航天炉煤气化工艺
航天炉粉煤加压气化技术探究_

(5)航天炉技术的应用缩短了项目的建设周期 通过查阅相关资料可知,航天炉粉煤加压气化技术的应用能
够大大缩短项目建设的周期。比如说,安徽临泉化工股份有限公 司就只耗用了 24 个月完成了项目的建设与安装调试,这速度是 壳牌粉煤气化技术无法比拟的。
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,原料煤粒度会对碳的转化过程造成影响,另外,如果原料煤含
有的水分过高就会降低 U1200 单元煤粉的输送效率,如果原料煤
内部的灰分较少,试烧过后渣就无法顺利挂在水冷壁上,因而航
天炉内部无法拥有稳定的保护渣层。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。 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 应用航天炉粉煤加压气化技术之后,通过对装置的运行情况
进行观察,装置操作人员观察到开停车时间大大缩短,并且负荷
升降的速度得以提高。主要表现在如下两个方面:一、应用航天
炉技术之后停车到开车这一段过程最多只需消耗两个小时;二、
在投料的时候,要想使气化炉负荷从 40%增加到 100%也最多消
耗两小时。上述两点都大大降低了物料的消耗数量,并用最少的
资源合成最优质的氨产品。 3.应用此技术能提高监控的安全性和便捷性 与其他煤制合成气工艺相比,航天炉技术将火焰检测器转换
成高清晰度的摄像头,通过摄像头,监控人员就可以通过总控制
室的显示屏得知航天炉中的情况,与火焰检测器相比,摄像头的
应用大大提高了监控的安全性和便捷性。 三、航天炉的结构特征
几种常用煤气化技术的优缺点

几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛,种类很多,目前在国内应用的主要有:传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等,下别分别加以介绍。
一 Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后,发展迅速,目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行,在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。
Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序:将煤、石灰石(助熔剂)、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中,与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆;煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉,在1300~1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔,冷却除尘后进入CO变换工序,一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水,经泵进入气化炉,另一部分灰水作废水处理。
其优点如下:(1)适用于加压下(中、高压)气化,成功的工业化气化压力一般在4.0MPa 和6.5Mpa。
在较高气化压力下,可以降低合成气压缩能耗。
(2)气化炉进料稳定,由于气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送,所以煤浆的流量和压力容易得到保证。
便于气化炉的负荷调节,使装置具有较大的操作弹性。
(3)工艺技术成熟可靠,设备国产化率高。
同等生产规模,装置投资少。
该技术的缺点是:(1)由于气化炉采用的是热壁,为延长耐火衬里的使用寿命,煤的灰熔点尽可能的低,通常要求不大于1300℃。
对于灰熔点较高的煤,为了降低煤的灰熔点,必须添加一定量的助熔剂,这样就降低了煤浆的有效浓度,增加了煤耗和氧耗,降低了生产的经济效益。
而且,煤种的选择面也受到了限制,不能实现原料采购本地化。
(2)烧嘴的使用寿命短,停车更换烧嘴频繁(一般45~60天更换一次),为稳定后工序生产必须设置备用炉。
无形中就增加了建设投资。
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。
航天炉工艺及主要设备参数

航天炉⼯艺及主要设备参数航天炉⼯艺及主要设备参数介绍1、⽣产⼯艺介绍本装置为HT-L粉煤加压⽓化装置,是由北京航天院设计的⽰范装置,设计⽇消耗原料煤约929.64吨,消耗氧⽓约48.6万⽴⽅⽶。
在4.0MPa条件下通过⽓化反应,⽣产CO+ H2为1.22×106Nm3/d,经洗涤后送变换。
HT-L粉煤⽓化⼯艺是⼀种以⼲煤粉为原料,采⽤激冷流程⽣产粗合成⽓的⼯艺。
HT-L粉煤⽓化⼯艺采⽤了盘管式⽔冷壁⽓化炉,顶喷式单烧嘴,⼲法进料及湿法除渣,在较⾼温度(1400~1700℃)及压⼒(4.0 MPa左右)下,以纯氧及少量蒸汽为⽓化剂的⽓化炉中对粉煤进⾏部分⽓化,产⽣以CO、H2为主的湿合成⽓,经激冷和洗涤后,饱和了⽔蒸汽并除去细灰的合成⽓,送⼊变换系统。
该HT-L粉煤加压⽓化装置包括1500、1600、17000、1800四个单元:其中1500单元为磨煤单元、1600单元为粉煤加压及输送单元、1700单元为⽓化及合成⽓洗涤单元、1800单元为渣及灰⽔处理单元。
1500单元、1600单元、1700单元、均为双套装置、1800单元为单套装置。
1.1航天炉⼯艺原理航天炉属于粉煤加压⽓流床,利⽤纯氧和少量蒸汽为⽓化剂,⼆氧化碳或氮⽓输送粉煤,有特质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,⽓室多余的热量由⽔冷壁吸收产⽣中压蒸汽,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。
1.2⽓化炉主要结构⽓化炉主要由⽓化炉外壳、螺旋盘管和⽔冷壁和激冷室内件组成,⽓化炉外壳为三类压⼒容器,螺旋盘管和⽔冷壁由⽓化室主盘管、渣⼝盘管、炉盖盘管三部分组成,盘管内⽔循环为强制循环,通过汽包副产中压饱和蒸汽,⽔冷壁向⽕侧敷有耐⽕材料⼀⽅⾯为了减少热损失,另⼀⽅⾯为了挂渣,充分利⽤渣层的隔热功能,以渣抗渣保护炉壁,⽓化炉上部为⽓化段,下部为熔渣激冷段,⽓化段位圆柱形反应室,激冷段内有激冷环、下降管、上升管和渣池⽔分离挡板等主要部件。
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。
13种煤气化工艺的优缺点及比较解析

13种煤气化工艺的优缺点及比较有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目,这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。
现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤气化技术作评述,供大家参考。
1、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。
从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。
2、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂,原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。
3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气,不推荐用以生产合成气。
4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术,2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行,实现了工业化,其特点是煤种适应性宽,可以用6-8mm以下的碎煤,属流化床气化炉,床层温度达1100℃左右,中心局部高温区达到1200-1300℃,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。
床层温度比恩德气化炉高100-200℃,所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤,以及石油焦,投资比较少,生产成本低。
缺点是气化压力为常压,单炉气化能力较低,产品中CH4含量较高(1%-2%),环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。
此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%,灰熔点高(ST大于1250℃)、低温化学活性好的煤。
航天炉工艺流程

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文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. l hope that after you downloadthem,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified afterdownloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!航天炉工艺流程:①原料准备:原煤经过破碎、筛分、干燥,制备成适合气化的粉煤。
②煤粉输送:将制备好的粉煤通过密封的输送系统送入气化炉。
③氧气准备:高压氧气通过空分装置制备并压缩至所需压力。
④气化反应:粉煤与高压氧气、蒸汽在气化炉内混合,在高温高压条件下发生快速部分氧化反应,生成含CO、H2等成分的合成气。
⑤热量回收:气化炉的高温合成气流经热回收系统,如废锅,回收热量产生高压蒸汽,供工厂其他用途。
⑥合成气冷却与洗涤:高温合成气经过急冷、冷却后,进入气体洗涤塔,去除硫化物、氯化物等杂质。
⑦合成气净化:通过变换反应、脱碳、精馏等步骤进一步净化合成气,提高氢气或甲烷的纯度。
⑧产品回收与利用:净化后的合成气可作为合成氨、甲醇、烯烃等化学品的原料,或用作IGCC(整体煤气化联合循环)发电的燃料。
⑨灰渣处理:气化过程中产生的灰渣经冷却、破碎后,根据其性质进行综合利用或安全处置。
航天炉粉煤气化工艺黑水系统改造探讨

GUO Xi n g — J i a n .H UANG Ba o — c a i .TONG 1 e — f e n g
( Z h o n g n e n g Ch e mi c a l Co . , L t d.o f An h u i J i n me i Gr o u p,L i n q u a n An h u i 2 3 6 4 0 0 , Ch i n a )
on t he pr o bl e ms o f s l a g wa t e r s y s t e m i n op e r a t i on. A na l y z e t he s e p r obl e ms a nd p r op os e i m pr o v i ng
Ab s t r a c t : De s c r i b e t he pr o c e s s of s l a g — wa t e r t r e a t me nt un i t i n HTL g a s i f i c a t i on s y s t e m ,a nd f o c us
高除 氧 器 的 除 氧 能 力 。对 现 有 的 水 系 统 进 行 置 换 ,可用 热密 封 水置 换 系统水 ,同 时保持 废水 外
排 量 ,减 少 水 中 C O D 的 积 累 ;当 发 现 C OD 积 累量 增加 时 ,应 加 大 废 水 外 排 量 ,减 少 C O D 在 系统 中 的积 累 。气 化 炉反 应产 生 的氨 氮 主要 是 通 第3 Fra bibliotek卷 第 5期
2 0 1 3年 1 0 月
化 工 设 计 通 讯
Che mi c a l Engi ne e r i ng De s i g n Co mm u ni c a t i o ns 。3 1 ’
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HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
激冷水循环泵
锁斗循环泵
2005-7-20
型号
CSBWy
蒸汽
气体 0.24
0.69 300 5.0
液化气 气体 0.14 点火氧气 气体 0.67
20 0.3 20 0.4
2005-7-20
关键设备
破渣机
2005-7-20
HT–L煤气化工艺系统介绍
序号 使用单位
数量(台) 应用时间 备注
1
上海焦化厂
1
2
浩良河化肥厂 2+1
3
德州化肥厂
2+3
4
金陵化肥厂
河南省中原大化有 2002 限责任公司
中国石油宁夏石化 2004 公司化肥厂
2005-7-20
HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
黑水调节阀、煤粉阀、煤粉调节阀、煤粉换向阀、锁渣阀
2005-7-20
用户
口径 压力等级
主 要材 质
上线时间 数量
鲁南化肥厂
4″
600Lb
1Cr18Ni9Ti、碳化钨
93年
气化炉专利号:
发明申请号:200510053511.0
已
实用新型申请号:200520005280.1
申 烧嘴专利:
请
发明申请号:200510079701.X
专
实用新型申请号:200520110717.8
利 破渣机专利:
发明申请号:03141353.6
实用新型申请号:03272196.X
HT–L煤气化工艺系统介绍
4台
04年
4台
4″
中石化
金陵化肥厂
6″
8″
600Lb 600Lb 150Lb
Incoloy825、碳化钨 Incoloy825、碳化钨 Incoloy825、碳化钨
04年
4台
04年
4台
04年
4台
目前正在为下列用户:陕西神木甲醇厂、南京化学工业公司化肥厂、上海焦化总厂 生产黑水调节阀产品,其中南化公司化肥厂的阀门最高单级压降达8MPa,阀体及内件材料为
热风炉 (惰性气体发生器)
№
工程名称
主要技术参数及项目概况
24万吨复合磷 1 肥装置磷铵干
燥机热风炉
24万吨复合磷 2 肥装置磷铵干
燥机热风炉
36万吨复合磷 3 肥装置磷铵干
燥机热风炉
20万吨复合磷 4 肥装置磷铵干
燥机热风炉
15万吨复合磷 5 肥装置磷铵干
燥机热风炉
30万吨复合磷 6 肥装置干燥机
1.热负荷:(100~200)×104 Kcal/h 2.热风温度:120~150℃ 3.热风流量:90100 m3/h
1.热负荷:(150~500)×104 Kcal/h 2.热风温度:120~150℃ 3.热风流量:110000 m3/h
1.热负荷:(150~450)×104 Kcal/h 2.热风温度:120~350℃ 3.热风流量:176470 m3/h
2005-7-20
HT–L煤气化工艺系统介绍
1、主要技术路线:干煤粉作原料 采用激冷流程
• 主要特点: • 技术先进,具有的热效率(可达95%) ,碳转化率高(可达99%); • 气化炉为水冷壁结构结构,气化温度能到1500至1700度; • 对煤种要求低,可实现原料本地化; • 具有自主知识产权,专利费用低; • 关键设备全部国产化,投资少。
T-1401 灰水罐
S-1401 沉降槽
冷凝液来自变换 低压饱和蒸汽 S-1402 过滤机 滤饼
污水
2005-7-20
HT–L粉煤加压气化工艺
3、关键设备
HT–L粉煤气化炉
气化压力:4MPa 气化温度:1400—1700℃ 设计炉型能力:42000Nm3/h(CO+H2)
单炉能力: 20000—75000Nm3/h(CO+H2)
2、工艺流程:
备煤系统
原料煤
S-1103 粉煤过滤器
V-1101 原料煤贮仓
X-1101 称重给煤机
高压氮气
V-1201 粉煤贮仓
V-1204 粉煤锁斗
A-1101 磨煤机
F-1101 惰性气体发生器
空气
燃料气 渣
三条相同
V-1205
的进煤管 线
粉煤给料罐
V-1302 中压汽包
P-1301A/B 汽包循环泵
中压蒸汽
气化及合成气洗涤系统
E-1309
V-1309
氧气加热器 氧气缓冲罐
锅炉给水 中压过热蒸汽
氧气
粗合成气去火炬
粗合成气
C-1301 洗涤塔
渣及灰水处理系统 脱盐水
闪蒸气去火炬
F-1301 气化炉
V-1303 渣锁斗
V-1401 高压闪蒸罐
V-1404 真空闪蒸罐
V-1408 除氧器
Q-1401/V-1411 捞渣机
2台
4″ 上海焦化总厂
6″
600Lb 600Lb
Incoloy825、碳化钨 Incoloy825、碳化钨
94年
4台
96年
4台
黑龙江 浩良河化肥厂
4″ 6″ 10″
600Lb 600Lb 150Lb
Incoloy825、碳化钨 Incoloy825、碳化钨 Incoloy825、碳化钨
04年
4台
04年
1.热负荷:(150~550)×104 Kcal/h 2.热风温度:120~350℃ 3.热风流量:206470 m3/h
交付 日期
用户名称
1991 1995
江西贵溪化肥厂 湖北黄麦岭化工集 团公司
1997 铜陵磷铵厂
宁波东海复合肥有 1999 限公司
2000
巴基斯坦ENGRO 化学工程公司
福建永安智胜化工 2000 联合公司
热风炉
30万吨复合磷 7 肥装置干燥机
热风炉
1.热负荷:(200~500)×104 Kcal/h 2.热风温度:343℃ 3.热风流量:7500 m3/h
1.热负荷:(430~550)×104 Kcal/h 2.热风温度:270℃ 3.热风流量:10000 m3/h
1.热负荷:500×104 Kcal/h 2.热风温度:90~135℃ 3.热风流量:50000~135000 m3/h
炉体材料:15CrMoR+316L 水冷盘管材料:15CrMo
2005-7-20
HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
气化烧嘴
物料名称 煤粉
状态 固
正常流 量 kg/s
7.76
最大流 量 kg/s
9.3
温 压力 度 ℃ Mpa
80 4.1
氮气 氧气
气体 0.67 气体 6.29
0.89 80 4.1 6.92 180 4.15
3
94.12 04.4 04.10 04.10交货
德士古 德士古 德士古 德士古
5
南京大化
1+1
05.2交货 德士古
6
上海惠生
3
05.3订货 德士古
7
湖北双环
1
04.3交货 壳牌
8
柳州化工
1
05.3交货 壳牌
9
云天化
ห้องสมุดไป่ตู้
1
05.4订货 壳牌
10 云占化
1
05.5订货 壳牌
HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备