一第23卷第6期 洁净煤技术 Vol．23一No．6一一2017年 11月 Clean Coal Technology Nov.一 2017一 水煤浆气化黑灰水系统降硬研究 王晓雷,陈一权,仝胜录,霍卫东 (北京低碳清洁能源研究所,北京一102211) 摘一要:为了解决水煤浆气化黑灰水系统结垢二堵塞问题,对系统现状二机理进行分析,通过模拟计算二搭建小试装置进行试验研究,验证了NaOH +CO 2和Ca (OH )2+Na 2CO 3两种方案处理效果,核算药剂用量,为现场中试试验提供技术指导,寻找有效可行的改造措施三试验得出NaOH +CO 2二Ca (OH )2+Na 2CO 3两种药剂方案处理效果良好,均可将硬度降低到300mg /L 以下,均能满足灰水回用要求三NaOH +CO 2和Ca (OH )2+Na 2CO 3方案药剂费用分别为2．38二1．62元/t 三关键词:水煤浆;气化;黑灰水;降硬;中试试验 中图分类号:TQ546;X78一一一文献标志码:A一一一文章编号:1006-6772(2017)06-0113-05 Decrease of hardness of the coal water slurry gasification black ash water system WANG Xiaolei,CHEN Quan,TONG Shenglu,HUO Weidong (National Institute of Clean -and -Low -Carbon Energy ,Beijing 一102211,China ) Abstract :In order to solve the problem of scaling and clogging of coal water slurry gasification black ash water system,the present status and processing mechanism of system were analyzed,and studies were carried out by simulating and a lab -scale device experiment.The treatment effects of two schemes of NaOH +CO 2and Ca(OH)2+Na 2CO 3were verified,and the dosage of reagent was checked.The techni-cal guidance was provided for a field pilot test,and effective and feasible modification methods were found.The experimental results show that the two treatment schemes of NaOH +CO 2and Ca(OH)2+Na 2CO 3have good treatment effect.Two schemes both could reduce the hardness to less than 300mg /L.This can meet the requirements of ash water reuse.The costs of NaOH +CO 2and Ca (OH)2+Na 2CO 3schemes are 2．38and 1．62Yuan /t respectively. Key words :coal water slurry gasification;black ash water;reduce hardness;pilot test 收稿日期:2017-04-26;责任编辑:孙淑君一一DOI :10.13226/j.issn.1006-6772.2017.06.021基金项目:神华科技创新资助项目(ST930014SH07) 作者简介:王晓雷(1978 ),女,内蒙古通辽人,硕士,从事节能环保技术及工业水处理研究工作三E -mail :wangxiaolei@https://www.doczj.com/doc/0112912769.html, 引用格式:王晓雷,陈权,仝胜录,等.水煤浆气化黑灰水系统降硬研究[J].洁净煤技术,2017,23(6):113-117. WANG Xiaolei,CHEN Quan,TONG Shenglu,et al.Decrease of hardness of the coal water slurry gasification black ash water system[J].Clean Coal Technology,2017,23(6):113-117. 0一引一一言 煤炭是我国的主要能源,其产量和消费量长期占我国能源的70%左右三煤炭高效二清洁利用及转化技术对于提高我国能源利用效率二减轻能源匮乏压力二改善生态环境具有重要意义三近年来我国新型煤化工发展迅速,但项目都具有较大的耗水量和废水排放量,且大部分集中在煤炭资源丰富二水资源短缺的西部北部地区,导致这些地区生态环境恶化三处理好煤化工水资源短缺及污染排放问题是煤化工企业的重中之重三煤化工污水处理系统若要最大程 度的循环利用,处理后达标排放,取决于高效的水处理技术三煤气化技术是煤炭能源转化的基础,是煤化工最关键二最重要的工艺过程之一三其中,水煤浆加压气化工艺是美国德士古石油公司开发的,20世纪80年代投入工业化,后被GE 公司收购又称GE 水煤浆气化工艺,由于其具有技术成熟,碳转化率高,消耗低,运行稳定二可靠等优点,被广泛应用于煤化工厂,但水煤浆气化渣水处理系统普遍存在着结垢二堵塞问题[1-4]三王小玲等[1]在材质二管道设备布置方面提出优化措施,郑亚兰等[5]从煤种二部件的材料使用二工艺改进二操作管理等方面进行优化改 3 11
水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术 水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术一、概述 北京盈德清大科技有限责任公司是盈德气体集团有限公司与清华大学清华炉煤气化技术的发明人共同组建的合资公司，取得了清华大学的授权，独家经营清华炉煤气化技术，并与清华大学共同进行后续相关技术的研发和推广。 第一代清华炉耐火砖气化技术（非熔渣—熔渣分级气化技术）大型工业装置已分别在大唐呼伦贝尔（18/30项目）、鄂尔多斯市金诚泰化工有限责任公司（一期60万吨甲醇装置）、山西阳煤丰喜肥业（集团）临猗分公司投入运行，运行至目前三套装置均运行稳定，专家鉴定认为“该技术优于国外同类技术，具有国际先进水平”。 第二代清华炉水煤浆水冷壁技术是气化炉的燃烧室采用水冷壁型，气化炉内件本身是一台膜式水冷壁，安装在整个气化炉承压外壳中。气化炉运行时，气化反应段膜式壁固化的灰渣层，能够对水冷壁起保护作用，防止水冷壁管受到熔渣的侵蚀，达到“以渣抗渣”的效果。水冷壁清华炉煤气化技术对煤种适应性强，能够消化高灰份、高灰熔点、高硫煤，易于实现气化煤本地化。清华炉煤气化技术残炭含量低，废渣易于收集处理，废水无难处理污染物，正常生产过程中无废气排放；制浆用水可以使用工厂难以处理的有机废水，对环境友好。第二代水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术的工业装置于2011年8月在山西丰喜投入运行，首次投料即进入稳定运行状态，并全面实现了研发和设计意图。至2012年1月9日计划检修，创造了首次投料并安全、稳定、连续运行140天的煤化工行业奇迹。水冷壁清华炉气体成份与水煤浆耐火砖炉气体成份相当，且不必每年数次更换锥底砖，定期更换全炉向火面砖，节约运行费用并提高单台气化炉的年运转率，为煤气化生产装置的“安稳长满优”运行创造了条件。 清华炉煤气化技术可应用于国家重点新能源领域，煤炭的清洁利用和石油、天然气替代项目。适用于合成氨、甲醇、煤制氢、煤制乙二醇、煤制烯烃、煤制油、煤制天然气、煤制芳烃、冶金、石化、陶瓷、玻璃、液体燃料及电力等行业。 清华炉煤气化技术为煤炭洁净化开发，利用丰富的“三高”煤资源走出了一条创新之路，第一代清华炉已有山西丰喜、山西焦化、内蒙金诚泰、大唐呼伦贝尔、惠生内蒙、江苏永鹏等多个生产厂家20余台气化炉建成运行或即将投运；第二代水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术除山西丰喜运行外，已与石家庄盈鼎、潍坊盈德公司、克拉玛依盈德公司、中海石油天野化工有限公司、江苏德邦兴华化工科技有限公司、山东金诚化工科技有限公司、新疆天智辰业化工有限公司、河北正元化工集团公司、阳泉煤业（集团）有限责任公司、兴安盟乌兰泰安能源化工有限责任公司等十几家公司签约。目前，正在对在贵州水城矿业集团鑫晟煤化工有限公司和黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河分公司的水煤浆耐火砖炉进行水冷壁技术改造。这将为水煤浆水冷壁清华炉技术的推广、应用提供了更加广阔的发展前景。二、技术特点
GE水煤浆气化闪蒸系统运行维护 摘要：主要叙述了GE水煤浆气化装置黑水闪蒸系统在日常运行过程中物料的液位、压力、温度以及加药等操作对闪蒸系统稳定运行的几点看法。 关键词：气化炉；闪蒸；黑水 陕西长青能源化工有限公司60万吨/年甲醇项目其闪蒸系统，由高、低压闪 蒸和两级真空闪蒸组成，主要是将气化炉和洗涤塔排放的黑水进行浓缩，降低温度，回收热量和水份并将酸性气体完全解吸。而浓缩后的黑水进入沉降系统中分离，较干净的灰水溢流到灰水槽中重新返回系统利用，降低系统的水消耗。而高 浓度的黑水送往细渣过滤装置，压滤后产生的滤饼外送运走，滤液送入制浆系统 利用，处理能力360 m3/h。本文主要从操作维护方面对闪蒸系统稳定运行谈几点 看法。 1 .闪蒸系统操作压力要稳定 高压闪蒸、低压闪蒸及两级真空闪蒸系统的压力稳定直接影响到整个闪蒸系 统的稳定。高闪的压力决定低闪的负荷。而低压闪蒸压力如果高，闪真气温度就 会升高，直接导致灰水除氧器温度超温、超压，使高压灰水泵气蚀，造成水循环 波动，还会是除氧器补水困难。真空闪蒸的压力变化会是出真闪黑水的温度发生 变化。出真空闪蒸罐黑水温度过高，使絮凝剂失效或者活性降低，不利于黑水中 固体颗粒的沉降，造成沉降效果差，从而使灰水中悬浮物增加，使水系统在循环 时夹带大量的灰颗粒，引起设备、管道的结垢堵塞或者磨损。 从工作原理看，闪蒸系统的操作属于蒸发单元操作，在闪蒸过程中存在着汽 液两相平衡的问题。要尽可能多地蒸发出饱和水蒸汽和降低温度，就要尽快地把 闪蒸出来的水蒸汽移走，降低闪蒸罐液面上的气相压力，促进蒸发操作的进行。 具体可以从几个方面着手：（1）保证进闪蒸系统黑水量的稳定。（2）保证 换热器的冷凝效果及冷凝液排放管线的畅通。（3）保证闪蒸气换热器后面的压 力稳定，使闪蒸分离器的液位及时排出。（4）及时消除系统漏点，特别在减压 阀阀后的冲击堵板上再增加一层防冲击堵板，增加抗磨性，防止在系统运行时磨穿。（5）对闪蒸气换热器定期清理。（6）维持闪蒸系统的压力在规定的范围内，禁止系统超压。 2 .闪蒸罐的液位要稳定 气化炉和洗涤塔的黑水进入闪蒸罐以后，黑水被闪蒸罐黑水入口挡板折流后 下落，在下落过程中，黑水由于压力突然降低，黑水的温度远远高于操作压力下 的饱和蒸汽压的温度，黑水处于剧烈的沸腾状态，黑水中的水蒸汽迅速地蒸发出来。 如果闪蒸罐的液位过高，罐内液面上的分离空间就要减少，黑水下落的时间 就会缩短，由于分离空间的减少，会影响黑水中水蒸汽的蒸发，不利于闪蒸的操作。另一方面如果闪蒸罐的液位过高，闪蒸汽夹带的黑水量会增加，在闪蒸汽进 入换热器时，黑水会以液膜的形式覆盖在换热器管束的表面，由于液膜的传热阻 力很大，对换热器的换热效果影响较大，对闪蒸操作也十分不利。 3.气化炉操作温度要稳定 气化炉操作温度高，其所排黑水的细灰含量会大幅增加，温度升高，使闪真 系统的处理负荷和热负荷增高，最终导致整个气化系统水循环的热负荷提高，闪
水煤浆气化及变换操作知识问答 1 煤气化的基本概念是什么？ 答：煤的气化是使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤转变为燃料用煤气或合成用煤气。 2 煤气化必备的条件是什么? 答:煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。 3 简述煤气化工艺的分类。 答:煤气化工艺按照操作压力分为常压气化和加压气化；; 1）按照操作过程的连续性分为间歇式气化和连续气化；; 2）按照排渣方式分为液态排渣和固态排渣；; 3）按照固体原料（煤）反应物料在炉内的运动过程状态分为固定床、流化床、气流床和熔融床（熔渣池）。 4 气流床煤气化工艺按照气化炉的进料状态都有哪些分类?其代表技术有哪些？ 答：气流床煤气化工艺按照气化炉的进料状态分为干法粉煤进料和湿法水煤浆进料。 国外技术:干法粉煤进料的代表技术为荷兰壳牌干煤粉气化工艺(SHELL Process），德国未来能源公司的GSP气化技术；湿法水煤浆进料的代表技术为美国GE公司的水煤浆气化工艺(GEGP)。另外，德国未来能源公司的GSP气化技术，能够以干煤粉和水煤浆两种进料方式进料。 国内技术:湿法水煤浆进料的技术有西北化工研究院的多元料浆技术和华东理工大学的四喷嘴对置气化技术，干法煤粉进料的技术为西安热工研究院的两段式气化技术。 5 气流床气化技术有哪些特点? 答:气流床气化技术的主要特点: (1)采用干粉形式或水煤浆形式进料；; (2)加压、高温气化；;
(3)液态排渣；; (4)气化强度大；; (5)气化过程中不产生有机污染物，具有良好的环保效应。 6 试简要叙述煤气化技术发展的趋势。 答：随着技术的不断进步，煤气化技术由常压固定床向加压气流床气化技术发展的同时，气化炉能力也向大型化发展，反应温度也向高的温度（1500～~1600℃）发展，固态排渣向液态排渣发展，这主要是为了提高气化效率，碳转化率和气化炉能力，实现装置的大型化和能量高效回收利用，降低合成气的压缩能耗或实现等压合成，降低生产成本，同时消除或减少对环境的污染。 7 水煤浆加压气化工艺装置由哪儿部分组成? 答:水煤浆加压气化工艺主要由水煤浆制备和储存、水煤浆加压气化和粗煤气的洗涤、灰水处理和粗渣/细渣的处理等四部分组成。 8 煤的工业利用价值通过哪些项目来判断?其各自包含哪些内容? 答:煤的工业利用价值可通过工业分析和元素分析测定判断。 工业分析的内容包括水分Mt(内水M in 、外水M f ）、灰分(A)、挥发分（V）、固定 碳(FC）、硫分(S)、发热值(Q)、可磨指数(HGI）、灰熔点（IT/F1;DT/F2;ST/F3;FT/F4)等。 元素分析包括C、H、O、N、S、Cl以及灰分中各种金属化合物的含量。 9 水煤浆加压气化的技术经济指标有哪些?它们各自的含义是什么？ 答:水煤浆加压气化的技术经济指标主要有碳转化率、冷煤气效率，比煤耗、比氧耗、氧耗、有效气产率、气化强度、O/C原子比。 各自的含义为: (1)碳转化率煤气中携带的碳占入炉总碳的比率，% (2)冷煤气效率煤气的高位热值与入炉煤的高位热值的比率，% (3)比煤耗每生产1000Nm3有效气消耗的干煤量，kgCoal/kNm3(CO+H 2 ) (4)比氧耗每生产1000Nm3有效气消耗的氧气量，Nm3O 2/kNm3(CO+H 2 ) (5)氧耗单位重量的煤气化所需要消耗的氧量，Nm3O 2 /Tcoal (6)有效气产生率单位体积的煤气中有效气CO+H 2 所含的比例，% (7)气化强度单位容积的反应器在单位时间生产的干煤气量，Nm3/m3·h
水煤浆气化装置灰水系统除硬技术探究 摘要：近年来，随着我国经济的不断发展和社会的不断进步，各个领域都有了 一定上的技术提升。这些化肥生产的公司也在生产的装置上，以及技术上进行了 相应的改变。随着我国节能环保的不断推出，以及绿色发展的不断进行水煤浆气 化系统结垢装置方面存在的问题，严重的干扰的相关企业的正常发展。下面将结 合河南的某化肥公司进行水煤浆气化装置中灰水槽的钙含量以及硬度进行相应的 分析，同时，针对三种除应技术进行对比，分别包括电絮凝除硬技术、酸性气除 硬技术以及膜吸收除硬技术，通过对比后最终选用的处理技术为酸性气除硬技术。关键词：水煤浆；灰水系统；除硬技术 引言：用于水煤浆气化工艺可以更好地利用资源，为企业创造更多的经济效益， 因此备受关注。但是在水煤浆气化灰水系统的运行中发现，水煤浆企划装置系统 存在着严重的结垢问题。为了更好地解决存在的污垢问题，维持系统的长时间稳 定运转，提高企业的经济效益，就要对灰水系统的除硬技术进行研究，在原有的 雏鹰基础上进行相应的提升，降低水煤浆气化装置长时间的结垢难题。下面将对 水煤气化装指灰水系统除应技术进行相应的研究和分析，并提出自己的观点，以 供相关企业参考。 一、水煤浆气化灰水系统 1.1水煤浆气化灰水系统中存在的问题 由于我国能源分布存在着缺少石油天然气，但存在着丰富的煤的特点，因此，基 于我国的能源分布更好地利用煤炭资源，降低在使用过程中的污染问题，是现阶 段符合我国国情发展以及能源多元化的重要手段，利用一定的技术进行煤炭资源 的清洁利用处理，是推动我国能源更好地利用以及经济发展的重要手段。这其中 最常出现的就是水煤浆气化灰水系统的使用。但水煤浆气化灰水系统的应用过程 中还存在着大量的问题。由于在水煤浆系统运行的初期所需要的补水量非常大， 系统经过一次脱盐用的水量高达每小时125立方米，这个过程中，造成氨水的量 消耗的极大，同时，在废水排除系统外管道出现了严重的腐蚀和结垢现象。这些 问题主要表现在以下几个方面： （1）水煤浆系统的系统补水和系统的各处冲水所需要用的水量巨大。在进行拖 延补水的过程中，大量高品质的水被补入灰水系统内，造成了高品质水的浪费。（2）高压闪蒸系统在实际的运行中达不到所要求的设计参数。由于达不到实际 工作所需，因此水中的酸性物质在高压闪蒸的过程中，不能被有效地处理，因此 导致设备的运行期间都处于酸性状态，对设备造成了一定的腐蚀性。 （3）灰水系统的处理中，排水过程没有相应的设置工艺指标。在进行灰水系统 的工艺指标设计时，是根据相关设备的液体位置进行分析来调整灰水系统的高低，没有根据相应的指标进行设计，因此导致灰水系统存在着浓缩性倍数整体较低的 情况。 （4）灰水系统中所使用的水质情况不够稳定。由于回水系统中的水质不够，稳定，存在着波动较大的情况，因此导致药剂的浓度波动也偏大，不能够更好地处 理水中的钙和镁离子美的聚集情况，对后期的管道和设备出现结垢的情况创造了 一定条件。 （5）灰水系统的水资源利用率较低。在实际运行的过程中，由于系统的补水量 消耗大，因此导致对水资源的利用率较低。例如在实际应用的过程中一吨安的取 水情况约为15立方米，而排出的水则达到七立方米，因此，在系统的应用过程
毕业设计（论文） 题目德士古水煤浆气化技术概况与发展 专业 学生姓名 学号 小组成员 指导教师 完成日期 新疆石油学院 1、论文（设计）题目：德士古水煤浆气化技术概况与发展
2、论文（设计）要求： 3、论文（设计）日期：任务下达日期 完成日期 4、系部负责人审核（签名）： 新疆石油学院 毕业论文（设计）成绩评定 1、论文（设计）题目：德士古水煤浆气化技术概况与发展 2、论文（设计）评阅人:姓名职称 3、论文（设计）评定意见：
成绩：5、论文（设计）评阅人（签名）： 日期：
德士古气化技术概况与发展 摘要本文简要介绍了德士古气化技术现状、原理、工艺流程，以及一些存在的问题。 煤气化，即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物)，是对煤炭进行化学加工的一个重要方法，是实现煤炭洁净利用的关键。1984年我国建设了我国第一套Texaco水煤浆气化装置，气化炉是水煤浆加压气化技术的关键设备之一。目前，国内外最常用的水煤浆气化炉是德士古气化炉。Texaco气化炉由喷嘴、气化室、激冷室(或废热锅炉)组成。其中喷嘴为三通道，工艺氧走一、三通道，水煤浆走二通道。介于两股氧射流之间。水煤浆气化喷嘴经常面临喷口磨损问题，主要是由于水煤浆在较高线速下(约30 m ／s)对金属材质的冲刷腐蚀。喷嘴、气化炉、激冷环等为Texaco水煤浆气化的技术关键。 最后是对德士古气化技术的展望，还有新型煤气化技术发展前景，及发展重要意义。从我国经济发展全局出发，结合我国的能源资源结构和分布，寻求行之有效的替代石油技术，以缓解我国石油进口的压力．水煤浆代替燃油技术在国内外已经成熟，用水煤浆代替原油对我国国民经济发展具有重要的战略意义． 关键词德士古煤气化，水煤浆，气化炉，工艺烧嘴
水煤浆气化系统的优化研究 发表时间：2020-01-13T16:51:59.237Z 来源：《基层建设》2019年第28期作者：刘胜 [导读] 摘要：本文选择了某煤化工厂中的煤气化装置，在该装置中安装了1开1备两个气化炉，灰水系统共用。 神华新疆化工有限公司新疆乌鲁木齐 831400 摘要：本文选择了某煤化工厂中的煤气化装置，在该装置中安装了1开1备两个气化炉，灰水系统共用。同时，对煤气化装置例如水煤浆供料系统、高压燃煤泵以及洗涤塔系统进行优化，能够节省了约275万元。通常，氧气进料系统多用使用304升不锈钢，节省了约100万美元的投资。不难看出，通过水煤浆气化系统的优化，实现能源效率提高。 关键词：水煤；气化系统；优化研究 湿流床气化是一种通过喷嘴和气溶胶将煤或石油等固体碳氢化合物与气溶胶混合在一起，通过喷嘴和气溶胶以很快的速度间固体材料变为气体，实现雾化处理。在反应过程中，水煤浆和氧气被置入气化炉内，煤浆被迅速加热，其内部存在的水分被蒸发，碳残留物被气化。碳含量的提高可提高气化生产效率，减少设施的能源消耗，降低混合生产成本，从而充分满足水煤浆气化的需要，积极优化水煤浆气化系统，最终实现能源效率提高。 1.水煤浆 水煤浆是一种基于固态煤的基础上形成的一种液体燃料，以其效率高、流动性强、易于处理和储存的特点成为了许多燃料的首选。同时，水煤浆能够取代石油和天然气等燃料，直接在工厂中投入使用。此外，水煤浆在锅炉和工业窑中大量使用，研究表明，2吨的煤可以替代1吨燃料。 我国目前制备的水煤浆按制备水煤浆原料的性质约分为6种，如表1，水煤浆的主要技术指标如下：浓度，65%~70%；粘度，1000±200cP；磨煤最大颗粒粒径小于0.3mm，平均粒度，38～45μm；硫分< 0.5 %；灰分< 9.0 %；挥发分，28.02 %～34.53 %；发热量，18.84～19.26MJ/kg。 表1 水煤浆品质特性 2.水煤浆气化工艺流程 水煤浆气化工艺主要由三个工艺单元组成，即原材料研磨系统、气化和排渣处理系统以及合成气体净化系统和灰水处理系统[1]。 选取煤的过程中，需要在储没系统中进行选择。通常来讲，一选取对小于10mm的碎煤。在选煤结束后，需要对嫌弃的碎煤经过计量之后进入与一定数量的水混合的磨煤研磨机形成水煤浆。水煤浆颗粒均匀分布，约62%的水煤浆被泵入气化装置。此外，若想提高水煤浆的稳定性以及性能，需要在水煤浆气化过程中加入添加剂。 来自水煤浆制备单元浓度为～62%的浆液，通过煤浆的振动对大颗粒进行过滤处理。颗粒碳通过煤净化槽处理，将合格的磨煤贮库输送至燃煤泵和气化炉的燃烧口中。在外界的高压氧下，水煤浆被完全输送气化炉反应室。 在大约1350℃的气化压力下，煤浆和工艺氧的部分氧化作用产生了一种主要由CO与H2组成的粗合气体。该气体的成本主要由煤、氧、水蒸汽、二氧化碳和氢组成，其反应过程十分复杂，整个过程均在火焰中进行。粗合气体与液态炉渣一起进入高压冷藏室，利用约240℃的水将粗合气体冻结，液体炉渣被凝固并从气体中分离出来，然后通过炉渣排出系统将残渣与气体分离。此外，反应堆的大部分灰烬和少量未反应的碳从合成气中洗涤进入灰水中除去。炉渣的排放速率取决于颗粒的大小，粗渣在激冷室中沉积，通过炉渣罐系统与水一起定期沉淀在炉渣池中，由捞渣机捞出，装车外送，含细渣的水送入灰水处理。 3.水煤浆气化系统的优化 由于需要定期更换气化炉的炉灶。在灰水处理系统中，还需要设置其他气化炉，它们共用一个灰水处理系统。氧气从两个方向进入气溶胶喷射装置的区域。氧气管道分为两股，一股为环氧、另一股为中心氧。氧气管道材料通常为Inconel材料，费用昂贵。煤浆从煤浆槽出来后，通过2台高压煤浆泵送入不同的气化炉。通过在技术设计过程中优化了水煤浆的气化系统，以提高企业的利润。 2.1添加操作的优化 水煤浆添加剂的主要功能是将煤灰散布到水中，形成流动、均匀和稳定的浆体。当添加剂的含量太低时，添加剂的成分在碳颗粒的表面上不能适当发挥作用，因此很难很好地扩散和稳定。当添加剂的含量太高时，添加剂会在碳颗粒的表面饱和，添加剂的分子开始向水煤浆流动，大大降低了屏障的稳定性，对水煤浆的气化产生了负面影响。为保证煤浆的稳定性，通过成浆性测试确定成浆浓度所需的最佳添加剂添加率，可以为生产现场制备浓度高、流动性好、稳定性高的气化用水煤浆提供技术依据[2]。
GE水煤浆气化操作规程 编写：陈广庆冯长志赵旭清 审核：李美喜仇庆壮 审定：董忠明 批准：石集中 新能能源公司气化车间 二○○八年十二月 目录 第一章：工艺说明 4 一、岗位任务 4 二、岗位管辖范围 4 三、工艺原理7 四、工艺流程8 五、联锁说明15 第二章：工艺参数34 一、重要设计数据34 二、正常操作数据38 三、仪表报警值及联锁值38 第三章：操作规程39 一、开车39 1原始开车（第一套气化系统开车）39 2正常开车（第二套气化系统开车）64 3倒气化炉系统65 4短期停车后开车65 5长期停车后开车65 二、正常操作65 1正常维护操作65 2加减负荷操作66 三、停车67 1 正常停车（第一套气化系统停车）67 2 正常停车（第二套气化系统停车）74 3长期停车（大修停车）76
4紧急停车76 四、事故处理78 第四章：安全与环保91 一、人身安全91 二、设备安全92 三、环保92 附录：92 表1.设备一览表92 表2.安全阀一览表92 表3.工艺参数控制报警连锁一览表92 图1.GE水煤浆气化工艺流程图 129 第一章工艺说明 一、岗位任务 气化岗位是把煤浆制备工序生产的合格水煤浆与空分装置生产的氧气（纯度＞99.6%）在一定的工艺条件下进入气化炉内进行部分氧化反应，生成以CO、H2、CO2为主要成份的合成气，经增湿、降温、除尘后送入下游变换工序；同时，将系统中产生的黑水送入闪蒸、沉降系统处理，以达到回收热量及灰水再生、循环使用的目的，产生的粗渣及细渣送出界区外。二、岗位管辖范围 岗位的管辖设备： 序号设备名称设备位号数量（台）备注 1 气化炉R1201A/B/C 3 2 洗涤塔T1201A/B/C 3 3 研磨水槽V1105 1 4 烧嘴冷却水槽V1201 1 5 烧嘴冷却回水分离罐V1202A/B/C 3 6 事故烧嘴冷却水罐V1203 1 7 激冷水过滤器V1204A～F 6 8 气化炉密封水罐V1205A/B/C 3 9 消音器水封罐V1206A/B/C 3 10 锁斗冲洗水罐V1207A/B/C 3 11 锁斗V1208A/B/C 3 12 渣池V1209A/B/C 3 13 高压氮气贮罐V1210A/B 2 14 集渣池V1211 1 15 高压闪蒸罐V1301A/B/C 3 16 高压闪蒸分离器V1302A/B/C 3 序号设备名称设备位号数量（台）备注 17 低压闪蒸罐V1303A/B/C 3 18 真空闪蒸罐V1304A/B/C 3 19 第一真空闪蒸分离器V1305A/B/C 3 20 第二真空闪蒸分离器V1307A/B/C 3 21 除氧器V1309 1 22 沉降槽V1310 1
多喷嘴对置式水煤浆气化技术工程设计介绍 0 前言 进入新的世纪以来，世界能源状况对我们国家的建设产生了重大影响，国家的能源安全、经济的快速发展、我国资源的基本构成等因素，使煤炭的综合利用以及煤化工事业受到了广泛的关注，同时也促成了空前规模的煤化工建设热潮，来自方方面面的投资正使煤化工以前所未有的速度发展。该领域的装置规模、技术水平都有了整体的提升，新技术开发、装备制造能力以及生产管理水平也取得了可喜的进步。随着一批大型煤化工装置陆续投产，人们在探询各种技术路线优劣时也能够更客观冷静，在总结和比选各种技术的特点时，也增加了几分把握。如果说这些投产的装置在当初建设时还算大型的话，现在看来这只是进入更大规模装置建设的起点，也是国有大型煤炭、电力和石化企业进入煤化工领域的试水之举。特别是“十一五”期间，国家对能源的消耗和废弃物的减排提出了明确的定量要求，由于煤气化对此举足轻重的影响而必将更加引人注目。可以肯定地说，煤制油、煤制烯烃必将催生更大规模的煤化工装置。煤气化技术作为煤化工装置的龙头自始至终是人们探索和争论的焦点，选择何种煤气化技术也是投资者在决策时最需要慎重考虑和把握的，实践也证明选择是否适合自己的煤气化技术对煤化工项目是至关重要的。现以多年来参与水煤浆气化工程设计的经历，就多喷嘴对置式水煤浆气化装置工程设计谈一点体会。 1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工艺特点 目前己投入生产运行大型煤气化装置，采用水煤浆气化的装置普遍有较高的运转率，水煤浆气化的可靠性已无可争议，以GE(德士古)水煤浆气化技术为代表的单喷嘴水煤浆气化得到了广泛地认同，近年来研发成功的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，也成功实现了在大型装置上的工业化运行。“九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司承担了国家重点课题《新型(多喷嘴对置)水煤浆气化技术开发》，进行了中间试验研究，有关部门组织了鉴定和验收。“十五”期间进行了工业性示范装置的建设，由中国天辰化学工程公司负责进行多喷嘴对置式水煤浆气化装置和配套工程的设计，在兖矿国泰化工有限公司进行工程建设，工程列入“十五”期间的国家“863”计划。气化装置设置2台日处理1150t煤、气化压力4.0MPa，以日处理20t煤的中间试验装置为基础进行工程放大。该装置于2005年7月21日一次投料成功，于12月11日至19日进行了现场考核，其生产负荷和技术指标均达到了预定的设讨寸旨标，各项技术经济指标优于国外同类技术，说明工业化放大设计是成功的。我国已拥有自主知识产权的先进煤气化技术，标志着我国现代煤化工技术完全依赖国外技术的时代已经结束。 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的化学反应原理与单喷嘴水煤浆气化技术相同，但其过程机理与受限射流反应器的单喷嘴水煤浆气化炉又有很大的不同，多喷嘴对置式水煤浆气化炉采用撞击流技术来强化和促进混合、传质、传热。位于气化炉直筒段上部的4个工艺喷嘴在同一水平面上，相互垂直布置，通过4 股射流的撞击可以使反应更充分并显著提高碳转化率。从考核和生产企业总结的数据来看，碳转化率均可提高约1％～2％，有效气成分可提高约2％，相应的比氧耗降低约7.9％，比煤耗降低约2.2％。多喷嘴对置式水煤浆气化技术粗煤气初步净化和渣水处理的配置，较好地解决了粗煤气带灰和设备管道结垢堵塞问题。采用复合床洗涤冷却技术液位平稳，减弱了粗煤气的带水带灰现象，通过在
德士古水煤浆加压气化属于先进的第二代煤气化技术。炉型主要分为激冷型和废热锅炉型，国内引进的鲁南、渭河、上海焦化、淮南等几套德士古煤气化装置均采用激冷型气化炉。从厂家运行的实际情况来看，都存在着合成气偏流问题，现就此作简明介绍，仅供有关技术人员和操作人员参考。 1 工艺过程简述 德士古水煤浆加压气化的基本工艺过程是用高压煤浆泵将煤浆送入烧嘴，同时将来自空分的高压氧也送入烧嘴，氧走烧嘴的外环隙和中心管，煤浆走内环隙，二者一起由烧嘴喷入气化炉中，充分混合雾化，在1350～1400 ℃温度下进行气化反应，生成的高温合成气和熔融渣一起流经渣口，激冷环、下降管，进入激冷室的激冷水中。高温合成气和熔融渣与激冷水直接接触激冷，激冷的目的是将高温气体直接冷却到该压力下的饱和蒸汽温度，将熔融渣冷却后沉积，实现气渣分离。分离出的渣经破渣机，通过锁斗定期排入渣池，由捞渣机捞出装车外运。激冷水是由激冷水泵从洗涤塔抽出，送入激冷环，并沿下降管内壁旋转均匀分布下流。激冷水在下降管内壁形成的水膜，不仅避免高温气流及熔渣与下降管内壁直接接触而保护下降管，同时也逐渐降低气体温度。在激冷水中激冷后的合成气沿下降管和上升管的环隙空间均匀鼓泡上升，出激冷室后，经文丘里洗涤器和洗涤 摘要：结合渭化德士古气化装置运行实际情况，从加强原料煤质量管理，选择适当的操作温度和抓好备炉工作等3方面论述了德士古气化炉稳定运行的要点。 关键词：德士古煤气化炉稳定运行要点 我厂德士古水煤浆气化装置是目前国内运行中压力等级最高的一套装置，它的长周期稳定运行，不仅可以使我集团公司的生产水平再上新台阶，同时也为我国的煤化工发展提供有益借鉴。结合我公司实际运行情况及本人多年操作经验，仅就德士古气化炉稳定运行的要点浅谈一下笔者的看法。 1. 加强原料煤的质量管理，提高煤浆浓度 为了进一步提高气化炉的生产能力，实现气化炉长周期，安全稳定运行，并达到高产、优质、低耗之目的。首先要加强煤的质量管理，固定碳、化学活性、机械强度、热稳定性、灰熔点等指标入厂前要严格把关，力求提高；尽量降低硫份、灰分等杂质的含量。把灰分的含量作为重点来抓，灰分应尽可能的低。同时做好煤浆的制备工作，稳定煤浆浓度，并尽可能的提高煤浆浓度。 1.1加强煤的质量管理 之所以将灰分作为重点，主要从以下几方面考虑：首先，灰分直接影响煤中的有效成分，进而影响煤气化的效率。实践证明，灰分增高1%，在入炉煤浆量同样情况下，生产能力下降约1.8%，这样将严重制约我装置的高负荷运行。 其次，灰分中以SiO2为主，依据我们厂多年的原料煤分析情况，灰分高时，煤中煤矸石就多，SiO2就高，这样导致煤灰中CaO+Fe2O3+MgO/SiO2+AL2O3比值降低，而该酸碱比直接与灰的粘度和灰熔点有关，每当灰分升高时，我们炉温被迫
水煤浆加压气化装置的技术改进 郑宝祥程光旭国蓉(西安交通大学环境与化工学院，陕西西安,710049) 2005-01-16 水煤浆加压气化工艺是美国德士古公司在重油气化工艺的基础上开发的具有代表性的第2代气化技术。因其煤种适应性广，生产连续性强，热量回收合理，可以高压运行，单炉生产能力大，压缩功耗及能耗低，环境污染少等优点倍受世界各富煤国的青睐。 本文主要总结渭河煤化工集团有限责任公司水煤浆加压气化装置的运行状况及技术改进措施，研究和分析影响装置稳定运行的主要因素，对拟建、在建装置在工艺选择、工程设计、项目建设和操作运行都会有较好的借鉴作用。 1装置流程介绍 1.1 流程介绍 原煤经煤称重给料器送入磨煤机。助溶剂通过石灰石给料机、石灰石螺旋输送机送入磨机中，以改善煤浆中灰渣的流动性。添加剂经计量泵送入磨机，以改善煤浆的流动性。水经计量送入磨机中。这些物料在磨机中通过磨棒的研磨，再通过滚筒筛滤去大颗粒后，煤浆进入磨机出口槽，最后合格煤浆经磨机出口槽泵送入大煤浆槽。 煤浆槽中的煤浆经高压煤浆给料泵送入气化炉顶部的德士古烧嘴，空分工段来的高压氧经缓冲后进入烧嘴的中心管和外环隙。在炉膛的高温条件下，煤浆与氧气在气化炉燃烧室内发生部分氧化反应，生成以CO、H2、CO2、H2O(汽)为主要成分的粗合成气。该合成气经激冷室冷却洗涤后，再经喷嘴洗涤器进入碳洗塔，经碳洗塔下部(侵入式)、上部(冲击式塔盘)洗涤后，干净的工艺气送入变换工号。激冷室的粗渣经破渣机破碎后送入锁渣罐，锁渣罐卸压排出的渣经捞渣机送至汽车，拉出厂外，碳洗塔及激冷室排放的黑水送入灰水处理工号。 从气化炉和碳洗塔来的黑水进入高压闪蒸罐，高压闪蒸罐顶部气体送灰水加热器冷凝，底部分离出的固体和液体送入低压闪蒸罐。低压闪蒸罐顶部闪蒸气送往碳洗塔给料槽，底部排出的固体和液体送进真空闪蒸上塔。真空闪蒸上塔顶部闪蒸气去高位真空冷凝器，上塔底部的液体和夹带的固体进入下塔。真空闪蒸下塔顶部闪蒸气去低温真空冷凝器，底部的固体和液体经泵加压与絮凝剂混合后进入沉淀池。沉淀池顶部的清水循环使用，底部的灰浆送入框板式压滤机。 1.2 流程特点 1)选用棒磨机 在煤浆制备中，磨煤机分为球磨机和棒磨机两种。国内主要采用球磨机，但球磨机功率大，操作难，要经常加钢球。选用棒磨机，体积小，能耗低，处理量大，磨制的煤浆中超尺寸粒子较少，粒度分布合理，且操作方便。 2)四级闪蒸的灰水处理系统 四级闪蒸较两极闪蒸多了两级真空闪蒸，真空应达－51.7kPa。灰水中溶解气在此压力下基本上可以全部闪蒸出，降低了循环使用的灰水对管道及设备造成腐蚀的危险，而在其他的两级和三级正压闪蒸塔中，由于经闪蒸后的灰水温度高，所以循环回锁斗的灰水必须用换热器冷却降温，增加了换热器被堵而造成的维修工作。 3)采用框板式压滤机 在水煤浆加压气化工艺中，灰浆过滤采用两种类型的过滤机，一种是框板式压滤机，一种是转筒式压滤机。转筒式压滤机体积庞大而过滤面积小，且过滤程度不够充分，即滤饼湿含量高。框板式压滤机则构造简单，过滤面积大占地省，且过滤充分，滤饼湿含量较低。 4)6.5MPa气化 采用6.5MPa与低压(2.6，4.0MPa)比较，操作能力大幅增加。一台6.5MPa的气化炉产气量相当于4.0MPa的1.8倍。因此，在同样产气量下，它占地少，所用的系列少，备件少，操作维护工作量减少，操作人员减少。另外，整个系统设备体积减少，设备投资基本相当。
4.设备一览表 4.1静设备一览表 序号设备位号设备规格 1 气化炉 R1201 设计压力：7.15MPa 操作压力：6.5MPa 工作温度：气化室 1350℃激冷室252℃ 设计温度：气化室 1450℃激冷室260℃ 燃烧室：Φ3400×8815 激冷室：Φ3400×8405 总高：21548 mm燃烧室V=45.5 m3 筒体壁厚：102 mm 封头壁厚：60 mm 下椎体：110 mm 2 煤浆槽 V1106 外形尺寸：Φ8200×10000（T-T） 设计温度：100℃操作温度：50-80℃ 设计压力：满液操作压力：常压 总体高度：15120mm 容积：568 m3 介质：水煤浆内壁涂环氧煤沥青漆 外形尺寸：Φ3000×4500（T-T） 3 烧嘴冷却水槽 V1201 设计温度：80℃；操作温度：49℃设计压力：满液，操作压力：常压总体高度：5600mm，容积：33m3 介质：烧嘴冷却水（除盐水） 4 黑水过滤器 V1204 外形尺寸：Φ733×1775（T-T） 设计温度：280℃；操作温度：250℃ 设计压力：9.0MPa(G)，操作压力：7.2-8.1MPa(G) 总体高度：3147mm，容积：0.91m3，介质：激冷水（灰水 5 锁斗 V1206 外形尺寸：Φ2190×4900（T-T） 设计温度：290℃；操作温度：48-150℃ 设计压力：7.4MPa(G)，操作压力：6.68MPa(G) 总体高度：8180mm，容积：23.5m3；介质：渣水
6 混合器 X1303 外形尺寸：Φ360×3961（T-T） 设计温度：285℃操作温度：250℃ 设计压力：7.2MPa(G) 操作压力：6.4MPa(G) 介质:黑水、水煤气 7 酸性气体分离 器 V1302 外形尺寸：Φ1600×3200（T-T） 设计温度：190℃操作温度：94℃ 设计压力：1.2MPa(G) 操作压力：0.78MPa(G) 总体高度：5345mm 容积：7.6 m3 介质:酸性气与冷凝液 8 低压闪蒸罐 V1303 外形尺寸：Φ2000×7000（T-T） 设计温度：162℃操作温度：139℃ 设计压力：0.5MPa(G) 操作压力：0.25MPa(G) 总体高度：10027mm 容积：25.1 m3 介质:黑水、闪蒸气 9 真空闪蒸罐 V1304 外形尺寸：Φ3400×8500（T-T） 设计温度：151℃；操作温度：79℃ 设计压力：0.4/-0.1MPa(G)，操作压力：-0.056MPa(G) 总体高度：12765mm，容积：93m3；介质：黑水、水蒸气 10 真空闪蒸分离 器 V1305 外形尺寸：Φ1800×2500（T-T） 设计温度：151℃操作温度：75℃ 设计压力：0.4/-0.1MPa(G) 操作压力：-0.056MPa(G) 总体高度：4689mm 容积：8m3 介质:冷凝液、闪蒸气 11 旋风分离器 V1315 外形尺寸：Φ2000×9600（T-T） 设计温度：280℃操作温度：250℃ 设计压力：7.2MPa(G) 操作压力：6.4MPa(G) 总体高度：14735mm 容积：33.1m3 介质:冷凝液、水蒸气 12 洗涤塔 T1301 外形尺寸：Φ3400×21800（T-T） 设计温度：280℃操作温度：250℃ 设计压力：7.15MPa(G) 操作压力：6.4MPa(G) 总体高度：24050mm 容积：141m3 塔板数：5层泡罩
德士古水煤浆气化的运行及改造 李峥，陶美玲，李彩艳(兖矿鲁南化肥厂，山东滕州 277527) 2006-05-22 0 引言 兖矿鲁南化肥厂的德士古水煤浆加压气化装置是国内第一套示范装置，世界第五套生产装置，该项目于1989开工建设，1993年4月建成投入试生产，同年六月份通过国家技术鉴定，1995年全面投产。 2001年12月新上基本上全部国产化的第三台气化炉，气化炉运行方式改为为两开一备，同时配套上第二套闪蒸系统。2004年新增第三套闪蒸系统，达到了3台气化炉配套3套闪蒸系统运行。在生产中，我们积累了丰富的经验，在气化系统长周期运行方面，有了更多的认识。 德士古水煤浆气化的工艺流程，在很多文章中都有介绍，本文不在赘述。我厂的德士古工艺过程采用激冷流程，由四部分生产区域组成。 对长周期运转和相关技术改造我们将从煤浆制备及贮运、气化和渣水处理三个方面作出阐述。 1 煤浆的制备及贮运 1.1 煤的合理配比 德士古煤气化工艺的特点之一是对煤种的适应性广。但从国内厂家运行情况看，要保证系统长周期、稳定运行，煤质的好坏有很大的影响。确切地说灰分低、灰熔点低、粘温特性好的煤比较适应德士古气化。我厂用煤为鲁南地区几家煤矿的烟煤，煤种的灰熔点、灰分、固定碳含量、水分等都各不相同。通过对不同煤种的合理配比，确保所用原料煤的灰分控制在到17％～20％，灰熔点在1 250～1 300℃，使得气化反应状况良好。 1.2 煤浆中杂质的避免 煤浆中如果有铁丝、大颗粒等杂物，对煤浆泵的影响是严重的，轻则单缸不打量，甚至会导致因煤浆泵流量过低造成气化炉停车的事故发生。我们在上煤工序上增加了电磁铁的数目和功率，加强对磨煤机滚筒筛和煤浆振动筛的运行维护，做到了不因为人为原因导致煤浆波动现象的发生。同时适当抬高位于煤浆槽底部的高压煤浆泵入口管线，避免煤浆槽底部淤积的大颗粒进入煤浆泵入口管线。通过上述的措施，保证了煤浆制备和贮运的稳定。 2 气化 2.1 去除破渣机和捞渣机 破渣机和捞渣机都是根据德士古提供的条件订货的，实际正常运行中并无大的渣块。设置破渣机的目的是为了防止一旦操作不正常时产生的大块熔渣或耐材坍塌大块耐火砖卡住锁斗阀门，致使安全系统无法运行的恶性事故发生。只要精心操作，完全可以避免大块熔渣的产生，耐火砖的脱落与否，也可以通过表面热偶对气化炉表面温度的检测，因此在新上的第三台气化炉装置中，取消了破渣机，锁斗排出的渣水进入框架西侧的大渣池。在原有2台气化炉的第一渣池顶部增设三通阀，锁斗排出的渣水也进入大渣池。大渣池接收气化及闪蒸系统排出的渣水，由于系统的高负荷运行造成碳燃烧不充分，渣中可燃物含量仍然较高。在大渣池内沉降后，固体渣被捞出送往我厂新建的热电装置掺烧。而渣池的水则通过自流进入原来的气化污水站，处理后返回煤浆制备系统。 2.2 烘炉蒸汽调节阀的改造