Texaco煤气化灰水处理功量交换应用分析
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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。
一、Texaco煤气化工艺介绍德士古水煤浆加压气化工艺简称TCGP,是美国德士古石油公司TEXACO在重油气化的基础上发展起来的。
1 945年德士古公司在洛杉矶近郊蒙特贝洛建成第一套中试装置,并提出了水煤浆的概念,水煤浆采用柱塞隔膜泵输送,克服了煤粉输送困难及不安全的缺点。
7 0年代开发并推出具有代表性的第二代煤气化技术,即加压水煤浆气化工艺,70年代末80年代初完成示范工作并实现工业化,80年代投入工业化生产,成为具有代表性的第二代煤气化技术。
德士古水煤浆气化技术包括煤浆制备、灰渣排除、水煤浆气化等技术。
先后在美国、日本、德国及我国渭河、鲁南、上海三联供建成投产多套工业生产装置,经多年的运行实践证明,德士古加压水煤浆气化技术是先进并成熟可靠的。
见下图。
水煤浆经高压煤浆泵加压后与高压氧气(纯度为98%以上)经德士古烧嘴混合后呈雾状,分别经喷嘴中心管及外环隙喷入气化炉燃烧室,在燃烧室中进行复杂的气化反应,反应温度为1350-1450℃,压力为4.0-6.0Mpa,生成的煤气(称为合成气)和熔渣,经激冷环及下降管进入气化炉激冷室冷却,冷却后的合成气经喷嘴洗涤器进入碳洗塔,熔碴落入激冷室底部冷却、固化,定期排出。
在碳洗塔中,合成气进一步冷却、除尘,并控制水气比(即水汽与干气的摩尔比),然后合成气出碳洗塔进入后工序。
气化炉和碳洗塔排出的含固量较高黑水,送往水处理系统处理后循环使用。
首先黑水送入高压、真空闪蒸系统,进行减压闪蒸,以降低黑水温度,释放不溶性气体及浓缩黑水,经闪蒸后的黑水含固量进一步提高,送往沉降槽澄清,澄清后的水循环使用。
二、德士古水煤浆气化工艺的环保优势德士古水煤浆气化工艺的气化反应是在1200~1500℃的高温下进行的,炉膛中的还原气氛使煤或残留物的有机成分几乎完全分解,并且阻碍了有害于环境的新化合物例如烃类的生成。
典型的灰渣组成如下:灰分组成:这些灰渣与燃煤电厂的灰渣没有什么区别,也被广泛的应用在建材行业中。
煤炭气化技术及其在清洁能源领域的应用煤炭气化技术是将煤炭转化为可燃气体的一种高效能源转化技术。
通过气化过程,煤炭中的碳、氢等元素可以转化为一氧化碳、氢气等可用于燃烧或化工合成的气体。
煤炭气化技术不仅可以提高煤炭资源的利用率,还可以减少大气污染物的排放,因此在清洁能源领域具有广阔的应用前景。
煤炭气化技术的基本原理是在高温和高压下,将煤炭与空气或氧气反应,生成可燃气体。
这个过程主要包括煤炭的干馏和气化两个步骤。
在干馏过程中,煤炭中的挥发分被释放出来,生成焦炭和煤气。
而在气化过程中,焦炭和煤气与氧气反应,生成一氧化碳和氢气等可用于燃烧或化工合成的气体。
煤炭气化技术的应用领域非常广泛。
首先,煤炭气化技术可以用于发电。
通过煤炭气化,产生的一氧化碳和氢气可以用于燃烧,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电。
相比传统的燃煤发电,煤炭气化发电可以显著减少大气污染物的排放,降低对环境的影响。
其次,煤炭气化技术还可以用于生产合成气。
合成气是一种由一氧化碳和氢气组成的混合气体,可以用于化工合成和燃料生产。
通过煤炭气化,可以大规模生产合成气,用于合成液体燃料、化工原料等。
这种利用煤炭气化技术生产合成气的方式,不仅可以提高煤炭资源的利用率,还可以减少对石油等化石能源的依赖。
此外,煤炭气化技术还可以用于制氢。
氢气是一种清洁能源,可以作为燃料电池的燃料,产生电能。
通过煤炭气化,可以产生大量的氢气,用于替代传统的石油和天然气等能源。
制氢技术的发展对于实现能源结构的转型具有重要意义,而煤炭气化技术可以为制氢提供可靠的来源。
然而,煤炭气化技术在应用过程中也面临一些挑战和问题。
首先,煤炭气化过程中会产生大量的二氧化碳,增加了温室气体的排放量。
因此,如何有效地处理和利用这些二氧化碳成为了一个关键问题。
目前,一些研究机构正在探索将二氧化碳捕集和封存技术与煤炭气化技术相结合,以减少对环境的影响。
另外,煤炭气化技术的投资成本较高,对技术和设备要求也较高。
山东化工收稿日期:2011-04-20作者简介:张鹏鹏(1981—),山东邹城人,助理工程师,主要从事甲醇生产中德士古煤气化技术方面的工作。
櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉殶殶殶殶经验交流NH 3对Texaco 煤气化系统影响的分析与探讨张鹏鹏,安晓熙(兖矿国宏化工有限公司,山东邹城273500)摘要:介绍了Texaco 煤气化系统工艺流程,分析了Texaco 煤气化过程中NH 3的来源,阐述了NH 3对Texaco 煤气化系统的影响并提出了相应的处理措施。
系统中适量NH 3的存在,可中和酸性物质,防止管线和设备腐蚀;而过量NH 3的积累则会影响系统水质、产生铵盐结晶、造成系统结垢,影响安全生产、危害环境。
关键词:Texaco 煤气化;变换反应;氨;铵盐中图分类号:TQ541文献标识码:B文章编号:1008-021X (2011)05-0068-03Analysis and Discussion on Impact of NH 3to Texaco Coal Gasification SystemZHANG Peng -peng ,AN Xiao -xi(Yankuang Guohong Chemical Co.,Ltd.,Zoucheng 273500,China )Abstract :Process flow of Texaco coal gasification system was introduced.NH 3generated during Texaco coal gasification was analyzed.The impact of NH 3on Texaco coal gasification system was proposed ,and the relevant measures were put forward as well.Adequate ammonia could neutralize acid and therefore to prevent pipeline and equipment from corrosion.Howerer ,accumulation of excess NH 3in the gasification system could deteriorate water quality and separate out ammonium salt crystals and generate system scaling ,thus to do harm to system safety operation and surrounding environment.Key words :Texaco coal gasification ;shift reaction ;NH 3;ammonium saltTexaco 煤气化工艺以其原料范围宽、气化强度大、碳转化率高、安全易控制、粗煤气质量好、产品中无焦油和酚类、环境污染小等特点成为目前应用范围最广、工艺成熟的气流床气化技术[1]。
水煤浆技术水煤浆气化技术在中国的应用及其发展我国水煤浆技术已经进入产业化推广阶段,这对一大批为环保问题困扰的中小企业来说是一个好消息。
记者日前从"水煤浆锅炉及其应用技术暨产品发布会"上获悉,水煤浆是上个世纪80年代发展起来的一种低污染、高效率、流动性强的新型流体燃料。
它是由煤炭、水和添加剂通过物理加工成的浆体燃料,具有像油一样的易于装卸储存及直接雾化燃烧的特点。
经过"六五"、"七五"期间重点科技攻关,我国的水煤浆技术已经取得突破性的进展,并进入产业化阶段。
实践证明,水煤浆在锅炉和窑炉中的燃烧效率可高达95%-98%,而燃用水煤浆的运行成本仅仅占成本的1/3。
目前水煤浆已经在国电站、钢厂、炼化等大中型企业有所应用,但限于实用型燃烧设备的技术没有及时跟进,中小企业对此应用甚少。
据会议主办者介绍,目前这一难题已基本得到解决。
天融环保设备中心开发出一套完整的水煤浆锅炉及燃烧器的设计、生产、制造技术,并通过了有关部门的专家评审。
据悉,我国现有10万吨以下的锅炉约70万台,而因烟尘排放不符合环保标准和运行效率低下,将停用、更换和改造的锅炉高达50%以上。
仅在现有锅炉本体不变的情况下,改燃水煤浆,就可为国家节约数百亿元固定资产投资。
2 中国水煤浆气化技术的研究与开发2 中国水煤浆气化技术的研究与开发中国的水煤浆气化技术是在对引进技术吸收消化过程中发展起来的,尤其是通过"七五"、"八五"和"九五"国家重点科技攻关,结合引进技术的工业实践,逐步形成了一套创新的研究开发方法,建立起系统的水煤浆气化理论,成功地开发出具有中国特色的水煤浆气化技术。
2.1水煤浆制备技术根据中国煤种特点,中国科学院煤炭化学研究所从煤化学角度研究了煤炭成浆性能的影响因素,中国矿业大学通过试验与生产实践,提出了评价烟煤成浆性难度指标的经验公式。
煤气化灰水电化学处理技术介绍及其应用
煤气化灰水电化学处理技术是一种有效的回收利用煤气化灰液的新型技术,也是一种中性废水处理技术。
煤气化灰水电化学处理技术是一种特殊的水处理技术,它将电极函数引入废水处理过程中,利用电极电位对废水中的有机物进行氧化或还原反应,促使水的pH值偏离中性,从而抑制有机物的降解,使废水处理效果更好。
煤气化灰水电化学处理技术的应用具有广泛性,它可以有效处理中性废水,还可以处理高浓度废水,例如汽车冲水、涂料洗冲水等。
而且由于它使废水中的有机物氧化或还原,所以它还可以用于处理有机废水。
煤气化灰水电化学处理技术也可以用于预处理煤气化灰液,以便将煤气化灰液安全处理至排放标准。
在煤气化灰液的处理过程中,该技术可以降低污染物的浓度,从而达到节能减排的目的。
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煤化工气化装置灰水处理工艺浅析摘要:本文对煤化工气化装置灰水影响因素进行了分析,针对装置存在的问题,进行了改造处理,改善了系统水质,实现了装置的稳定运行。
关键词:煤化工;灰水处理;分析1导言鉴于我国能源结构富煤少油缺气的特点,大力发展煤化工是保障我国能源安全与实现可持续发展的有效途径。
煤化工行业水耗较大、规模体量大,煤化工废水主要来源为高浓度、难降解、有毒的煤气洗涤废水,其中含有酚类、氨氮等经生化处理难以降解达标的有毒有害物质,处理不达标就排放会对周边地区的水源及生态环境造成破坏。
气化废水水质好坏直接系统能够长周期运行,为了提高气化灰水系统的运行质量, 实现长周期稳定运行, 对影响灰水系统的因素进行了综合分析, 制定出了灰水系统的优化运行措施。
2煤化工气化废水影响因素2.1原料煤灰分及灰熔点灰水系统中的钙镁离子,主要来源于煤炭中的灰分,而我厂用煤来源于自己集团内部煤矿,需要精煤与末煤配比,造成原料煤灰分及灰熔点波动较大,我厂灰分控制指标为≤11%,但是实际最低灰分8.5%,最高14.2%;我厂煤浆灰熔点控制小于1200℃。
2.2两剂的添加量我厂沉降槽设计1059m3,絮凝剂添加率为2ppm,每天使用5.76kg,絮凝剂添加在沉降槽入口静态混合器前;分散剂添加率为30ppm,每天用量为86.4kg/天,分散剂添加在沉降槽上部溢流口至灰水槽部分;设计灰水指标悬浮物小于100mg/L,总硬小于450mg/L,总溶固小于2500mg/L,pH控制在7-10。
两剂添加不合适也是灰水水质差的重要原因。
2.3工艺过程操作的控制在日常工作中,各班组在操作控制时对过滤机的负荷只控制到最低要求15m3/h,没有将过滤机最大潜力发挥出来,我厂过滤机负荷设计15-30m3/h,过滤机负荷越高,对水质越好;另外灰水槽排污情况,正常生产时灰水槽高低压侧排污需要长期排污,而实际情况下执行不好,排污忽大忽小,各班组补入量也不同,系统波动大。