8鲁奇碎煤固定床加压气化技术

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鲁奇加压气化炉的运行与技术改造

鲁奇加压气化炉的运行与技术改造

鲁奇加压气化炉的运行与技术改造摘要:在煤化工行业的发展中,鲁奇加压气化炉是一个重要的工程,它也是煤化工行业发展的一个阶段性展示,我国使用鲁奇加压气化炉的数量越来越多,因此,就必须要提高鲁奇加压气化炉的技术手段,提高技术管理和建设能力。

分析鲁奇加压气化炉的工作原理和工作过程性出现的主要问题,逐个突破,提高解决的效率,提高整体发展实力。

关键词:鲁奇加压气化炉;运行;技术改造;引言我国能源的特点是富煤、缺油、少气,但煤炭储量中高硫、高灰、高灰熔点的“三高”劣质煤比例较高。

世界煤气化技术从诞生至今已有近80年,不仅改写了煤直接燃烧的历史,而且更加清洁环保,成为被广泛采用的清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。

当前较为流行的粉煤气化技术包括两大类别,即水煤浆煤气化技术与干粉煤气化技术。

1鲁奇气化用型煤的研发进展针对适用于鲁奇气化粉煤成型的相关技术,诸多的学者与研究人员已经进行了大量的研究工作。

其中以田亚鹏学者为首的团队通过义马长焰煤为基础原料,在添加经过改进的专业复合黏结剂后生产出了冷强度等各项指标性能十分优良的气化型煤。

田斌、许德平等学者带领团队以亲水有机高分子原料为黏结剂成功制备气化用型煤,并且成功通过小型实验设备实现了鲁奇炉加压运行工况的模拟,并成功考察了型煤的气化以及渣块特征。

曹敏等学者则通过开发新工艺以及新型黏结剂,成功以晋城无烟煤为基础原料制成高强防水气化型煤。

王东升等学者也通过自主研发的复合添加剂成功通过新疆长焰煤制备出高强度型煤。

并且通过实验表明了型煤具有十分理想的冷压强度、热强度和浸水强度。

王峰带领的学者团队则成功的在添加膨润土、腐殖酸和小麦淀粉作为黏结剂后,采用伊犁长焰煤和尼勒克气煤为原料制备出气化型煤。

除此之外,多家企业也进行了工业试烧工作,对气化型煤进行大力研发。

2鲁奇炉的工作原理鲁奇炉的建造方式较为复杂,工作原理也比较复杂,面临的问题越来越多。

鲁奇炉的工作原理可以划分为:一、煤炭的燃烧,通过煤炭的燃烧,产生大量的气体,这些气体就是后期鲁奇炉的主要燃烧资源。

鲁奇加压气化炉的运行与技术改进

鲁奇加压气化炉的运行与技术改进

鲁奇加压气化炉的运行与技术改进摘要:随着我国市场经济体制的深入发展,能源利用方式也面临着新的改革,不仅要满足市场需求,更要实现多样化创新以适应多方面需求。

煤化工业在此基础上得到了较快的发展,如合成氨、甲醇、煤制天然气、煤制油等产业,在不同程度上提出了碎煤加压气化工艺的需求。

鲁奇炉是在煤化工业中重要的设备,也被看作是煤气化炉中的发生器。

这种产自德国的工艺设备在世界范围内都得到了广泛地应用,上世纪五十年代,我国根据生产需求引入了鲁奇工艺,同时也开始了针对鲁奇工艺生产的探索和研究。

基于此,本文主要对鲁奇加压气化炉的运行与技术改进进行分析探讨。

关键词:鲁奇加压气化炉;运行;技术改进1、前言我国引入鲁奇工艺是在上世纪五十年代,第一代鲁奇炉从苏联引入之后在较长的一段时间内没有进行技术改造方面的探索。

这是因为建国初期的煤化工业几乎都是有苏联技术援建的,以碎煤加压气化为主要技术,国内几乎没有相关的技术人员。

经过长期的研究,碎煤加压气化技术得到了大幅度创新,但在工艺运行和技术改造方面都存在较大的空间。

2、鲁奇炉的设计结构和工艺原理目前,我国鲁奇加压炉的改造方向,主要用于氨气和煤气的生产,应用于化肥生产、城市煤气供应等方面。

虽然不同的生产企业对气化炉的结构改造不同,但在利用煤炭资源性质方面是相同,通过技术改造造成部件方面的差异,本文基于化肥生产过程进行研究。

2.1鲁奇炉简介鲁奇炉是德国鲁奇工程公司生产的煤气化装置,最早成形于十九世纪三十年代,鲁奇炉的是经过对多种煤炭资源测试试验后发明的煤气化装置。

在最初采用燃烧值较低的褐煤进行实验,并取得了成功,在十九世纪50年代到70年代,鲁奇工程公司进行了一系列的改造,其中鲁奇Ⅳ型汽化炉的技术已经相当成熟,目前在国内应用的鲁奇炉设备大多是这一型号。

MARK-Ⅳ型中设置了炉箅,对气化的强度提升高,残渣形成少,技术更加先进;MARK-Ⅳ型鲁奇炉结构其他主要部件包括炉体、煤锁、膨胀冷凝器、洗涤冷却器等。

鲁奇炉加压气化工艺影响因素分析

鲁奇炉加压气化工艺影响因素分析

鲁奇炉加压气化工艺影响因素分析摘要:煤炭等不可再生的化石燃料如果燃烧不够充分就会产生大量的污染物甚至是有毒气体,同时热效率低对能量的利用率低都是在浪费我们的煤炭资源,与正常燃烧过程不同,煤气化能够有效的提高煤炭的利用率,在产出相同能源的条件下消耗更少的化石燃料,产生的煤气更利用使用,灰渣更易于处理。

本文就碎煤加压气化炉的工程技术方法和质量管理方法进行了简单概述,希望能够为提高碎煤加压气化炉运行质量管理工作提供一些思路。

关键词:鲁奇炉;加压气化;工艺;影响因素1前言如今的时代主题是节能与环保,目前我国对所有的能源问题都非常敏感和重视。

国家已经对煤炭进行了限制开采和限制使用,这就是出于资源的节约和对环境的保护的目的。

在对碎煤加压的工作中,如何尽可能的提高煤气化的转换效率和能源利用率是所有相关技术人员需要深入研究的问题。

碎煤加压气化炉是碎煤加压气化的反应场所,提供了反应环境。

在实际的生产生活中,碎煤加压气化经常会出现非计划性停车,这种问题会极大的影响反应效果,使得气化效果差,能源的利用率低,同时降低生产效率,提高了生产成本,损害了企业的经济利益。

为了提高碎煤加压气化炉的在线率,延长在线周期,就需要对气化炉的工作原理、运行情况和管理方法进行经验总结和技術发展,从而改善气化炉的运行环境,提高气化效果,提高能源利用率。

2碎煤加压气化炉概述本文通过克旗公司实例进行阐述。

克旗公司使用当地褐煤进行气化,生产甲烷气。

2013年为试生产阶段,装置运行不稳定,2014年气化炉的运行情况改观,但是问题仍然存在,非停次数占有相当大的比例。

2015年公司开始对气化炉的长周期、稳定运行进行攻关工作,通过使用“两图两表”的方法强化生产管理,实现了气化炉的长周期运行,改善了生产经营状况,碎煤加压气化炉进行低质褐煤气化工艺逐渐成熟。

3碎煤加压气化炉运行工程技术方法3.1气化炉的停车原因通过对气化炉的停车情况进行记录,记录2014年全年的停车运行状况。

鲁奇加压气化用型煤技术探讨

鲁奇加压气化用型煤技术探讨

鲁奇加压气化用型煤技术探讨刘明锐【摘要】为了明确鲁奇加压气化对型煤的具体指标要求,从型煤和块煤的碎裂方式等方面探讨块煤和型煤的内在核心差异,阐明了型煤和块煤在气化炉中的行为区别,论述了鲁奇气化的炉内水蒸气气氛对型煤气化的重要影响,最终提出影响型煤气化的关键指标评价体系及可能满足气化炉要求的经验数值:抗碎强度(DS)>90%,冷态浸水强度(CSSC+3)>80%,热态浸水强度(TSSC+3)>60%,并进一步提出了炭化型煤和油包水2种鲁奇气化型煤制备方案.【期刊名称】《煤质技术》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】4页(P69-72)【关键词】型煤;气化行为;冷态浸水强度;热态浸水强度;气化型煤指标体系;气化型煤制备【作者】刘明锐【作者单位】煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院,北京 100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013【正文语种】中文【中图分类】TQ540 前言鲁奇加压气化一直是我国煤化工领域非常重要的技术,其投资低且甲烷产量相对较高,一直颇受化肥厂和煤制天然气厂青睐,包括大唐、广汇、庆华、新天、云天化等企业纷纷建立了多台鲁奇气化炉。

但在应用过程中,鲁奇气化原料必须为块煤,或至少>5 mm粒度级,而大多煤化工项目配套的煤炭资源块煤产率往往较低,造成块煤原料供应不足而大量粉煤资源难以利用的局面。

如何将粉煤制备成可以成熟应用的鲁奇加压气化型煤,是煤化工企业迫切需要解决的技术瓶颈,也是众多学者需深入探索的技术难题。

河南义马气化厂曾利用长焰煤制备鲁奇气化型煤,在掺烧25%时气化炉带出物较多、煤气水中含尘较多,气化炉出现烧偏和结渣现象[1]。

山西潞安煤基合成油公司曾利用贫瘦煤制备鲁奇气化型煤,在掺烧20%时,煤锁灰锁温度升高、气化炉偏烧,气体含量波动较大[2]。

其他如金新化工等企业也曾利用褐煤高压成型进行BGL气化,效果不甚理想。

第四章 固定床加压气化

第四章 固定床加压气化

气化强度 m3/m2h
1500
第二代
第三代
第四代
1952~1965
Dg2.6m, 中间除灰
1969
1978~
Dg3.8m, Dg5.0m,
(MARK-Ⅳ) (SASOL-Ⅲ)
弱粘/不粘煤 所有煤种
所有煤种
14000~17000/ 36000~55000 75000~100000 32000~45000
图4-15 水蒸气耗量与气体压力的关系 1—氢量;2—水蒸气绝对分解量; 3—水蒸气分解率
(4)压力对生产能力的影响 • 在常压气化炉和加压气化炉中,假定带出物的数量相等, 则出炉煤气的动压头相等,加压气化炉与常压气化炉生产能 力之比如下式表示:
V2 T1 P2 V1 T2 P1
• 对于常压气化炉,P1通常略高于大气压,P1≈0.1078MPa; 常压、加压的气化温度之比T1/T2 ≈1.1~1.25,则可得到:
三 煤种及煤的性质对加压气化的影响
4 煤种对各项消耗指标的影响
• 随着煤的变质程度加深,气化所用的水蒸气、氧气量也相 应增加。 • 另外,由于年轻煤活性好,挥发份高,有利于 CH4 的生成 ,这样就降低了氧气耗量。
第三节 加压气化操作条件
1 气化压力的选择
• 根据煤气产品的用途选择煤气压力。作为生产合成气,为降低能 耗,降低成本,压力可选择3.0~4.0MPa。对于生产代用天然气或者 中热值城市煤气,当输送距离近时,把压力提到很高没有必要,因 为压力达到2.5MPa以后,再提高压力对粗煤气中甲烷含量的提高不 明显。 • 技术上要可靠。压力高,技术难度大,材质要求高,投资也大。 • 提高压力可大幅度提高气化强度。 • 随着压力的提高,水蒸气分解率下降,气化炉的热效率也有所降 低。因此,要根据生产工艺要求合理选择气化压力。

鲁奇气化炉工艺流程

鲁奇气化炉工艺流程

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鲁奇气化工艺特点及影响其运行的主要因素分析

鲁奇气化工艺特点及影响其运行的主要因素分析
石 脑 油和柴 油 。
1 _ 4粗煤 气 中 H / C O为 2 . 0 , 在这 种状 况下 不经 变换 或 少量 变换 即 可用于 F — T合成 、 甲醇 合 成 、 天然 气合 成 等 产 品 生产 的原 料 气 , 对 比 其他气化技术减少了气体成分 的变换工序。 1 . 5 由气 氧 比控 制汽化 炉 温度 该工艺最重要的工艺操作参数为汽氧比,与气流床强调 的氧煤 比有 一定 区 别 , 但 目的相 同 , 就是 控制 一定 的气化 炉 温度 。汽氧 比的 确定通常根据煤样的融化温度 、 反应活性 、 产生的灰渣状态和煤气组 成 质量 来调 整 。 1 . 6工艺 成 熟 气 化工 艺相 对 成熟 , 已被广 泛应 用 于各 种煤 化工 生 产 , 其 设 备 国 产化率较高、 造价较低, 在投资上占有较大优势。 1 . 7煤气 水 组分 复杂 鲁 奇炉 在气 化 和煤 气冷 却 过程 会产 生 大量 的含 有 重焦 油 、轻 焦 油 和酚 的煤 气水 , 煤 气水 处 理 的流程 复杂 , 处 理费 用 高 , 工 艺难 度 大 , 但在 国内已有许多利用萃取技术或汽提加生化处理成功的煤气水处 理工 艺 的案例 。
2 . 3原 料 煤 的灰分 和灰熔 点 煤 中的灰 分 含 量 不宜 太 高 , 一 是 加煤 、 排灰受限制 , 二 是灰 分 会 带 走热 量 ; 灰熔 点对 气 化 的影 响是 较大 的 , 主要 是对 气 化 的反 应 温度 影响较大 ; 气化的反应温度影响着产气量和蒸汽的分解率 ; 当原料煤 灰分过高时, 原料煤中的杂质在燃烧过程中要吸收热量 , 灰渣带走的 热 量 增加 ; 而 且 容 易结 渣 , 粗 煤 气产 量 减 少 , 大 量 的灰 渣 加 剧 了 灰灰 锁炉篦刮刀等设备的磨损 , 缩短了煤灰锁上下 阀运转周期 , 且在反应 过 程 中降 低物 料 行进 速度 和热 量 的传 递 速度 ,使 得气 化 反应 过 程 中 工 艺 的稳定 性 和流畅 性受 到影 响 , 降低气 化装 置 的经济 性 。 2 . 4原料 煤粘 结度 鲁奇 炉要 求 是弱 粘结 性 的煤 , 假 如用 粘结 性 高 的煤 , 煤 粒 在 燃烧 床容易结焦 , 影响炉篦 的运转甚至堵塞灰锁 、 影响气化炉工况 , 造成 停 车 等事故 。 2 . 5原料 煤 的机械 强度 煤 的机械 强 度 和热稳 定性 主要影 响着煤 的粒 度 和气 化 反应 的程 度, 因机 械强 度差 会造 成 在煤 的加 入过 程 中粒 度发 生 变化 , 使 得 粒度 为5 - 5 0 a r m的比率降低 , 小粒度的煤会造成床层粒度不均 , 影响整个 气 化反 应 。因此 在选 煤 的时候 一定 要考 虑到 煤 的机械 强度 。 2 . 6煤 的活性 煤 的活性 好 ,气 化反 应会 更 剧烈 ,直 接影 响炉 内 的反应 和 产气 率。热稳定性差, 会使床层阻力增大和气相带尘 , 更会使床层紊乱 , 出 现气化炉 “ 双高 ” 现象 , 这是 比较严重 的, 对气化产能 的影 响是 肯定 的, 甚 至会 因为床 层紊 乱 造成 氧 突破 , 产生 爆炸 的可 能性 。因此 在选 煤过 程 中没得 活性要 均 一稳 定 。 2 . 7灰 锁上 阀 的寿命 鲁奇炉面临最大的一个 问题是灰锁上阀使用 寿命短的问题 , 该 问题直接导致鲁奇气化炉的经济运行性 , 大大增加了检修次数。业内 也采取了不少改进措施 , 取得 了相应进展 。但相对于其他工艺 , 阀门 处于高温 、 频繁动作 、 易腐蚀易磨损等恶劣条件 , 特别是该 阀门关闭 方式 , 是角阀的面与阀 口的线密封, 一旦有灰渣硬颗粒在密封 口处 , 就会 导 致关 不 严 , 或拉 伤 划 痕 , 寿 命 还是 偏 低 , 不 能 满 足长 周 期 生 产 需要 。目前 有将 多 晶硅 行业 上 的盘 阀移 植 到分煤 锁 斗 阀上 的案例 , 主 要用一台盘阀替代上下相连的两 台原锁斗球 阀, 保持间距 、 法兰尺寸 压力 等级 等 现场 设计 状 态不 改 变 ,同 时将 费用控 制 在两 台锁斗 球 阀 相 当水平 。 目前 不少 粉煤 气 化工 艺 已采 用 双面 盘 阀替代 粉 煤锁 斗 球 阀。 3结 束语 发 展 煤化 工 、 煤制油 、 煤制 烯 烃 都 离 不开 煤 气 化 , 都 要 面对 煤 种 和气 化 炉 的选择 问题 , 在 煤 气化 工艺 技术 方 面 , 鲁 奇 加压 化 技术 是 一 项成熟的技术 ,虽然该项技术具有诸如废水难处理 、检修频繁等缺 点, 但其更适合中国水分含量高的褐煤。近几年来 , 鲁奇加压气化技 术在中国正受到越来越多的重视和应用 , 因此, 该技术将在 中国煤化 工发 展 的大潮 中 , 具 有 广 阔的应用 前 景 。

(选学)分析固定床气化技术

(选学)分析固定床气化技术
4
煤炭气化生产技术
1.UGI炉结构
炉子为直立圆筒形结构。 炉体用钢板制成,下部设 有水夹套以回收热量、副 产蒸汽,上部内衬耐火材 料,炉底设转动炉篦排灰。
上锥体
水夹套 炉篦传动装置 出灰机械
设备结构简单,易于操作, 不需用氧气作气化剂,热 效率较高,但是生产强度 低,对煤种要求比较严格, 采用间歇操作工艺管道比 较复杂。
由炉底吹入空气,把残留在炉上部及 管道中的水煤气送往贮气柜而得以回收, 以免随吹风气逸出而损失。
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煤炭气化生产技术
• 3-4分钟循环各阶段时间分配表:
序 号
阶段名称
3min循环,(S) 4min循环, (S)
1
吹风阶段
40~50
60~80
2
3 4
蒸气吹净阶段 2
上吹制气阶段 45~60 下吹制气阶段 50~55
2
60~70 70~90
5
二次上吹阶段 18~20
18~20
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煤炭气化生产技术
吹风阶段
蒸气吹净阶段
一次上吹制气阶段
下吹制气阶段
二次上吹制气阶段
空气吹净阶段
12 其缺点是生产必须间歇阀门频繁切换,生产效率低
煤炭气化生产技术
软水 蒸汽总阀 上吹蒸汽阀
蒸汽 下吹蒸汽阀 集汽包 上水
集汽包
水 煤 气 发 生 炉
燃 烧 室
废 热 锅 炉
烟 囱 上 行 煤 气 阀 烟囱阀
蒸汽缓冲罐 空气鼓风机
吹风空气阀
洗 气 箱
洗 涤 塔
下行煤气阀 气柜 煤气去净化
气柜水封 图5--27 水煤气站流程
气柜水封
13
煤炭气化生产技术
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主流煤气化技术及市场情况系列展示(之八)鲁奇碎煤固定床加压气化技术技术拥有单位:德国鲁奇公司上世纪30年代,德国鲁奇公司开发出碎煤固定床加压气化技术,应用于煤气化项目。

其关键设备为FBDB(Fixed Bed Dry Bottom,固定床干底)气化炉,俗称鲁奇炉。

几十年来,经过持续不断地改进与创新,鲁奇公司先后开发出第一代鲁奇炉(1936~1954年)、第二代鲁奇炉(1952~1965年)、第三代鲁奇炉Mark4和Mark5(1969~2008年),在此基础上,又推出第四代鲁奇炉Mark+(已于2010年8月完成该炉的基础工艺及机械设计)。

同时,为满足气体排放标准,解决废水达标排放难题,鲁奇公司相继开发出高效的煤气化尾气处理和酚氨废水处理工艺技术。

一、技术特点鲁奇公司第四代FBDB气化炉Mark+的开发目标是:增加气化炉的生产能力(为Mark4的两倍);增加设计压力到6MPag,以保证气化过程更好的经济性。

同时,将从Mark4操作上获得的改进,以及鲁奇设计安装的干渣和湿渣排灰气化炉(包括低到高阶煤、不黏煤或黏结煤,还包括生物质和各种废物气化)上获得的经验,反映在Mark+的设计上。

通过应用成熟的技术和创新的设备,上述目标已全部实现。

气化炉Mark+和Mark4综合比较见下表。

在更高压力下,Mark+主要改进项目包括煤锁、气化炉、灰锁系统、洗涤冷却器、废热锅炉、下游冷却系统等。

最显著的改进为:采用双煤锁、使用气化炉缓冲容积,实现煤锁全面控制;增加床层高度。

改进气化炉内件(包括炉箅、波斯曼套筒、粗合成气出口、内夹套),以及鲁奇专有的煤分布器和搅拌器。

Mark+气化炉的设计压力提高到6MPag。

对于煤制天然气项目,这将带来整个气化岛投资成本和操作成本的降低。

如对年产40×108Nm3的煤制天然气项目,气化炉台数可比Mark4减少一半,气化岛投资节省17%,全厂可减少设备约300台,煤制天然气(SNG)成本可望下降10%。

对于下游的低温甲醇洗单元,由于吸收压力的提高,冷冻需求量减少;对于甲烷化单元,由于入口气中甲烷含量提高(50%的入口气为甲烷),所需循环流量降低,反应器尺寸减小。

二、配套工艺(1)煤气化单元鲁奇FBDB煤气化单元简化流程见上图。

粒度为5~50mm的煤从煤斗加入独立的煤锁,再用粗合成气加压后,打开煤锁送入气化炉。

煤以间歇操作方式加入气化炉。

几乎所有用于给煤锁加压的气体,在从煤斗加煤前的减压过程中都可得到回收。

气化炉为双壁容器,在外壁和内壁间(即夹套)维持一定的锅炉给水液位,以保护外层承压壳体免受高温。

同时,通过气化炉内壁传递热量,在夹套中产出与气化压力接近的饱和蒸汽,该蒸汽加入气化过程所用的高压过热蒸汽中。

从煤锁来的煤通过气化炉横截面分布,缓慢下降并通过气化床层。

蒸汽和纯氧的混合气体(也称气化剂)进入气化炉底部,通过回转炉篦,在烧结灰的辅助作用下,分布于气化床层。

在热灰和气化剂之间存在部分热量交换。

灰被冷却到300~400℃,排放到灰锁,再由灰溜槽排出。

灰锁为间歇操作,灰锁一旦装满,将与气化炉隔离,减压到常压,灰排放到灰斗,用水进行激冷。

气化剂蒸汽和氧气通过位于气化炉底部的回转炉篦进行分布。

燃烧区温度控制在灰软化温度和熔融温度之间,防止熔渣的形成,使灰顺利排入灰锁。

预热后的气化剂向上通过燃烧层,在燃烧层里,氧气与煤焦反应生成二氧化碳。

燃烧层是气化炉温度最高的区域,为上部的其他主要发生吸热反应的反应层提供热量。

随着热气体(主要是二氧化碳和蒸汽)沿反应器上升,最终到达气化/还原层,大部分合成气在此生成。

之后,合成气继续上升到干馏层,在此下降的煤在惰性氛围中加热,并分解出富碳的固体残渣(煤焦)和含有气体、蒸汽和焦油的富氢挥发分。

随着气体进一步上升,来自干馏区的挥发分及合成气在气化炉上部得以进一步冷却,而煤则得以预热和干燥。

最终离开气化炉的气体温度在480~700℃之间。

气体的最终组成,决定于煤质和装置的操作工况。

在粗合成气中,煤的挥发分以重质和轻质烃、含酚化合物、氨、含硫化合物等形式存在。

生产的气体在离开气化炉后,立即用煤气水激冷。

经水饱和后的气体在废热锅炉中进一步得以冷却。

冷却获得的冷凝物送去煤气水分离单元。

(2)煤气水分离和酚氨回收单元FBDB煤气化会产生较多含有焦油、轻油、酚、氨等物质的煤气水。

煤气水的处理和达标排放是气化工艺不可或缺的重要环节。

鲁奇公司提出了一个完整的煤气水处理流程解决方案,并在南非塞康达萨索尔合成油工厂得到了很好的实施。

煤气水处理流程是一个完整的水净化生产链,其中焦油/轻油在煤气水分离单元回收,酚在鲁奇Phenosolvan 酚回收单元回收,液氨在CLL 氨回收单元回收。

经过上述处理后,所获得的汽提煤气水可在后续的废水处理单元轻松处理,并实现达标排放。

酚回收:鲁奇酚回收工艺采用五级混合——澄清槽连续逆流萃取工艺,经酚回收单元处理后,煤气水中轻油和颗粒含量小于50ug/g,单酚含量小于20ug/g,多元酚萃取率达到85%,总萃取率大于99%,远高于国内设计的转盘萃取塔的萃取率,并可显著降低去废水处理单元的汽提煤气水中COD含量;溶剂和粗酚的分离在一个蒸馏塔中实现,使用来自氨回收单元的废热,溶剂损失小,能耗低;拥有专利设计的高效脱沥青塔,可生产脱沥青酚。

该酚回收工艺在国外已经商业运行多年,但是尚未在国内实施。

氨回收:经氨回收处理后,煤气水中的游离氨含量小于50ug/g,COD含量小于3000mg/L,适于进一步生化处理;氨及含硫酸气通过汽提和洗涤工艺分别回收,无需额外的化学品和溶剂,无水液氨产品加压或冷冻后,作为农用或化学品级的产品;而具有一定压力的无氨酸性气体可送去硫回收单元;主要的公用工程是低压和中压蒸汽。

废水处理:在生化处理中,对异常高浓度的氰化物和多酚给予特殊考虑。

按上述煤气水处理工艺,其废水排放可以满足最严格的环境标准。

鲁奇设计的南非萨索尔1600t/h(2×800t/h)煤气水、美国北达科他州大平原煤制天然气工厂640t/h煤气水,处理后均能达到当地严格的排放标准。

在最新开发的废水处理技术中,经生化处理后,100%的水可作为工艺冷却水或锅炉给水回用,实现废水的零排放。

尾气处理:尾气处理技术主要特点如下:①无连续火炬气,气体送去煤粉炉产生蒸汽和/或发电;②锅炉烟气脱硫、脱硝,以满足排放标准;③有效的废气热回收;④显著减少开车气体排放,开车气送去锅炉;⑤对煤锁气、膨胀器气体以及煤气水分离驰放气,予以收集并送去锅炉;⑥由于采用了驰放气储存系统,不存在无组织排放。

三、技术特点参数表四、技术优势1、鲁奇FBDB煤气化技术原料适应范围广,除强黏结性焦煤外,从褐煤到无烟煤均可气化,包括水分、灰分较高的劣质煤;可副产焦油、轻质油及酚等多种高价值产品。

鲁奇炉对气化原料的要求如下:块煤,典型粒度分布在5~50mm 之间,低于5mm或高于50mm煤的比例均不超过5%;一般为非黏结性煤,对黏结性煤可加装搅拌器;灰变形温度大于1200℃(还原性气氛下);一定的热稳定性和机械稳定性(破碎指数低于55%);经验证的最低灰分含量为6%(干基,质量分数),最高灰分含量为40%(干基);总水分含量不超过50%(收到基);挥发分含量低于55%(干燥无灰基)。

总体来看,从经济性方面考虑,鲁奇炉尤其适于低阶煤和高灰煤的气化。

2、由于采用碎煤进料,相对气流床干粉或水煤浆进料,备煤系统简单,投资及运行费用大为降低,运行可靠性大幅提高。

3、气化剂与煤逆流接触,气化过程进行得比较完全,且热量利用合理,具有较高的热效率(最高可达94%),其冷煤气效率明显高于气流床。

由于逆流运行,粗煤气及灰渣均以较低温度(典型值为400~700℃)离开气化炉,煤气与灰渣的热回收比干粉进料的废热锅炉流程简单可靠。

4、为防止结渣,气化采用高汽氧比,氧气消耗低于流化床及气流床,氧气单耗只为干粉气流床的50%~70%,显著降低空分设备投资。

5、粗煤气中甲烷含量高(10%或更高),特别适用于生产城市煤气和煤制天然气(SNG)。

6、粗煤气中H2/CO在2左右,当用褐煤为原料时,H2/CO可达2.7,高于气流床,对于F-T合成、甲醇合成、SNG的生产,可减轻煤气变换负荷。

7、技术成熟可靠,在无备用的情况下,单台气化炉年运转率超过93%,气化岛年运转率大于98%(在萨索尔塞康达工厂和大平原工厂得到验证)。

设备本地化率高,投资省,对于相同的产品规模,气化岛加上配套空分的投资,约比水煤浆气化低20%。

表/煤种使用情况五、市场应用情况从上世纪50年代起,中国通过前苏联以及原东德、捷克等国,间接引进鲁奇固定床类气化炉;从80年代开始直接引进鲁奇炉;90年代开始国内设计。

目前中国国内设计的碎煤固定床气化炉也大多基于该炉型。

据不完全统计,国内设计院完成设计的FBDB(Mark4衍生型)气化炉已超过150台。

这些气化炉主要用于煤制天然气、煤制合成油、煤制甲醇、煤制合成氨及其他煤化工项目。

随着这些项目的建成投产,中国将成为世界上使用鲁奇炉最多的国家。

上世纪70年代,南非萨索尔合成油工厂建设了80台Mark4气化炉用于生产液体燃料和化学品;1985年投产的美国北达科他州大平原工厂是目前世界上唯一商业化运行的煤制天然气工厂,至今已稳定运行超过28年,年平均运转率达到98.3%。

该厂建有14台Mark4气化炉,每年生产14.5×108Nm3(标准)煤制天然气(SNG)。

Mark4的最新业绩是印度Jindal钢铁电力有限公司的DRI(直接还原铁)项目,采用7台最新改进型Mark4气化炉(Mark4-HP40),设计压力为4MPag,目前正在建设中。

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