水煤浆影响多喷嘴气化炉炉温因素

水煤浆影响多喷嘴气化炉炉温因素
摘要:炉温控制是多喷嘴水煤浆气化炉操作的要点。

影响炉温的因素较多。

本文从高温热偶、水洗塔出口合成气成分、煤质、灰渣形态、氧煤比等方面介绍
了对炉温的影响。

关键词:水煤浆;气化炉;炉温;氧煤比
引言
多喷嘴对置式水煤浆气化技术是近年来逐渐发展起来的新型煤气术。

对该
炉炉况的操作关键点就是对炉温的控制。

炉温过高,对耐火砖蚀损严重;炉温
偏低,容易造成渣口堵塞。

影响炉温的因素,主要有高温热偶、水洗塔出口合
成气成分、煤质、灰渣形态、氧煤比、壁温、合成气出气温度。

本文对其进行
一一介绍。

一、高温热电偶
高温热电偶是反应气化温度的一个重要仪表设备,它的安装一般是按照燃
烧室的构造从上至下均匀分布的,这样就可以反映出整个燃烧室的温度分布,给
操作人员提供一个可靠的温度数据,结合入炉煤的粘温特性进行实时监控操作。

这样可以防止因炉温的过低而引起渣口的堵塞等不正常现象,以及炉温的过高引
起对耐火砖的烧蚀等。

在气化炉正常运行中燃烧室中的高温热偶是最能直接反应
出燃烧室内部温度的仪表设备,但是因为气化反应温度较高,一般都在1300℃
左右。

高温的烧蚀以及熔融状的灰对高温热偶的冲蚀,从而造成高温热偶在开
车后的一周内左右就损坏了。

如果燃烧室温度越高、入炉煤灰分含量越高那么高
温热偶的使用寿命就越短。

二、水洗塔合成气出口成分
在气化炉正常运行时,由于高温热电偶不会较长时间的使用那就间接的利
用其它介质来反映气化的燃烧温度。

水洗塔出口合成气的分析就是间接的反应
气化温度得到介质。

在合成气的分析中其主要是分析一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷的含量来间接的气化反应温度。

在正常的生产中也经常利用在线自动
分析仪来实时分析合成气气体成分。

其主要是因为当炉温升高是合成气中的二
氧化碳含量将随之升高,一氧化碳含量降低,甲烷含量也随之降低,有效期气
量降低。

当炉温降低合成气中的气体成分却反之,二氧化碳含量将随之降低,一
氧化碳含量升高,甲烷含量也随之升高,有效期气量降低。

合成气的分析反映
出气化炉温度区间不同,只适合气化炉在小幅度范围内的调节,大幅度调节时
还应该根据气化运行情况,依靠高温热偶来小幅度调节气化操作温度。

(高温热
偶只限于烘炉时运行,一旦投料成功高温热偶将会损坏)。

三、煤质
水煤浆气化对煤质要求有以下几点:一、原料煤成浆性要好;二、灰熔点
越低越好,一般要求<1200℃,最高不超1250℃,灰熔点越低,操作炉温越低,
则消耗降低,且耐火砖使用寿命延长;三、灰渣粘温特性要好,避免炉内积
渣造成下降管、激冷环、工艺烧嘴的损坏;四、灰分越低越好,灰分高会增加氧耗、煤耗,同时由于渣量大,容易造成渣堵、激冷室积渣,耐火砖侵蚀加剧、
缩短使用寿命,影响水质,对管道、机泵磨损加大,捞渣机负荷过大等问题。

其
中灰熔点对炉温的影响最为明显。

灰熔点升高,要求的操作温度就越高,操作
人员若不及时调整,会造成气化炉渣口堵渣、下降管烧穿而紧急停车检修。

但是若操作温度过高,耐火砖寿命就是大大缩短、煤耗氧耗升高,严重时会造成
炉壁超温停车。

因此应严格控制入炉煤质量。

四、灰渣形态
在正常生产灰渣一般都是每半个小时通过锁斗排一次,所以说渣样反应出这
半个小时的运行情况,因此判断也比较重要,它可以及时的对炉况进行调整。

正
常灰渣应为粒度均匀、表面光滑、灰量适中,占总渣量的50%以上为宜。

若粗渣
偏多,颜色呈现黄绿色,分析Cr2O3含量较高,此时炉温较高,应缓慢降低O/C,逐步降低操作温度;若渣有拉丝现象,渣量适中,说明渣的流动性变差,渣口出
现堵塞,呈不规则状,应适当升温,提高O/C。

实际操作中应根据渣、DCS操作
指示以及煤浆浓度、煤质分析综合判断处理。

五、氧煤比
氧煤比是调节炉温的基础和依据,也就是每生产1000标方的有效气体所需
要的煤浆和氧气的比例。

在正常炉况的调节中一般都是根据氧煤比的多少来进
行调节炉温的,在正常生产中炉温一般是高于煤中灰熔点50℃左右,如果因其
他情况需要进行升温进调节的话那么就要提高氧煤比,增加氧气的进炉量。

反
之降温是就需要降低氧煤比,降低氧气的进炉量。

六、气化炉燃烧室壁温
气化炉在正常生产运行中燃烧室的温度(也就是气化温度)是基本保持不变的。

因煤种不变,所以煤的灰熔点也基本上是保持不变的,有时也会根据煤灰熔
点定时分析的高低小幅度调整,适当的对炉温进行调整但总体上都是高于煤灰
熔点50℃左右的。

因炉温的基本不变所以引起气化炉炉壁温度的不变。

如果气
化炉负荷增高,势必引起热负荷增加,从而造成气化炉燃烧室壁温升高。

反之就
会造成气化炉燃烧室壁温降低。

不过在调节时因按照气化炉压力负荷就行操作。

在生产中有时也要时刻保证巡检,及时对气化炉壁温进行检测。

要是局部温度高,那么就有可能是耐火砖之间有窜缝的现象等,要是整体壁温升高,那么就有可能
是因气化炉热负荷大或者是耐火砖减薄的原因等。

反之气化炉热负荷降低就会引
起壁温的降低等原因。

七、合成气出气温度
气化炉正常运行中出气化炉合成气是通过激冷环和激冷室的黑水进行换热降
温的,正常情况下出气温度是一定的。

如果在正常运行中一旦激冷水减少或激冷
室黑水液位降低那么就会引起气化炉出口合成气温度的升高。

其次就是下降管的
损坏,当下降管损坏时部分合成气就走近路不与激冷室黑水进行换热,那么也会
影响合成气温度升高。

再者就是激冷水量没变的情况下气化炉的负荷增加热量增
多而造成激冷室液位降低,合成气温度的升高等。

总之合成气温度影响因素就是
气化炉负荷和激冷水量,两者如果有一种变化那么就会造成合成气温度的升高。

参考文献
[1]水煤浆气化炉材料的选择与应用探讨[J]. 任金锁,贾雷,丁满福. 中国化工装备. 2020(01)
[2]关于水煤浆气化炉控制方法的探讨[J]. 陈延栋,方瑞. 氮肥技术. 2020(06)
[3]水煤浆气化炉煤种掺烧试验总结[J]. 朱华杰,郑红飞. 大氮肥. 2020(05)。

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多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法

多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法

多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法1. 引言1.1 背景介绍水煤浆气化是一种将煤粉与水混合制成浆料,并通过气化反应将煤转化为合成气的技术。

多喷嘴水煤浆气化水系统是水煤浆气化工艺中的一个重要环节,其运行情况直接影响到整个气化反应过程的稳定性和效率。

在实际运行中,多喷嘴水煤浆气化水系统常常出现各种问题,如喷嘴堵塞、水量不均匀、气化反应温度波动等。

这些问题严重影响了气化反应的正常进行,降低了生产效率,增加了操作成本。

对多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题进行深入分析,并探讨相应的工艺改进方法变得尤为重要。

通过对问题的分析和工艺的改进,可以提高系统的稳定性和效率,降低生产成本,实现水煤浆气化工艺的持续发展。

在本文中,我们将对多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题进行详细分析,并提出相应的工艺改进方法,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

1.2 问题概述多喷嘴水煤浆气化水系统在运行过程中,常常会遇到气化效率低、能耗高、设备老化等诸多问题。

这些问题不仅影响系统的稳定运行,还可能导致生产效率下降,甚至对环境造成不良影响。

深入分析系统运行问题,并探讨有效的工艺改进方法,对于提高系统运行效率、降低能耗、延长设备使用寿命具有重要意义。

在本文接下来的部分,我们将详细分析多喷嘴水煤浆气化水系统的运行问题,并探讨相应的工艺改进方法,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。

2. 正文2.1 多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题分析多喷嘴水煤浆气化水系统是目前常见的一种气化设备,但在实际运行中常常会面临一些问题。

多喷嘴水煤浆气化水系统在长时间运行后容易出现喷嘴堵塞的情况,这会导致气化水系统无法正常工作。

系统中的水泵和喷嘴等关键设备容易受到高温、高压等因素的影响,从而影响系统的稳定运行。

气化过程中产生的废水处理问题也是系统运行中需要解决的难题之一。

多喷嘴水煤浆气化水系统还存在气化效率不高、能耗较大、设备磨损严重等问题。

这些问题不仅影响了系统的经济效益,也影响了系统的环保性能和长期稳定运行。

华东理工大学科技成果——多喷嘴对置式水煤浆气化技术

华东理工大学科技成果——多喷嘴对置式水煤浆气化技术

华东理工大学科技成果——多喷嘴对置式水煤浆气化技术项目简介煤炭气化,即在一定温度、压力下利用气化剂与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物),是实现煤炭洁净利用的关键,可为煤基化学品(合成氨、甲醇、烯烃等)、整体煤气化联合循环发电(IGCC)、煤基多联产、直接还原炼铁等系统提供龙头技术,为现代能源化工、冶金等行业的技术改造和节能降耗提供技术支撑。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术是世界上最先进的气流床气化技术之一。

水煤浆经四个对置的喷嘴雾化后进入气化炉内,与氧气反应生成含CO、H2和CO2的合成气,从气化炉出来的粗合成气经新型洗涤冷却室、混合器、旋风分离器和水洗塔等设备的洗涤和冷却后进入后序工段;气体洗涤设备内的黑水则经高温热水塔进行热量回收和除渣后成为灰水再返回气体洗涤设备内,全气化系统基本实现零排放。

该技术工艺指标先进,与同类技术相比,合成气有效成分高2-3个百分点、碳转化率高2-3个百分点、比氧耗降低7.9%、比煤耗降低2.2%等,生产强度大,又减少了专利实施许可费。

所属领域化工、能源项目成熟度产业化应用前景多喷嘴对置式水煤浆气化技术的产业化成功,打破了国外技术在气化领域的垄断地位,标志着我国自主的大型煤气化技术已处于国际领先地位。

目前有33台多喷嘴对置式水煤浆气化装置处于工业运行、建设和设计中,同时该技术已走出国门,为美国一家石化公司提供气化技术。

知识产权及项目获奖情况与多喷嘴对置式水煤浆气化技术相关的有二十余项发明专利和实用新型专利。

拥有自主的知识产权。

项目曾得到国家“九五”科技攻关、“十五”和“十一五”“863”课题、“973”计划的支持。

所获主要奖励有:2007年国家科学技术进步二等奖;第十届中国专利奖优秀奖;2006年中国石油和化学工业科技进步特等奖;2006年中国高校-企业合作创新十大案例;2006年中国高校十大科技进展;2005年上海市科技进步三等奖。

合作方式主要以专利(实施)许可和技术转让的模式合作。

多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法

多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法

多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法多喷嘴水煤浆气化是一种高效的煤炭利用技术,但在实际运行中常常遇到各种问题。

本文将重点讨论多喷嘴水煤浆气化系统运行中的问题及工艺改进方法。

首先要讨论的是喷嘴堵塞问题。

多喷嘴系统中,喷嘴是直接接触水煤浆的部分,容易发生堵塞。

主要原因是煤炭中的杂质、灰分和水分在气化过程中会产生团聚,导致喷嘴堵塞。

解决这个问题的方法是使用适当的理化处理剂改善煤浆流动性,同时定期进行喷嘴的清洗和更换。

其次是水系统运行问题。

多喷嘴水煤浆气化系统需要大量的水来稀释煤浆、冷却气化反应产生的高温气体。

在实际运行中,常常出现水系统泵的故障、管道堵塞等问题。

解决这个问题的方法首先是优化水系统结构,采用多级泵送、多级过滤等措施,提高系统的可靠性和稳定性;其次是增加水系统的自动化监控和报警装置,及时发现并解决问题。

再次是煤浆供应问题。

多喷嘴水煤浆气化系统需要稳定的煤浆供应,但在实际操作中常常由于煤炭供应不稳定、所需煤浆浓度变化大等原因导致气化过程不稳定。

为解决这个问题,可以采用煤浆浓度调节装置来提供稳定的煤浆供应,并通过测量和控制煤浆浓度来调整气化过程。

最后是煤灰排放问题。

多喷嘴水煤浆气化过程中会产生大量的煤灰,如果不加以处理,会对环境造成污染。

需要采取适当的措施,对煤灰进行处理和回收利用。

目前常用的方法包括干燥和脱硫,将煤灰转化为有价值的资源。

为解决以上问题,可以从工艺上进行改进。

首先是改进喷嘴结构和材料,提高其耐磨性和抗堵塞能力。

其次是采用先进的水系统控制技术,提高水系统的自动化程度和运行稳定性。

还可以采用新型煤浆调节装置,提高煤浆的稳定性和供应效率。

加强对煤灰处理和回收利用技术的研发,减少煤灰的排放。

四喷嘴水煤浆气化炉结渣及预防对策

四喷嘴水煤浆气化炉结渣及预防对策

技术与信息四喷嘴水煤浆气化炉结渣及预防对策薛长征(陕西未来能源化工有限公司,陕西榆林719000)摘要:四喷嘴水煤浆气化炉结渣的类型主要包括:激冷室堵渣、下降管堵渣、渣口结渣、挂渣。

高温、煤灰组成、原料煤的煤质特性、煤灰黏温特性、煤中矿物质、煤灰沉积都可能导致四喷嘴水煤浆气化炉结渣。

为预防结渣现象发生,需要有针对性的采取预防对策:加强原料煤质控制,选用优质煤,严格按要求操作气化炉,科学配煤并制造水煤浆,并加强气化炉运行过程管理,提高气化炉操作人员素质。

关键词:四喷嘴水煤浆;气化炉结渣;预防对策;煤质控制;气化炉操作气化炉是气化工艺的核心设备,在气化过程中发挥关键与核心作用。

同时,为确保气化炉有效运行和发挥作用,防止气化炉出现结渣现象,确保气化炉排渣顺畅,提高气化炉运行效果是必要的。

然而在实际运行中,气化炉往往会出现结渣现象,不仅降低设备运行效果,还可能对设备带来不利影响,需要有针对性的采取防范措施。

从而保障气化炉排渣顺畅,促进气化炉运行效果提升。

1四喷嘴水煤浆气化炉结渣的类型根据成因不同,四喷嘴水煤浆气化炉结渣分为多种不同类型,主要包括以下几种。

1.1激冷室堵渣导致该问题发生的主要原因是:激冷后大块炉渣不能顺利进入锁斗,进而使得激冷室发生堵渣现象。

一旦出现这种情况,系统不能正常运行和工作,有必要停车降温,进入气化炉激冷室,将堵渣及时清理干净,然后让激冷室恢复正常运行。

1.2下降管堵渣渣在流动过程中,受到多种因数影响,粘结在下降管上。

从而导致下降管挂渣,最终甚至可能使得下降管出现被烧穿现象。

下降管出现堵渣现象后,有必要将系统停车,待温度下降之后,采用人工方式进入清理挂渣。

如果下降管出现烧穿现象,应该及时更换下降管。

1.3渣口结渣渣口结渣也是气化炉结渣的一种类型,通常表现为渣口变小,渣口压差增大,进而导致燃烧室的灰渣无法正常排出。

最终对系统运行产生不利影响,同时对炉膛压力、合成气产出也会带来不利影响,甚至还可能使得炉壁超温,影响气化炉运行。

Texaco水煤浆气化炉炉膛温度监测手段分析

Texaco水煤浆气化炉炉膛温度监测手段分析

Texaco 水煤浆气化炉炉膛温度监测手段分析邹 杰,乙志静(宁波万华聚氨酯有限公司,浙江 宁波 315812)摘 要:介绍了Texaco 水煤浆气化工艺气化炉炉膛温度控制的重要性,提出了通过利用热电偶直接测量法、甲烷含量与温度的近似线形关系、工艺气组分走势判断法及炉渣与气化炉压差法等,来综合判断气化炉炉温,以备指导实际生产。

关键词:Texaco;气化炉;炉温;监控Ana lysis of M on itor i n g M ethod of the TexacoCoa l -wa ter Slurry Ga si f i er Cham ber Tem pera tureZOU J ie,YI Zhi -jing(N ingbo W anhua Polyurethanes Co .,L td .,Zhejiang N ingbo 315812,China )Abstract:The i m portance of the Texaco coal -water slurry gasifier cha mber te mperature contr ol was intr oduced .By using the p r oposed method,such as the direct measure ment of ther mocoup les,methane contents and te mperature of the app r oxi m ate linear relati on,synthetic gas compositi on tendency,the state of slag and differential p ressure of gasifier,the gasifier te mpeture could be judged t o direct the actual p r oducti on .Key words:Texaco;coal gasfier;te mpeture;monit or作者简介:邹杰,男,山东烟台人,2007年毕业于青岛科技大学化学工程与工艺专业,工学学士,助理工程师,现在宁波万华聚氨酯有限公司从事煤气化生产工作。

多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题及工艺优化对策

多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题及工艺优化对策

多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题及工艺优化对策多喷嘴水煤浆气化装置是一种高效的清洁能源生产技术,它可以将煤炭转化为合成气,再通过合成气制取液体燃料和化工产品。

在实际生产中,多喷嘴水煤浆气化装置常常面临着高负荷运行的问题,这会导致装置的稳定性和安全性受到威胁,影响生产效益。

本文将针对多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题,讨论工艺优化对策,以提高装置的稳定性和经济性。

多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行时,面临以下几个主要问题:(1)气化反应器过载问题:高负荷运行会导致气化反应器的温度和压力升高,可能造成炉壁结焦、热负荷过大、气化剂分布不均等问题,从而影响气化反应的稳定性和效率。

(2)焦油产生增加:高负荷运行会使得水煤浆的喷射速度增加,导致煤浆碎解和气化速率增加,从而增加焦油的产生量。

焦油的形成不仅损害了气化反应器内部的设备和管道,还会影响合成气的质量。

(3)冷凝器结垢问题:高负荷运行会导致合成气中水蒸气和煤气中的杂质粒子增加,易在冷凝器内结成垢,影响冷凝器的传热效果,降低合成气的制取效率。

2.工艺优化对策(1)提高气化反应器的稳定性通过优化多喷嘴的布置位置和气化剂的分布方式,可以有效改善气化反应器的温度和压力分布,减少炉壁结焦和热负荷过大的问题。

可以采用先进的控制系统,实时监测气化反应器的运行状态,及时调整操作参数,确保气化反应的稳定性和高效率运行。

(2)降低焦油的产生通过提高水煤浆的预处理工艺,控制喷射速度和温度,可以有效降低焦油的产生量。

可以优化气化剂的配比和气化温度,促进碳气化和焦油气化的协同作用,减少焦油的生成。

(3)加强冷凝器的清洗和维护定期对冷凝器进行清洗和维护,有效清除结垢和沉积物,保持冷凝器的传热效果。

可以采用高效的过滤器和分离器,减少合成气中杂质粒子和水蒸气的含量,降低结垢的风险。

(4)提高设备的耐高温和耐腐蚀能力选用耐高温和耐腐蚀能力强的材料和涂层,对气化反应器和冷凝器进行加固和改造,延长设备的使用寿命,提高装置的稳定性和安全性。

四喷嘴气化炉烧嘴煤浆压差波动原因的探讨

四喷嘴气化炉烧嘴煤浆压差波动原因的探讨发布时间:2022-07-26T01:36:15.455Z 来源:《科学与技术》2022年第30卷第3月第5期作者:殷晓雪[导读] 在气流床工艺中,将原料流喷入气化炉燃烧的设备称为烧嘴,也称为喷嘴。

虽然这种设备与气化炉相比相殷晓雪联泓(山东)化学有限公司山东滕州 277527摘要:在气流床工艺中,将原料流喷入气化炉燃烧的设备称为烧嘴,也称为喷嘴。

虽然这种设备与气化炉相比相对较小,但其重要性不亚于气化炉本身。

烧嘴决定着气化技术的能效,制约着整个生产系统的稳定运行。

气化炉的运行状态完全取决于烧嘴。

关键词:水煤浆;工艺烧嘴;煤浆压差;波动;环隙引言近年来,煤气化技术迅速发展,工业装置中各种类型的气化器不断改进和完善。

作为燃煤燃气火器的主要设备,气化烧嘴的寿命和性能是制约燃气火器安全、稳定、持久运行的关键。

这是因为气化烧嘴长期处于高温、高压、纯氧和酸腐蚀的环境中。

一般来说,气化烧嘴的工作压力为4 MPa ~ 6 MPa,煤气炉的平均温度约为1400℃,烧嘴头部被2000℃以上的火焰强烈释放。

1、工艺烧嘴结构及雾化机理介绍CWS气化过程中,带4个喷嘴,采用以Inconel 600为主要材料的3通道前置工艺烧嘴,以Inconel 625为冷却液线圈和烧嘴的3通道外管,以UMCO 50为烧嘴头的三层外壳和端面。

工艺烧嘴的三个通道是中央氧气通道、煤浆通道和外环氧气通道。

三个通道悬挂在喷嘴头间隙中加速,且中心氧和外环氧流速可达110 ~ 130米/秒,煤浆流速可达10米/秒。

四个工艺烧嘴(见附件)。

图1)水平且均匀成对地布置在燃烧室的中部和上部。

由高压煤渣浆泵供给的水煤浆离开煤浆烧嘴的环形间隙后,首先与预混合室中的高速中心氧混合并加速,然后用外环氧切割颗粒。

在高速氧剪切和高频振动的作用下,水煤浆被分散成液滴,从而增强水煤浆中水的蒸发、蒸发和分解以及部分氧氧化反应。

2、烧嘴煤浆压差波动的危害烧嘴的煤悬浮液压力差异波动时,水煤浆的流量没有明显变化,因此会导致一系列系统反应,如不良喷雾效果、碳残留含量的增加、气体形成的减少、燃烧室气流场的破坏、耐火砖的侵蚀和损坏、局部漩涡恶化等。

水煤浆气化工艺冷煤气效率的影响因素及提高措施研究

水煤浆气化工艺冷煤气效率的影响因素及提高措施研究摘要:伴随社会发展,人们对生活质量要求的提高,绿色健康已经逐渐成为健康生活的主题,煤碳是能源供给的源泉,但也是造成污染的罪魁祸首,因此将煤层处理,清洁煤层就变得尤为重要了。

因此技术更新,将煤炭气化,是制备煤基化学品、燃料、制氢的重要手段。

以某煤化工企业分析了气化用煤的煤质对冷煤气效率的影响,并探讨了提高冷煤气效率的可行性措施。

关键词:水煤浆气化;冷煤气效率;影响因素煤炭在我国能源中占有重要地位,传统的煤利用方式已经无法满足人们日益增长的生活需求,一些已开发的新型煤化工技术通过利用煤来提供能源产品,比如煤热解、煤气化、煤液化等。

煤气化作为煤化工的龙头技术,具有清洁、高效等特点,主要用于生产燃料和化学品。

根据煤粉颗粒在气化炉中的流化状态,气化炉通常分为移动床,流化床和气流床。

因气流床气化炉具有处理量大、气化效率高等优势,使得该技术在工业上得到广泛应用,尤其是水煤浆气化技术。

水煤浆气化的气化性能受许多因素影响,比如煤质、成浆性、气化操作温度和压力、气化炉和烧嘴结构等。

在这些影响因素中,煤质对水煤浆气化性能的影响最为关键,其不但对煤的成浆性有影响,也决定了气化炉的操作条件、气化性能及稳定性等。

一、水煤浆质量对气化的影响(1)氧煤比对气化温度的影响。

其中氧煤比与原料煤有着密不可分的关系,需要严格的参数控制,在其他条件确定时,氧煤比就是气化炉温度的决定性条件,如果氧煤比合适就可以从设备方面降低能耗,提高效益即控制好氧元素和碳元素的摩尔比。

(2)水煤浆浓度对气化温度的影响。

煤浆浓度是气化的基础参数,其浓度随煤的粉粒度呈负相关,粉粒度越小煤浆浓度随之越高,相应的黏性就会增加,对气化炉的温度要求也越高。

(3)煤浆浓度对气化效率的影响。

气化效率即煤气热值和燃料热值的比值,可以用来衡量水煤浆气化时能量转化利用的效率。

水煤浆的质量对整个气化装置的稳定性、经济效益、效率都有着直接的影响。

6.5Mpa多喷嘴对置式水煤浆气化工艺特点及影响运行稳定性因素的分析


1 多喷嘴对置式水煤浆气化工艺特点 水煤浆气化压力为 3.0~ 6.5 MPa, 温度为 1 3 00℃。在此高温下化 学反应速率相对较快, 而气化过程速率为传递过程控制。为此, 采取的 技术对策是: 通过喷嘴配置、优化炉型结构及尺寸, 在炉内形成撞击 流, 以强化混合 ( 热质传递) 过程并形成炉内合理的流场, 从而达到良 好的工艺与工程效果: 有效气成分高、碳转化率高、耐火砖寿命长。 1.1 气化过程及技术特点 具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化示范装置的技术特 点是: 多喷嘴对置的水煤浆气流床气化炉及复合床煤气洗涤冷却设备; 分级净化的煤气初步净化工艺; 蒸发分离直接换热式含渣水处理及热回 收工艺。 1.1.1 多喷嘴对置式气化及煤气初步净化 煤浆经隔膜泵加压, 通过四个对称布置在气化炉气化室中上部同 一水平面的工艺喷嘴, 与氧气一起对喷进入气化炉。对置气化炉的流场 结构由射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区组成。 气化反应是串并联反应同时存在的极为复杂的反应体系, 可分为 一次反应与二次反应。一次反应区 ( 燃烧区) : 进入该区的反应物有工 艺氧、煤浆以及回流流股和折返流流股中 CO、H2 等; 二次反应区: 进 入二次 反应区的组分有煤焦 、CO2、CH4、H2O 以及 CO、H2 等组 分; 一次与二次反应共存区: 多喷嘴对置气化炉中射流区与撞击区、撞击流 股、回流区、折返流区共存, 不时进行质量交换, 再加湍流的随机性, 射流区的反应组分及产物都有可能进入撞击区、撞击流股、回流区、折 返流区, 导致这些区域既进行一次反应, 也进行二次反应。 采用混合器、旋风分离器和水洗塔相结合的节能高效煤气初步净 化系统, 使煤气中灰、渣的含量降到最低, 并且减少压力损失。 1.1.2 渣水处理 气化炉及煤气初步净化系统来的含渣水分别减压后导入含渣水处 理系统, 含渣水首先进入蒸发热水塔蒸发室。蒸发室内含渣水大量汽 化, 溶解在水中的酸性气体一起解吸。蒸发室产生的蒸汽进入热水室与 循环灰水直接接触换热, 使灰水得到最大程度的升温。蒸发室底部含固 量得到增浓的液相产物再进行低压闪蒸, 低压闪蒸的正气作为余热进入 脱氧水槽进行除氧, 热量进一步回收, 低压闪蒸的液相进入真空闪蒸, 进一步降低含渣水温度和浓缩含渣水的含固量, 将酸性气体完全解吸。 1.2 与引进水煤浆气化技术的区别 1) 引进水煤浆气化技术为单喷嘴, 流场为受限射流, 停留时间分 布宽, 碳转化率低, 射流以较大速度冲刷耐火砖。多喷嘴对置式水煤浆 气化技术采用撞击流, 旨在加强混合, 强化热质传递。 2) 引进水煤浆气化技术采用文氏管与筛板塔组合初步净化煤气方 案, 多喷嘴对置式水煤浆气化技术采用混合器、分离器、泡罩塔组合方 案, 采用“分级”净化, 属高效、节能型净化工艺。 3) 引进水煤浆气化技术采用间接换热方案回收黑水余热, 多喷嘴 对置式水煤浆气化技术采用直接换热方案回收黑水热量, 有利于解决换 热器结垢堵塞问题, 提高热传递效率。 4) 具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术专利费将比 引进技术大大降低, 仅为引进技术的 1 / 3 左右。

多喷嘴--水煤浆--气化技术--介绍

多喷嘴水煤浆气化技术0 引言为了推进我国化学工业的发展,扩展气化用原料煤种,自20世纪80年代以来,我国花费巨额外汇先后引进了10余套德士古水煤浆气化装置,用于生产合成氨与甲醇。

随着德士古煤气化装置技术优势的显现,由于购买昂贵的专利使用权和过高价格的进口设备、材料,也使一些企业背上了沉重的还贷负担。

经过10多年的实践,国内在水煤浆气化技术方面积累了一定的设计、安装和运行等工程经验,通过在实践中不断进行技术的优化、完善与创新,推动了水煤浆气化技术在中国的应用和发展。

“九五”期间,水煤浆气化与煤化工国家工程中心、华东理工大学和中国天辰化学工程公司承担的国家重点科技攻关项目“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”,通过了专家鉴定与验收。

在山东华鲁恒升化工股份有限公司国产化1000t/d合成氨大型氮肥装置中,采用了6.5MPa、投煤 750t/d的四喷嘴对置式水煤浆气流床气化炉(以下简称四喷嘴气化炉),这也是新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉技术中试装置通过考核后的首次工业化装置。

山东华鲁恒升化工股份有限公司四喷嘴气化炉是在中试装置的基础上,由华东理工大学、水煤浆气化与煤化工国家工程中心出具工艺软件包,中国华陆工程公司根据工艺软件包进行了工程设计,哈尔滨锅炉厂有限公司制造了气化炉设备主体,新乡耐火材料厂提供了气化炉燃烧室耐火衬里。

山东华鲁恒升化工股份有限公司四喷嘴气化炉自2004年12月1日开始试车、投入运行,本文拟对其应用情况进行介绍。

1 四喷嘴气化炉结构原理来自棒磨机的水煤浆经两个隔膜泵加压,与来自空分装置的高纯度氧气一起通过4个对称布置在气化炉中上部同一水平面上的工艺喷嘴,对喷进入气化炉燃烧室,每个隔膜泵分别给轴线上相对的两个喷嘴供料。

在高温高压下,喷入气化炉燃烧室的水煤浆与氧气进行部分氧化反应,生成CO、H2为有效成分的粗煤气。

气化炉激冷室内有下降管,下降管上端连接激冷环,下降管下部浸入激冷水中,下端有四个切向排气口;下降管与激冷室内壁之间有四层锯齿型的破泡分隔板。

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