科林气化技术

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国内最全的煤气化技术简介

国内最全的煤气化技术简介

国内最全的煤气化技术简介(最新整理)本文收集、整理、并汇总了国内当前大多数煤气化工艺(包括水煤浆、干煤粉、碎煤等加压气化工艺;固定床、流化床、气流床气化工艺;激冷流程、废锅流程;水冷壁、耐火砖等冷壁炉和热壁炉型),可作为煤化工、煤气化专业技术人员参考资料,是目前网络上公开交流的较为全面的一篇资料。

1、“神宁炉”粉煤加压气化技术(宁夏神耀科技有限责任公司)以高旋流单喷嘴大通量粉煤加压气化炉为目标载体,以多煤种理化特性数据为基础,构建了气化炉流场、传热分析等模型;基于燃烧器强动量传导机制,揭示了顶置式旋流气化场湍流燃烧的动力学机理;揭示了氧气和煤粉的强化反应规律,独创了高效无相变水冷壁反应室与“沉降-破泡式”激冷室相耦合的气化炉。

“神宁炉”干粉煤气化技术能源转化效率高,有效气成分≥91%,碳转化率≥98.5%。

固体灰渣好处理,灰渣中不含苯、酚、焦油等大分子有机物废物。

气化系统吨煤污水排放量控制在0.4—0.5t,废水处理后可完全回用。

高效、中空、高能点火系统,实现高压、惰性环境下点火成功率98%以上。

采用组合式燃烧器通道结构,控制火焰形成,确保气化炉内壁挂渣均匀。

2、“科林炉”CCG粉煤加压气化技术(德国科林工业技术有限责任公司)技术特点:(1)煤种适应性广:适用于各种烟煤、无烟煤、褐煤及石油焦等,对强度、热稳定性、结渣性、粘结性等没有具体要求。

对高灰分、高灰熔点、高硫含量的“三高”煤等低品质的煤种拥有很好的工业化业绩。

(2)技术指标高:因燃烧器采用多烧嘴顶置下喷的配置方式,原料在气化炉内碰撞混合更加充分,气化炉炉膛及顶部挂渣均匀,可实现较高的气化温度(1400~1700℃),碳转化率高达到99%以上,合成气中不含重烃、焦油等物质,有效合成气成分90~93%,冷煤气效率80~83%。

(3)投资低:根据项目规模不同,可提供日投煤量750吨/天至3000吨/天的不同气化炉炉型设计,主要设备制造已完全实现国产化,整个装置的投资建设成本低,建设周期短。

煤气化技术简介及装置分类

煤气化技术简介及装置分类

煤气化技术简介及装置分类煤气化是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。

目前,国内自行开发和引进的煤气化技术种类众多,但总体上可以分为以下三大类:一、固定床气化技术以鲁奇为代表的加压块煤气化技术。

鲁奇加压气化炉是由联邦德国鲁奇公司于1930年开发的,属第一代煤气化工艺,技术成熟可靠,是目前世界上建厂最多的煤气化技术。

鲁奇气化炉是制取城市坑口煤气装置中的心脏设备。

它适应的煤种广﹑气化强度大﹑气化效率高﹑粗煤气无需再加压即可远距离输送。

鲁奇气化技术的特点为:采用碎煤加压式填料方式,即连接在炉体上部的煤锁将原料制成常温碎煤块,然后从进煤口经过气化炉的预热层,将温度提高至300℃左右。

从气化剂入口吹进的助燃气体将煤点燃,形成燃烧层。

燃烧层上方是反应层,产生的粗煤气从出口排出。

炉篦上方的灰渣从底部出口排到下方连接的灰锁设备中,所以气化炉与煤锁﹑灰锁构成了一体的气化装置。

鲁奇炉的代表炉型即第三代MARK-IV/4型Ф3800mm加压气化炉, 炉体由内外壳组成,其间形成50mm的环形水冷夹套,是一种技术先进﹑结构更为合理的炉型。

我公司为河南义马、大唐克旗等制做了多台鲁奇式气化炉。

图1 鲁奇加压块煤气化装置二、流化床气化技术以恩德炉、灰熔聚为代表的气化技术。

恩德炉粉煤流化床气化技术是朝鲜恩德“七.七”联合企业在温克勒粉煤流化床气化炉的基础上,经长期的生产实践,逐步改进和完善的一种煤气化工艺。

灰融聚流化床粉煤气化技术根据射流原理,在流化床底部设计了灰团聚分离装置,形成床内局部高温区,使灰渣团聚成球,借助重量的差异达到灰团与半焦的分离,在非结渣情况下,连续有选择地排出低碳量的灰渣。

目前,中科院山西煤化所山西省粉煤气化工程研究中心开发的加压灰熔聚气化工业装置已经成功应用于晋煤集团天溪煤制油分公司1 0万吨/年煤基MTG合成油示范工程项目,该项目配备了6台灰熔聚气化炉(5开1备),气化炉操作压力0.6MPa,日处理晋城无烟煤1600吨,干煤气产量125000Nm3/h(配套30万吨/年合成甲醇)。

科林气化工艺流程

科林气化工艺流程

一、装置能力产品规模:生产合成气(CO+H2):110,000Nm3/h年操作时间:8000 小时技术来源:科林工业技术有限责任公司二、装置工艺过程(单元)的组成及其名称本项目气化装置:包括褐煤预干燥、干煤粉输送、粉煤制备、气化框、渣水处理、气化机柜室、气化装置变电所、气化装置综合楼、气化装置总图、气化给排水管网、气化装置外线、石油液化气站。

三、工艺流程简述来自界区外的原料褐煤(粒度小于10mm)首先经胶带输送机10L010A/B 输送至干燥机进料缓冲仓。

干燥机进料缓冲仓中的褐煤通过管式干燥机自带的布料器均匀进入管式干燥机的干燥管,在干燥机内被0.4MPa(g)低压饱和蒸汽加热升温至约90℃,使褐煤表面吸附的水分蒸发。

褐煤含水量从进料的35%降低至干燥后的13%左右。

与褐煤一起进入干燥机的空气吸收了水分以后经干燥机排气除尘器与干煤粉分离,达标排入大气。

干燥后的褐煤经下料阀下料至1#刮板输送机,1#刮板输送机上设有采样点,通过人工取样使用便携式水含量分析仪检测出料的水分含量,根据水分含量调整管式干燥机的转速或蒸汽的进入量,保证干燥后褐煤的含水量。

干燥褐煤经2#刮板输送机,1#斗式提升机斗提,3#刮板输送机输送至气化装置磨煤厂房料仓。

自界区外的低压蒸汽送至4 台管式干燥机加热褐煤,产生的冷凝水送至低压冷凝水收集罐,然后经低压冷凝水输送泵送至界区外。

在装置开车时,由于干燥机温度低,产生的冷凝水温度也较低,需要单独通过常压冷凝水收集罐收集,闪蒸出的蒸汽直接从安全地点排入大气。

粒度为10mm 以下的粉煤和粉煤,控制流量连续送入原煤仓,原煤仓的碎煤经煤称量给料机与从石灰石螺旋给料机出来的石灰石粉一起进入磨煤机制粉。

原煤的磨细和干燥是在磨煤机中同时进行的,磨煤系统自循环惰性气是从循环风机出口进入热风炉,并与热风炉燃烧产生的高温气体混合形成合格的惰性干燥气体。

惰性干燥气进入磨煤机后,把一定细度的煤粉带到位于磨煤机上部的分离器进行分离。

煤气化技术简介

煤气化技术简介

煤气化技术简介我国是富煤炭、缺油气、可再生能源总量有限的国家,在我国的煤炭储量中劣质煤占总储量的80%以上.近些年,煤化工在全球范围内得到了迅速发展;生产合成气的原料主要有煤、石油焦、石油和天然气,但石油焦、石油和天然气在当地无资源,相比较而言,煤炭资源丰富,对于我国这样一个煤炭资源相对丰富的国家,煤化工在我国化学工业中将占有越来越重要的地位。

煤气化生产的合成气,是制备合成氨、甲醇、液体燃料、天然气等多种产品的原料,煤气化工艺技术的进步带动着煤化工技术的整体发展,可以保证以煤为原料生产合成气制作下游产品的可靠性和稳定性。

煤气化是一个热化学过程。

以煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程.煤气化是煤化工的“龙头”,也是煤化工的基础。

煤气化工艺是生产合成气产品的主要途径之一,通过气化过程将固态的煤转化成气态的合成气,同时副产蒸汽、焦油、灰渣等副产品.一、煤气化技术分类及概况目前以煤为原料生产合成气的煤气化技术按照气化炉内物料流动方式来划分,主要有三大类:固定床(或称为移动床)、流化床和气流床。

其中具有代表性的煤气化技术如下:各种气化技术已经发展多年,但在目前的情况下,并没有一种气化技术可以适用于所有的工程项目。

气化技术的选择要综合从原料煤种、装置规模、产品方案、业主的详细要求,从整个工厂的角度具体分析确定气化方法。

固定床气化的煤质适应范围较广,除黏结性较强的烟煤、热稳定性差的煤以及灰熔点很低的煤外,从褐煤到无烟煤均可气化.固定床气化的缺点是单炉产气量略小,反应温度较低,蒸汽的分解率低,气化装置需要大量的蒸汽。

气化装置所产生的废水中还含有大量的酚、氨、焦油,污水处理工序流程长,投资高大。

由于出气化炉的煤气中的甲烷含量较高,对于煤制城市煤气或天然气项目,有较高的优势.碎煤固定层加压气化采用的原料煤粒度为6~50mm,气化剂采用水蒸汽与纯氧作为气化剂.该技术氧耗量较低,原料适应性广,可以气化变质程度较低的煤种(如褐煤、泥煤等),得到各种有价值的焦油、轻质油及粗酚等多种副产品。

科林粉煤气化技术(CCG)简介

科林粉煤气化技术(CCG)简介

科林粉煤气化技术(CCG)简介德国科林工业集团二零一零年七月1. 公司简介德国科林工业集团是全球著名的煤气化、煤干燥和生物质气化技术提供商。

该集团是前东德燃料研究所 (DBI)和黑水泵工业联合体(Gaskombinat Schwarze Pumpe,简称GSP)气化厂最大的后裔公司。

科林(CHOREN)名称的由来是:“C-Carbon-碳H-Hydrogen-氢O-Oxygen-氧REN-RENewable-可再生”。

科林集团总部位于德国弗莱贝格市,原东德燃料研究所旧址,著名的黑水泵气化厂就在附近。

戴姆勒奔驰汽车公司、德国大众汽车公司为科林的战略投资者。

目前集团拥有近300名研发及工程技术人员,其中主要技术骨干为前徳燃所和黑水泵厂的员工。

科林公司的发起人Wolf博士即为前东徳燃料研究所研发部部长,煤气化运行总监贡瓦先生是前黑水泵气化厂厂运行主任。

科林集团拥有40多年气流床气化技术研发、设计、设备制造、建设以及运行的经验,可以为客户提供粉煤气化技术(CCG)和生物质气化技术(Carbo-V®)从工艺包设计到关键设备制造和开车运行等一系列综合性服务。

此外,科林集团也是蒸汽流化床煤干燥技术的创始人和专利持有人,在全世界煤干燥领域,特别是褐煤干燥领域具有多年成功运行经验。

科林能化技术(北京)有限公司是科林集团的全资子公司,负责集团在亚太地区的业务。

2. 技术来源及技术开发背景科林高压干粉煤气化炉简称为CCG炉(Choren Coal Gasifier),该技术起源于前东德黑水泵工业联合体(Gaskombinat Schwarze Pumpe,简称GSP)下属的燃料研究所,于上世纪70年代石油危机时期开始开发,目的是利用当地褐煤提供城市燃气。

1979年在弗莱贝格市建立了一套3MW中试装置,完成了一系列的基础研究和工艺验证工作。

试验煤种来至于德国、中国、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、澳大利亚、捷克等国家。

气化炉

气化炉

的使用寿命。
优点:
1、煤种适应性较热壁炉广,能处理高灰熔 点的煤; 2、克服了热壁炉每年更换耐火砖的缺陷, 运行周期长,维修费用低; 3、可以不设置备用炉。
缺点:
水冷壁吸收炉内热量会产生蒸汽,跟相 同的单喷嘴德士古炉相比,氧耗、煤耗要高, 气体成分差。
激冷室:淬冷型与全热回收型
两种炉型比较:
两种炉型下部合成气冷却方式不同, 但炉子上部气化段的气化工艺是相同的。 目前生产合成气的企业气化炉都采用
渣机破碎后,排入锁斗,排出的大部分灰渣沉降在锁斗底部。从 锁斗顶部抽出较清的水经锁斗循环泵循环进入气化炉激冷室水浴
,强化排渣过程。锁斗中的灰渣定时排入渣池,由捞渣机捞出后
装车外运。
3、气化炉主要结构
主要由:燃烧室、激冷室、烧嘴等组成。 燃烧室:耐火砖与水冷壁两种
激冷室:淬冷型与全热回收型两种
耐火砖型
煤 氧 浆 氧 中心管
结构:
近期国内引进的水煤浆气化技术烧嘴和国内自行开发的烧嘴 以三通道为主。 中心管和外环隙走氧气,内环隙走煤浆。在烧嘴中煤浆被高 速氧气流充分雾化,以利于气化反应。 由于烧嘴插入气化炉燃烧室中,承受1400℃左右的高温, 为了防止烧嘴损坏,在烧嘴外侧设置了冷却盘管,在烧嘴头部设 置了水夹套,并有一套单独的系统向烧嘴供应冷却水,该系统设 置了复杂的安全联锁。 烧嘴头部采用耐磨蚀材质,并喷涂有耐磨陶瓷。负荷和气液比 不同,中心氧最佳值不一样,这样可使烧嘴在最佳状态之下工作。 由于运行压力较高,水煤浆的冲刷严重,再加上对国外技术 消化吸收不够,烧嘴经常损坏。一般损坏的仅是喷头部位,但有 时由于炉内反应异常等各种原因,造成烧嘴部分过烧而损坏。
能停一组喷嘴,另一组喷嘴依然可以正常运行,可避免整个装置

科林CCG气化技术中煤粉锁斗顺控逻辑优化及运行总结

科林CCG气化技术中煤粉锁斗顺控逻辑优化及运行总结

科林CCG气化技术中煤粉锁斗顺控逻辑优化及运行总结科林CCG气化技术中煤粉锁斗顺控逻辑优化及运行总结摘要:科林CCG气化技术在煤粉锁斗顺控逻辑的优化过程中,通过对系统工艺的深入研究和分析,制定了新的顺控逻辑,实现了煤粉锁斗的有效控制和优化运行。

本文通过总结和分析实际运行数据,以及对优化后的顺控逻辑实施情况的观察,分析了科林CCG气化技术中煤粉锁斗顺控逻辑的优化以及运行情况,并得出了一些可行的改进措施。

1. 引言在煤炭化工领域,煤粉锁斗是热解反应的重要环节,对于生产过程的稳定性和效率至关重要。

然而,在科林CCG气化技术的应用过程中,我们发现传统的煤粉锁斗顺控逻辑存在一些不足之处,需要进行优化。

2. 问题分析传统的煤粉锁斗顺控逻辑存在以下问题:(1) 锁斗容积的过大或过小,难以准确控制煤粉的流动速度和稳定性;(2) 锁斗内部导流板布置不合理,造成煤粉流向不稳定,容易出现堵料现象;(3) 顺控逻辑中对温度、压力等参数的控制不准确或不及时,影响了煤粉的热解反应过程。

3. 改进措施为了解决上述问题,我们采取了以下改进措施:(1) 对煤粉锁斗容积进行优化设计,确保容积适中,能够满足煤粉流动的稳定性要求;(2) 优化锁斗内导流板的布置方式,使煤粉流向稳定,避免堵料现象的发生;(3) 优化顺控逻辑,确保对温度、压力等参数的准确控制和及时调整,提高煤粉的热解反应效果。

4. 实施情况分析经过改进措施的实施,我们对科林CCG气化技术中煤粉锁斗顺控逻辑的优化进行了实际运用和实时监测。

根据数月的运行数据统计和观察,我们得出以下结论:(1) 优化后的锁斗容积确保了煤粉流动的稳定性,减少了因容积过大或过小所引起的问题;(2) 优化的导流板布置方式使煤粉流向更加稳定,堵料现象明显减少;(3) 优化后的顺控逻辑对温度、压力等参数的控制更加准确和及时,煤粉的热解反应效果得到明显提高。

5. 结论与展望通过对科林CCG气化技术中煤粉锁斗顺控逻辑的优化和运行情况的研究,我们得出了以下结论:(1) 锁斗容积的优化设计能够有效控制煤粉的流动速度和稳定性,提高生产效率;(2) 导流板的优化布置能够减少煤粉流向不稳定和堵料的问题,保证生产的连续性和稳定性;(3) 顺控逻辑的优化能够提高煤粉的热解反应效果,增加产物的质量和产量。

制气-13-科林蒸汽流化床煤干燥技术(DWT)

制气-13-科林蒸汽流化床煤干燥技术(DWT)

科林蒸汽流化床煤干燥技术(DWT)北京市·科林能化技术(北京)有限公司1 科林DWT技术研发背景蒸汽流化床煤干燥技术起源于德国。

德国拥有大量的褐煤资源,由于褐煤含水量达50%~60%,如何充分高效的利用这些褐煤资源一直是一大难题。

褐煤干燥是褐煤提质的首要手段。

于是科林公司发明了过热蒸汽流化床技术用于褐煤干燥,并申请了相关专利。

2 DWT工艺描述图1表1粒度/mm >6.3 6.3~4.0 4.0~1.0 1.0~0.630.63~0.40.4~0.25 <0.25 含量/% 0.4 4.0 38.5 10 8.5 8.6 30褐煤首先要经过预破碎才能进入流化床干燥器。

一个破碎后的典型粒度分布如表1。

预破碎后的褐煤经过煤仓进入流化床干燥机,循环流化用蒸汽(微过热)经过位于干燥机内的蒸汽盘管换热,进一步提高其过热度后对进入干燥机的褐煤进行干燥,干燥完毕后的褐煤从干燥机中经由旋转阀导出,干燥过程生成的微过热二次蒸汽(部分由褐煤中的水产生)经过电除尘器除尘后,一部分经过循环风机作为流化蒸汽循环使用,剩余部分全部经过蒸汽再压缩热泵(蒸汽压缩机)提高其温度和压力后进入干燥机内的换热盘管作为热源使用,换热后作为冷凝水回收,从而充分利用了二次蒸汽的潜热,与传统的干燥工艺相比有更高的效率。

3 DWT技术优势1)能源利用率高,蒸汽消耗低。

DWT干燥过程中可采用二次蒸汽再压缩的方法回收大部分能量,蒸汽以冷凝液形式回收,使褐煤中的水分生成蒸汽的潜热得以利用,故与传统干燥工艺相比具有更高的效率。

2)DWT采用框架式结构,具有设备紧凑,占地面积小,在流化床内部,单位体积煤的表面积很大,传质和传热效率很高,使干燥过程能够很快进行,因此单套设备生产能力大。

3)干燥机内气体和固体颗粒成流化状,床层温度均一,不会出现局部过热现象。

4)干燥后物料的含水量可以按照工艺生产要求进行调节,故可适用于不同含水量的进料,尤其在褐煤水分波动较大的情况下也能适应。

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科林气化技术科林CCG粉煤加压气化技术技术拥有单位:德国科林工业技术有限责任公司2014-5-20 来源:《中国煤化工》编辑部作者:德国科林工业技术有限责任公司德国科林工业技术有限责任公司(简称科林公司)是世界著名的洁净煤利用技术的研发者、拥有者及工业解决方案供应商,全部拥有科林粉煤气化(CHOREN Coal Gasification)技术。

科林的前身是欧洲洁净煤利用技术领域的先驱和领导者——前德国燃料研究所(DBI)。

上世纪90年代,前德国燃料研究所研发部部长Wolf博士创立了科林,科林名称的由来是:“C-Carbon-碳,H-Hydrogen-氢,O-Oxygen-氧,REN-RENewable-可再生”。

科林核心技术团队来自于前德国燃料研究所及黑水泵气化厂。

公司总部及技术研发工程中心位于德国萨克森州的德累斯顿。

科林在干粉煤气流床气化技术领域拥有40多年的研发、设计、制造、建设及运行经验,能够为业主提供全方位、立体化的煤气化解决方案。

科林CCG粉煤气化工艺过程主要是由给料、气化与激冷等系统组成,采用干粉煤加压进料,以纯氧作为氧化剂(部分煤种需添加少量水蒸气),在气化室内在高温高压的条件下反应,产生以一氧化碳和氢气为主的合成气,并实现高温液态排渣。

原料气化和达到气体平衡所需的热量由原料碳氧化成一氧化碳和二氧化碳所释放。

气化温度的选择主要由煤的熔融特性及粘温特性确定,气化压力的确定主要取决于产品煤气的利用工艺,通常为4.0MPa。

通过科林CCG气化工艺可以把原煤、石油焦等转化为清洁的、高附加值的一氧化碳和氢气,可用于生产合成氨、甲醇、合成油、合成天然气等化工产品,还可用于发电或者生产城市煤气。

图/科林CCG粉煤气化工艺流程简图1、磨煤干燥其作用是将原煤干燥并磨制成合格的煤粉。

本单元由磨煤、惰性气体输送和煤粉过滤三部分组成,使用常规的原煤研磨、干燥技术。

来自煤仓的碎煤经称重给煤机计量后进入磨煤机,被磨成煤粉,并由高温惰性气体烘干、输送,通过粉煤袋式过滤器实现煤粉与惰性气体的分离,粉煤螺旋输送机进入粉仓,惰性气体循环利用。

2、煤粉输送来自磨煤干燥单元的合格干煤粉储存于常压煤粉仓内,粉煤给料罐通过3条并行管道以稳定的质量流量持续向气化炉烧嘴系统供料。

煤粉锁斗联通常压仓与给料罐,常压下接收煤粉仓煤粉后加压向给料罐放料,循环进行。

根据气化炉大小,煤粉输送系统采用2~4个煤锁斗,可实现加压用惰性气体在锁斗间的循环利用。

3、气化与激冷即为气化炉,由气化室和激冷室组成。

科林CCG气化炉操作压力为2.5~4.4MPa(g),可实现高压投料,气化操作温度控制在1400~1700℃之间。

在气化室内,煤粉与氧气和蒸汽通过快速反应生成合成气。

其主要成份为CO和H2,并含有少量的CO2和N2,同时还含有微量的CH4、HCl等(ppm级)。

在气化炉顶部,以120°的角度设置三个煤粉烧嘴(如图所示),每个烧嘴都有自己独立的煤粉输送管道。

采用多个独立的喷射烧嘴,煤粉流和气化剂流在烧嘴外进行混合,可以在大体积的反应室内使煤粉分布更均匀。

在烧嘴布置的中央位置(反应室中轴处),设置点火烧嘴(长明灯)。

在开车阶段,采用燃料气为燃料点燃点火烧嘴,再利用点火烧嘴点燃煤粉烧嘴;当气化炉正常运行时,点火烧嘴则作为长明灯一直处于运行状态,不需要任何CO2作为保护气。

图/烧嘴示意图气化炉内壁采用盘管水冷壁结构,通过水泵使锅炉水在管内强制循环,并副产低压蒸汽。

煤灰融化后,一部分灰渣会挂在水冷壁上形成渣层,达到以渣抗渣的作用。

合成气经过激冷环进入激冷室,在激冷室内经过降温、增湿、除尘、洗涤后被水饱和,以液态形式从气化室流下来的熔渣则迅速固化。

4、合成气净化该系统包括文丘里洗涤器,旋风分离器和洗涤塔。

粗合成气经文丘里洗涤器进一步润湿后,进入旋风分离器,并将约70%的细灰(粒径>0.1µm)分离下来。

在粗合成气中残存的极小颗粒灰尘可在后续的合成气洗涤塔中通过凝聚/冷凝的形式被分离出来。

净化后的合成气含尘量低于1mg/Nm3。

5、排渣系统其作用是将渣与黑水分离后输送到界区外,被冷却到220℃的渣块通过重力作用进入到破渣机中,并被破碎成直径小于50mm的颗粒,随后进入到渣锁斗中,通过锁斗降压后排入渣池,灰渣被捞渣机捞出后排出系统,黑水则借助机泵送入黑水处理系统。

6、黑水处理其作用在于,将系统产生的含固、高温废水减压至常压,回收热量,尽可能将悬浮的固体分离,并将得到的灰水返回到工艺系统中。

黑水通过两级减压闪蒸处理,将压力降低至0.5MPa(g)和-0.05MPa(g),温度冷却至大约155℃和75℃,闪蒸出的废蒸汽被用于预热灰水。

经过减压冷却的黑水在重力作用下进入澄清池,通过添加相应的絮凝剂将固体物分离出来,灰水返回系统中使用。

为了限制有害物的积累,部分灰水将作为废水排出,并补水维持系统水平衡。

二、技术特点1、煤种适应性广适用于各种烟煤、无烟煤、褐煤及石油焦等,对强度、热稳定性、结渣性、粘结性等没有具体要求。

对高灰分、高灰熔点、高硫含量的“三高”煤等低品质的煤种拥有很好的工业化业绩。

2、技术指标高因燃烧器采用多烧嘴顶置下喷的配置方式,原料在气化炉内碰撞混合更加充分,气化炉炉膛及顶部挂渣均匀,可实现较高的气化温度(1400~1700℃),碳转化率高达到99%以上,合成气中不含重烃、焦油等物质,有效合成气成分90~93%,冷煤气效率80~83%。

3、投资低根据项目规模不同,可提供日投煤量750吨/天至3000吨/天的不同气化炉炉型设计,主要设备制造已完全实现国产化,整个装置的投资建设成本低,建设周期短。

4、操作简单整个气化装置,煤粉加压输送、气化炉点火投料、渣锁斗排渣、停车等全部实现程序顺控,可实现一键点火开车及可视化点火投料监控;气化炉可在高压力下投料,避免了低压投料后升压升负荷调节的操作。

5、运行维护费用低整个气化装置工艺流程紧凑,设备台数少;粉煤输送系统采用多锁斗的配置方案,可实现加压用惰性气体在锁斗间的循环利用,既减少了惰性气体排放量又减小了相关设备和阀门的体积或口径;气化炉采用盘管水冷壁的结构,无需耐火砖,水冷壁采用间接换热副产低压蒸汽,盘管寿命可达到20年以上;开、停车操作方便且时间短(从冷态开车到满负荷运行仅需1~2小时),可实现高压直接投料,投料后即可向后续系统导气;点火烧嘴和煤粉烧嘴分开,结构更加简单,降低了故障率;煤粉烧嘴采用多烧嘴顶置下喷的设计方式,保证了流场的合理分布和煤粉在反应空间内的均匀混合,烧嘴调节余地更大,气化装置放大更容易;工艺烧嘴内,煤粉和氧气有各自的流道,原料离开烧嘴后在气化室内混合,烧嘴寿命达1年以上。

6、节能环保科林CCG粉煤气化技术可以使能耗大幅降低,采用高压投料,投料后即可向后系统导气,大大减少合成气向火炬的排放量,减少了浪费;合成气中含固体量低、水汽比高,提供了足够变换所需的水蒸气并有效的避免了变换工段可能发生的催化剂中毒和床层堵塞现象;系统所产废水很少,废水中不含苯、酚等大分子有机物,对废水处理系统的规模和先进性要求不高,废水经简单处理后即可实现回收利用;炉渣不含可溶性有毒物质,可作为建筑原料使用;气体排放物仅为输煤用惰性气体,含尘量低于10mg/Nm3。

7、安全性高整个生产装置通过DCS系统进行自动化控制,煤粉输送、点火、投料等复杂过程均采用顺序逻辑控制,方便可靠,并且避免了人工操作可能带来的误操作;ESD系统独立运行,对整个系统点火、投料、运行、停车的各个阶段进行联锁保护,保证装置设备和人身的安全。

三、运行实例目前,科林CCG粉煤技术主要有以下工业化应用装置:1984年建在德国的第一套工业化装置——黑水泵气化厂。

该厂用于气化当地的褐煤生产城市燃气,装置大小为200MW th(日投煤量720吨),该装置一直稳定运行至1990年。

后由于天然气的广泛应用,城市燃气缺乏市场,该装置被改造后使用液态物料,其合成气用于IGCC 发电及生产甲醇,并一直运行至2007年。

目前正在建设的内蒙古康乃尔化学工业有限公司年产60万吨乙二醇项目。

该项目位于中国内蒙古通辽扎鲁特旗,一期30万吨/年,以当地褐煤做原料,采用两台300MW th(单台气化炉日投煤量1200吨)科林CCG粉煤气化炉。

该项目计划于2015年9月建成。

在这里,重点介绍一下2012年在中国贵州建成的贵州开阳化工有限公司年产50万吨合成氨项目。

图/建设中的贵州开阳化工年产50万吨合成氨项目该项目采用两套400MW th科林CCG粉煤气化炉,设计单台气化炉有效气量70,000Nm3/h。

该项目以贵州当地的无烟煤作为设计煤种,挥发分低、氧含量低,原煤中灰分高达27%,全硫3%以上,灰熔点的流动温度1450℃,属于典型的“三高”劣质煤。

该项目于2012年9月开始调试,并于2013年1月打通全流程,生产出合格的合成氨产品。

目前该项目气化装置已进入稳定运行阶段,单炉实现112%负荷下正常运行。

实际运行中,因贵州地区的煤矿分布个数多、单个煤矿的产能低、运输又比较困难,单个煤种很难满足生产的需求,所以在生产中,曾尝试使用来自20多个煤矿的原煤,其中主要煤种来源以青龙煤、大宏煤、回归煤、玖园煤、鲁炎煤等为主。

原煤灰分25~30%,最高入炉灰分达36.7%,硫含量4wt%左右,高位发热量22.0~26.5MJ/kg.ad,流动温度普遍高于1400℃,最高高于1500℃(出于经济考虑,会添加少量助溶剂)。

气化装置运行期间,装置运行稳定,气化装置基本保持在100%的负荷下稳定运行(如气化装置运行参数表所示),比氧耗≤350Nm3/1000Nm3(H2+CO),比煤耗≤580kg/1000Nm3(H2+CO),碳转化率>98%,冷煤气效率>79%;合成气经过文丘里洗涤器、旋风分离器、洗涤塔的分级净化后,合成气固体含量低于1mg/Nm3,不仅系统损失小,洗涤能力强,合成气无需经过预变换即可直接送入变换工段;渣水处理系统的热回收效果好,高压灰水的温度高,合成气温度高,水汽比可到1.0左右,为后续全变换提供了充足的蒸汽。

综合来看,各项指标均达到世界领先的水准,特别是在解决高灰份、高灰熔点煤的气化和洗涤方面受到了业主的极大好评。

表/气化装置运行参数表(单台气化炉)四、科林CCG气化技术发展随着首套科林CCG气化装置成功开车并快速转入稳定生产阶段,科林CCG气化技术在中国国内接洽的专业用户逐步增多,业务量突飞猛进。

目前,为配合中国国内煤制油、煤制天然气等大型煤化工项目的需求,科林CCG气化技术800MW th气化炉及配套装置(日煤量3000吨)已经完成研发和设计,并向中国市场进行推广。

同时,为了转化提升国内重大装备加工制造水平,科林公司也在积极促进关键洁净煤气化设备的国产化。

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