Dup(1)HT-L粉煤气化工艺

C + O2 = CO2 + 402kJ/mol
2C + O2 = 2CO + 237kJ/mol C + CO2 = 2CO - 165kJ/mol
2CO + O2 = 2CO2 + 567kJ/mol
二、煤气化的基本原理
（一）炭与氧的化学反应
反应平衡常数
lnKp = -21000/T + 21.4
二、煤气化的基本原理
（五）煤炭气化过程速率
• 当气化温度很低时， β ＞ ＞ K
K总= β K /（ β + K ）= K
此时的反应为化学动力学控制。 提高温度、压力、浓度，改善催化剂等 ，能够加快过程速率。
二、煤气化的基本原理
（五）煤炭气化过程速率
• 当气化温度很高时， K ＞ ＞ β
K总= β K /（ β + K ）= β
此时的反应为扩散控制。 提高压力、浓度，流速，减小颗粒度等 ，能够加快过程速率。
800~1200℃时CO/CO2的浓度
浓 度 CO
2
CO
距碳粒表面的距离
1200~1400℃时CO/CO2的浓度
浓 度 CO CO2
距碳粒表面的距离
三、煤炭气化工艺分类
移动床气化
• 煤料与炉体相对静止，靠重力下降 • 煤料在炉内停留时间以小时计
原料 煤仓 原煤 粉煤袋 式过滤 器 粉煤 螺旋输送机 螺旋给料器
称重给煤机
磨煤 机
惰性气体 发生器
循环风机
（一）磨煤及干燥单元
3、主要设备
原 煤 原料 煤仓 粉煤 袋式 过滤 器
原 料 煤 仓
称重给煤机
粉 煤 螺旋 输送 机

煤气化工艺简介煤气化大体可分为干粉煤加压气化路线和水煤浆气化路线。

一般情况下，凡是煤质符合水煤浆技术要求的应尽可能采用成熟的水煤浆技术，保证后续工艺的运行；在煤质不能满足水煤浆技术要求时可以考虑粉煤气化技术。

一、目前国内外先进的干粉煤加压气流床煤气化工艺技术主要是Shell公司的SCGP粉煤加压气化工艺、德国未来能源公司的GSP粉煤加压气化工艺、航天粉煤加压气化工艺和西安热工所两段式煤气化技术。

1.1壳牌公司的SCGP粉煤加压气化技术原料为干煤粉，采用气流床加压气化、液态排渣，利用废热锅炉产高压饱和或高压过热蒸汽；其主要技术特点如下：①用加压氮气输送干煤粉，煤种适应性广，对煤的灰熔点适应范围比Texaco水煤浆气化技术更宽、②气化温度约1400～1600℃，碳转化率高达99%以上，产品气体洁净，不含重烃，甲烷含量极低，煤气中有效气体（CO+H2）达到90%左右、③氧耗低，与水煤浆气化相比，氧耗低15～25%，因而配套之空分装置投资可减少。

④单炉生产能力大，日处理煤量可达2000吨以上。

⑤冷煤气效率可达到78～83%。

⑥气化炉采用水冷壁结构，无耐火砖衬里，维护量较少，气化炉内无传动部件，运转周期长，无需备用炉。

⑦气化炉烧嘴及控制系统安全可靠。

Shell公司气化烧嘴设计寿命为8000小时，Demkolec电厂使用烧嘴4年中未出现问题．⑧炉渣可用作水泥渗合剂或道路建造材料。

气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒，性质稳定，对环境几乎没有影响。

气化污水中含氰化物少，容易处理。

虽然Shell干煤粉气化技术具有许多优点，但是但shell系统庞大，流程长，设备投资大，锅炉系统存在积灰、堵渣现象。

关键设备基本依赖进口，尤其是特殊阀门、气化炉内件和燃烧器，由于必须依赖进口，每年的备品备件费用较高，开车运行的成本费用也相对较高。

目前此项技术在商业运营中仅仅用于发电，在化工领域的运用还存在不少问题。

国内已运行和在建的装置有19套，总体上柳化、湖北双环、安庆石化运行的相对较好，壳牌公司的Shell粉煤加压气化技术应用部分企业1.2德国未来能源公司的GSP是单喷嘴下喷式干煤粉加压气流床气化技术，据煤气用途不同可用直接水激冷，也可用废锅回收热量。

航天炉⼯艺及主要设备参数航天炉⼯艺及主要设备参数介绍1、⽣产⼯艺介绍本装置为HT-L粉煤加压⽓化装置，是由北京航天院设计的⽰范装置，设计⽇消耗原料煤约929.64吨，消耗氧⽓约48.6万⽴⽅⽶。

在4.0MPa条件下通过⽓化反应，⽣产CO+ H2为1.22×106Nm3/d，经洗涤后送变换。

HT-L粉煤⽓化⼯艺是⼀种以⼲煤粉为原料，采⽤激冷流程⽣产粗合成⽓的⼯艺。

HT-L粉煤⽓化⼯艺采⽤了盘管式⽔冷壁⽓化炉，顶喷式单烧嘴，⼲法进料及湿法除渣，在较⾼温度（1400～1700℃）及压⼒（4.0 MPa左右）下，以纯氧及少量蒸汽为⽓化剂的⽓化炉中对粉煤进⾏部分⽓化，产⽣以CO、H2为主的湿合成⽓，经激冷和洗涤后，饱和了⽔蒸汽并除去细灰的合成⽓，送⼊变换系统。

该HT-L粉煤加压⽓化装置包括1500、1600、17000、1800四个单元：其中1500单元为磨煤单元、1600单元为粉煤加压及输送单元、1700单元为⽓化及合成⽓洗涤单元、1800单元为渣及灰⽔处理单元。

1500单元、1600单元、1700单元、均为双套装置、1800单元为单套装置。

1.1航天炉⼯艺原理航天炉属于粉煤加压⽓流床，利⽤纯氧和少量蒸汽为⽓化剂，⼆氧化碳或氮⽓输送粉煤，有特质的粉煤烧嘴送⼊⾼温⾼压的⽓化室完成⽓化反应，⽣成以CO和H2为主要成分的合成⽓，⽓室多余的热量由⽔冷壁吸收产⽣中压蒸汽，煤中的灰分形成熔渣，与⾼温合成⽓⼀同进⼊激冷室进⾏⽔激冷后排出⽓化炉。

1.2⽓化炉主要结构⽓化炉主要由⽓化炉外壳、螺旋盘管和⽔冷壁和激冷室内件组成，⽓化炉外壳为三类压⼒容器，螺旋盘管和⽔冷壁由⽓化室主盘管、渣⼝盘管、炉盖盘管三部分组成，盘管内⽔循环为强制循环，通过汽包副产中压饱和蒸汽，⽔冷壁向⽕侧敷有耐⽕材料⼀⽅⾯为了减少热损失，另⼀⽅⾯为了挂渣，充分利⽤渣层的隔热功能，以渣抗渣保护炉壁，⽓化炉上部为⽓化段，下部为熔渣激冷段，⽓化段位圆柱形反应室，激冷段内有激冷环、下降管、上升管和渣池⽔分离挡板等主要部件。

第３ ７卷
第 ６期
化 肥工 业
２１ ００年 １ ２月
Ｈ — Ｔ Ｌ粉煤 加 压 气 化 示 范 项 目空分 装 置 简 介
童二胜 ， 杜桂 芳
（ 安徽 晋煤 中能化工股 份有 限公 司 临泉
摘要
２６ ０ ） ３ ４ ０
介 绍 了与航 天 炉 粉 煤 加 压 气化 示 范 装 置 配 套 的 空 分 装 置 的 工 艺流 程 选 择 、 备及 产 品 的 用途 。膨 胀 设
ｎｔｆｒ ＨＴ－ ｕ ｖ ｒｚ ｄ ｃ ａ ｅ ｓ ｒ ａ ｉ ｃ ｔｏ ｉ ｏ Ｌ ｐ ｌｅ ｅ ｏ ｌｐｒ ｓｕ ｅ ｇ ｓｆ ａ ｉｎ，ｔ ｅ ｃ ｉｅ ｏ ｔ ｒ ｃ ｓ ｏ ｉ ｉ ｈ ｈｏｃ ｆｉ ｐ ｏ ｅ ｓｆ ｗ，ｅ ｕ ｐ ｎ ｎ ｒ ｄ ｓ ｌ ｑ ｉ ｍｅ ｔａ ｄ ｐ ｏ — ｕ ｔｕ ｅ ．Ｅｘ ａ ｄ ｄ ａｒｅ ｔｒ ｈ ｐ ｒｔｗｅ ｔ ｍＭ１ｃ ｕ ｒ ｏ ｏｕｍｎ，ｔ ｏ ｓ ｈ ｍｅ ｓ ｏ ｃ ｓ ｓ ｐ ｎ ｅ ｉ ｎ ｅ ｓｔｅ ｕ ｐｅ ｏ ｒｗｉｈ ａ ｓ ｒ ｄｅａ ｇ ｎ ｃ ｌ ｈｅｆ ｗ ｃ ｅ ｈ ｗｓ ｌ ｔ ｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆ ｌｗ ｎｅｇ ｏ ｕ ｔｏ ｈ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｏ ｏ ｅ ｒ ｙ ｃ ｎｓ ｍｐ ｉｎ，ｌｗ ｐ ｒ ｔｎ ｏ ｔ ａｅｙ ａ ｄ ｒ ｌａ ｌｔ ｏ ｏ ｅ ａｉ ｇ ｃ ｓ ，ｓ ｆ ｔ ｎ ｅｉｂｉ ｙ，ｅ ｓ ｐ ｒ ｔｏ ｉ ａ ｙ ｏ ｅ ａｉｎ ａ ｄ ｌ ｔｅ ｍａ ｎｅ ａ ｃ ｒ ｎ ｉ ｌ ｉ ｔｎ ｎ ｅ ｗｏ ｋ．Ｔ ｏ ｅ ｓ ｔｏ ｉ ｅ ａ ａｉ ｎ ｕｎｔｈ ｓｂ ｅ ｎ ｔｅ ｍ ｒｍｏ ｅ ｔ ａ ｎ ｔ ｈｅ ｗｈ ｌ ｅ ｆａｒｓ ｐ ｒ ｔｏ ｉ ａ ｅ ｎ ｏ ｓｒ ａ ｆ ｒ ｈ ｎ ｏ ｅ ｏ ｙ ａ ，ｉｓｏ ｅ ａｉ ｎ ｉ ｏ ｍａ ｎ ｔｂｌ ｅ ｒ ｔ ｐ ｒ ｔ ｓ ｎ ｒ ｌａ ｄ ｓａ ｅ，ａ ｓ ｒｎ ｏ ｔｎ ｏ ｓ ｓａ ｌ ｎ ｉ ｇ ｏ ｈ ａ ｉ ｅ ． ｏ ｓｕ ｇ ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ｔ ｂ ｅ ｒ ｎ ｎ ｆｔ ｅ ｇ ｓｆ ｒ ｉ ｕ ｉ

HT-L航天粉煤加压气化装置培训教程之系统引氧方案编制：XXX XXX审核：XXX批准：XXXXXXX煤化工工程技术有限公司XXXX年XX月气化炉引氧方案一、目的二、系统引氧应具备的条件三、引氧的步骤四、引氧顺控程序五、安全注意事项一、目的系统引氧气的主要目的是对氧气系统进行真物料测试，对系统的自控阀门、仪表和自控系统等进行最后的测试和校验，进一步发现本系统中存在的问题，并及时解决，为下一步粉煤烧嘴点火和化工投料试车成功打下坚实基础。

同时对操作人员进行实战演习、锻炼，为以后的开车积累经验。

二、系统引氧应具备的条件氧气系统已经按照规范安装完毕；氧气系统及仪表取压管线及仪表、自控阀门安装调试合格。

引氧程序空试合格。

引氧程序程序氮变送器的排污管线必须经化学清洗脱脂合格，吹扫，气密结束。

所有气测试合格、没有遗留问题。

三、引氧的步骤1、氧气系统冲氮●连接DN50-HNCO-130001-E1D管线（清洁氮气到17XV-1002阀后管线）。

●打开清洁氮气到17XV-1002阀后管线上的手阀，向氧气缓冲罐及气化界区的氧气管线充氮气，氧气管线上只有17XV-1120（进混合器）17XV-1033（进烧嘴开工）、17XV-1065（进烧嘴点火）、17XV-1006（预热器前放空）17XV1118(进混合器前放空)17XV1034(进烧嘴开工放空)17XV1035(进烧嘴开工放空)17XV1069(进烧嘴点火放空)17XV1070（进烧嘴点火放空）关闭，氧气缓冲罐13PI-0080压力达1.5MPa停止。

●充氮完成后，将DN50-HNCO-130001-E1D（清洁氮气到17XV-1002 阀后管线）断开，断开处用盲板封闭。

2、接氧●利用空分氧气放空阀，将空分出界区氧压控制在2.0MPa。

●打开氧气缓冲罐入口手阀，缓慢打开空分出界区流量调节阀，向氧气缓冲罐充氧。

●分别手动强制打开17XV-1001（氧气主阀）前放空手阀、氧气预热器前放空手阀及17XV0006（预热器前）1118（混合器前），点火、开工路放空阀17XV －1034/1035（开工氧放空）1069/1070（点火氧放空）(注意放空阀的开关顺序，原则上先开末端放空阀)，置换氧气系统中的氮气。

行只需开三台泵的工艺条件，而6台洗涤塔给料泵中只要有三台运行一台备泵就能满足生产需求；其次，当泵出口压力过高时可通过PV 阀调节维持压力稳定，避免引起系统的波动，泵故障时也有足够的检修时间。

这样既能维持系统长满优安稳运行又降低生产成本。

1.2 事故激冷水量不足之处气化炉激冷水连续进入气化炉激冷环隙，主要作用是急速冷却高温合成气和保护下降管，当激冷水流量较低后无法起到保护冷却作用。

750 t 气化炉激冷水正常流量控制范围为150～250 m 3/h ，当激冷水流量低低低低106 m 3/h ，会导致激冷环水分布不均匀，烧坏下降管。

气流床气化炉在水煤浆领域设置有事故激冷水，在激冷水出现故障时，打开事故激冷水替代激冷水作用，避免停车及损坏设备事故。

航天炉对事故激冷水设计主要是在停车后保护下降管，无法起到避免停车作用，其原设计存在以下问题：(1)当过滤器出现堵塞，造成激冷水流量低，事故激冷水无法满足供给量；(2)当调节阀故障，造成激冷水流量低，事故激冷水无法满足供应；(3)当激冷水泵故障，开启事故激冷水后，流量压力和流量均达不到激冷水最低流量要求。

由于原事故激冷水由洗涤塔给水泵（高速离心泵）提供，在正常运行期间由于气化炉压力与高速离心泵出口压力的压差只有1 MPa ，无法在8 s 的时间内满足激冷水事故补水压力和流量。

进而在原事故激冷水不变的情况下新增一条6.5 MPa 中压锅炉水(MBW)作为事故激冷水，当激冷水流量低低低时，事故激冷水调节阀自动开，在2.5 MPa 压差下事故激冷水可以快速满足激冷水量要求，将原事故激冷水联锁修改为：当激冷水流量低低低(135 m 3/h)，自动开原始事故激冷水流量调节阀50%阀位和新增事故激冷水阀，关闭洗涤塔补水调节阀，以及激冷水流量低低低低(106 m 3/h)触发气化炉大联锁停车修改为0 引言黔希煤化工投资有限责任公司是年产30万吨乙二醇，采用HT-L 气流床气化工艺，它是一种并流气化，用高压二氧化碳气将粒度<90 μm 占85%的煤粉输送至气化炉内，粉煤在高于其灰熔点的温度下与气化剂(氧气+水蒸汽)发生燃烧和化学反应，其部分熔渣飞溅在水冷壁上形成以渣抗渣的动态平衡保护水冷壁，熔渣以液态的形式排出气化炉，为实现长周期安稳生产提高经济效益，于是对目前影响长周期安稳运行的瓶颈问题进行优化改进[1]。

V-1205 粉煤给料罐
三条相同 的进煤管 线
Q-1401/V-1411 捞渣机
T-1401 灰水罐
S-1401 沉降槽
污水
HT–L粉煤气化炉
HT-L粉煤气化炉为航天粉煤加压气化装置核心、 关键专利设备。粉煤、氧气蒸汽按一定比例通过燃 烧器进入气化炉，在气化室中进行燃烧气化反应， 生成的含有高温熔渣的粗合成气，一部分高温熔渣 挂在复合水冷壁上，形成稳定的抵抗高温的渣层， 其余熔渣和粗合成气进入激冷室。粗合成气在激冷 室中被激冷水激冷降温，并蒸发水蒸气到饱和，同 时熔渣迅速固化，通过分离装置实现合成气、液态 水、固渣的分离。合成气通过管口输出进入后续工 段，主要成分为一氧化碳和氢气。固渣通过排渣口 进入破渣机中，并断续排出。含有细灰的黑水通过 管口进入渣水处理系统。
航天炉工艺系统介绍
能 化12-班 韩新
ห้องสมุดไป่ตู้ 航天炉简介
长期以来，国内煤化工得不到大规模地发展，主要是因 为国内缺乏自主的粉煤加压气化技术。而进口的技术也不 能完全满足国内煤化工的需求——如果选用德士古煤气化 技术，无法实现原料煤的本地化；选用壳牌煤气化技术的 投资又太大。所以，开发具有自主知识产权的高效、洁净、 煤种适应性广的国内煤气化技术，一直是业界的梦想。气 化炉的核心部件是气化炉燃烧喷嘴，该喷嘴必须具有超强 的耐高温特性，这个特性要实现起来难度较大。而与此类 似，火箭上天时喷嘴所经受的温度也很高，而且比气化炉 燃烧喷嘴要经受的温度高得多。如果把航天技术“嫁接” 到煤化工产业，那就有点像杀鸡用上宰牛刀，技术难度上 是没有问题的。就这样，航天炉应运而生。

操作程序简便，适应中国煤化工产业的实际，易于 大面积推广。
缺点：
航天炉系统联锁多，特别试车时，数据变动有可能造成跳

超级双相钢2507和碳化钨硬质合金。
HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
激冷水循环泵
锁斗循环泵
2005-7-20
型号
CSBWy
流量 m3/h
20 100 27 220 25 25 32 219 16 220 45 220 45 400 15 240
扬程 m 35 130 26 120 80 20 17 47 27 140 21 120 20 140 21 88
41
132
9
67
18.5
1 已交/渭河化肥厂
67
220
1
41
7.5
３ 已交/山西丰喜
41
132
３
关键设备
立式高速泵
HT–L煤气化工艺系统介绍
2005-7-20
型号 GSB-L1
流量 m3/h
3~100
扬程 m
200~1920
GSB-L2 3~60 100~580
GSB-L3 3~100 200~1920
3
94.12 04.4 04.10 04.10交货
德士古 德士古 德士古 德士古
5
南京大化
1+1
05.2交货 德士古
6
上海惠生
3
05.3订货 德士古
7
湖北双环
1
04.3交货 壳牌
8
柳州化工
1
05.3交货 壳牌
9
云天化
1
05.4订货 壳牌
10 云占化
1
05.5订货 壳牌
HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
2台
4″ 上海焦化总厂
6″
600Lb 600Lb

粉煤加压气化装置相对于灰融聚气化装置自动化程度高， 开、停车一键启动。现将其单炉有关运行参数进行介绍： 进煤量：35-37吨/小时 进氧量：1-2万方/小时 产气量：5万方/小时（净化气） ④残炭率：小于5%
优点：产气量大、现场相对干净、检修量小、碳的转化率 高、冷煤气效率高、煤种适应性好、盘管式水冷壁副产中 压蒸汽，能量利用率高。 缺点：框架高、造价高、专利专有设备多。 气化框架总高为76米，设备总高为84米。两套装置共 有设备313台，动设备103台，静设备210台。
7、气化装置关键技术指标:
产气率： 1.6478 Nm3/Kg
比煤耗：606.9 Kg/KNm3
比氧耗：330～360 Nm3/KNm3 碳转化率：>99% 冷煤气效率：80 ～ 83% 热效率： ～ 95%
9、布置图 立面布置图
高压闪蒸罐底部的水和固体通过液位控制进入到真空闪蒸罐。 在真空闪蒸罐的黑水进一步进行闪蒸，闪出其中溶解的少 量气相组分。真空闪蒸罐顶蒸汽经过真空闪蒸冷凝器冷却， 再经真空闪蒸分离罐分离后，不凝气由真空闪蒸真空泵排 至大气，分离罐底液体进入灰水槽。真空闪蒸罐底部的液 体和固体混合物自流进入沉降槽。
本单元的设备有 静设备：除氧器、沉降槽、灰水槽、真空闪蒸罐、高压闪蒸 罐等 动设备：密封/冲洗水泵、低压灰水泵、沉降槽底流泵、洗涤 塔给料泵等。
16单元的主要设备有：粉煤储罐、粉煤锁斗、粉煤给料罐等 设备。其中粉煤给料罐为压力容器，工作压力为4.7Mpa； 粉煤锁斗为压力容器，会有间断的充压泄压。 静设备：14台 动设备：2台
• 三、1700单元 • 17单元 气化及合成气洗涤：本单元任务是将粉煤在高温下与纯氧发 生不完全燃烧反应，转化成所需要的以有效气，同时副产蒸汽。该单 元是HT-L加压粉煤气化工艺的核心。主要由氧气系统、粉煤进料系统、 气化系统、气化汽水系统、合成气洗涤系统及排渣系统组成。

航天炉炉温的影响因素分析探究摘要：航天炉(HT-L粉煤加压气化炉)是由中国航天科技集团借鉴国外先进煤气化技术自主研发的盘管式水冷壁气化炉，填补了我国粉煤加压气化技术的空白。

本文针对航天炉在正常生产过程中炉温变化情况，分析了影响炉温的主要因素，提出了避免炉温过高的预防措施，为航天炉系统的稳定运行提供参考依据。

关键词：航天炉、炉膛温度、煤质、测温系统。

1、工艺概述HT-L粉煤气化工艺采用了盘管式水冷壁气化炉，顶喷式单烧嘴，干法进料及湿法除渣，在高温（1400℃～1700℃）、高压（4.0MPa左右）下，以纯氧及少量蒸汽为气化剂，在气化炉内对粉煤进行气化反应，产生以CO、H2为主要成份的粗合成气。

在航天炉正常工作状态，炉内换热以辐射为主，兼有一定比例的对流换热。

炉内温度一般在1400℃以上，高温气体和灰颗粒通过辐射和对流将热量传向炉壁，经过渣层后温度降低到400℃～500℃，再经过耐火材料，向火面炉壁受冷却水的作用温度降低到略高于冷却水的水平。

航天炉温度监测是保障气化炉高效、稳定、安全运行的的重要辅助手段，温度在操作过程中其至能够起到操作人员“眼睛” 的作用，能够最直观、最快速的反映气化炉运行状态的变化，因此确保气化炉温度在工艺指标之内非常重要。

2、航天炉测温系统概述气化室的温度测点包括：4个上锥段温度测点，位于上锥段的耐火材料内，测量耐火层的温度；6个炉膛插入式测温点，热电偶的头部伸出耐火料，在无结渣的情况下测量的是炉气温度，分为上中下3层，每层2个；12个炉膛埋入式测温点，热电偶的头部埋在耐火料里面贴近管壁，测量靠近壁面的耐火料温度，分为上中下3层，每层4个，和炉膛插入式测温点一起周向均布；环腔测温点，测量环腔内的气体温度；锥盘测温点，测量激冷室顶部锥盘的温度；外壳测温点，测量气化炉外壁的温度。

其中上锥段测温点和炉膛测温点是运行中重要的控制参数，关系着气化炉的操作安全。

锥盘温度一般较低(低于220℃)，但是锥盘温度上涨(特别是超过操作压力下水的饱和温度时)应引起高度重视，往往是激冷室内件损坏导致，如果处理不及时会引起停车甚至设备损坏的事故。

临 泉、 濮 阳 HT-L 示 范 装 置 模 型
北京航天煤化工工程公司10
主要内容
1
单位基本情况
2
HT-L煤气化项目的意义
3 HT–L粉煤加压气化工艺 4 HT–L主要设备
5 6
HT–L控制技术
HT–L示范装置开车情况
北京航天煤化工工程公司11
HT–L粉煤加压气化工艺
主要技术路线：干煤粉作原料
北京航天煤化工工程公司18
主要内容
1
单位基本情况
2
HT-L煤气化项目的意义
3 HT–L粉煤加压气化工艺 4 HT–L主要设备
5 6

HT–L控制技术
HT–L示范装置开车情况
北京航天煤化工工程公司19
关 键 设 备
HT–L粉煤气化炉 气化烧嘴 破渣机 热风炉 安全阀 特种阀 高压耐磨泵、高速泵 煤粉阀 锁渣阀 煤粉调节阀、换向阀 黑水调节阀
北京航天煤化工工程公司24
关 键 设 备
2、 气化炉炉膛允许操作温度：1400–1800℃ 优点：（1）煤种适应性广 煤的灰熔点可选范围宽，可实现原料煤的本地化。 （2）碳转化率高、粗合成气品质好，CH4含量低 碳转化率≥99%,出口有效气体(CO+H2)成分≥90%, CH4含量≤200ppm 。 （3）炉膛耐火料壁面配有温度测点 对水冷壁温度进行有效监测，在气化炉开车、换煤 种或煤种不稳定时，能起到良好的保护作用。
采用激冷流程 • • • • • • 主要特点： 技术先进，具有的热效率(可达95%) ，碳转化率高(可达99%)； 气化炉为水冷壁结构，气化温度能到1400至1850度； 对煤种要求低，可实现原料本地化； 具有自主知识产权，专利费用低； 关键设备全部国产化，投资少。

15单元共有三套，正常是两开一备，方便磨煤单元设备检修。 本单元中的设备包括： 静设备：原料煤贮仓、惰性气体发生器、粉煤袋式过滤器 等共15台。 动设备：磨煤机MPS235、循环风机、密封风机、称重给 煤机、稀释风机、振动料斗等共37台。
• 本单元施工重点： • MPS235型辊盘式磨煤机安装；DN1200风煤、粉煤管线 安装。 • 1）MPS235型辊盘式磨煤机安装 • ①工作原理 • MPS型磨煤机是具有三个固定磨辊的外加力型辊盘式中速 磨煤机。 • 三个辊子在一个旋转磨盘上作辊压运动。需粉磨的物料从 磨机的中心落煤管落到磨盘上。旋转磨盘借助于离心力将 物料运动至碾磨辊道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊圆 周方向均布于磨盘辊道上，磨辊施加的碾磨力由液压缸产 生。通过静定的三点系统碾磨力均匀作用至三个磨辊上， 磨盘、磨辊的压力通过底板、拉杆和液压缸传至基础。物 料的碾磨和干燥同时进行。热气通过喷嘴环均匀进入磨盘
16单元的主要设备有：粉煤储罐、粉煤锁斗、粉煤给料罐等 设备。其中粉煤给料罐为压力容器，工作压力为4.7Mpa； 粉煤锁斗为压力容器，会有间断的充压泄压。 静设备：14台 动设备：2台
• 三、1700单元 • 17单元 气化及合成气洗涤：本单元任务是将粉煤在高温下与纯氧发 生不完全燃烧反应，转化成所需要的以有效气，同时副产蒸汽。该单 元是HT-L加压粉煤气化工艺的核心。主要由氧气系统、粉煤进料系统、 气化系统、气化汽水系统、合成气洗涤系统及排渣系统组成。
HT-L气化装置介绍
目录
一、装置概况 二、工艺流程 三、关键设备 四、施工过程介绍
一、装置概况
我国是一个贫油、少气、富煤的国家，煤炭的利用除了作 为一次能源，还包括用煤制造二次能源、化工原料等。随 着经济的发展，煤炭的综合利用越来越受到关注。 煤炭气化是指在特定的设备内，在一定温度及压力下 使煤与气化剂发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有 CO、H2、CH4等气体。

HT-L航天炉煤气化工艺介绍一、工艺简介航天炉又名HT-L煤粉加压气化炉，是借鉴荷兰SHELL、德国GSP、美国TEXACO煤气化工艺中先进技术，配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。

长期以来，国内缺乏自主的粉煤加压气化技术，国内煤化工不能大规模地发展，需要引进国外先进技术，选用德士古煤气化技术，无法实现原料煤的本地化；选用壳牌煤气化技术的投资又太大。

所以，开发具有自主知识产权的高效、洁净、煤种适应性广的国内煤气化技术，一直是业界的梦想。

气化炉的核心部件是气化炉燃烧喷嘴，该喷嘴必须具有超强的耐高温特性，这个特性要实现起来难度较大。

而与此类似，火箭上天时喷嘴所经受的温度也很高，而且比气化炉燃烧喷嘴要经受的温度高得多。

如果把航天技术“嫁接”到煤化工产业，那就有点像杀鸡用上宰牛刀，技术难度上是没有问题的。

航天长征化学工程股份有限公司（简称“航天工程公司”）前身为北京航天万源煤化工工程技术有限公司，主营业务是以航天粉煤加压气化技术为核心，专业从事煤气化技术及关键设备的研发、工程设计、技术服务、设备成套供应及工程总承包。

航天工程公司目前拥有自主知识产权的航天（HT-L）粉煤加压气化技术，该技术可广泛应用于煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气、煤制油、煤制氢、IGCC发电等领域。

二、工艺介绍HT-L粉煤气化技术工艺原理为原料煤经过磨煤、干燥后，用N2进行加压输送，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。

生成的1400℃～1600℃的合成气经过冷却后，出气化炉的温度为210℃～220℃，再经过文丘里洗涤器增湿、洗涤，和洗涤塔进一步降温、洗涤，产出温度约为204℃、粉尘含量小于10×10-6的粗合成气。

HT-L粉煤气化炉为航天粉煤加压气化装置核心、关键专利设备。

氮肥技术HT-L 粉煤气化配套变换工艺设计汪旭红（北京航天煤化工工程公司兰州分公司７３００３０）""!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!"摘要简述了对ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化气（高水／气比、高ＣＯ含量进行变换的工艺设计。

设计中采取一段变换炉催化剂分层装填、二段配气等措施来控制反应的平衡，使高浓度的ＣＯ在较温和的工艺条件下进行变换，从而避免了变换反应因反应过度而超温。

关键词变换工艺高水／气比高ＣＯ浓度操作温度控制中国合成氨工业经过７０多年的发展，产量已跃居世界第一，并掌握了以无烟煤、烟煤、褐煤、焦炭、焦炉气、天然气、油田伴生气和液态烃等气固液多种原料生产合成氨的技术。

中国航天科技集团北京航天煤化工工程公司经过长期研制，开发出具有世界先进水平和自主知识产权的新型煤气化技术———ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化专利技术，已应用于安徽临泉甲醇项目与河南濮阳龙宇甲醇项目中，于２００８年顺利开车运行，达到设计要求。

随着ＨＴ－Ｌ粉煤加压气化技术（航天炉）在国内的运用，后序装置设计也在不断的探索与改进当中。

因“航天炉”气化原料气具有高水／气比、高ＣＯ等特点，造成ＣＯ变换反应推动力太大，一变热点温度难以控制。

为了控制变换炉温度，降低设备造价，通过对一段变换炉催化剂合理分层装填、配气及设立调节副线，来控制在不同负荷下的反应深度和床层热点温度。

1变换工艺路线的选择根据目前大中型合成氨的变换工艺在整个净化工艺中的配置情况来看，变换使用的催化剂和热回收方式是关键，它决定了变换工艺的流程配置及工艺先进性。

在２０世纪６０年代前，主要使用Ｆｅ－Ｃｒ系变换催化剂的变换工艺，气体经变换后仍含有体积分数为３％～４％的ＣＯ，该系列变换催化剂抗硫毒能力差，蒸汽消耗较高，有最低水气比要求。

６０年代后，采用了活性高的Ｃｕ－Ｚｎ系变换催化剂，残余ＣＯ的体积分数可降至～０．４％，适用于总硫的体积分数＜０．１×１０－６的气体，因此，要求原料气必须先脱硫再变换。

HT-L粉煤气化煤质要求HT-L粉煤气化工艺对煤种的适应性广泛，从较差的褐煤、次烟煤、烟煤到石油焦均可作为气化的原料。

即使是高灰分、高水份、高硫的煤种也能使用。

但从经济运行角度考虑，并非所有煤种都能够获得好的经济效益。

因此，使用者应该认真细致地选择合适的煤种，在满足设计要求的前提下，保证装置的稳定运行。

煤中水分包括外表水和内存水。

外表水是煤粒表面的水分，来源于机械采煤的喷水，露天放置或运输中的雨水，防止自然飞灰的洒水。

煤的外表水对气化虽然没有影响，但外表水高会增加运输费用。

外表水分不稳定还易造成煤干燥系统热能量消耗的波动。

外表水突然增大，煤干燥系统为保证热风炉中水储量的稳定，就要增大燃料的消耗，造成原料浪费及污染环境。

外水的高低与采煤、贮存、运输方式有关，通过人的努力是可以改变的。

因此应尽量降低外水表含量，以节省开支且方便操作。

内存水是煤的内在水分，即煤的结合水，以化学态形式存在于煤中。

煤的内水高，同样会增加运输费用。

更重要的是，去除内水要比去除外表水消耗更多的加热燃料。

因此，内水越高，送入气化炉的粉煤中含水量会增高，水分气化所消耗的能量增多，粗合成气中的有效气体成份降低，气化效率因此降低，煤耗增加。

2、灰分灰分是煤中不直接参加气化反应的惰性物质，但灰的熔化却要消耗煤在气化反应过程中的大量热。

煤灰分含量高，则气化后的有效气体成分就少，送入气化炉同质量的煤，灰分高的煤产气量少，灰渣量大，能耗高。

根据资料介绍。

在同样反应条件下，灰分增加1%，氧增大0.7%~0.8%，煤耗增大1.3%~1.5%，灰分越高气化煤耗、氧耗越高，灰渣对炉内构件的冲刷磨蚀越快；另外，灰渣量越大，对输煤，气化炉灰渣水处理系统的影响越大，气化炉及灰渣处理的系统除渣负荷也就越重，对管道和设备的磨蚀也随之加快。

严重时会影响气化炉的正常运行。

但由于HT-L粉煤气化装置是采用冷壁结构，以渣抗渣，如果灰分含量太低，气化炉的热损大，且不利于炉壁的抗渣保护，影响气化炉的使用寿命。

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项目三
渣水处理系统: 从气化炉激冷室和洗涤塔底部来的 黑水在减压后送入高压闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸蒸汽经高 压闪蒸分离罐后，分离出来的冷凝液送到除氧器，蒸汽 一部分送去除氧器作为除氧蒸汽用，其余部分送出界区 作为工艺蒸汽。除氧器的水由除氧水泵给了高压闪蒸汽 提塔经处理后，由洗涤塔给料泵输送洗涤塔保持液位。 洗涤塔塔底水由激冷水泵给了气化炉激冷室保持其液位。 高压闪蒸罐底部的水和固体通过液位控制进入到真空闪 蒸罐。在真空闪蒸罐的黑水进一步进行闪蒸，闪出其中 溶解的少量气相组分。真空闪蒸罐顶蒸汽经过真空闪蒸 冷凝器冷却，再经真空闪蒸分离罐分离后，不凝气由真 空闪蒸真空泵排至大气，分离罐底液体进入灰水槽。真 空闪蒸罐底部的液体和固体混合物自流进入沉降槽。
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项目三
气化、合成器洗涤、黑水处理系统
本单元任务是将粉煤在高温下与纯氧发生不 完全燃烧反应，转化成所需要的以有效气，同时 副产蒸汽。 该单元是HT-L加压粉煤气化工艺的核心。主 要由氧气系统、粉煤进料系统、气化系统、气化 汽水系统、合成气洗涤系统及排渣系统组成。
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项目三
氧气系统：来自空分的氧气（约25℃，5.0Mpa） 经氧气预热器（加热至180℃后与中压过 热蒸汽（约420℃，4.9Mpa）混合后作为氧化剂经 烧嘴的氧气/蒸汽通道送入气化炉。氧气流量与粉 煤流量为比例控制，以防止气化炉超温。 粉煤进料系统：粉煤用高压二氧化碳（开车时 为氮气）通过三条粉煤输送管线采用密相输送方 式，送入气化炉烧嘴的煤粉通道。煤粉的流量通 过粉煤管线上的温度、压力悬浮密度、速度的测 量仪表以及特殊的粉煤流量调节阀进行控制。
项目三
4.2分析HT-L气化工艺流程
教师：刘春颖
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项目三
备煤系统
一、流程概况

粉煤加压气化工艺流程
原煤除杂后送入磨煤机破碎，同时由经过加热的低压氮气将其干燥，制备出合格煤粉存于料舱中。

加热用低压氮气大部分可循环利用。

料仓中的煤粉先后在低压氮气和高压氮气的输送下，通过气化喷嘴进入气化炉。

气化剂氧气、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉，并在高温下与煤粉进行气化反应。

出气化炉的高温合成气经激冷、洗涤后并入造气车间合成气管线。

熔融灰渣在气化激冷室中被激冷固化，经锁斗收集，定期排放。

洗涤塔出来的黑水经过二级闪蒸，水蒸气及一部分溶解在黑水中的酸性气、等被迅速闪蒸出来，闪蒸汽经冷凝、分离后与其花分厂生产系统的酸性气体一并处理，闪蒸黑水经换热器冷却后排入地沟，送气化分厂生产装置的污水处理系统。