浅谈水煤浆加压气化_
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水煤浆气化工艺几个技术短板问题的探讨摘要:在近年的煤炭能源发展过程中其技术趋于加压化煤气化方向发展。
水煤浆气化技术具备工艺简单、对环境无污染、适应多类煤种、生产率高、气化压力高、高质量合成质量好优势。
对水煤浆气化技术的应用和优势进行了分析研究,阐明了我国大力发展水煤浆气化技术的必要性。
关键词:水煤浆气化;短板问题;分析研究1、简述水煤浆加压气化技术的工艺优势加压水煤浆气化工艺具有煤质要求低、原煤种类多等优势,容易获取水煤浆工艺化工生产的原料,更好地实现水煤浆的气化,满足煤炭化工的生产需要。
水煤浆气化工艺设备为氨合成和甲醇合成提供了技术条件,并且可以确保设备持续平稳的运行。
可以通过废热锅炉及激冷实现系统的热能利用,实现转换热能,需要配置额外的设备。
加压水煤浆气化工艺是一种环保技术措施,可减少有害尾气排放,避免对环境造成废气污染。
明显缺点是实现气化率必须使用低灰煤,否则必须添加助熔剂。
另外,还存在较低碳转化率,较低有效组分,对有效气体的消耗量较大。
气化炉使用的耐火砖寿命周期短,工艺喷嘴必须及时修理或更替的不足,严重影响水煤浆气化技术工艺措施的实施。
在实施加压水煤浆气化技术时,气化炉使用的耐火砖优先选择适宜的耐火材料,确保化炉使用周期的延长,水煤浆的原料优先考虑低灰煤,以保证气化炉的稳定运行,确保实现预期气化效率。
2、简述加压水煤浆气化工艺优化技术的措施基于提升加压水煤浆技术气化工艺的气化效率,对影响气化过程中工作效率的因素的分析很有必要。
通过相应的技术方案,加强管控加压气化工艺流程,实现低耗损,高产率的目标。
2.1优化原煤质量煤的压力处理要求优质原煤,并必须使用高效环保的煤处理技术方案,促进原煤适应性的提高。
衡量气化效果的技术之一是灰分含量,含量越低,获得的气化效率越高。
只有当灰的粘度达到设计标准,且内水含量较低时,才能生产出合格的水煤浆,确保后期生产工艺原料的高效性。
压力气化技术要求较高的碳转化率,才能保证形成水煤气的性能稳定,以满足化工企业的生产需要,从而提高生产有效气体的效率,降低耗氧量和耗煤量。
浅议水煤浆气化炉投料易出现的问题摘要:在水煤浆气化装置投料过程中,故障频繁出现。
投料前煤浆流量低、投料后煤浆流量波动大、黑水管线堵塞、炉壁温度超温、气化炉水洗塔带水等等问题。
本文着重分析了水煤浆气化炉投料过程产生的一系列问题,并对出现问题进行分析讨论。
关键词:气化炉;投料;问题;1.气化炉投料流程简述(1)煤浆制备;(2)气化炉烘炉;(3)建立高压氮气系统;(4)高压煤浆泵水压试验;(5)启动烧嘴冷却水系统;(6)气化炉安全联锁试验;(7)建立煤浆循环;(8)建立气化炉投料前的水循环;(9)洗涤塔C1301塔盘做好接水准备;(10)启动闪蒸系统;(11)锁斗系统投用;(12)更换工艺烧嘴;(13)系统氮气置换;(14)调整激冷室液位;(15)投用火炬系统;(16)投料前的现场检查与确认;(17)引氧、接收氧气;(18)投料前中控检查确认;(19)气化炉投料;(20)气化炉升压查漏、黑水切换及向后系统供气。
2.投料过程出现问题的现象、原因、处理及危害2.1建立煤浆循环时,煤浆流量无法提起∶现场人员启动高压煤浆泵后,控制室调节转速流量时,煤浆流量无法提起、且煤浆泵电流无变化。
原因∶经排查,煤浆给料泵和管道正常,由于煤浆中的杂物卡在煤浆回流管线的限流孔板上,导致煤浆流量无法提升。
处理∶将限流孔板拆下清理杂物,冲洗干净回装。
危害∶因煤浆循环流量达不到43m3/h,无法满足投料条件,影响投料进度,延长投料时间,气化炉炉温会持续下降,降低了气化炉投料成功率。
2.2投料后煤浆流量波动大∶投料后升压提负荷时,煤浆流量波动较大,煤浆给料泵出口管线震动加剧。
原因∶经排查,煤浆给料泵驱动液油位正常,入口缓冲罐压力正常,管道支架正常、大煤浆槽液位正常、煤浆泵出口缓冲罐压力偏低。
处理∶对出口缓冲罐压力进行冲压,调节缓冲罐压力后,煤浆流量趋于平稳。
危害∶煤浆流量波动大会影响气化炉正常运行,导致气体成分波动,影响后系统运行。
水煤浆加压气化工艺具有很多优点,但是影响水煤浆气化工艺的因素也有很多。
因此,我们在进行水煤浆气化生产时需要不断的对其工业技术进行优化,使得产出的有机气体和可用化工原料不断增多。
水煤浆气化反应的主要场所是在气化炉内,因此我们需要对气化炉的使用状态进行优化,提升反应效率。
一、水煤浆加压气化工艺的优劣势水煤浆加压气化工艺对原煤的质量没有太多的要求,水煤浆气化工艺对原煤的有较强的适应性,能够进行水煤浆气化的原煤品种较多,这对于化工生产来说在寻找水煤浆气化原煤方面有很大的优势,可以很大程度上满足化工生产所需。
水煤浆气化的产物多以合成氨和甲醇气体为主,技术工艺较为成熟能够持续稳定的进行反应。
而水煤浆气化工艺的热能利用,可以通过与蒸汽锅炉相连接进行热能置换。
水煤浆气化工艺所产生的尾气排放量较低,给环境造成的污染较小,属于清洁型加工技术。
水煤浆加压气化技术工艺的劣势主要体现在气化所用的燃煤最好是可燃的低灰煤,否则在气化过程中气化炉中添加助燃剂。
另外一个问题就是原煤中碳的转化率比较低,所产生的有效气体损耗量较大。
水煤浆加压气化炉由于产时间在高温环境下工作,其使用寿命短。
二、影响水煤浆加压气化工艺的因素水煤浆加压气化工艺从本质上看是一个燃烧放热的过程,在这个环节中水煤浆的制备是基础环节,所制备的水煤浆质量好坏直接会影响到气化效率。
如果制备的水煤浆浓度达不到气化要求,则会增加氧气的用量;如果水煤浆制备的浓度较高,将会导致无法充分雾化,碳的转化率较低。
水煤浆颗粒度达不到标准会加速气化炉的损耗,使得气化炉使用寿命大大降低。
影响水煤浆制备质量的因素也很多,原煤的特性,其中原煤中可溶解成分及其颗粒直径大小对水煤浆的浓度有着很大的影响。
在制备水煤浆时一般要求含水量和含灰量较低,原则上讲品质好的原煤才会制备出高质量的水煤浆。
但是,对于品质不好的原煤,在制备水煤浆时向其中添加适当的添加剂,也会在一定程度上提升水煤浆的制备质量。
这要根据原煤的特性,来确定添加不同的添加剂,从而保证水煤浆的浓度更加符合气化反应要求。
水煤浆气化工艺影响制浆因素的分析【摘要】文章介绍了水煤浆气化工艺的工艺技术现状;制备高浓度水煤浆影响因素等。
【关键词】水煤浆气化工艺;因素;分析煤炭是我国的基础能源和重要原料,在国民经济和社会发展中具有重要的战略地位。
煤气化技术是煤炭清洁转化的核心技术之一,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。
在众多煤气化技术中,水煤浆加压气化技术作为一种先进的新型气化技术,因煤种适应范围较广、气化温度高、压力高、易于大型化,成为煤气化技术发展的主流方向在我国得到了较快的发展,自20世纪80年代至今,我国相继建设了数十套水煤浆加压气化装置,其合成气用于生产合成氨、甲醇、丁醇、二甲醚、烯烃等化工产品。
1.国内气化水煤浆制备工艺技术现状在水煤浆气化行业中,工程技术人员和用户非常重视气化工艺和合成工艺等技术,往往忽视了水煤浆气化的基础环节—水煤浆制备。
因此,气化水煤浆的质量(浓度、粒度和稳定性等)相对较差,给后续生产环节带来了诸多问题,如气化效率低、能耗(煤耗、氧耗)偏高、生产成本增加等。
目前,气化水煤浆质量及其影响具体如下:(1)水煤浆的浓度偏低(60%左右),致使单位合成气所需氧耗偏高。
(2)水煤浆的粒度偏粗,雾化性能较差,气化后灰中含炭量较高,致使单位合成气所需煤耗偏高。
(3)水煤浆粒度分布不合理,浆体的流动性较差,致使煤浆管道、泵、阀门等磨损严重。
(4)水煤浆的稳定性较差,储存期相对较短.仅为24h,给生产管理带来一定难度。
2.制备高浓度水煤浆影响因素2.1煤质特性煤质特性是影响水煤浆制备的首要因素。
一般来说,煤种制浆浓度随其内在水分含量的增大而降低,较低的内水含量有利于制备较高浓度的煤浆。
变质程度浅的煤种,其内水含量较高、含氧官能团多,制浆浓度较低;变质程度深的煤种,其内水含量较低、含氧官能团少,制浆浓度较高。
煤的内在水分含量可反映煤的内孔表面和亲水性能,其量较低时说明该煤的比表面积小或吸附水的能力差_2J。
德士古水煤浆加压气化技术的实际应用分析摘要:为了可以有效促进我国能源工业加工领域的发展,就需要对实际应用的技术展开全面的研究与分析,针对其不足制定出相应的改进方案,从而促进能源加工可以更加顺利。
基于此,在本篇文章中将会针对德士古水煤浆加压气化技术的具体特征展开分析,研究该项技术应用时的有效措施,旨为相关技术人员提供参考。
关键词:德士古;水煤浆;加压气化技术;实际应用德士古水煤浆加压气化技术作为美国德士古公司在重油气化的基础上研究的煤气化技术,当将其引进到我国煤气化处理工作中时,可以为我国能源工业加工领域起到至关重要的帮助作用。
但该项技术在实际应用的过程中,仍然存在诸多不足,例如:装置带灰带水、耐火砖寿命较短等,这时就会对实际能源生产工作造成影响,因此,为了可以更好的应用该项技术,就需要结合该技术的具体特征,针对实际应用展开研究与分析。
一、德士古水煤浆加压气化技术的具体特征德士古水煤浆加压气化技术具体操作流程主要在于:将相同粒径的定量煤粒与少量添加剂投放在磨机中,将其磨成可传输的非牛顿形式流体后,将其与氧气或富氧在加压或高温的情况下进行不完全燃烧处理,通过燃烧处理后使其形成高温合成气,该合成气主要会应用在制造碳一化学品、合成氨气等[1]。
水煤浆气化技术的特点主要在于:该技术所涉及的关键设备气化炉结构较为简单,并且不需要机械传动装置,同时适用于该技术的煤型较为广泛,粉煤、烟煤、次烟煤、石油焦等煤型均可以应用该技术转化为气体。
其中水煤浆制备主要是通过湿法棒磨或球磨的方式,将其转变为氨厂气化,具体流程主要可以选择激冷式流程来实现;通常情况下灰水处理可以通过高压闪蒸、真空闪蒸、灰水沉淀配细灰压滤的方式来实现。
该项技术所应用的设备主要包括:煤称量给料机、磨煤机、煤浆振动筛、低压(高压)煤浆泵、工艺喷嘴、气化炉、文丘里喷嘴洗涤塔、洗涤塔、高压(低压)闪蒸塔等。
同时该项技术装置气化炉燃烧室主要分为12.74m³、16.98m³、25.47m³等,其中12.74m³、25.47m³的气化炉属于标准气化炉,在实际应用的过程中存有诸多经验。
对水煤浆加压气化工艺技术的评述章荣林(中国天辰化学工程公司,天津 300400) 2006-11-171 水煤浆加压气化工艺技术的现状水煤浆加压气化是美国德士古公司开发并应用于工业化生产的。
国外已建成投产的装置有6套,15台气化炉。
国内已建成投产的装置有7套,21台气化炉;正在建设、设计的装置还有4套,13台气化炉。
这些已建成投产的装置最终产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、一氧化碳、燃料气、联合循环发电,各装置自建成投产后,一直连续稳定、长周期运行。
该工艺技术的专利许可证费已有大幅度降低,装备国产化率已达90%以上,由于国产化率高,装置投资相应降低。
一套投煤量500 t/d,气化压力为4.0MPa的气化炉系统投资约7000万元。
一套投煤量1000t/d,气化压力为4.0MPa的气化炉系统投资约11000万元。
一套投煤量750t/d,气化压力为6.5MPa的气化炉系统投资约9000万元。
近年来国内有关大专院校和科研单位还开发了具有自主知识产权的水煤浆气化工艺技术。
华东理工大学开发的多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术,西北化工研究院开发的多元料浆加压气化技术,都各有其特点。
2 特点及优点(1)水煤浆气化对煤质的适应性较广。
烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点劣质煤、石油焦等均能用作气化原料。
气化温度一般比在还原性气氛下的灰熔点T4高50~100℃,由于耐火砖衬里承受高温抗渣的限制,一般要求煤的灰熔点在还原性气氛下T4<1300℃。
气化温度下的煤灰粘度要求在25~40Pa.s之间,且变化平稳。
对较高灰熔点的煤,也可以采用高灰熔点煤与低灰熔点煤混配煤或加石灰石作助熔剂以降低灰熔点的办法来解决。
原料煤中含氯、氟等卤素低一些比较好,否则在气化及后续系统的设备、管道选材上需要特别注意。
原料煤的成浆性必须作实验室试验,成浆性好的煤,其煤浆流动性能好,气化用的氧气消耗少。
要求制成水煤浆的煤浆浓度在60%以上。
影响制成高浓度水煤浆的一个重要因素是原料煤的内在水分,要求内在水分低于10%,否则制不成高浓度的水煤浆。
德士古水煤浆加压气化技术目录第一章:德士古水煤浆加压气化技术概况第一节:概述第二节:国外开展情况第三节: 国内开展情况第四节:德士古水煤浆加压气化技术有待改良第二章:煤及水煤浆的性质第一节:煤的工业分析和元素分析第二节:煤的工艺性试验第三节:德士古对水煤浆性质的要求第三章:气化原理及操作条件的选择第一节:德士古水煤浆加压气化原理第二节:气化反响条件的选择第四章:德士古水煤浆加压气化工艺流程及主要设备第一节:工艺流程表达第二节:主要设备介绍第五章:开停车方法第一节:原始开车前的检查准备工作第二节:气化炉的烘炉第三节:正常开车第四节:正常停车第五节:紧急停车第六章:正常操作要点第七章:PLC和DCS简介第一节:联锁和可编程控制器〔PLC〕第二节:集中分散控制系统〔DCS〕第八章:一般故障及处理第九章:平安生产第一节:概述第二节:装置设计中的防范措施第三节:平安生产管理第一章德士古水煤浆加压气化技术概况第一节概述****化学工业20万吨/年甲醇工程是新建一套利用神木本地所产烟煤作为原料,经空分、气化、净化、合成等几个化工工序,年产20万吨甲醇的生产装置。
其中气化装置是采用德士古水煤浆加压气化工艺,向甲醇生产制备合格水煤气。
煤气化已有一百多年的开展历史,先后开发了一百多种气化工艺和气化炉型,有工业应用前景的十余种。
煤气化分类无统一规定,最常用的是按原料在气化炉内的移动方式分为固定床、流化床和气流床三种:固定床气化是块煤从炉顶参加,自上而下经历枯燥、干馏、复原、氧化和灰渣层,灰渣最终经灰箱排出炉外;气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和复原层,生成的煤气显热用于煤的干馏和枯燥。
固定床气化的局限性是对床层均匀性和透气性要求很高,要求入炉煤要有一定的粒〔块〕度及均匀性,对煤的机械强度、热稳定性、含碳量、灰熔点、粘结性、结渣性等指标都有比拟严格的限制。
流化床气化是气化剂由炉下部吹入,使细粒煤〔﹤6mm〕在炉内呈并逆流反响,为了维持炉内的“沸腾〞状态并保证不结疤,气化温度应控制在灰软化温度〔T2〕以下,要防止煤颗粒相聚而变大以致破坏流态化,显然不能使用粘结性煤。