航天炉粉煤加压气化装置的配煤试烧

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。

入炉煤质对航天炉运行影响的探讨摘要: 总结了干煤粉气流床气化工艺对煤质的具体要求，并介绍了航天炉粉煤加压气化工艺流程特点。

结合安徽晋煤中能化工股份有限公司航天炉粉煤加压气化示范装置运行实际，系统地阐述了煤质参数变化对粉煤气化工艺的影响，并提出了应对措施。

关键词: 气化炉；煤质；灰分；黏温特性；干煤粉气流床。

1、工艺简述航天炉示范装置由磨煤及干燥单元、粉煤加压及输送单元、气化及洗涤单元、渣水处理及回收单元和气化公用工程系统组成，工艺流程为经盘式磨煤机研磨筛选的合格粉煤进入袋式过滤器。

在袋式过滤器风粉分离后的煤粉经螺旋输送机输送到常压粉煤储罐储存。

粉煤加压及输送单元采用低温甲醇洗单元分离出的CO 2气体为输送载气。

煤粉锁斗通过周期性的低高压变化操作，将常压粉煤储罐的粉煤间歇性地送入到粉煤给料罐中。

给料罐内的粉煤通过三条粉煤管线进入气化炉顶部的一体化烧嘴。

在粉煤进入烧嘴的同时，O 2和高压蒸气也被送入气化炉烧嘴处。

三股物料在烧嘴射流作用下进入气化炉并充分混合和反应，生成以CO 和H 2为主要成分的粗合成气。

气化炉作为核心设备是决定煤质适应性优劣的关键。

航天炉为单嘴顶置式结构，采用水冷壁内衬以渣抗渣，构建了单喷嘴顶置式直流射流流场；该炉型能适应大部分煤种，原煤适应性强，，更能满足高灰熔点、高灰分劣质煤的高效气化需要。

该流场由射流区、回流区和旋流区组成，具有中上部炉温略低、下部靠近渣口处炉温较高的温度场分布特性，有效促使渣口处熔渣顺畅排出，从而强化了其对高灰熔点、高灰分劣质煤的适应性，生成的熔渣和高温合成气从渣口流出经过下降管进入洗涤冷却室降温。

淬冷后的熔渣沉积在激冷室底部成为粗渣，定期通过渣锁斗排入渣池，并被捞渣机捞出，运出气化界区。

在激冷室完成初级洗涤后的粗合成气依次进入混合器和旋风分离器，进行二级洗涤分离以除去较大粒度的杂质; 然后再进入洗涤塔进行第三级洗涤除尘，以进一步除去较小粒度的细灰，从而达到灰质量浓度＜ 1.5 mg/m 3 的要求; 随后送出气化界区，进入后续的变换单元。

中能化工 60 万吨合成氨一期航天炉配煤掺烧分析摘要：中能化工60万吨合成氨一期项目的航天炉是北京航天长征化学工程股份有限公司设计制造的，型号HTL-4/S-32/38-II/Y。

装置设计日消耗原料煤约1500吨，日消耗氧气约79万立方米。

在4.0MPa条件下通过气化反应，生产CO+H2为2.52×106Nm3/d，经洗涤后送变换。

将原料煤按照一定比例配煤，输送至磨煤机内磨成煤粉，并由高温惰性气流烘干送至粉煤储罐，经粉煤锁斗来完成粉煤的加压及输送，将粉煤输送至粉煤给料罐，粉煤给料罐和气化之间保持恒定的压差，通过粉煤管线连续稳定的将粉煤输送至粉煤烧嘴，在气化炉内和纯氧进行气化合成反应。

关键词：原料煤、配煤掺烧、煤质分析、炉况。

1、配煤掺烧概述：现阶段原料煤价格波动较大，购煤渠道多、煤源杂、煤种多、煤质稳定性差，特别是挥发分低、硫分高的各煤质，不仅加剧航天炉工况恶化，而且极易导致航天炉内部积灰结垢严重，缩短航天炉运行周期。

开展配煤掺烧工作，拓展气煤来源保障气煤供应、保障入炉煤煤质满足航天炉运行稳定要求、节约燃料成本、提高原料煤管理水平、增强企业盈利能力，是当前企业的重要课题。

中能化工入厂煤质多变，与设计煤种相差甚远，多种煤质的掺烧成为日常管理必然工作。

若掺烧不合理，严重影响航天炉运行的安全性及机组带负荷能力。

当煤质超出设定适应范围，将会给航天炉的安全、经济性带来很大的影响，体现在合成气量下降；有效气成分降低，燃烧不稳定等；并且航天炉易渣口堵塞、激冷室积灰结垢，炉膛和上锥段温度波动，造成航天炉系统风险隐患增加。

1.配煤掺烧方案航天炉对煤质的适应性较强，但也有特定要求，将不同种类和特性的单质煤按一定比例掺混，综合考虑水分、挥发分、灰分、固定碳、硫含量等，调整合理的配比，以发挥混煤中单煤的优势，利于燃烧，稳定炉况，提高航天炉产气效率。

以HTL-4/S-32/38-II/Y型号航天炉作为研究对象，选取进煤量大且具备代表性的淮能和华煜隆等原料煤，进行实验室分析工作，并对煤样分类。

探讨航天炉粉煤气化装置检测与优化策略航天炉粉煤气化装置是一种高效的能源转换设备，可以将煤炭等固体燃料转化为燃气和燃料油。

由于操作条件的不同和设备磨损的影响，航天炉粉煤气化装置存在一些问题，如气体组分波动大、能耗高、熔融温度不稳定等。

为了解决这些问题，需要进行装置检测与优化策略。

下面将就航天炉粉煤气化装置的检测与优化策略进行探讨。

航天炉粉煤气化装置的检测可以从以下几个方面进行：气体组分分析、能耗分析和温度测量。

气体组分分析可以通过气体分析仪进行，在不同操作条件下对煤气的组分进行实时监测和分析，以便及时发现气体组分的变化和异常，及时采取措施进行调整。

能耗分析可以通过对航天炉粉煤气化装置的耗电量、耗热量和耗水量进行测量和记录，以评估装置的能源利用效率，发现能源浪费的问题并进行优化。

温度测量可以通过热电偶等温度传感器进行，实时监测和记录航天炉粉煤气化装置的不同部位的温度，以便及时发现温度异常和热量分布不均匀的问题。

航天炉粉煤气化装置的优化策略可以从以下几个方面进行：操作条件优化、设备维护和高效能源利用。

操作条件优化可以根据装置检测结果进行，根据煤气组分变化和异常、能耗高等问题，进行操作参数的调整，使装置运行在更加稳定和高效的状态下。

设备维护包括定期维护保养、更换磨损部件和清洗设备等，以保证航天炉粉煤气化装置的正常运行和良好的性能。

高效能源利用可以通过优化煤炭炭质选择、燃烧条件的调整和余热回收利用等，提高能源利用效率，降低能耗。

为了实现航天炉粉煤气化装置的检测与优化策略，需要借助先进的监测与控制技术。

在气体组分分析方面，可以采用激光光谱技术进行快速、准确的煤气组分分析；在能耗分析方面，可以采用智能仪表和监控系统进行能耗的实时监测和分析；在温度测量方面，可以使用远程红外测温技术进行非接触式的温度测量。

航天炉粉煤气化装置的检测与优化策略是提高装置运行效率和能源利用效率的关键。

通过对气体组分、能耗和温度等进行监测和分析，并根据检测结果进行操作条件优化、设备维护和高效能源利用，可以提高航天炉粉煤气化装置的性能和经济效益。

第2期 2010年3月中 氮 肥M Sized N itrogenous Fertilizer Prog ress No 2M ar .2010而上分别是A 型、B 型、C 型,C 型上部为原有的2块多孔板。

改造后的尿素合成塔投入运行后,效果十分明显,C O 2转化率提高了3%,达到66%~68%。

2 一吸塔改造一吸塔是水溶液全循环法尿素装置的心脏设备,其挖潜改造主要有3个方面: 增加一吸系统的热平衡能力; 加大精洗段能力; 增大鼓泡吸收段容积,提高鼓泡段吸收效果。

2号尿素系统原 1000mm 一吸塔采用的是泡罩塔盘,在满负荷生产时,主要存在一吸塔精洗段温度偏高、液位偏高且波动较大、容易超温等问题,一吸塔顶部及底部回流氨加入量较大。

为满足和适应高负荷的生产强度,对一吸塔进行了泡罩塔盘与DL 型塔盘相结合的改造。

DL 型塔盘的技术特点是当大气量通过塔盘元件(罩帽)时能形成部分吸收液体循环使用,可解决气液比过大的不利因素。

原一吸塔设计为9块(层)塔盘,为增大鼓泡段分离空间,取消了最下层的泡罩板,因此还剩8块板。

改造时将下面的4块泡罩塔盘改用宁波远东化工科技有限公司生产的DL 型塔盘,上面的4块板仍保留。

DL 型塔盘与泡罩塔盘共同作用,取长补短,解决了传统塔盘气液比大时阻力增大、生产能力受到限制的矛盾,加大了精洗段和鼓泡段的吸收能力,使一吸塔的操作控制进一步稳定,为装置增产降耗奠定了基础。

3 结束语烟台巨力化肥有限公司2号尿素系统利用宁波远东化工科技有限公司的几项专利技术改造后,装置C O 2转化率提高,降低了生产系统的消耗,达到了稳产、低耗的目的,尿素产量提高,最高日产可达到550,t 为企业的发展奠定了良好的基础。

航天炉粉煤加压气化技术浅析孙永才,刘 伟(安徽临泉化工股份有限公司,安徽临泉 236400)[中图分类号]TQ 546 [文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2010)02-0018-03[收稿日期]2009 09 02[作者简介]孙永才(1981 ),男,安徽阜南人,气化车间工艺员,工程师。

探讨航天炉粉煤气化装置检测与优化策略航天炉粉煤气化装置是一种将固体煤转化为可燃气体的设备，具有能够高效利用煤炭资源的优点。

由于煤炭的种类和质量有所不同，以及工艺参数的不同设置，粉煤气化装置可能存在一些问题，降低了其性能和效益。

对于航天炉粉煤气化装置进行检测与优化是非常重要的。

对航天炉粉煤气化装置进行检测是确保其正常运行的关键。

通过定期的设备检查和参数测试，可以及时发现设备的故障和问题，并进行修复。

在检测中，应关注以下几个方面：1. 温度检测：粉煤气化过程中的温度对反应的进行有很大的影响。

应在合适的位置设置温度传感器，及时监测气化室内的温度变化，以确保反应温度能够达到设定值。

2. 压力检测：气化装置中的压力也是关键参数之一。

应安装压力传感器，监测气化室内的压力变化。

需要检测气化过程中的压力波动情况，以避免发生压力过大或过小的情况。

3. 气体组分检测：粉煤气化过程会产生多种气体，包括一氧化碳、氢气、甲烷等。

通过气体分析仪器检测气体的成分和浓度，可以了解气化反应的效率和产气质量，以便及时调整工艺参数。

针对航天炉粉煤气化装置的检测结果，可以采取一些优化策略来提高其性能和效益。

1. 工艺参数调整：根据检测结果，可以适当调整气化炉内的温度、压力和流量等工艺参数，以达到更好的气化效果。

增加氧气供应量可以提高气体产量和质量。

2. 燃料选择：根据煤炭的种类和质量特点，选择合适的煤种作为气化燃料。

不同的煤种具有不同的燃烧特性和气化效果，选择合适的燃料可以提高气化产气量和质量。

3. 炉内部结构优化：通过优化气化炉的内部结构和设计，可以改善气化反应的均匀性和效率。

合理安排气体流动路径、增加催化剂的使用，可以使气化反应更加充分，提高产气效率。

航天炉粉煤气化装置的检测与优化策略可以通过定期的设备检查和参数测试来保证设备的正常运行，并根据检测结果采取合适的优化措施，提高其性能和效益。

这将有助于提高煤炭资源的利用效率，减少对传统能源的依赖，促进可持续发展。