效气（CO+H2）产量为100000m3/ h,设置3台气化炉（两开一备）,单炉设计满负荷煤浆流量为42m3/h。

经磨煤制浆系统制成浓度约60%的煤浆,由煤浆给料泵加压后送至气化炉工艺烧嘴，与来自空分装置的高压氧气一起通过烧嘴进入气化炉上部的燃烧室，在一定的压力和温度下进行部分氧化反应生成主要成分为CO和H2的粗合成气%反应后的粗合成气和液一起进入气化炉下部的室，用水液化成粗渣，粗合成气中分，通过系统定期排至。

离开气化炉室的粗合成气进入文丘里洗涤器和洗涤塔，经来自除氧器的高压灰水和来自高压液罐的液洗涤后送入单％来自气化炉室和洗涤塔的水压后进入系统气、回收热量并浓缩固体。

2合成气带水现象煤制氢装置气化炉生产行中，合成气生水主要在下：1）气化炉室液下％气化炉激冷室液在短时间内由65%快速降低至57%,气化炉至高压罐开度由36%至13%，气化炉黑水流量由95t/h下降至32t/h%2）洗涤塔液位快速上％洗涤塔液位上涨趋，由60%上至90%，洗涤塔水开度由43%至20%，洗涤塔补水量由85t/h 左右降低至35t/h。

3）气化炉压上涨％气化炉与合成气出口管线压差由40kPa上涨至72kPa%4）气化炉温度下％气化炉托板砖温度由219七降至214"%5）洗涤塔合成气流量上%合成气流量由约95000m3/h上涨至118000m3/h%6）压罐压力和液%液由50%降至43%左右，高闪压力由0.88MPa降至0.8 MPa%7）单合成气分液罐液上%合成气分液罐液开%煤制氢装置合成气洗涤塔进入装置合成气分液罐，合成气夹带的水分在分液罐分来，分液罐液上，分液罐液%3合成气在气化炉内过程分析在气化炉燃烧室内反应后的1350"左右的高温合成气与熔融的煤渣一起进入激冷室，与在下成均匀水膜的激冷水生的传，高温合成气通过流和的收稿日期：2019-03-31；收到修改稿日期：2019-09-29o作者简介：颜愈丹，女，1993年10月出生，本科学历，助理工程师，2014年毕业于西南油大学环境工程专业，现在中国石化九江分公司煤制氢运行部工作％联系电话：199********；E-mail: ealthy98@%第6期颜愈丹.水煤浆气化炉合成气带水分析及处理427将温度传递给水膜，高温合成气温度急速冷却，激冷水膜温度迅速升高，并有部分气化，以饱和水蒸气的形式存在⑴。

水煤浆气化炉合成气带水问题的分析

水煤浆气化炉合成气带水问题的分析摘要：气化炉是水煤浆加压气化装置的核心设备，它包括了燃烧室和激冷室两部分，上部为燃烧室内衬三层耐火材料；下部为激冷室，燃烧室与激冷室之间由燃烧室的锥底相互隔开，燃烧室与激冷室之间通道是渣口，渣口的下面依次是激冷环和下降管，下降管的外面是上升管且同心，上升管上部的折流板固定在燃烧室的锥底上。

在生产运行中时常会发生激冷室合成气带水问题，因此本文主要就水煤浆气化炉合成气带水问题进行探讨分析，并提出一些个人观点，以供参考。

关键词：水煤浆气化炉；合成气带水问题；解决措施；前言：气化炉合成气带水的问题对气化系统稳定运行的危害很大。

气化炉合成气带水的主要原因是系统热负荷过高产生水沫和激冷室内气体流速过高，通过降低热流强度和扩大上升管直径、加大激冷室液面上部分离空间以及在气化炉合成气出口管线上设置气水分离器可以从不同的侧面解决气化炉带水问题，增加企业的经济效益。

1水煤浆气化炉合成气带水的现象与危害1.1 系统出现异常现象（1）气化炉的液位下降，去闪蒸系统的黑水调节阀会关小；（2）合成气温度偏高，文丘里压差增大且波动；（3）洗涤塔液位升高，洗涤塔补水阀关小。

1.2 气化炉带水危害（1）气化炉液位持续下降，有时需减负荷生产，影响装置的生产强度；（2）气化炉带水后，由于气化炉激冷室内直接接受自气化炉燃烧室来的熔渣、飞灰，系统内水质较差，大量灰份随着合成气夹带的水到达洗涤塔内，影响了洗涤塔的水质，也影响了出塔合成气的清洁程度；（3）由于洗涤塔液位升高，操作不稳，有时会引发洗涤塔带水而影响后工序的正常操作；（4）气化炉带水后，激冷室内的黑水被带入旋风分离器和水洗塔，旋风分离器和水洗塔内的含灰量会增大，会影响出水洗塔合成气的清洁度，同时会影响黑水循环泵入气化炉的激冷水的水质，长期运行会加剧激冷环的结垢；（5）由于气化炉黑水向闪蒸系统的排放量减少，黑水中的灰渣成份增加，容易堵塞气化炉去闪蒸系统的黑水管线，影响闪蒸系统的正常操作；（6）气化系统带水严重时，部分黑水进入气相当中，合成气含灰量和含水量增加，带入后系统，造成系统压力波动，同时会影响变换炉内的触媒使用寿命。

水煤浆耐火砖气化炉改造的可行性分析

炉在其他企业的改造成果，水煤浆耐火砖气化炉进行改造，拓宽原料路线、长运行周期和提高综合运行效对以延益。对耐火砖气化炉燃烧室部分进行相应改造后，行安全性、定性提高，煤种灰熔点要求降低，行周期运稳对运延长，气量增加，济效益显著。产经
２１０２年８月
化
肥
工
业
２９
水煤浆耐火砖气化炉改造的可行性分析
马飞跃
（州鑫晟煤化工有限公司贵州六盘水贵Ｉ针对目前水煤浆耐火砖气化炉的实际运行情况，结合清华大学开发的第２代水煤浆水冷壁夹套气化
ｆｒＣｏｌＷａｅｌｒｙｏａ－ｔｒＳｕｒ
ＭａＦｅｙｅｉｕ
（ｕｚｏｉｓｅｇＣａＣｅｉａＩｄｓＣ．ＬｄＧｉｏｉｐｎｈｉ５３９）ＧｉｕＸｎｈｎｏｌｈｍｃｌｎｕｔｏ，ｔ．ｕｚｕＬｕａｓｕ５０９ｈ￣ｈ
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水煤浆气化炉分析
水煤浆常压气化炉分析
水煤浆气化根据气化炉内压力分常压和高压两种气化方法，其中Texaco水煤浆气化技术是开发成功并最早实现工业化生产的第二代煤气化工艺技术，它是一种以水煤浆为进料、氧气为气化剂的加压气流床气化工艺，属于气流床湿法加料、液态排渣的加压煤气化技术。

现有资料显示了Texaco水煤浆加压气化的优越性，但并没有否定常压气化的可行性。

高温高压气化的优点:
1、采用高压气化制造合成气，大大减少了气体净化的投资，因此所有现代化的气化方法都在压力下操作。

2、总能耗大大减少。

例如，在低于6Mpa的煤加压气化中，甲醇的压缩消耗会从常压气化的700kWh/t降到约100kWh/t，其中氧气压缩所增加的费用仅为
100kWh/t，此外氧的增加的费用也可以通过降低氧纯度再进一步减少。

3、大大提高单位体积和单位时间的产品质量，气化炉的容积得到了充分利用。

采用高压时，炉内反应物、生成物的浓度都较常压气化提高，从而提高了反应速度。

4、高温下水煤浆的水产生热分解促进气化反应进行。

在高温气化中，水煤浆中的水通过热分解被分成氧和氢。

这样，一方面可以减少用于自然气化所必需的由外部供给的氧气的数量，另一方面可以得到富氢合成气。

常压气化的优点:
1、投资少，运行、维修成本低。

由于采用常压气化，设备不属于压力容器，减少了设备投入;炉内温度不会太高，因此烧嘴砖和耐火材料的使用寿命延长，维护
费用降低。

2、安全性提高。

由于采用常压，不仅降低了事故的危害性和事故发生的次数，而且对操作人员的业务要求有所降低，便于大范围推广。

3、对环保的促进。

由于现在拥有大量粉煤的企业一般为中小型企业，通过对水煤浆常压气化炉的使用，对粉煤的再利用将有很大的好处，从而减少由于粉煤闲置造成的环境污染和能源浪费。

常压气化存在的问题:
1、反应能否进行问题。

任何反应能够不断进行是因为能达到热量平衡。

气化剂采用30%左右的富氧空气及常压操作炉内各物质浓度较低，反应的剧烈程度将远低于Texaco加压气化，因此C+O=CO+Q 和 22C+O=2CO+Q 的反应速度将下降，从而产生的热量减少。

2 富氧空气的加入加大了生成物中非可燃气的含量，由煤气带出热量的损失也加大了。

水煤浆中约三分之一的水气化，需吸收大量的热量。

由于存在以上几个方面的热量损失，不仅不利于
C+HO=CO+H-Q 的进行，而且能否维持反应的持续进行将是一22
个很突出的问题。

2、研发的经济性问题。

由于产生热量少和热损失较大，气化炉内能否达到高温，使水产生热分解将成为一个问题。

假如水不产生热分解，大量水蒸汽将随煤气排出炉体并将在管道沉积，不仅造成大量能源浪费，而且单位体积的产气量将减少，设备的利用率降低，装置的热效率大大降低，气化的经济性将受到极大质疑。

3、耐火砖问题。

Texaco气化炉温在1400?左右，就目前掌握的知识和资料无法核算常压气化炉温。

假如炉内能产生高温，耐火砖炉衬的价格将提高很多，如采用夹套式，夹套吸热不利于C+HO=CO+H-Q 的22进行。

4、三废问题。

假如常压气化炉温不能达到高温，煤气中的氰化物、酚等有害物质不能发生分解，废水量加大，废水处理将成为一个问题，而且增加了运行成本。

解决问题的方式:
1、通过北京图书馆、网上查询下载各种资料，确定小试的设备尺寸、各种仪表的选用、一般进料比例、可能发生的反应等。

2、根据所掌握知识，初步确定小试方案，通过反复实验，记录检测的相关数据。

3、根据实验数据，推导可能发生的反应，从而对常压水煤浆气化炉进行优化设计。

4、尽可能将实验结果上升到一个理论高度。

周晓岩
2002/12/27。