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压差在多喷嘴气化中的应用

压差在多喷嘴气化中的应用

压差在多喷嘴气化中的应用

随着气化技术的不断发展,多喷嘴气化逐渐成为气化技术的一种重要应用方式。在多喷嘴气化中,压差是一个非常重要的参数,它不仅影响气化过程的稳定性和效率,还能直接影响气化产物的质量和产量。本文将从压差对气化过程的影响、多喷嘴气化中压差的控制和优化方面对压差在多喷嘴气化中的应用进行探讨。

一、压差对气化过程的影响

多喷嘴气化是一种通过多个喷嘴向气化炉内喷入气体,从而使固体物料由下往上进行逐步气化的气化方式。在多喷嘴气化中,不同喷嘴之间产生的差压就是压差。压差的大小直接影响气化效率和气化产物质量。较小的压差会导致气化效率不高,气化产物质量不稳定;而较大的压差会导致气化产物过于稀薄,且烟气中未完全氧化的有害物质含量较高。

二、多喷嘴气化中压差的控制

在多喷嘴气化中,压差的大小和分布是通过多个喷嘴的设计和排列方式来进行控制的。一般来说,通过增大气化炉内的气体流量和调整喷嘴的排列方式可以控制压差的大小和分布。此外,对不同喷嘴产生的压差进行实时监测,并及时调整气体流量和喷嘴排列方式,也是改善气化效率和产物质量的重要措施。

三、优化多喷嘴气化中的压差

优化多喷嘴气化中的压差是提高气化效率和产物质量的关键。首先,

要在喷嘴的设计和排列方式上进行精细优化,以确保气化炉内的气体流动稳定,并减小喷嘴之间的压差差异。同时,还可以在进气口处增加自动流量控制器,以实现对气体流量的精确控制,从而提高压差的控制精度。清理气化炉内的管道和过滤器也能有助于提高气体流动的稳定性和减小压差。

总之,压差是多喷嘴气化中一项非常重要的参数,其大小和分布会直接影响气化效率和产物质量。因此,在多喷嘴气化过程中,必须对压差进行精细控制和优化。只有这样,才能实现气化过程的高效稳定和产物质量的稳定性。

气化炉

1.2 气化装置系统控制 多喷嘴对置式气化炉工艺系统控制和仪表可分为进料系统、锁斗系统、水系 统和合成气系统等。 1.2.1 进料系统控制和仪表 (1) 煤浆进料系统 两台煤浆给料泵分别将水煤浆从煤浆槽加压输送到四个烧嘴(每台煤浆给料 泵对应的两烧嘴为对置的两烧嘴)。输送的煤浆量由泵的转速决定,采用串联的 三台流量计,煤浆流量采取三表取中值的方法进行选择(即中值选择)。在相对的两烧嘴中,必须保证煤浆流量分配的平衡。 (2) 氧气系统 高纯的氧气经空分装置供出,在氧气总管压力调节阀的作用下调节放空,调至稳定压力,送至每台炉的四个烧嘴。氧气流量的温度-压力校正:在实际生产中,由于氧气温度和压力的不同,需要对氧气流量进行温度-压力校正,将氧气的直接测量流量校正为标准状况下的体积流量(单位:Nm3/h),以便于计量和调节。温度-压力校正采用的方法是根据校正公式、利用DCS系统进行校正计算,公式为:Q校正后=Q校正前×sqrt(P实际/P设计)×sqrt(T 设计/T 实际),式中P 为绝对压力、T 为开氏温度。设计压力、温度以节流装置计算书为准,实际温度和压力引用氧气管线温度、压力仪表的实时值进行计算,若实际温度和设计温度相差不大,温度校正可忽略。 氧气流量的调节和分配:煤气化所需的氧气量与煤的品质、煤浆浓度、煤浆 流量等有关,为达到最佳反应效果,氧和煤之间存在一最佳比值关系,可以以煤 浆流量为定值,根据这一比值调节氧气流量,这就是氧气流量系统的氧煤比调节。 在组态时考虑显示氧煤比值。 1.2.2 水系统 多喷嘴对置式气化技术的水系统基本是一个封闭循环的系统,它的调节控制 主要是气化炉、旋风分离器、水洗塔、渣水处理等的液位和流量的控制。 (1) 气化炉 气化炉液位是多喷嘴对置式气化系统中重要的液位控制系统。液位过高则可 能造成系统带水严重或损坏耐火砖,过低则气体洗涤冷却效果不好,甚至烧毁洗 涤冷却水分布环。一般采用3台独立的液位变送器(其中1 台设置液位计联箱)对 气化炉液位进行测量,选定一个准确液位值对液位进行调节。气化炉液位的控制 主要有进水控制和出水控制,通常保持进水恒定以保证气体冷却效果,调节出水 量以维持液位稳定。开车投料时直接以液位控制阀控制;开车后排水向渣水处理 系统切换,改用流量控制阀,出水流量与液位投入串级调节,以保持液位稳定。 (2) 旋风分离器、水洗塔 多喷嘴对置式气化技术中旋风分离器和水洗塔液位系统也是重要的液位控 制系统,控制不好就会影响气体的洗涤效果。旋风分离器、水洗塔各设置2台远 传液位测量仪表,并各设置 1 台就地液位测量仪表。 (3) 渣水处理系统 渣水处理系统包括蒸发热水塔、低压闪蒸器、真空闪蒸器3级水处理系统, 以及澄清槽等。由于系统黑水的含渣量大、水质差,管道及阀门容易堵塞或结垢, 系统通常采用偏心旋转阀控制液位。 2、ESD系统 DCS、ESD 系统是多喷嘴对置式气化技术的控制核心。DCS 主要用于常规

多喷嘴气化装置运行技术总结

多喷嘴气化装置运行技术总结 蒋志容 【摘要】多喷嘴气化装置投运后,出现了气化炉拱顶超温、锁斗排渣不畅、下降管烧损、煤浆泵入口管线不畅、烧嘴室壁温局部偏高、烧嘴盘管泄漏、烧嘴氧压偏高、煤浆泵活塞杆断裂等问题,影响了装置的长周期稳定运行。经分析,原因锁定在原料煤、工艺烧嘴和工艺操作方面。通过整改并采取相关优化措施后,使得因气化装置造成的停车次数大大减少。%After putting into operation of the multi-nozzle gasification unit , there are problems including exceeding of temperature at vault of gasifier , blocking of slag discharge of lock hopper , downcomer damage by fire , obstructing of inlet pipe of coal slurry pump , high temperature at some parts of wall of nozzle chamber , leakage of nozzle coil , higher oxygen pressure of nozzle and fracture of piston rod of coal slurry pump , affecting long and stable running of the unit .After analysis , it is determined that the causes lay in raw coal , process nozzles and process operation .By rectification and taking relevant optimization measures , shutdown times caused by gasification unit are reduced significantly . 【期刊名称】《化肥工业》 【年(卷),期】2014(000)004 【总页数】3页(P34-36) 【关键词】多喷嘴;气化装置;技术总结

科技成果——多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术

科技成果——多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术 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。 多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术是世界上最先进的气流床气化技术之一。干煤粉经四个对置的喷嘴弥散后进入气化炉(可以是耐火砖为衬里,也可以以水冷壁做衬里)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,全气化系统实现零排放。 该技术煤种适应性广,如果采用水冷壁衬里,则可气化灰熔点超过1500℃的煤种,具有广阔的应用前景。 该技术工艺指标先进,以耐火砖衬里气化炉、北宿精煤进料为例,其合成气中(CO+H2)含量89%-92%,碳转化率>98%,与水煤浆进料相比,比氧耗降低16%-21%、比煤耗2%-4%。该技术生产强度大,专利实施许可费低。 所属领域化工、能源 项目成熟度正在产业化进程之中

应用前景 多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术,打破了国外技术在干煤粉气化领域的垄断地位,具有完全自主知识产权。在2007年第4季度完成水冷壁中试,在“十一五”期间建成粉煤气化产业化装置。 知识产权及项目获奖情况 与多喷嘴对置式干煤粉加压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“十五”科技攻关和“十一五”“863”课题、“973”计划的支持。所获主要奖励有:2004年度煤炭工业十大科学技术成果,2002年中国电力科学技术奖二等奖。 合作方式主要以专利(实施)许可和技术转让的模式合作。

多喷嘴气化 流程叙述

2 工艺 2.1 工艺设计基础 2.1.1 装置能力 产品规模:生产合成气(CO+H2):79×104m3(标)/h 年操作时间:8000小时 技术来源:华东理工大学和兖矿集团 本工程气化装置采用兖矿集团和华东理工大学联合开发的具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术,并购买PDP,基础设计和工程设计由中国天辰工程有限公司完成。根据目前我国水煤浆加压气化技术的引进情况,气化装置的大部分设备均可在国内制造采购,只有气化炉材料、磨煤机出料槽泵、煤浆给料泵、煤浆槽搅拌器和DCS、SIS系统等及氧阀、锁渣阀等特殊材料的阀门管道需要进口。 2.1.2 装置工艺过程(单元)的组成及其名称 本项目气化装置:包括煤浆制备、气化框架、渣水处理以及气化装置变电所、气化外管、气化机柜室等。 表2.1-1 煤浆制备(121)包括磨煤厂房、煤浆给料厂房、磨煤排放池以及集渣池。其中磨煤厂房内布置有8台磨煤机、8台煤仓,并预留8台助熔剂仓以及助熔剂

称重给料器的位置;在煤仓框架一层布置有一台添加剂地下槽和3台添加剂槽以及添加剂给料泵;磨煤厂房旁边布置磨煤排放池,用于收集磨煤厂房的废煤浆。煤浆给料厂房包括I和II两个厂房,每个煤浆给料厂房内均布置3个煤浆槽以及8台煤浆给料泵,用于向气化炉提供高压煤浆。 气化框架分为I和II两个框架,为甲类防爆装置。每个框架内各布置4台气化炉,共8台气化炉(6开2备)。 渣水处理I和II两个框架,均为甲类防爆区域。每个框架内各布置4套闪蒸系统,共8套闪蒸系统(6开2备)。另外,渣水处理单元还包括4台澄清槽和2台灰水槽露天布置,真空过滤厂房布置在非防爆区,厂房内有3台真空过滤机(两开一备)。 由于项目建设地为北部内陆地区,少雨、多风、干燥,四季昼夜温差较大。总的气候特征为冬季漫长而寒冷,夏季温和短促。考虑设备防冻、人员操作方便,煤桨制备、气化框架、渣水框架等主框架均采用封闭式厂房,捞渣机出渣采用封闭式运渣车外运。开停车及不正常时排掉的废浆通过地沟排至独立封闭厂房内的集渣池,经抓斗机捞出外运。 2.1.3 原料、产品和副产品技术规格 2.1. 3.1 原料煤技术规格 表2.1-2

四喷嘴气化工艺技术优化总结

四喷嘴气化工艺技术优化总结 2015.5 富煤少气贫油的基本国情决定了煤化工在我国发展的主体地位。发展高效、清洁、环保、节能的产业链是现在和将来对煤化工的必然要求。气流床气化工艺由于适应煤种广、工作压力高、碳转化率高、气化强度大、废水排量少和环保效果好的特点,在我国得到了迅速发展。目前引进的国外技术有GE(原德士古Texaco)水煤浆气化、壳牌(Shell)粉煤气化等,专利费昂贵。国内的技术有多喷嘴对置式水煤浆气化工艺、航天炉干粉煤气化工艺和清华炉水煤浆气化工艺,其中多喷嘴对置式水煤浆气化工艺是由华东理工大学和国家水煤浆技术研究中心共同研发,并具有我国完全知识产权的气化技术。自2004年12月首套四喷嘴气化炉投入工业应用以来,经过研发人员及应用单位技术人员不断攻关、改进,技术水平不断提升,装置运行稳定。与同类技术相比,该技术显示出了突出的技术优势,目前设计、在建和投入运行的气化炉总数达95台,已有29台气化炉投入工业运行,各项指标均达到当前大型煤气化技术的国际领先水平。 1 四喷嘴气化炉核心技术介绍 (1)本工艺采用预膜式工艺烧嘴。预膜式烧嘴采用氧气与水煤浆同时离开喷嘴,运用内、外侧高速氧气的扰动实现水煤浆的雾化和水煤浆与氧气的充分混合。与预混式喷嘴相比,喷嘴内部没有预混腔,大大降低了煤浆通道的出口速度,减少了煤浆通道的磨损,对延长喷嘴寿命有利。此外,预膜式喷嘴的氧气压力损失大大降低,雾化滴径(SMD)约降低10%。这是因为预膜式喷嘴水煤浆膜初始厚度降低,更易于雾化,浆滴离开烧嘴后发生二次震荡破碎形成更小的浆滴,雾化效果好,碳转化率高,气化效率高。具有良好雾化效果的的烧嘴对延长自身寿命和耐火砖寿命十分有利。目前预膜式工艺烧嘴的使用寿命最长可以达到150d。 (2)四个工艺烧嘴呈90°水平对置分布,物料出烧嘴后形成撞击流,强化了雾化效果,提高了气化效率,减小了炉膛上下温差,大大降低了气化炉过氧的几率,投运企业碳转化率可达99%。 (3)将燃烧室外壳分成35个区域,用测温电缆覆盖,利用热电偶原理用以检测炉壁表面的最高温度,为判断气化炉操作温度、预测炉砖减薄和判断炉砖穿气情况提供依据。 (4)壳体内部筑有三层耐火砖衬里,最里层为向火面砖即铬铝锆砖.目前国产铬铝锆型砖Cr90、Cr95是比较理想的水煤浆气化炉用砖。第二层为支撑砖,即铬铝砖,对向火面砖起承载作用。最外层为绝热砖,用以降低气化炉炉壁温度。正常生产时,在向火面砖内侧附着有渣层,从内向外依次为液态渣层、塑性层、固态渣层,起到以渣抗渣延缓耐火砖冲刷的作用。 (5)激冷室内的核心组件是由洗涤冷却水环(喷淋床)与破泡条(鼓泡床)组成的复合床。洗涤冷却水环采用交叉流结构,在斜向下45°开设100个Ф8mm圆孔,喷淋床内洗涤冷却水

多喷嘴对置式煤气化技术

多喷嘴对置式煤气化技术 一、 背景我国能源结构的特点是富煤、缺油、少气。我国以煤为主的能源结构和国际能源市场形势,决定了我国必须立足国情,大力发展洁净煤技术,以此支持国民经济的快速发展,缓解油品供应紧张,保障**。煤气化技术是发展煤基化学品、煤基液体燃料、IGCC发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础,是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术(如图1所示),对发展经济和保障**具有重要的战略意义。国内在建的和处于筹建中的甲醇装置、合成氨装置、煤制油装置,已展现了对煤气化技术的强劲需求。 图1 煤气化技术重要地位简图 我国自上世纪80年代开始引进国外煤气化技术,多年来一直依赖进口、受制于人。据此估算,引进煤气化技术的专利实施许可费已高达2亿多美元,这还不包括昂贵的专有设备费和现场技术服务费等。据估计,专有设备耗费外汇也高达数亿美元。在国家有关部委的支持下,华东理工大学洁净煤技术研究所(煤气化教育部重点实验室)于遵宏教授带领的科研团队经过20多年的研究攻关,和兖矿集团有限公司合作,成功开发了具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术,并成功地实现了产业化,在国内外产生了重大影响。多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工艺原理如图2所示,主要包括多喷嘴对置式水煤浆气化工序、分级净化的合成气初步净化工序、直接换热式含渣水处理工序。 图2多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺原理简图 二、 技术研发历程多喷嘴对置式水煤浆气化技术是由华东理工大学洁净煤技术研究所(煤气化教育部重点实验室)于遵宏教授带领的科研团队历经“九五”、“十五”和“十一五”科技攻关开发成功。“九五”期间,华东理工大学、鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司共同承担了国家“九五”科技攻关项目“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”,并完成了22吨煤/天规模的中试实验。在原国家石油和化学工业局的主持下,现场考核专家组于2000年10月11日上午9时22分起对多喷嘴对置式水煤浆气化中试装置进行了现场72小时考核。2000年10月31日,“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”通过原国家石油和化学工业局主持的专家鉴定,在水煤浆气化领域达到国际领先水平。

压差在多喷嘴气化中的应用

压差在多喷嘴气化中的应用 压差在多喷嘴气化中的应用 随着气化技术的不断发展,多喷嘴气化逐渐成为气化技术的一种重要应用方式。在多喷嘴气化中,压差是一个非常重要的参数,它不仅影响气化过程的稳定性和效率,还能直接影响气化产物的质量和产量。本文将从压差对气化过程的影响、多喷嘴气化中压差的控制和优化方面对压差在多喷嘴气化中的应用进行探讨。 一、压差对气化过程的影响 多喷嘴气化是一种通过多个喷嘴向气化炉内喷入气体,从而使固体物料由下往上进行逐步气化的气化方式。在多喷嘴气化中,不同喷嘴之间产生的差压就是压差。压差的大小直接影响气化效率和气化产物质量。较小的压差会导致气化效率不高,气化产物质量不稳定;而较大的压差会导致气化产物过于稀薄,且烟气中未完全氧化的有害物质含量较高。 二、多喷嘴气化中压差的控制 在多喷嘴气化中,压差的大小和分布是通过多个喷嘴的设计和排列方式来进行控制的。一般来说,通过增大气化炉内的气体流量和调整喷嘴的排列方式可以控制压差的大小和分布。此外,对不同喷嘴产生的压差进行实时监测,并及时调整气体流量和喷嘴排列方式,也是改善气化效率和产物质量的重要措施。 三、优化多喷嘴气化中的压差 优化多喷嘴气化中的压差是提高气化效率和产物质量的关键。首先,

要在喷嘴的设计和排列方式上进行精细优化,以确保气化炉内的气体流动稳定,并减小喷嘴之间的压差差异。同时,还可以在进气口处增加自动流量控制器,以实现对气体流量的精确控制,从而提高压差的控制精度。清理气化炉内的管道和过滤器也能有助于提高气体流动的稳定性和减小压差。 总之,压差是多喷嘴气化中一项非常重要的参数,其大小和分布会直接影响气化效率和产物质量。因此,在多喷嘴气化过程中,必须对压差进行精细控制和优化。只有这样,才能实现气化过程的高效稳定和产物质量的稳定性。

1_多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉系统操作开车规范及优化 (1)

多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉系统操作开车规范及优化 赵学圣曲红宾 (恒力炼化煤制氢) 摘要:根据多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置投料的操作流程,总结开车操作的具体优化方法,本文中简述了开车程序的整个流程,主要讲述了开车过程中需要注意的一些问题。 关健词:气化炉烘炉置换投料升压查漏切水并气 恒力炼化煤制氢气化车间采用多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置,自开车以来不断优化开车流程,通过总结经验和技术攻关,目前装置运行稳定。 一.系统开车前准备工作 1.1 公用工程、生产辅助系统开车 1.2 添加剂系统开车 将添加剂加入添加剂槽,建立液位,启动搅拌器,待用。 1.3 絮凝剂系统开车 将絮凝剂加入絮凝剂槽,建立液位,启动搅拌器,待用。 1.4 分散剂系统开车 将分散剂加入分散剂槽,建立液位,启动搅拌器,待用。 1.5 煤浆制备系统开车 (1) 煤运系统提前开车,将煤破碎后送入煤仓。 (2) 打开磨煤机出料槽至磨煤机出料槽泵主管线上的阀门及磨煤机出料槽泵出口至二级滚筒筛主管线上的所有阀门,关闭导淋阀。 (3) 按单体设备操作法启动磨煤机。按单体设备操作法启动煤机给水泵,向磨煤机送水。 (4) 按单体设备操作法启动煤称重进料机送煤进磨煤机。 (9) 按单体设备操作法启动磨煤机出料槽泵向排放池送煤浆,当煤浆符合标准后,切换至二级滚筒筛送至大煤浆槽。当大煤浆槽液位完全覆盖到煤浆槽搅拌器的最底部浆叶时启动煤浆槽搅拌器。合格煤浆存于槽内待用。 注意:在运行期间,所有煤浆制备系统阀门必须处于全关或全开位置,严禁偏离。冲洗水总阀和各个分支阀应确保关到位、不泄漏,冲洗水总管导淋阀全开。对部分关键的冲洗水阀门要挂禁动标志牌。 1.6 气化炉耐火砖的烘炉预热,建立预热水循环。 (1) 倒气化炉黑水管线至澄清槽盲板至通路,打开电动阀。 (2) 倒通低压灰水至气化炉激冷水管线盲板,打开前后手阀,关闭中间导淋,供预热水到激冷环。 (3) 启用激冷水流量调节阀,控制流量不低于180m3 /h,控制激冷室液位在烘炉液位 (5)预热水循环路线:

多喷嘴气化技术在大型煤化工项目中的技术优势介绍

多喷嘴气化技术在大型煤化工项目中的技术优势介绍 多喷嘴对置式水煤浆气化技术经理十几年的发展,通过四个喷嘴的对置物料在炉内形成撞击流畅,既促进了物料的混合和雾化,同时降低了单个喷嘴的处理负荷,为气化炉的大型化奠定了基础。 标签:多喷嘴;大型化;烧嘴;合成气净化 多喷嘴气化炉采用了四个工艺烧嘴对置,气化炉流场为撞击型,结构合理,物料的混合更加充分,反应更加完全,每个工艺烧嘴承担了合理的负荷,雾化效果良好,单台气化炉处理能力可以实现大型化,目前已经投入运行的最大处理能力的气化炉为3000吨级,设计中的单炉处理能力达到4000吨级。 气化炉大型化后,对于大型煤化工项目,系列数减少,可以节约投资和运行费用。对于100万吨甲醇规模,推荐采用多喷嘴气化炉3台(2开1备)即可实现产能目标,单炉干基投煤量为2500t/d(干基),气化炉直径3880mm,气化炉压力6.5MPa。此种炉型在市场已经推广十余家,共计50台套气化炉,单炉设计最大产气量达到210000Nm?/h规模。 1 合理的气化炉流场为气固颗粒间的传递和化学反应创造良好条件 水煤浆气化在气化过程中发生的物理和化学过程非常复杂,在气化炉内涉及高温、高压、湍流多相流动下复杂的热质传递过程的相互作用。气流床气化炉温度很高,平均温度~1250℃,火焰温度更高,气化炉内发生化学反应的时间尺度远小于混合的时间尺度,即混合传递过程成为气化过程的控制步骤,因此强化固体颗粒与流体间的传递过程、合理的气化炉流场成为有效提高气化效率的关键措施。 多喷嘴对置式气化炉运用撞击流原理,气化炉流场结构可分为六个区域:射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区。合理的流场使得颗粒在气化炉内的停留时间分布更利于气化过程的进行,大大降低了短路物料的比例,提高了碳转化率;平推流长,在有限的空间内延长了物料在气化炉内停留时间,使得水煤浆气化反应进行更为完全,气化指标优,大型化优势尤为显著。 在大型化炉型设计上将进一步优化气化炉的高径比、选择更为合理的停留时间分布,提高炉内单位容积内颗粒浓度,强化颗粒间碰撞,为提高气化效率创造良好的条件。 2 高效、节能、长寿命的喷嘴强化了气液固三相混合,提升了气化效率 气化喷嘴是水煤浆气化技术中的关键之设备之一,其性能和寿命关系到气化效率和氣化炉的安全、长周期运转。专利方经过多年攻关,开发了一种新型预膜喷嘴。该气化喷嘴采用预膜、外混式,三股物流射出喷嘴,水煤浆的内外侧为高

烧嘴压差对气化炉的影响

烧嘴压差对气化炉的影响 2015-11-05 14:00:23 浏览243 前言 烧嘴压差也称煤浆压差,是指煤浆压力与气化炉压力之差,烧嘴压差能反映出烧嘴磨损量及雾化效果。若烧嘴压差发生变化时,应及时分析,找出影响烧嘴压差的因素,并及时调整工艺指标。 1 烧嘴压差波动对气化炉的影响 1.1 烧嘴压差低 ① 煤浆物料出烧嘴的速度降低,外环氧不足以形成合适的雾化角度,特别是烧嘴压差波动频繁会引起连锁反应,造成氧气压差波动;两者相互作用、相互影响,导致烧嘴压差波动更为频繁;烧嘴雾化效果差,煤浆颗粒燃烧不完全,渣中残碳含量升高;使有效气成分降低,碳的利用率下降。②煤浆出口流速下降,导致火焰离烧嘴室太近,造成烧嘴安装法兰温度过高。③物料会对烧嘴室周围的耐火砖直接冲刷,甚至损坏周围的耐火砖,缩短耐火砖的使用寿命。④煤浆质量差时,操作温度过高,烧嘴火焰不稳,容易造成烧嘴回火,烧坏烧嘴。当烧嘴频繁出现回火时,烧嘴的使用寿命呈几何倍数下降,甚至运行1周烧嘴即被烧毁,引起气化炉联锁停车。 烧嘴回火的表现:①烧嘴冷却水吸热过多,温差大;②合成气质量差; ③气化炉的温度出现波动,短时间内会出现200℃的温升,且升温的速度无法控制;④灰量增多或者合成气中甲烷含量上升。 1.2 烧嘴压差升高 若大颗粒或其他较大直径的物体堵塞在烧嘴煤浆环隙头部以及头部有大颗粒存在时,煤浆流速升高,但流向不定,会随颗粒的运动而发生变化,降低碳的转化率。烧嘴压差升高时,入炉煤浆流量减少,氧气相对过量,炉温会猛升,而且不可控。由于短时间内炉温大幅度波动,耐火砖在短时间内受到高温和低温的双重影响,造成耐火砖表面热应力不均,导致耐火砖砖缝开裂;若情况严重,则会造成气化炉炉壁温度升高,气化炉被迫停车;若停车不及时,还会发生气化炉过氧爆炸事故。 2 影响烧嘴压差波动的因素 2.1 煤浆质量差 煤浆的含量或者黏度不合格都会引起烧嘴压差降低。当煤浆含量降低,单位煤浆的质量下降,膜盒压力表测得压力降低。煤浆含量降低使气化炉运行经济性下降,导致单位产品的比氧耗和比煤耗升高,特别是煤浆质量分数低于59%气化炉的运行经济性下降。煤浆的黏度发生变化时,外环氧对煤浆的剪切力和中心氧对煤浆的加速作用均会发生变化,致使烧嘴压差波动。 2.2 氧气流量调节阀的开度偏小 对四喷嘴水煤浆气化而言,外环氧的出口速度决定了烧嘴雾化角度。当氧气流量调节阀的开度偏小,氧气入炉前压力降低,出口气体流速降低,烧嘴压差降低。由于两者是相互制约的,氧气流量调节阀持续小开度,烧嘴压差也会长时间处于低限运行,特别是在烧嘴使用寿命后期运行时,此现象尤为突出。 2.3 高压煤浆泵系统出现问题

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。工艺喷嘴为预膜式喷嘴。工艺气 PG出气化炉后经文丘里洗涤器、分离器和水洗塔后送变换工段。分离器内有破泡板和导气管,水洗塔上部有固阀塔盘、旋流塔盘和高效除沫器。气化炉激冷室下部没有设置破渣机。气化炉结构见图1,气化炉局部工艺流程见图2。

多喷嘴对置式水煤浆气化 流程

多喷嘴对置式水煤浆气化流程 一、引言 多喷嘴对置式水煤浆气化是一种高效利用煤炭资源的气化技术,其通过将水煤浆喷嘴垂直对置,使喷嘴之间的气化反应得到充分利用,提高气化效率。 二、多喷嘴对置式水煤浆气化流程 1. 煤炭破碎和干燥:将原料煤炭进行破碎和干燥处理,以提高煤炭的可燃性和流动性。 2. 水煤浆制备:将破碎和干燥后的煤炭与适量的水混合,制备成水煤浆,以提高煤炭的可泵性和传输性。 3. 进料系统:将制备好的水煤浆通过泵送至气化炉的进料系统。 4. 喷嘴系统:多喷嘴对置式水煤浆气化的核心部分是喷嘴系统。喷嘴系统通常由多个喷嘴组成,这些喷嘴垂直对置,形成一个喷嘴阵列。喷嘴的数量和布置方式可以根据实际需求进行设计。 5. 气化炉:水煤浆通过进料系统进入气化炉,喷嘴系统将水煤浆喷入气化炉内。在气化炉内,水煤浆与气化剂(通常是氧气或蒸汽)发生反应,产生可燃气体和灰渣。 6. 气体处理:从气化炉中产生的可燃气体经过净化处理,去除其中

的硫化物、氮氧化物和颗粒物等杂质,以提高气体的纯度和热值。 7. 热能回收:在气体处理过程中,通过余热回收装置,将气体中的热能回收利用,用于加热水煤浆或产生蒸汽等。 8. 产品分离:经过气体处理和热能回收后的可燃气体可以用于发电、制取合成气等用途。而气化炉中产生的灰渣可以通过分离装置进行分离,其中的可燃物质可以作为燃料继续利用,而其他固体废弃物则需要进行处理和处置。 三、多喷嘴对置式水煤浆气化的优势 1. 高效利用煤炭资源:多喷嘴对置式水煤浆气化能够将煤炭中的可燃气体充分释放出来,提高煤炭的利用效率。 2. 灵活性高:多喷嘴对置式水煤浆气化技术适用于不同种类的煤炭,具有较高的适应性和灵活性。 3. 环保节能:多喷嘴对置式水煤浆气化过程中,通过热能回收装置回收余热,提高能源利用效率,减少对环境的影响。 4. 产品多样化:多喷嘴对置式水煤浆气化可以产生多种产品,如合成气、发电、燃料气等,具有较广泛的应用前景。 四、结论 多喷嘴对置式水煤浆气化是一种高效利用煤炭资源的气化技术,其

多喷嘴气化炉烧嘴压差波动的原因与探讨

多喷嘴气化炉烧嘴压差波动的原因与探 讨 摘要:烧嘴是4喷嘴煤浆气化过程中设备的重要组成部分,水煤浆经高压煤浆泵加压至7.88mpa与来自空分的氧气(8.4mpa),通过水平均布对置的两对烧嘴,进入压力为6.4mpa,温度为1260℃左右的气化炉进行反应,生成合成气(CO+H2)。工艺烧嘴本身的使用寿命,工艺操作条件,雾化的好坏,烧嘴的工作状态,使用寿命影响系统长周期经济稳定性。 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,工业装置中气化炉不断改进和完善。气化炉工艺烧嘴的使用寿命和性能是制约系统长周期运行、稳定的关键。这是因为气化烧嘴长期处于高温、高压、纯氧和热辐射的环境中。一般来说,气化烧嘴的工作压力为6.4MPa左右,气化炉的操作温度为1250℃~1300℃左右,烧嘴头部被高温的火焰强烈释放。 1、工艺烧嘴头部结构和工作原理 工艺烧嘴采用三通道预膜式结构,主要作用是使煤浆通过氧气的高速流动和剪切实现煤浆的良好雾化。中心氧管设计成缩口结构,目的是形成高速的中心氧流(约150m/s),同时其出口和水煤浆管端面缩入一定尺寸,造成一个中心氧和水煤浆的预混合腔。在预混合腔内,利用中心氧对水煤浆进行悬浮分散和初加速(约20m/s),改善水煤浆的流变性能。外氧管口的缩变量更大一些,目的是提供更高流速的氧气(约200m/s),使通过预混合腔的水煤浆混合物进行良好的雾化,以便在气化炉内达到良好的燃烧和气化效果。 2、烧嘴失效分析

2.1高压煤浆泵打量异常 由于高压煤浆泵的入口和出口处堵塞的止回阀原地脱落等原因,不仅导致异常测量,还导致输出缓冲罐加载不当,从而导致煤浆流量和压力不稳定,从而导致烧嘴的压力差异波动(减少)。但是,当烧嘴的压力差异波动(减少)时,水煤浆的电磁流量比较稳定。烧嘴的压力差波动(减少)后,水煤浆的电磁流量也相对稳定,可以消除测量流量计延迟的问题(一般来说,高压煤浆泵看起来异常时,烧嘴的压力差会有减少的趋势,即使流量下降一半,烧嘴的压力差也在0.10MPa以上)。由于长时间高压煤浆泵的异常测量,烧嘴的压力差发生波动(减少)时,电磁流量会发生反应,但实际电磁流量相对稳定,因此应排除影响高压煤浆泵异常测量的因素。 2.2原料煤中杂物 煤中的一些杂质在用煤磨机粉碎后仍未被破坏或清除,煤浆液可能进入烧嘴并紧贴在中央氧气定位单元上,这会引起部分煤浆流动和炉内局部流场的变化。因此,它影响烧嘴中压力差的波动(减小)。在2022年9月8日至12月10日气化A运行期间,烧嘴c的压力差经常波动(减小),而烧嘴a的压力差波动(减小)不大。在检查中,发现有一种细小的麻状物质附着到烧嘴氧气定位单元a上,一种细小的麻状物质附着到烧嘴氧气定位单元c上。 2.3煤浆黏度 多喷嘴气化炉烧嘴在结构和工作原理上称为预膜烧嘴。碳悬浮液在氧气的作用下形成液体膜。炭浆的粘度直接影响液体膜的形成和厚度,这不仅会影响碳浆中氧气的雾化,还会影响离开烧嘴后材料流动的轨迹和场的局部分布。但是,在实际操作过程中,水煤浆的粘度保持相对稳定,因此,由于水煤浆粘度的变化,影响烧嘴压力差异波动的因素可能会被消除。 2.4单向阀卡顿影响 新一代四喷嘴水煤浆气化工艺用单向阀取代煤浆炉头阀,即在水煤浆进入工艺烧嘴前设置单向阀,事故状态下,用以阻止气化炉内高温水煤气通过煤浆管线

多喷嘴对置式水煤浆气化装置运行总结

多喷嘴对置式水煤浆气化装置运行总结 李光;宋肖盼;乔洁;顾朝晖 【期刊名称】《小氮肥》 【年(卷),期】2015(000)001 【总页数】2页(P22-23) 【作者】李光;宋肖盼;乔洁;顾朝晖 【作者单位】河南心连心化肥有限公司河南新乡453731;河南心连心化肥有限公 司河南新乡453731;河南心连心化肥有限公司河南新乡453731;河南心连心化肥有限公司河南新乡453731 【正文语种】中文 河南心连心化肥有限公司800kt/a尿素装置的气化装置采用多喷嘴对置式水煤浆 加压气化技术,气化压力为6.5MPa,气化温度为1200~1400℃。该气化装置包括煤浆制备、气化和渣水处理3个单元,气化炉2开1备。首台气化炉于2013 年11月18日开始试运行,2013年12月19日正式生产投料成功,截止至2014年1月17日,已经连续运行700h。气化装置整体运行平稳,没有停车事故,现 对气化装置运行中出现问题和改进措施进行总结。 事故:黑水循环泵出口法兰连接处发生泄漏,温度为240℃、压力为6.36MPa的黑水大量喷射出来,事故没有造成人员伤亡。在确保绝对安全情况下,停运事故黑水循环泵,启动备泵,保证了黑水的正常循环。 原因分析:①投料前,黑水循环泵出口法兰螺栓紧固不彻底,运行后螺栓出现松动,法兰没有起到密封作用;②投料后,由于螺栓的工作环境发生了变化,螺栓出现松

动后没有及时进行紧固;③上螺栓时,没有将法兰密封面擦拭干净,导致密封不严。改进措施:①立即停运事故黑水循环泵并进行检修,拆开发生泄漏处法兰,清洗法 兰密封面,保证法兰密封面的洁净;②重新紧固螺栓后,再次投入运行。 事故:澄清槽底料泵的进口管线发生堵塞,导致澄清槽底料泵停运而无法正常供应 渣料。备泵启动后,渣料处理正常。 原因分析:①澄清池底料泵刚投运时,气化系统黑水浓度很大,澄清槽内黑水中渣 含量和黏度也相应增大,此时沉积在澄清槽底部的渣料流动性变差而堵塞底料泵的进口管线;②絮凝剂加入量过大,渣料在澄清槽底部迅速沉积,无法正常流入底料 泵的进口管线内。 改进措施:①倒泵以后,将澄清池底料泵进口管线冲洗干净,并将清洗污水通过导 淋排至渣沟;②适当减少絮凝剂的添加量,使澄清槽内黑水中渣料缓慢沉积和澄清 槽底部的渣料可均匀流入底料泵的进口管线内。 事故:渣池泵的进口管线发生堵塞,渣池泵停运,渣水无法正常循环。启动备泵后,渣水才能正常循环。 原因分析:前期进行局部试车时,由于工作人员的疏忽,渣池内残留的大颗粒渣样 没有及时清除。正常生产后,大颗粒渣样大量聚集在渣池泵进口处,发生堵塞。 改进措施:①倒泵后,将堵塞处拆开,把大颗粒渣样清除干净;②加强对操作人员的 相关教育,杜绝相关事故的发生;③在渣池出口处增设滤网,过滤掉大颗粒渣样, 以避免渣池至渣池泵管线堵塞。 事故:旋风分离器液位计的根部螺栓由于质量问题发生断裂,导致大量半水煤气从 旋风分离器液位计根部泄漏,气化工段现场空气中CO含量严重超标,整套装置紧急停车,进行检修。 原因分析:①螺栓质量不过关,使用的螺栓承受不了相应的压力和温度;②紧固螺栓时,由于使用的工具和紧固方法不当,导致螺栓在紧固过程中发生变形或局部产生

多喷嘴对置式水煤浆气化炉操作温度的控制

多喷嘴对置式水煤浆气化炉操作温度的控制 步建军 【摘要】介绍了多喷嘴对置式水煤浆气化炉工艺流程及气化炉炉温控制的重要性.分析了气化炉炉温控制的影响因素,介绍了多喷嘴对置式新型气化炉装置操作温度的控制方法,并阐述了更换煤种和炉壁超温工况下的炉温调整方法.%A brief account is given of the process flow of the multi-nozzle opposed coal-water slurry gasifier and the importance of temperature control of the gasifier. Influencing factors are analyzed of the temperature control of the gasifier, the control method is described of the operating temperature of the new-type gasifier, and also the readjustment method of gasifier temperature under overtemperature conditions of the gasifier walls and change of type of coal. 【期刊名称】《化肥工业》 【年(卷),期】2012(039)006 【总页数】5页(P15-18,25) 【关键词】多喷嘴;气化炉;操作温度;控制 【作者】步建军 【作者单位】江苏索普<集团>有限公司江苏镇江212006 【正文语种】中文

科技成果——多喷嘴对置式水煤浆气化技术

科技成果——多喷嘴对置式水煤浆气化技术 适用范围 化工行业煤制合成气 行业现状同等产量条件下常压固定床技术:比氧耗380Nm3O2/kNm3(CO+H2);有效气成分CO+H2含量60%-70%;碳转化率78%;年消耗71万tce。 成果简介 1、技术原理 水煤浆、氧气进入气化室后,相继进行雾化、传热、蒸发、脱挥发分、燃烧、气化等6个物理和化学过程,煤浆颗粒在气化炉内经过湍流弥散、振荡运动、对流加热、辐射加热、煤浆蒸发与挥发份的析出和气相反应等,最终形成以CO、H2为主的煤气及灰渣。产生的合成气经分级净化达到后序工段的要求,同时采用直接换热式渣水处理系统。 2、关键技术 多喷嘴对置式水煤浆气化技术采用四喷嘴撞击流、预膜式喷嘴,加强混合,强化热质传递。关键技术设备包括: (1)由喷淋床与鼓泡床组成的复合床高温煤气洗涤冷却设备; (2)合成气“分级”净化。由混合器、分离器、水洗塔组成的高效节能型煤气初步净化系统; (3)直接换热式含渣水处理系统; (4)预膜式长寿命高效气化喷嘴;

(5)结构新颖的交叉流式洗涤水分布器; (6)国内首次成功实施停运气化烧嘴在线带压投料的操作技术。 3、工艺流程 通过喷嘴对置、优化炉型结构及尺寸,在炉内形成撞击流,以强化混合和热质传递过程,并形成炉内合理的流场结构。主要包括煤浆制备、输送单元,多喷嘴对置式水煤浆气化单元,煤气初步净化单元和含渣水处理单元,其中关键单元为气化、煤气初步净化和含渣水热回收。 图1 多喷嘴对置式水煤浆气化工艺流程图 主要技术指标 与引进的水煤浆气化技术相比,采用该技术可使比氧耗降低7.9%,比煤耗降低2.2%。 以北宿煤为原料,合成气有效气成分(CO+H2)含量84.9%,比氧耗309Nm3O2/1000Nm3(CO+H2),降低7.9%;比煤耗535kg/1000Nm3(CO+H2),降低 2.2%;碳转化率98.8%,提高2%-3%;产气率

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。 (3)一般一年至一年半更换一次炉内耐火砖。 二多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术 该技术由华东理工大学洁净煤技术研究所于遵宏教授带领的科研团队,经过20多年的研究,和兖矿集团有限公司合作,成功开发的具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术,并成功地实现了产业化,拥有近20项发明专利和实用新型专利。目前在山东德州和鲁南均有工业化装置成功运行。

单喷嘴与多喷嘴水煤浆气化工艺的对比分析

单喷嘴与多喷嘴水煤浆气化工艺的对比分析首先,喷嘴结构的不同是单喷嘴与多喷嘴水煤气化工艺的基本区别之一、单喷嘴工艺只有一个中心喷嘴,而多喷嘴工艺则采用多个分散的喷嘴。由于多喷嘴工艺更有利于提高煤粉与气体的混合程度,因此在气体生成效 率上具有明显优势。而单喷嘴工艺主要用于规模较小的项目,其结构简单、操作便利,但其气化效率较低。 其次,操作参数的差异是两种工艺的显著特征。在单喷嘴工艺中,由 于喷嘴位置固定,煤粉、水和气体的流量以及气体的速度很难进行调整。 而在多喷嘴工艺中,可以通过对多个喷嘴的流量、速度等参数进行精确控制,从而获得更全面、均匀的混合效果。此外,多喷嘴工艺还可以通过调 整分散喷嘴的位置和数量,提高气体的混合程度,进一步提高气化效率。 再次,产物气质的差异是评估两种工艺的重要指标之一、多喷嘴工艺 能够获得更高的气化效率,产生更高质量的合成气。合成气中的甲烷含量 更高,氮气含量更低,因此热值更高。而单喷嘴工艺则会产生更多的焦炭 和灰渣,气化效率较低,合成气的能量利用率较低。 此外,在实际应用中,单喷嘴与多喷嘴水煤气化工艺的经济性也存在 差异。多喷嘴工艺由于气化效率高,可获得更多高质量合成气,因此在气 化产物利用方面具有较大优势,能够实现更好的经济效益。而单喷嘴工艺 则适用于规模较小的项目,由于结构简单,投资成本相对较低,适合资源 有限的地区。 综上所述,单喷嘴与多喷嘴水煤浆气化工艺在喷嘴结构、操作参数、 产物气质和经济性等方面存在明显差异。多喷嘴工艺具有更高的气化效率 和更好的经济效益,适用于大规模项目。而单喷嘴工艺则适用于规模较小

的项目,由于结构简单、操作便利、投资成本较低。因此,在选择水煤气化工艺时需要根据实际情况综合考虑各种因素,选择最适合的工艺方案。

GE水煤浆气化工艺烧嘴压差低原因分析及解决措施

GE水煤浆气化工艺烧嘴压差低原因分析 及解决措施 摘要:GE水煤浆气化工艺是以煤和氧气为生产原料,即将原料煤、研磨水及水煤浆添加剂按一定配比研磨出合格的煤浆,与来自空分装置的纯氧通过三通道工艺烧嘴预混合后进入气化炉,在一定温度及压力下进行不完全氧化反应,生产为主要成分的粗合成气,粗合成气送至下游净化装置。在实际生产运行以CO+H 2 中,经常会出现烧嘴压差低于联锁值(20kPa)触发气化炉跳车,从而严重制约装置的长周期稳定运行。烧嘴压差是指煤浆进入烧嘴前的压力与气化炉合成气出口压力的差值,烧嘴压差能反映烧嘴喷头的磨蚀及烧嘴喷射雾化效果。设置烧嘴压差低停车联锁主要是防止高温高压合成气反窜进入煤浆管道引起爆炸事故。本文详细的对烧嘴压差低的各种原因进行深度剖析,并提供相对应的解决措施,减少因烧嘴压差低导致气化炉跳车的次数。 关键词:烧嘴压差;烧嘴改造;煤浆质量;中心氧;操作调整 1、中天合创GE水煤浆气化装置简述 中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目煤气化装置采用美国GE公司“非催化部分氧化法”水煤浆气化技术,购买水煤浆气化工艺包和专利设备,由中石化宁波工程公司完成基础及详细工程设计(如图1)。煤气化装置共分为气化一、气化二两个系列,两个系列设置相同,主要包含14套煤浆制备系统、14套气化及合成气洗涤系统、14套四级闪蒸系统及相关公用工程系统。单台气化炉设计原煤日处理量为1496t,有效气产量(CO+H2)10.7万m3/h,14台气化炉正常生产时11开3备,装置于2013年9月份正式开工建设,2016年6月中交,2016年9月份投料开车。

图1 装置工艺流程 2、装置运行状态 装置在运行初期极不稳定,气化炉跳车频繁、运行周期短,其中2018年,气化炉非计划停车(连续运行天数<60天)次数多达116次,尤其是烧嘴压差低联锁(T-25)导致气化炉非计划停车次数达到88次,气化炉单炉连续运行时间平均不足30天,大大落后于同行业平均70天的运行水平。频繁的烧嘴压差低联锁跳车不仅隐藏着巨大的安全风险,而且对企业的经济效益有着极大的影响。烧嘴压差低,对气化炉和烧嘴的影响主要有:(1)容易造成烧嘴回火,烧穿烧嘴冷却水盘管,导致气化炉跳车,严重时高温高压合成气从冷却水管道窜出发生火灾爆炸事故;(2)火焰变短,导致气化炉拱顶及烧嘴法兰温度高,同时对拱顶砖的冲刷磨蚀加快;(3)煤浆雾化效果差,碳转化不完全,有效气产率低,气化炉渣量变大,捞渣机电流升高。(4)烧嘴压差低于联锁值20kPa时,气化炉跳车[1]。烧嘴压差低成为制约装置安全稳定运行的瓶颈,为解决这一难题,装置成立攻关小组,对烧嘴压差的影响因素进行全面的分析,一致认为,烧嘴压差的

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