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![4-祝庆瑞-兖矿国泰运行总结论文07[1].04资料](https://img.taocdn.com/s1/m/e68dbcf4551810a6f52486a7.png)
兖矿国泰日处理1000吨煤多喷嘴对置式水煤浆气化炉及配套工程项目建设和运行总结祝庆瑞朱敏孙永奎丁辉(兖矿国泰化工有限公司山东滕州277527)摘要：介绍了兖矿国泰化工有限公司日处理1000吨煤多喷嘴对置式水煤浆气化炉及配套工程项目的由来、工艺路线、建设及运行情况。
兖矿国泰化工有限公司日处理1000吨煤多喷嘴对置式水煤浆气化炉配套24万吨甲醇、71.8MW燃气发电工程项目，是多产品联合生产系统示范工程，该项目包含了两个国家“863”计划课题，即“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”和“煤气化发电与甲醇联产系统关键技术的研发与示范”。
气化装置建设了两台操作压力为4.0MPa、日处理1000吨煤的多喷嘴对置式水煤浆气化炉，气化系统投资约2.4亿元人民币，为年产24万吨甲醇、联产71.8MW燃气发电装置供应煤气。
该项目总投资为15.6亿元，于2003年8月1日正式开工建设，2005年10月试生产。
2006年生产甲醇23.4万吨，发电2.3亿度。
目前整个装置的运行已全面超过设计能力，日生产甲醇达到950吨，预计2007年甲醇产量将达到27万吨。
1. 项目由来“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”是华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂(水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心)、中国天辰化学工程公司共同承担的国家“九五”重点科技攻关项目。
该中试装置在兖矿鲁南化肥厂试车成功后，为发展中国自己的煤气化技术，形成具有完全自主知识产权的技术，在充分论证的基础上，依据以“项目带研发，以研发促项目”的思路，兖矿集团有限公司决定建设日处理1000吨煤多喷嘴对置式水煤浆气化炉及配套工程项目工业示范装置。
在项目的立项过程中，同时向科技部申报并承担了国家“863”计划能源技术领域洁净煤技术主题“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”和“煤气化发电与甲醇联产系统关键技术的研发与示范”课题的研究开发任务。
2. 工艺技术方案及工艺流程煤气化采用多喷嘴对置式水煤浆气化技术，空分装置采用液氧内压缩流程，气体净化采用耐硫变换、NHD脱硫脱碳，甲醇合成采用均温型合成塔技术，精馏采用三塔精馏流程，硫回收采用克劳斯+还原—吸收工艺，冷冻站采用氨吸收制冷，发电采用中热值燃气轮机联合循环发电。
干气密封在甲醇合成压缩机中的应用胡 云 李志超 许 健(山东兖矿国泰化工有限公司 滕州277527)0 前言山东兖矿国泰化工有限公司年产240kt甲醇装置于2005年投入运行,经过2006年的改造运行后,2007年甲醇年产量已达到300kt,远超过设计生产甲醇240kt/a的能力。
整套装置的核心设备甲醇合成气离心压缩机组(3BCL406)为国内制造,压缩机由一缸两段六级组成(一段五级,二段一级),压缩机与原动机由膜片联轴器连接,压缩机、变速机和电机安装在同一钢底座上,整个机组采用润滑联合油站供油,原动机采用额定功率为4500k W高压增安型三相异步电动机,压缩机的轴端密封采用轴端密封型式,即干气密封。
同国内其它甲醇装置合成压缩机组采用多套活塞式压缩机相比,该甲醇离心压缩机组具有流量大、结构紧凑占地面积小、运行可靠、维修费用低等优点;而其干气密封运行相对周期也较长,达到了长周期安全稳定运行的要求,为公司创造了较大的经济效益。
1 干气密封的结构及工作原理20世纪90年代初,干气密封开始应用于透平压缩机,其结构与机械密封相似。
典型的干气密封包含静环组件、动环组件(旋转环)、O形圈、弹簧和弹簧座(腔体)等。
动环组件由夹紧套、锁定螺母等部件安装在旋转轴上随轴高速旋转,动环一般由硬度高、刚性好且耐磨的钨、硅硬质合金制造;静环位于不锈钢弹簧座内,用副密封O形圈密封。
弹簧在密封无负荷状态下使静环与固定在轴上的旋转环(即动环组件)闭合。
同机械密封所不同的是干气密封的动环组件配合表面上开有一系列特殊形状的螺旋槽,槽深一般为2.5～10.0μm(如图1所示)。
随着动环组件的旋转,螺旋槽里的气体被剪切从外缘流向中心,产生动压力,而密封堰对气体的流出有抑制作用,使得气体流动受阻,气体压力升高,这一升高的压力将挠性安装的静环与配对动环分开,当气体压力与弹簧恢复力平衡后,维持一个最小间隙,形成气膜来密封工艺气体,这样动、静环间互不接触,并且气膜具有良好的弹性,即气膜刚度。
第2期 2010年3月中 氮 肥M Sized N itrogenous Fertilizer Prog ress No 2M ar .2010大型煤制甲醇项目原料气净化工艺选择张建利,李 锦,季金奎,张兴无(兖州煤业榆林能化有限公司,陕西榆林 719000)[中图分类号]TQ 223 12+1[文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2010)02-0027-02[收稿日期]2009 05 07[作者简介]张建利(1978 ),山东滕州人,1999年毕业于山东省化工技术专修学校,从事甲醇装置低温甲醇洗工艺的技术管理工作。
我公司600kt/a 甲醇项目以低硫煤为原料,采用德士古水煤浆加压气化工艺生产水煤气,由于气量大,水煤气中的H 2S 、CO 2含量高,有2种气体净化方法供选择,即NHD 脱硫脱碳工艺和低温甲醇洗工艺。
通过对2种工艺的优缺点进行比较,最终选择出适合我公司大甲醇项目的净化工艺。
1 NHD 脱硫脱碳工艺1 1 工艺简介NHD 工艺属于物理吸收净化技术,是目前国内应用较多的一种脱硫脱碳工艺。
NHD 溶液的主要成分聚乙二醇二甲醚是一种物理吸收剂,无毒无害,它对气体中硫化物和CO 2具有较大的溶解能力,尤其是对H 2S 有良好的选择吸收性,能保证原料气中硫含量满足合成甲醇要求。
NHD 脱碳时需消耗少量冷量,用氨进行制冷。
吸收了H 2S 和CO 2的NHD 富液经减压、加热后可使溶液中吸收的气体全部解吸出来,从而使溶液得以循环利用。
1 2 工艺特点NHD 工艺适合于以煤或油为原料、酸性气分压较高的气体的净化,在200kt/a 以下的甲醇项目中体现出合理的经济性。
(1)溶剂可以在接近吸收平衡的情况下运行。
(2)消耗蒸汽和水,溶液再生能耗低;溶剂不发泡,溶液挥发性小,损失小。
(3)无毒无腐蚀,所有设备均可用碳钢制作,取材范围广,因此投资低。
(4)对COS 的吸收能力低,还需配备有机硫水解装置和精脱硫装置,配套设备要求多,占地面积大。
以煤及焦炉气为原料生产氮肥和甲醇的净化技术综述（2）4 中小型合成氨厂低压系统的精脱硫与深度净化4.1 关于精脱硫要发展甲醇，精脱硫少不了，几乎已形成共识。
著名的技术提供单位，北有山西太原理工大学的科灵公司；南有湖北省化学研究院的气体净化中心。
在现有的先进精脱硫基础上，当今还必须要重视深度净化的问题。
我国极大多数中小型氨厂的制气是以煤为原料，煤制原料气有较高含量的H2S与COS、CS2，总硫比天然气为原料气的高50～100倍，微量硫对甲醇、甲烷化、氨合成催化剂的危害是长期制约生产的瓶颈，大量的研究与实践表明在生产中原料气必须进行精脱硫，即总硫<0.1×10-6，才能实现长周期的高产、稳产。
煤制原料气中从H2S 1000×10-6，COS 100×10-6均须脱至小于0.03×10-6，脱除率分别大于99.9997% 与99.997%，脱硫负荷十分繁重。
一般认为，规模小于20万t NH3/a的氮肥厂采用低温甲醇洗（Rectisol）工艺是不太经济的，通常采用湿法与干法脱硫相结合才能达到精脱硫，其中干法脱硫起着最后精脱的把关作用，非常重要。
80年代末英国ICI公司开发的常温精脱硫技术（即水解串氧化锌工艺）由于氧化锌的价格高、常温下硫容很低，在我国的中小型氨厂难以推广（仅有小范围的应用）。
例如湖北化学研究院气体净化中心自1989以来经过15年的研究，独辟蹊径开发了一套较为完整的常温精脱硫（常温精脱硫）新技术。
1991年在湖南益阳地区氮肥厂进行首次JTL-1 常温精脱硫新工艺的工业应用，至今已在联醇、单醇、双甲流程、合成氨、食品级CO2、甲酸、醋酸、DMF、TDI、MDI、电子、环保、天然气等跨行业的近1000厂次的工业应用，效果十分显著。
常温精脱硫新技术已获17项中国专利，3篇论文参加1999，2001年的国际氮肥会议（Nitrogen Conference）[1~3]，并与美国、英国多个公司进行技术交流，该院还代表国家科技部于1999，2000年举办两届常温精脱硫新技术的国际培训班。
煤气化发电与甲醇联产工程项目建设和运行总结第5期(总第132期)2007年l0月煤化工CoalChemicalIndustryNo.5(TotMNo.132)OCt.2007煤气化发电与甲醇联产工程项目建设和运行总结张彦孙永奎(兖矿国泰化工有限公司,滕州277527)摘要介绍了煤气化发电与甲醇联产系统空分,气化,净化,甲醇合成,燃气发电等的技术方案,讨论,分析了四喷嘴对置式新型水煤浆气化炉的性能与技术特点;并对气化炉在原始开车过程中出现的双炉拱顶超温现象进行了分析,通过调整烧嘴结构,优化操作,大大提升了拱顶耐火砖的使用寿命.运行稳定后,气化炉中合成气有效成分84.9%,碳转化率98%～99%,渣中可燃物5%～15%,吨甲醇耗煤1.35t,热电偶平均使用寿命≥2个月.关键词煤气化甲醇发电多喷嘴对置气化炉文章编号:1005-9598(2007)一05-0009—04中图分类号:TQ54文献标识码:B兖矿国泰化工有限公司日处理1000t煤多喷嘴对置式新型水煤浆气化炉配套24万t甲醇,80Mw燃气发电工程项目.是我国第一个煤气化多联产系统示范工程.该项目气化装置选用了2台操作压力为4.OMPa,日处理1000t煤的多喷嘴对置式新型水煤浆气化炉,总投资为15.6亿元,气化系统投资约2.5亿元,气化装置于2003年5月正式开工建设,2005年7月试车,l0月正式投产.2006年生产甲醇23.4万t,发电2.3亿kW?h.目前整个装置的运行已全面超过设计能力.日生产甲醇达到950t,预计2007年甲醇产量将达到27万t1联产系统工艺技术方案及流程煤气化发电与甲醇联产系统工业示范装置工艺流程示意图见图1.1.1空分装置项目选用1套法液空(杭州)有限公司生产的6.0万Ill.02/h液氧泵内压缩流程空分装置可连续向气化炉提供7MPa,50O00ms/h纯度98%的氧气.空分装置中的空气压缩机,空气增压机采用1台40MW全凝式蒸汽轮机驱动.驱动蒸汽压力为3.8MPa.来自燃气轮机的余热锅炉和燃煤锅炉.该空分装置是我国化收稿日期:2007—07—08作者简介:张彦(1967一),男,1990年毕业于山东大学热能系,高级工程师,长期从事煤化工,热电系统的相关技术工作.工系统中目前投人运行最大的l套空分装置.1.2气化装置项目新上2台日处理lO00t煤多喷嘴对置式新型水煤浆气化炉,由兖矿集团有限公司,华东理工大学及中国天辰化学工程公司共同开发.具有自主知识产权.该技术包括3个关键工序:水煤浆制备工序,多喷嘴对置气化及煤气初步净化工序,含渣水处理工序.气化工艺流程示意图见图2.气化炉的相关参数见表l.1.3净化工艺方案70%的粗合成气首先进行变换,调节合成气的H/C比后.采用国内NHD脱硫脱碳工艺,在3.5MPa压力下,对HS,CO,COS进行选择性吸收后去甲醇合成.30%的粗合成气直接进行脱硫处理后去燃气轮机发电.NHD脱硫所形成的酸性气采用Claus+SCOT硫磺回收技术进行处理,使酸性气中硫的回收率达98%,排放尾气达到环保要求.脱碳系统所需的冷量由氨吸收制冷装置提供.充分利用联产系统产生的低位热能.可以降低系统电耗.1.4甲醇合成装置甲醇合成采用低压气相催化合成装置,未转化合成气由循环压缩机压缩后进人甲醇合成塔循环利用.部分循环气排放后进人燃气轮机发电.1.5燃气发电装置项目发电部分是中热值合成燃料的燃气轮机/蒸汽轮机联合循环系统.来自气化的合成气经有机硫水解槽水解后送人NHD脱硫系统.合成气经脱硫后进人燃气轮机发电,烟道气直接进人余热锅炉产生蒸一10一煤化工2007年第5期图1煤气化发电与甲醇联产系统工业示范装置工艺流程示意图圈2气化工艺流程示意图表1气化炉相关参数万t/a灰水水气化炉数设计负荷设计压力设计气化与仙胃悼水煤浆比氧耗/?. 比煤耗/kg煤:/台/t煤?d-/MPa温度/℃质量分数/%[1000m.(CO+H2)].[1000m.(C0+H2)]2l1504.01300兖矿北宿煤-65309535汽,蒸汽并入管网带动蒸汽轮机.2装置初期运行情况2005年10月.6.0万m.02/h空分装置具备运行条件后,B#气化装置正式投入运行.2005年11月,A#气化炉第一次投料.在不降低气化炉操作压力(4.0MPa)的情况下,将停止工作的一对烧嘴通过带压连投,并入气化炉继续工作.2005年12月11日一18日通过了由中国石油和化学工业协会组织的现场168h工业运行考核.新型气化炉配套24万t甲醇装置于2005年10月15日投入运行后很快达到设计负荷,且系统初期运行平稳,到2005年底累计生产甲醇3.2万t.2006年1月中下旬.2台气化炉先后出现因拱顶2007年10月张彦等:煤气化发电与甲醇联产工程项目建设和运行总结一ll一超温而停车的状况,经分析认为,一是烧嘴室离拱顶砖的距离(即气化炉的长径比)选择偏小,燃烧室顶部空间较小,撞击流的上升流股能量未完全释放,上升气流速度过快撞击到顶部耐火砖,造成冲刷;二是烧嘴速度偏高.撞击流上升流股火焰未能完全结束,对拱顶砖造成烧损.在现有气化炉主体结构没有改造的条件下,为了提高拱顶耐火砖寿命,先后4次改变了拱顶耐火砖/预制块的设计,调整了工艺烧嘴的结构.并优化操作,拱顶耐火砖/预制块的寿命已大大提高.气化炉实施技改后运行趋于正常,单台气化炉粗合成气产量达到了13.5万m./h,日产甲醇突破950t.技改后累计运行13400h,其中A#气化炉6300h,B气化炉7lOOh.最长运行周期为68d,工艺烧嘴的连续使用寿命达到85d.B气化炉拱顶耐火砖寿命已突破4O00h.表2气化炉运行情况汇总停车时间运行情况停车原因运行时间系统2006—04—1915:53单炉运行.气化炉压力控制在3.8MPa燃机不具备条件,气化炉手动停车789h2006—06—060:00气化双炉运行,气化炉压力3.20~Pa系统大修,计划停车1168h z006埘嗡s0笺器誓艨空分跳车s6h2006—10—229:50双炉/单炉运行,气化炉压力3.5MPa计划停车,更换拱顶耐火砖972h2006—1卜160:00双炉/单炉运行,气化炉压力3.6MPa系统大修1632h 2007—02—142:25双炉/单炉运行,使用混煤气化炉A系统停车.更换拱顶耐火砖744h3气化炉关键设备使用情况3.1耐火砖拱顶砖:寿命>4O00h:简体砖:A炉已达8O00h,B炉已达9O00h,蚀损量约20mm,预计寿命将突破15O00h.3.2工艺烧嘴平均使用寿命>2个月:最长使用83d.拆检发现.仍可运行1个月左右.4新型水煤浆气化炉运行小结现2台多喷嘴对置式新型水煤浆气化炉运行稳定,2007年1月～4月累计生产甲醇9.95万t.通过运行发现该气化炉有以下优点:?合成气中有效气成分(CO+tt)高.多喷嘴对置式水煤浆气化炉的有效气成分达到84.9%.比单喷嘴水煤浆气化炉高2%～3%.?碳转化率高.多喷嘴对置式水煤浆气化炉碳转化率达到98%～99%,从渣中可燃物得到验证,单喷嘴水煤浆气化炉的渣中可燃物一般在25%～40%.而多喷嘴对置式水煤浆气化炉的渣中可燃物一般为5%～15%,平均低于10%.?消耗低.兖矿国泰化工有限公司使用多喷嘴对置式水煤浆气化炉吨甲醇耗煤1.35t.而使用单喷嘴水煤浆气化炉的兖矿鲁南化肥厂吨甲醇耗煤1.45t,每吨甲醇可节约0.it煤.?多喷嘴对置式水煤浆气化炉更适合大型化.单喷嘴水煤浆气化炉只有一只工艺喷嘴,提高气化负荷受限制,加大烧嘴间隙影响雾化效果.日处理1500t煤单喷嘴水煤浆气化炉煤浆浓度在59%时,气体成分不到80%,渣中可燃物在25%以上.?带压连投.多喷嘴对置式水煤浆气化炉一对烧嘴跳车(非烧嘴自身因素跳车),另外一对烧嘴可维持后系统生产,跳车烧嘴可进行带压连投.而单喷嘴水煤浆气化炉因为只有一只工艺喷嘴,当出现跳车时该台气化炉需从系统中退出.若系统只有一台气化炉运行时,还会造成整个系统的停车,开,停车损失较大.?长寿命的高温热偶.多喷嘴对置式水煤浆气化炉由于其流场和单喷嘴水煤浆气化炉有很大区别,决定了高温热偶寿命长,在使用的热偶中平均寿命一般≥2个月.?气体净化处理及含渣水处理工艺先进,带灰带水的现象基本消除.多喷嘴对置式水煤浆气化装置已经运行了近2年时间,虽然在运行初期遇到了一些问题,但是通过技术人员的攻关问题基本得到解决.目前,该气化装置处于良好的运行状态,工艺指标先进,系统运行安煤化工2007年第5期全稳定,操作控制手段先进灵活,取得了较好的经济效益.5最新进展目前.兖矿国泰化工有限公司正在新上1套多喷嘴对置式新型水煤浆气化炉系统.新上的气化炉在A,气化炉烧嘴室离拱顶距离的基础上.增大了燃烧室顶部空间.该套气化系统2007年8月投入使用.预计新上的第3台气化炉投入运行后.拱顶耐火砖的使用寿命将达到8O00h以上.整个生产运行将更加优化. IntroductiontotheConstructionandOperationofaCoalWaterSlurryGasifier WithOpposedMulti-burnerZhangYanandSunYongkui(YankuangCathayChemicalsCo.,Ltd.,Tengzhou277527)AbstractThedesign,constructionandtrialstartupproceduresofthenewtypecoalwaterslurry gasifierwithop—posed4-burnerwasintroducedindetml,andtheperformanceandtechnicalfeaturesofthiskin dofgasifierwasdiscussedandanalyzed.Theovertemperatureproblematthetopoftheduelgasifierwhichoccurredatthe initialstartupperiodwasanalyzed.Thelifetimeofthefirebricksatthetopofthegasifierwasmuchextendedthroughrea djustingtheburnerstruc—tureandoptimizingtheoperation.Aftertheoperationbecomesstable,the84.9%efficientcom positioninthesyngas,the98%一99%carbonconversionrate.5%一15%combustiblesintheslagandthe1.35tcoalconsumptionforproducingpertonofmethanolwererealizedandthe,averagelifetimeofthethermalcoupleisaslongastwom onthsorevenlonger.Keywordscoalgasification,methanol,generation,multi—productsproduction,opposedmulti-burners?简讯?近期国内化肥行业主要在建工程项目序号.工程项目内容工程建设单位项目进度及情况说明1氮肥35万t/a合成氨,6o万t/a尿素四川美丰化工股份有限公司篓嘉凳,2o07年2o1o年260万t/a合成氨,104万t/a尿素内蒙古自治区在建中.2008年建成310万t/a硝酸装置山东海力化工有限公司施工图设计,2007年8月完成4甲醇,10万t/a二甲醚等项目宁夏宝塔石化集团2007年7月开工.建设期8个月5二甲醚2.万t/a甲醇等煤化工项目中阳县桃园腾阳集团公司惹产,6300万t/a二甲醚项目中天合创能源有限公司总投资430亿元715万t/a二甲醚项目云南解化集团有限公司已开工.2008年建成820万t/a甲醇项目江苏恒盛化肥有限公司已开工920万t/a甲醇,10万t/a二甲醚山西兰化清洁能源有限公司已开工1025万t/a焦炉气制甲醇开滦精煤有限公司2007年建成1120万t/a甲醇等项目陕西延长石油(集团)公司施工图设计阶段1240万t/a甲醇装置工程广西鹿寨化肥有限公司施工图设计,2007年10月完成。
