HT-L航天粉煤加压气化技术及其应用

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。

航天炉煤气化技术运行情况航天，煤气化，技术，运行HT-L煤气化技术的生产应用HT-L 煤气化工艺是航天^一所借鉴荷兰SHELL德国GSR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。

现将该工艺在煤化工项目中的应用介绍如下：一、工艺介绍1、磨煤与干燥系统磨煤与干燥系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL X艺相同，两套系统一开一备，单套能力35吨/小时，目的是制造出粒度小于90微米的大于80%水含量小于2%勺煤粉。

没有单独的石灰石加入系统，只是利用皮带秤通过比值调节将粒状石灰石加到输煤皮带上，一块进入磨煤机研磨。

2、加压输送系统加压输送系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL X艺相同，目的是将制出的合格煤粉利用压差输送至气化炉进行燃烧气化。

不同是V1205下面是三条腿，三条线输送，到烧嘴处汇合从烧嘴环隙呈螺旋状喷入炉膛。

3、气化及净化烧嘴设计同GSR采用单烧嘴顶烧式气化，气化炉采用TEXACO激冷工艺，气化炉升压到1MRa时，煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比进入气化炉，稳压1小时挂渣，炉膛内设置有8个温度检测点，可以作为气化温度的参考点，也可以判断挂渣的状态。

设计气化温度1400-1600C，气化压力4.0MPa。

热的粗煤气和熔渣一起在气化炉下部被激冷，也由此分离，激冷过程中，激冷水蒸发，煤气被水蒸汽饱和，出气化炉为199C，经文丘里洗涤器、洗涤塔洗涤后，194C、固体含量小于0.2mg/m3的合成气送去变换。

4、渣及灰水处理系统渣及灰水处理系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与TEXAC(工艺相同。

渣经破渣机，高压变低压锁斗，排到捞渣机，进行渣水分离，水回收处理利用；灰水经高压闪蒸、真空闪蒸后到沉降池，清水作为激冷水回收利用，浆水经真空抽滤后制成滤饼。

二、技术特点1 、原料的适应性据设计方介绍，该工艺煤种适应性广，从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化，对于高灰份、高水分、高硫的煤种同样适用。

航天炉煤气化技术运行情况航天, 煤气化, 技术, 运行HT-L煤气化技术的生产应用HT-L煤气化工艺是航天十一所借鉴荷兰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。

现将该工艺在煤化工项目中的应用介绍如下：一、工艺介绍1、磨煤与干燥系统磨煤与干燥系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，两套系统一开一备，单套能力35吨/小时，目的是制造出粒度小于90微米的大于80%、水含量小于2%的煤粉。

没有单独的石灰石加入系统，只是利用皮带秤通过比值调节将粒状石灰石加到输煤皮带上，一块进入磨煤机研磨。

2、加压输送系统加压输送系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，目的是将制出的合格煤粉利用压差输送至气化炉进行燃烧气化。

不同是V1205下面是三条腿，三条线输送，到烧嘴处汇合从烧嘴环隙呈螺旋状喷入炉膛。

3、气化及净化烧嘴设计同GSP，采用单烧嘴顶烧式气化，气化炉采用TEXACO激冷工艺，气化炉升压到1MPa时，煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比进入气化炉，稳压1小时挂渣，炉膛内设置有8个温度检测点，可以作为气化温度的参考点，也可以判断挂渣的状态。

设计气化温度1400-1600℃，气化压力4.0MPa。

热的粗煤气和熔渣一起在气化炉下部被激冷，也由此分离，激冷过程中，激冷水蒸发，煤气被水蒸汽饱和，出气化炉为199℃ ，经文丘里洗涤器、洗涤塔洗涤后，194℃、固体含量小于0.2mg/m3的合成气送去变换。

4、渣及灰水处理系统渣及灰水处理系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与TEXACO工艺相同。

渣经破渣机，高压变低压锁斗，排到捞渣机，进行渣水分离，水回收处理利用；灰水经高压闪蒸、真空闪蒸后到沉降池，清水作为激冷水回收利用，浆水经真空抽滤后制成滤饼。

二、技术特点1、原料的适应性据设计方介绍，该工艺煤种适应性广，从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化，对于高灰份、高水分、高硫的煤种同样适用。

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。

航天炉简介及国内项目：产品简介：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。

产品描述：技术特点：采用先进的干粉煤燃烧气化技术，煤种适应性广，有效气含量高，氧耗低，煤耗低；采用可靠地激冷流程对合成气进行降温和固渣，简便易行，适用于化工装置；采用独特的水冷壁结构，安全可靠，维护成本低；采用高度集成的顶置组合式燃烧器，具备点火、开工、投料功能，寿命长、便于使用；采用独特的炉膛直接测温技术，有利于气化炉参数调节和控制；采用独特的可视火检技术，便于点火、开工过程控制；采用独特的安全装置，运行中安全性高；采用独特的点火技术，点火可靠性高；主要参数：气化炉直径：3.2-3.8米；气化炉高度：19.5米；气化压力：4.0MPa；日投煤量：~1500吨（与煤种有关）；气化温度：1300-1700度（与煤种有关）；（CO+H2）有效气产量：80000~11000Nm3/h（根据要求确定）；（CO+H2）含量：~90%（与煤种有关）；氧耗：290~320Nm3氧气/1000Nm3(CO+H2)（与煤种有关）煤耗：550~650kg入炉煤/1000Nm3(CO+H2)（与煤种有关）冷煤气效率：80～82%（与煤种有关）。

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]。