HT-L航天粉煤加压气化装置的运行及技术发展情况-2014

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1500 Water Tube 3.5 mm = 50 W/mK SiC 13 mm = 8 W/mK Slag 5.5 mm = 1 W/mK
水冷壁挂渣情况
t [癈]
1000
500
250
70 0 5 10 15 20 [s/mm] 25
温度梯度分布
航天长征化学工程公司
HT–L粉煤加压气化工艺
中国航天科技集团公司第一研究院
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先进完善的控制系统
控制系统的组成及特点 组成: DCS和ESD系统 特点: 1.先进的炉膛测温系统 2.渣口压差测量 3.视频监控系统 4.安全可靠的仪表阀门
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先进完善的控制系统
一期甲醇装置运行情况:
2010年单台气化炉累计运行338天,共生产甲醇 18.3万吨,平均吨醇原料煤耗1.13吨(折标); 2011年累计运行338.7天,单次连续运行156天, 全年累计生产甲醇18.9万吨。2011年全年考核吨甲 醇煤耗指标为1.11吨(折标)。2012年累计运行 356.2天,生产精醇18.08万吨(部分合成气并入二 期合成氨项目), 2013年累计运行300天(因气 化外装置停车53天) 。
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航天粉煤加压气化装置运行情况
甲醇原材料和动力消耗及生产成本表
单价 (元) 消耗定额 (每吨醇) 单位成本 (元/吨醇)
序号 1 ( 1) ( 2) 2 ( 1) ( 2) ( 3) 3 4
项目 原辅材料 原料煤 化学品及辅料 燃料及动力 蒸汽 电 脱盐水 工人工资及福利费 其它制造费用 生产成本合计
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基本工作原理
O2 蒸汽 粉煤
气化段
合成气(主 要成分) :
• CO • H2 • H2 O • CO2 • N2
下降管
激冷段
排渣
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基本工作原理-以渣抗渣
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传热模型
管壁、渣钉、耐火层温度场
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航天粉煤加压气化装置运行情况
河南煤业甲醇装置
航天研制成功的专利专有设备
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研 发 篇
已取得的部分核心科技成果:
(4)已完成6.5MPa等级高压粉煤输送试验,已完成6.5MPa等级、日投煤量1500/3000吨航 天煤气化装置工艺包及核心设备的研发与基础设计。
表6 6.5MPa与4.0MPa粉煤气化制合成氨比较
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航天粉煤加压气化装置运行情况
合成氨原材料和动力消耗及生产成本表
序号 1 ( 1) ( 2) 2 ( 1) ( 2) ( 3) 3 4 5 项目 原辅材料 原料煤 化学品及辅料 燃料及动力 蒸汽 电 脱盐水 工人工资及福利费 制造费用 副产品和热量回收 生产成本合计 T kWh T 150 0.5 10 2.9 380 7.7 435 190 77 60 含折旧、维修 320 -87 2234.5 等 T T 930 1.3 1209 30.5 收到基 单位 单价 (元) 消耗定额 (每tNH3) 单位成本 (元/tNH3) 备注
3 200510079701.X ... 73 PCT/CN2009/00155
Hale Waihona Puke Baidu
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研 发 篇
已取得的部分核心科技成果:
(1)已经完成压力4.0MPa、日投煤量750吨、1500-2000吨航天煤气化成套技术的研发, 均实现了长周期稳定运行,在安全、稳定、可靠方面具有突出特点。已形成 750/1000/1500/2000吨-4.0MPa气化系列。 (2)通过持续研发和对气化炉、烧嘴的优化,日投煤量1500-2000吨航天炉已经实现良好 的煤耗、氧耗、碳转化率等气化性能。
吨氨综合能耗 4.0MPa/1500吨 6.5MPa/1500吨 45GJ 44GJ -0.5亿 6.5MPa粉煤气化制合成氨 吨氨能耗变化
(相对于4.0MPa粉煤气化)
投资
吨氨成本 2465元 2356元
气化 空分 变换 低温甲醇洗 合成气压缩 氨冰机 CO2压缩 氮气压缩 合计
0.04 0.05 -0.31 -0.56 -0.83 -0.33 0.71 0.21 -1.02
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公司简介
航天粉煤气化技术起源于液 体火箭发动机技术,火箭发动 机是运载火箭的心脏。
燃烧热能技术
涡轮泵技术
试验测试技术
特种阀门技术
控制技术
系统总成和结构 分析设计技术
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公司简介
基本情况
公司名称:航天长征化学工程股份有限公司 注册资金:3亿元人民币。 业务范围:专利技术的研发、工程设计、专利专有设备的制造、工程 总承包等。公司拥有HT-L航天粉煤加压气化技术发明专利、 气化炉燃烧器发明专利等33项专利技术,拥有化工石化医 药行业(化工工程、石油及化工产品储运、生化、生物药、 中成药)专业甲级资质、压力容器A1/A2/A3级设计资质、 压力管道GB类/GC类/GD类设计资质和工程咨询甲级资 质。
• 成套的、全生命周期的粉阀、 氧阀、渣阀等特种阀门及备品 备件的供应服务 • 安全可靠的煤粉调节阀、煤粉 换向阀、煤粉切断阀、氧气切 断阀、锁渣阀、黑水调节角阀 等特种阀门是装置长周期稳定 运行的可靠保证
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航天长征化学工程公司
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航天长征化学工程公司
研 发 篇
已取得的部分核心科技成果:
(5)全流程仿真优化:公司具有合成氨、甲醇全流程仿真能力;根据航天煤气化粗煤气 特点优化变换流程,高效利用能量,降低流程阻力;根据CO、H2的需求优化设计深冷分 离装置等。 (6)正在进行4.0MPa、3000吨级/4000吨级航天煤气化技术的研发,并将择机建设示范 装置。 (7)将建设航天气化装置实验室:日投煤量50-100吨的气化装置,一方面进一步满足气 化装置中各种试验等相关技术研发的需求,同时满足特殊煤种试验和试烧的需求。 (8)已完成循环水空冷中试,具备工业化应用条件。
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HT-L航天粉煤加压气化装置 的运行及技术发展情况
航天长征化学工程股份有限公司
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主要内容
1
公司简介
2 工 艺 篇 3 4
设备篇 控制篇
5 运行篇 6 适应篇
7 环保篇 8 业绩篇 9 服 务 篇
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航天粉煤加压气化装置运行情况
鲁西化工30/52工程合成氨装置
煤种:
使用粘温特性较差的神华化工煤为原料, 原煤热值约5600~5700kCal/kg
装置运行情况:
该项目2011年10月5日打通流程,生产出合 格的合成氨产品。该项目是航天工程应用 航天粉煤加压气化装置承担的第一套合成 氨装置,配套的高CO高水汽比变换装置和 低压液氮洗工艺,均属航天工程公司自主 开发和设计,全流程得到了工程验证。 2012年全年A炉累计运行328天,B炉累计 运行324天(工厂为孤网运行,因锅炉停车 21天),全年生产合成氨36.2万吨。 2013 年两台气化炉分别运行343天和353天,装 置的稳定性进一步提高。
研 发 篇
自主创新情况:
航天粉煤加压气化技术是航天工程公司完全自主创新的技术,整套技术均具有自主知识 产权。 已经通过多家跨国公司专利独立性审查,且实质性合作。 “航天粉煤加压气化技术”所需的关键设备和核心部件均由航天工程公司提供,所有设 备均已国产化,投资小、工期短,能够很好地满足市场的迫切需求。 航天先进粉煤加压气化技术共计申请发明及实用新型专利73项,其中已经授权专利29项; 已经受理的专利44项。
图18 优化前后虑饼厚度及含碳量比较
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研 发 篇
已取得的部分核心科技成果:
(3)公司研制的特种设备性能优良,除气化炉、烧嘴外,公司研制的氧气阀门、煤粉路 阀门(切断阀、锁斗阀、调节阀、换向阀)都已实现两年以上的寿命,锁渣阀的使用寿命 超过一年,低温轨道球阀首台(用于液氮洗装置)使用已经超过一年,仍在线正常运行; 联合研制的气化炉膛温度测量装置、煤粉流量计等也都实现了良好的性能。
合成气 (主要成分) :
• CO • H2 • H2 O • CO2 • N2
排渣
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航天粉煤加压气化装置运行情况
晋煤中能化工甲醇和合成氨装置
煤种:
神木煤和晋城长平煤、新疆保利煤、河南新郑煤掺 烧为主,掺烧比例一般在6:4~5:5之间,混煤热值约 5700kCal/kg该项目还单烧过新疆保利煤
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专利专有设备
气化炉 烧 嘴



烧 嘴
破渣机 热风炉 特种阀 特种泵 氧 粉 渣 阀 阀 阀
气化炉
安全阀
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专利专有设备



破渣机
特种阀
特种泵
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产业基地
航天煤化工综合性产业基地
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航天HT-L粉煤加压气化技术特点
HT–L粉煤加压气化工艺 技术路线:干煤粉作原料 采用激冷流程
技术特点: 技术先进,冷煤气效率82-84%,有效气含 量可达90%以上,热效率可达95%,碳转化 率高可达99%,单位氧耗低,能耗低; 气化炉为水冷壁结构,气化温度能到1400 至1750度; 粉煤密相输送,稳定、安全、可靠; 对煤种要求低,可实现原料煤的本地化; 具有自主知识产权; 设备全部实现了国产化; 属环境友好型的洁净煤气化技术。
单位
备注
T T
900
1.36
1224 25.5
混煤,收到基
T kWh T
143 0.41 10
2 330 8
286 135.3 80 50 320 2120.8 含折旧维修等
二期合成氨生产线运行情况: 2012年元月5日打通流程以来一直满负荷运行,全年累计运行351.4天,全年 生产合成氨22.04万吨,创造了单炉不间断运行215天的纪录。该装置吨合成 氨生产成本约2200元左右。 2013年全年累计运行351天,在煤价持续走低的 前提下,生产成本进一步降低。
公 司 简 介
中国航天科技集团公司第一研究院
航天长征化学工程公司
公司简介
基本情况
航天长征化学工程股份有限公司隶属于航天科技集团公司,中国航 天科技集团公司是我国航天科技工业的主导力量,承担着我国全部的 运载火箭、应用卫星、载人飞船、空间站、深空探测飞行器等宇航产 品及全部战略导弹和部分战术导弹等武器系统的研制、生产和发射试 验任务;同时,着力发展卫星应用设备及产品、信息技术产品、新能 源与新材料产品、航天特种技术应用产品、特种车辆及汽车零部件、 空间生物产品、煤化工等航天技术应用产业。集团公司资产总额达 2241亿元,2011年实现营业收入1018亿元。
表5 航天工程公司技术专利表 序 号 1 2 专利号 200510053511.0 201110438998.X 专利名称 一种环保型可燃粉体洁净气化装置 用于粉煤加压气化装置的开/停车控制方法及 系统 可燃粉体旋流组合燃烧器 高效洁净含碳物质干粉加压气化装置及方法 专利类别 发明 发明 发明 发明
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运 行 篇
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航天长征化学工程公司
航天粉煤加压气化装置运行情况
项目运行情况
晋煤中能(原安徽临化)化工20万吨/年甲 醇和合成氨装置 鲁西化工30/52工程合成氨装置; 河南煤业甲醇装置; 晋开2×60万吨/年合成氨装置 瑞星30万吨/年合成氨装置