HTL气化工艺介绍

15单元共有三套，正常是两开一备，方便磨煤单元设备检修。 本单元中的设备包括： 静设备：原料煤贮仓、惰性气体发生器、粉煤袋式过滤器 等共15台。 动设备：磨煤机MPS235、循环风机、密封风机、称重给 煤机、稀释风机、振动料斗等共37台。
• 本单元施工重点： • MPS235型辊盘式磨煤机安装；DN1200风煤、粉煤管线 安装。 • 1）MPS235型辊盘式磨煤机安装 • ①工作原理 • MPS型磨煤机是具有三个固定磨辊的外加力型辊盘式中速 磨煤机。 • 三个辊子在一个旋转磨盘上作辊压运动。需粉磨的物料从 磨机的中心落煤管落到磨盘上。旋转磨盘借助于离心力将 物料运动至碾磨辊道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊圆 周方向均布于磨盘辊道上，磨辊施加的碾磨力由液压缸产 生。通过静定的三点系统碾磨力均匀作用至三个磨辊上， 磨盘、磨辊的压力通过底板、拉杆和液压缸传至基础。物 料的碾磨和干燥同时进行。热气通过喷嘴环均匀进入磨盘
16单元的主要设备有：粉煤储罐、粉煤锁斗、粉煤给料罐等 设备。其中粉煤给料罐为压力容器，工作压力为4.7Mpa； 粉煤锁斗为压力容器，会有间断的充压泄压。 静设备：14台 动设备：2台
• 三、1700单元 • 17单元 气化及合成气洗涤：本单元任务是将粉煤在高温下与纯氧发 生不完全燃烧反应，转化成所需要的以有效气，同时副产蒸汽。该单 元是HT-L加压粉煤气化工艺的核心。主要由氧气系统、粉煤进料系统、 气化系统、气化汽水系统、合成气洗涤系统及排渣系统组成。
HT-L气化装置介绍
目录
一、装置概况 二、工艺流程 三、关键设备 四、施工过程介绍
一、装置概况
我国是一个贫油、少气、富煤的国家，煤炭的利用除了作 为一次能源，还包括用煤制造二次能源、化工原料等。随 着经济的发展，煤炭的综合利用越来越受到关注。 煤炭气化是指在特定的设备内，在一定温度及压力下 使煤与气化剂发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有 CO、H2、CH4等气体。
二、工 艺 流 程
本气化装置是由四个单元组成。 原料煤由备煤车间煤场通过皮带进入磨煤及干燥单元 （1500单元），经磨煤机研磨并干燥的粉煤（50-90微米 占90%）到煤加压及进煤单元（1600单元），再经高压 CO2或N2输送至气化及合成气洗涤单元（1700单元）， 气化并洗涤后送入后系统。第四个单元为渣水处理单元 （1800单元），本单元将气化炉产出的渣和洗涤后的黑水 进行处理利用。
7、气化装置关键技术指标:
产气率： 1.6478 Nm3/Kg
比煤耗：606.9 Kg/KNm3
比氧耗：330～360 Nm3/KNm3 碳转化率：>99% 冷煤气效率：80 ～ 83% 热效率： ～ 95%
9、布置图 立面布置图
粉煤加压气化装置相对于灰融聚气化装置自动化程度高， 开、停车一键启动。现将其单炉有关运行参数进行介绍： 进煤量：35-37吨/小时 进氧量：1-2万方/小时 产气量：5万方/小时（净化气） ④残炭率：小于5%
优点：产气量大、现场相对干净、检修量小、碳的转化率 高、冷煤气效率高、煤种适应性好、盘管式水冷壁副产中 压蒸汽，能量利用率高。 缺点：框架高、造价高、专利专有设备多。 气化框架总高为76米，设备总高为84米。两套装置共 有设备313台，动设备103台，静设备210台。
• 一：1500单元 磨煤：本单元的任务是对原料煤进行研磨、烘干， 为气化炉提供合格的粉煤。 原料煤从备煤经过管式皮带输送给原料煤储仓 （V-1501容积为510m³ )，原料煤再从其中由称重 给煤机（X-1501）进入中速磨煤机(A-1501)；原 煤由上到下进入磨煤机进行研磨。研磨好的粉煤 烘干后输送到粉煤袋式过滤器(S-1501)。经过过 滤器分离后，粉煤经旋转卸料阀及粉煤螺旋输送 机(X-1503)输送至粉煤贮罐(V-1601)。分离出的 气体经过惰性气体发生器(F-1501)加热后由循环 风机（K-1502）吹入磨煤机，由此形成循环。
氧气系统：来自空分的氧气（约25℃，5.0Mpa）经氧气预 热器（E-1709）加热至180℃后与中压过热蒸汽（约 420℃，4.9Mpa）混合后作为氧化剂经烧嘴的氧气/蒸汽 通道送入气化炉。 氧气流量与粉煤流量为比例控制，以 防止气化炉超温。 粉煤进料系统：来自1500单元的粉煤用高压二氧化碳 （开车时为氮气）通过三条粉煤输送管线采用密相输送方 式，送入气化炉烧嘴的煤粉通道。煤粉的流量通过粉煤管 线上的温度、压力悬浮密度、速度的测量仪表以及特殊的 粉煤流量调节阀进行控制。
三、关 键 设 备
HT–L粉煤气化炉
型号：HTL-4/S-32/32SG-I/Q 工作介质:粉煤、氧气、蒸汽 额定生产能力：122万 Nm³ /d • • • 气化压力：4MPa 气化温度：1400—1700℃ 炉体材料：15CrMoR+316L
•
水冷盘管材料：15CrMo
气化烧嘴
物料名 称 煤粉
• 吊装示意图
• 2）DN1200风煤、粉煤管线安装
• 二、1600单元 粉煤加压：该单元采用锁斗来完成粉煤的连续加压及输送。 在一次加料过程中，常压煤粉贮罐（V-1601）内的粉 煤通过重力作用进入粉煤锁斗(V-1602)。粉煤锁斗内充满 粉煤后，即与粉煤贮罐及所有低压设备隔离，然后进行加 压，当其压力升至与粉煤给料罐(V-1603)压力相同时，且 粉煤给料罐内的料位降低到足以接受一批粉煤时，打开粉 煤锁斗与粉煤给料罐之间的平衡阀门进行压力平衡，然后 依次打开粉煤锁斗和粉煤给料罐之间的两个切断阀，粉煤 通过重力作用进入粉煤给料罐。粉煤锁斗卸料完成后，通 过将气体排放至粉煤贮罐过滤器进行泄压，泄压完成后重 新于粉煤贮罐经压力平衡后联通，此时，一次加料完成。 为了保证到烧嘴的煤流量的稳定，在粉煤给料罐和气化炉 之间通过控制粉煤给料罐的压力保持一个恒定的压差 0.7~0.8Mpa.
煤炭气化工艺按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分， 主要有： 1、固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气 化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于 气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可是为不 动，因此称之为固定床气化。如：常压固定床间歇式气化 （UGI）、鲁奇加压连续气化（Lurgi） 2、流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原 料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒 在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤层内温度均一，易 于控制，提高转化率。 如：灰融聚（U-Gas、ICC）、循环流化床（CFB)
17单元的设备较多，主要设备有 静设备：气化炉、洗涤塔、汽包、文丘里洗涤器、激冷水 过滤器等设备 动设备：烧嘴冷却水泵、中压汽包循环水泵、锁斗循环水 泵、激冷水泵、捞渣机、破渣机等。 其中泵类设备共有：18台
• 四、1800单元 18单元 渣水处理:本单元的任务是处理从上个工序排出的黑 水，达到排出标准。 从气化炉激冷室和洗涤塔底部来的黑水在减压后送入高 压闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸蒸汽经高压闪蒸分离罐后，分离 出来的冷凝液送到除氧器，蒸汽一部分送去除氧器作为除 氧蒸汽用，其余部分送出界区作为工艺蒸汽。除氧器的水 由除氧水泵给了高压闪蒸汽提塔经处理后，由洗涤塔给料 泵输送洗涤塔保持液位。洗涤塔塔底水由激冷水泵给了气 化炉激冷室保持其液位。
状态
正常 流量 kg/s
7.76
最大流 量 kg/s
9.3
温 度 ℃
80
压力
Mpa 4.1
固
氮气
氧气
气体
气体
0.67
6.29
0.89
6.92
80
180
4.1
4.15
蒸汽
气体
0.24
0.69
300
5.0
液化气
点火氧 气
气体
气体
0.14
0.67
要求及用煤的处理
HT–L煤气化工艺的原料是干煤粉，用高压氮气或加压CO2输送入气化炉，对煤种的适 用范围宽，能够以当地煤种为原料，而且碳转化率超过99％。该工艺过程对煤的特性， 例如煤的粒度、粘结性、含水量、含硫量、含氧量及灰分含量均不敏感，但对于灰熔 点较高的煤如灰熔点＞1400℃须加入助熔剂(石灰石)，改变溶渣性能。
3、气流床气化：它是一种并流气床，用气化剂将粒度为 20~100μm的煤粉带入气化炉内，也可将其先制成水煤浆， 然后用泵打入气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与 气化剂发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气 化炉。壳牌、航天炉及德士古炉均属于气流床。
• 本装置为航天粉煤加压气化装置，是由航天长征化学工程 股份有限公司设计。航天炉是其核心设备，航天炉属于粉 煤加压气流床气化炉，利用纯氧和少量水蒸汽为气化剂， 高压CO2或N2输送粉煤，由特制的粉煤烧嘴送入高温高 压的气化室完成气化反应，生成以CO和H2为主要成分的 合成气，煤中的灰分形成熔渣与高温合成气一同进入激冷 室进行水激冷后排出气化炉。
气化系统：粉煤、氧气、蒸汽通过烧嘴进入气化炉进行反应。 反应后的合成气经初步洗涤后到下个工序。 排渣系统：在气化炉底部的激冷室中产生的粗渣被破渣 机（H-1701）破碎，然后通过渣锁斗系统排至捞渣机。 为了确保顺利排渣，在气化炉激冷室和渣锁斗之间设有一 台锁斗循环泵，使渣水在渣锁斗和气化炉激冷室之间进行 循环。
高压闪蒸罐底部的水和固体通过液位控制进入到真空闪蒸罐。 在真空闪蒸罐的黑水进一步进行闪蒸，闪出其中溶解的少 量气相组分。真空闪蒸罐顶蒸汽经过真空闪蒸冷凝器冷却， 再经真空闪蒸分离罐分离后，不凝气由真空闪蒸真空泵排 至大气，分离罐底液体进入灰水槽。真空闪蒸罐底部的液 体和固体混合物自流进入沉降槽。
本单元的设备有 静设备：除氧器、沉降槽、灰水槽、真空闪蒸罐、高压闪蒸 罐等 动设备：密封/冲洗水泵、低压灰水泵、沉降槽底流泵、洗涤 塔给料泵等。
• 周围，将经碾磨的物料烘干并输入至磨机上部的分离器。 在分离器中，粗细物料分开，细粉排出磨机，粗粉重新返 回磨盘碾磨。难以破碎的杂物热气流不能吹走，它们通过 喷嘴环落入磨机下部的热空气室中，经刮板至石子煤箱中 排除。清除废料的过程在磨机运行期间也能进行。