化工设计通讯
第38卷第6期
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Chemical Engineering Design Communications
2012年12月
浅议航天炉
粉煤气化在行业中的优势
部兴建,查风
(安徽晋煤中能化丁殷份有限公司,安微临泉2:35400)
摘要:介绍HT1L航天炉的工艺流程,技术特点、第一套装置自2008年开华以来的运行情况,并对
该工艺的应用前景进行了分析
关键词:IT-L炉;[.艺;特点;运行;分析
中图分类号:TQ546文獻标志码;B文章编号;1003-6190(2012)06-0064-03
Advantages of HT-L Gasification Technology in Industry
GUO Xing-jian, TONG Wei-feng
Anhui Jinmei Zhongneng Chemical Co, Ltd, Linquan Anhui 236400, China
Abstract Describe the process and technical characteristies of HT-L gasification technology,
operation situation of first HT-L gasifier since its starting in 2008, and the technology application
prospects arc analyzed
Key words: HT-1. gasi[ier; process; characteristic; operation; analysis
我国能源特点是缺油少气,煤炭资源相对丰
官,因此煤在国内合成氨和甲醇工业原料中仍占
1HT-L媒气化工艺筒介
据主导地位。我国也成为世界上最大的煤气化烛
航天炉是洁净粉煤气化工艺的一种,是航天
市场,到2020年我国对煤
气化炉有巨大的需求,十ー所備鉴荷兰 Shell德国GSP、美国 Texaco
需求量将达到2250套。那么,目前,在我国煤煤气化工艺中的先进技不,配置自己研发的盘管
化工建设中到底有多少种类煤气化技术在应用?式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实
存在哪些问题?从目前调查的情况看,包括正要
用的媒气化工艺。该工艺煤种适成性广,从烟
准备中试和已经T业化应用的同内外煤气化技术媒、无煤到褐煤均可气化,对于高灰分、高水
有13种,国外技术有4种、国内技术9种。我
分、高硫的煤种同样适用。技术先进,热效率高
国已成为世界上应用种类最多的国家,国外技术
(可达95%),磯转化率高(99%),是具有自主
美国GE公司的水煤浆气化エ艺(原德士古水煤知识产权的一种国产化气流床气化エ艺。
浆气化工艺)进入中国推广较早,应用业绩最多
航天炉粉煤气化装置分为4个单元,即磨煤
荷兰壳牌、德国GSP媒气化技术也有不错的业
和干燥单元、加压和输送单元、粉煤气化及合成
气洗涤单元、渣与灰水处理单元。
绩。与此阿时,我国自主媒气化技术也发展迅
(1)磨煤和干燥单元干燥系统的工艺流
速,以千煤粉气化技术为代表的国产媒气化技术程、运行原理、控制参数都与Shelエ艺相同,
已达到世界先进水平。北京航天煤化工工程有限两套系统-开ー备,单套能力35t/h,目的是制
公司研制的HTL气化技术、其示范装置自造出80%以上粒度小于90m、水含量小于2%
2008年10月在安徽临泉化工股份有限公司一次的煤粉。没有单独的石灰石加入系统,只是利用
开车成功以来,展示了优良的工艺技术性能
皮带秤通过比值調节将粒状石灰石加到输煤皮带
年的时间,被迅速推广到10多家企业,参与中上,一块进入磨煤机研磨。
国这个世界最大的煤气化技术市场的竞争。
(2)加压和输送单元经研磨分离合格的粉
收日期:2012-07-28
作者简介;郭兴建(1978-),男,安徽阜阳人,助理工程师,从事航天炉煤气化工作。
万方数据
第6期
郭兴建等:浅议航天炉粉煤气化在行业中的优势
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煤備存在常压粉煤仓内,通过粉煤锁斗连通粉媒99%,有效气体(CO+H12)体积分率在90%左
给料;粉煤锁斗常压进料,加压向粉煤给料罐右,CH4气体仅有几十至几百10-数量级
放料,循环运行。粉煤给料鏈连续向气化炉烧嘴
(4)盘管式水冷壁结构
供料,并与气化炉之问保持恒定的压差。
多头并联结构可以保证管程流阻分布均匀
(3)粉煤气化及合成气洗涤单元采用单烧强制循环可防止局部传热恶化发生“爆管”故障
嘴顶烧式气化、,激冷工艺,煤粉经3条煤粉管线
5)冷壁式耐火材料结构
进入气化炉烧嘴,氧气经预热器加热后在氧蒸混
水冷壁与耐火材料组合,水冷覽降低耐火材
合器内与蒸汽混合,按一定的比例进入气化烧料的蚀损率,保证耐火材料的使用温度低于
嘴。粉煤在气化炉内燃烧并发生反应,生成的合1300℃,水冷壁外形成3~5mm稳定的固渣层,
成气主要成分是H2和CO。合成气经激冷环进“以渣抗渣”,提高耐火材料使用寿命,降低炉膛
人激冷室,在激冷室内令成气经过降温、増泥、散热损失
除尘和洗涤,被水饱和,嫆渣迅速固化。合成气
(6)水激冷方案
出气化炉后,经文丘里洗涤器,合成气洗涤塔进
有成熟的工程业绩和分析数据,技术成熟可
一步增湿,除尘、洗涤。除尘后的合成气进入变靠,合成气中增加的饱和水可直接用于变换工
换工序。粉煤燃烧后形成的灰渣沉积在激冷室水序
中,绝大部分灰渣迅速沉淀并通过渣锁斗系统定
(7)燃烧效率高、环保性能好
期排出。
碳转化率、冷煤气效率、热效率都高于水煤
(4)渣及灰水处理单元从气化炉激冷室排浆工艺,冷煤气效率比湿法提高10%,热效率
出的渣经破渣机、锁斗,排到捞渣机,进行渣水提高6%,碳转化率≥99.5%,盘管水冷壁副产
分离,水回收处理利用;气化炉及合成气洗涤塔中压蒸汽回收炉内燃烧热量的3%~5%。高温
底部排出的黑水,经两级闪蒸去除不凝性气体并煤气化,废水有害成分极少,容易处理。合成气
回收热量、固体颗粒经絮凝、沉淀、过港后收中氮氧化物及硫氧化物含量很低。
集,灰水循环利用。
3主要设计参数
2航天炉技术特点
(1)物化参数
(1)于煤粉进料,惰性气体输送,加压气化
粉煤水分含量<2%,粒径比例如下:
干煤粉进料,堞被磨制成20~100gm煤粉
粒径
比例
颗柆,并以过热空气干燥;惰性气体输送,介质
200m以上
2%
为二氧化碳或氮气;加压气化,强化燃烧,提高
90~200m4%~5%
单位体积产气率。与常压炉相比,在同样生产能
%
力下,航天炉气化强度高,设备尺寸小,结构紧
gm以下
2%
凑,占地面积小,燃烧效率高。
所用煤的化学成分如下
(2)单烧嘴顶烧绀合燃烧器
元素
含量
燃烧火焰、炉内物料流场与炉膛结构匹配较
C
69.55%
好,炉内煤粉热解区、火焰燃烧区、烟气射流
H
4.14%
区、娴气回流区以及二次反应区分布合理,煤粉
3.25
%
反应完全;火焰形状、稳定性好;烧嘴釆用水冷
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