煤炭加工與綜合利用40COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILIZATIONNo.8, 2014科林CCG粉煤氣化技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用賈彧智(德國科林工業(yè)技術(shù)有限責(zé)任公司，北京100004)摘要:介紹了科林CCG粉煤氣化技術(shù)的特點(diǎn)及貴州開陽化工公司氣化裝置試車情況;科林CCG氣化爐以貴州當(dāng)?shù)馗吡?、高灰分和高灰熔點(diǎn)煤為原料，實(shí)現(xiàn)了煤炭清潔轉(zhuǎn)化，為我國劣質(zhì)“三高”煤綜合高效利用開辟了一條新的途徑。關(guān)鍵詞:煤氣化;水冷壁;多噴嘴;高硫煤;灰分;灰熔點(diǎn)中圖分類號(hào): TQ546文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 1005-8397 (2014) 08-0040-04德國科林工業(yè)技術(shù)有限貴任公司在干粉煤氣工藝蒸汽流床氣化技術(shù)領(lǐng)域擁有四十多年的研發(fā)、設(shè)計(jì)、-常壓煤廠氧氣一→合成氣文丘里←工藝制造、建設(shè)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，擁有科林CCG粉煤氣化冷凝液技術(shù)獨(dú)立完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)及工業(yè)解決方案?！７鬯宜每屏值膭?chuàng)始人是前德國燃料研究所研發(fā)部部(破碎/長(zhǎng)Wolf博士，其核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)來自于前德國燃料煤粉研究所及黑水泵氣化廠。20世紀(jì)90年代，Wolf給料罐黑水處理博士與其同事共同創(chuàng)立了科林，并在黑水泵氣化磨煤機(jī)撈渣機(jī)廢水濾餅釋放氣廠200MW工業(yè)化裝置的基礎(chǔ)上完成了CCG粉煤氣化技術(shù)的研發(fā)工作。圖1科林 CCG粉煤氣化技術(shù)工藝流程1科林CCG 氣化工藝流程2科林CCG氣化爐結(jié)構(gòu)德國科林CCG粉煤氣化技術(shù)是干法粉煤加壓氣化爐由燒嘴、燃燒室、激冷室、水冷壁、進(jìn)料，以氧氣作為氧化劑并通過液態(tài)排渣的煤氣外殼等部分組成。圖2為科林CCG氣化爐?；夹g(shù)。該技術(shù)工藝主要包括:煤粉輸送系統(tǒng)、2.1燒嘴氣化與激冷系統(tǒng)、合成氣凈化系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)及CCG氣化爐為多噴嘴頂置形式，分為引燃燒黑水處理系統(tǒng)?？屏諧CG粉煤氣化技術(shù)工藝流程嘴和煤粉燒嘴。在開車和停車時(shí)候，利用液化氣示于圖1。混合氮?dú)庾鳛橐紵斓娜細(xì)?。在氣化爐運(yùn)行過程中，出于安全的考慮，引燃燒嘴在較小的功率下運(yùn)行(長(zhǎng)明燈)?？梢岳醚h(huán)回送的合成氣收稿日期: 2014-07-31作者簡(jiǎn)介:賈彧智(1982- -),男，重慶人，2006年畢業(yè)于英國作為引燃燒嘴的燃料。由于長(zhǎng)明燈反應(yīng)放熱也是倫敷帝國理工大學(xué)機(jī)械工程系，理學(xué)碩士，德國科林工業(yè)技術(shù)有限氣化反應(yīng)中國煤化工成額外的能量責(zé)任公司北京代表處首席代表。損耗?？芛HCNMHG2014年第8期賈或智:科林CCG粉煤氣化技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用413科林CCG氣化技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)3.1煤種適應(yīng)性廣(1)粉煤氣化技術(shù)克服了部分煤種難以制漿的問題，可避免將大量的水帶入氣化爐，且氣化效率、碳轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)高。(2)可以氣化無煙煤、煙煤、褐煤等煤種?？屏謿饣夹g(shù)在貴州開陽化工的項(xiàng)目是應(yīng)用貴州本地高灰分、高灰熔點(diǎn)、高硫煤種，即“三高煤”，的最好例證。而最早在德國黑水泵廠的200 MW粉煤氣化爐應(yīng)用的是德國本地的褐煤。(3)德國科林公司擁有完整的煤種數(shù)據(jù)庫和圖2科林CCG氣化爐氣化用煤的理論體系，能夠針對(duì)該項(xiàng)目的不同煤種提供多種配煤或配灰方案。3.2水冷壁結(jié) 構(gòu)000.工藝燒嘴(1)這種結(jié)構(gòu)壽命長(zhǎng)，檢修少，無需耐火磚，在線率高。水冷壁的壽命可達(dá)25 a,每半年檢修一次。(2)采用水冷壁結(jié)構(gòu)在開停車時(shí)不存在熱壁爐的烘爐問題，從冷態(tài)開車到滿負(fù)荷僅需要1 h,可以快速響應(yīng)下游對(duì)合成氣需求。(3)采用水冷壁進(jìn)行以渣抗渣，氣化反應(yīng)的溫度可以較高，不會(huì)對(duì)爐體有所損害，而對(duì)于熱壁爐則需要考慮氣化溫度對(duì)耐火材料的影響。故點(diǎn)火燒嘴水冷壁氣化爐可以氣化灰熔點(diǎn)較高的煤種，進(jìn)一圖3 科林CCG燒嘴分布步提高了煤種的適應(yīng)性。3.3多 燒嘴頂置下噴2.2燃燒室(1)多噴嘴布置保證了粉煤在反應(yīng)空間分布煤粉、氧氣和水蒸氣通過燒嘴進(jìn)入燃燒室，均勻，流場(chǎng)分布更加合理，在相同的氣化溫度下，發(fā)生部分氧化反應(yīng)。燃燒室是由齒形蛇管卷水冷與單噴嘴相比可以實(shí)現(xiàn)更高的碳轉(zhuǎn)化率。壁圍成的圓柱形空間，上部為燒嘴，下部為排渣口,(2)多噴嘴結(jié)構(gòu)可以更好地實(shí)現(xiàn)氣化爐內(nèi)壁原料與氧氣、水蒸氣的氣化反應(yīng)就在此空腔內(nèi)進(jìn)掛渣，尤其在氣化爐頂部可以形成較好的渣層。行。第一次開車后水冷壁被掛上一層渣，在后續(xù)良好的掛渣是保證氣化爐較高操作溫度的前提,運(yùn)行中利用以渣抗渣的原理保護(hù)水冷壁?？屏謿饣癄t可以直接氣化灰熔點(diǎn)在1 500'C的貴州2.3激冷室“三高煤”正是基于這一點(diǎn)。激冷室位于氣化爐的下部，高溫粗煤氣和熔(3)燒嘴頂置下噴的方案可以使高溫粗氣及渣從氣化室下部一個(gè)喇叭形的排渣口通過激冷環(huán)灰渣流向相同，以確保燃燒室排渣順暢。可以克及下降管進(jìn)入激冷室液面以下，高溫合成氣在激服氣渣上下分流工藝固有的排渣困難，燒嘴同向冷室內(nèi)水浴洗滌，而后經(jīng)破泡條出氣化爐激冷室，布置可以克服對(duì)置燒嘴間相互磨蝕的問題。進(jìn)入下游文丘里及炭洗塔繼續(xù)精洗，冷卻后的灰(4)多啃嘴十窄竹色也課芯合地比單噴嘴方中國煤化工渣經(jīng)過鎖斗排出系統(tǒng)。案要大，HCNMHG°42煤炭加工與綜合利用2014年第8期3.4投資運(yùn)行 費(fèi)用低.(1) 開、停車操作方便，從冷態(tài)點(diǎn)火開車到化工公司氣化工藝設(shè)計(jì)煤種性能指標(biāo)見表1。滿負(fù)荷可控制在2h以內(nèi)，熱備開車可在0.5h內(nèi)表1貴州開陽化工公司氣化工藝設(shè)計(jì)煤種性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)。頁.目指標(biāo)項(xiàng)目_.指標(biāo)工業(yè)分析:灰熔性:(2)科林氣化爐可以在3. 8 MPa壓力下實(shí)現(xiàn)2.2初變溫度/C 1 090灰分/%26.67軟化溫度/C135050%~ 110%的負(fù)荷調(diào)節(jié)。原始開車時(shí)，直接在揮發(fā)分/%6.42流動(dòng)溫度/C1 420固定碳/%3.8MPa壓力下半負(fù)荷投煤生產(chǎn)，產(chǎn)生的合成氣元素分析:64.71灰分分析 (干基):直接送往變換裝置，避免了低壓投料產(chǎn)生大量合w(C) /%63.69SiO,/%44.66Al2O,/%28.35成氣放空問題，可以大大節(jié)約開車階段的消耗成w(H)%2.52Fe,O,/%12.84本。w(N)/%.9CaO /%2.77w(S)/%3.14MgO/%092 ，(3)根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模，可提供投煤量從750 vdw(0)/%0.883O,/%1.32到3 000 td的不同氣化爐設(shè)計(jì)，氣化爐已完全實(shí)w(C1)"%0.012TiO,/%1.58現(xiàn)國產(chǎn)化，整個(gè)裝置的投資建設(shè)成本較低。w(As) /ug.g'6620/%3.52w(F)/g.g'0.793.5 節(jié)能環(huán)保性好MnO/%0.035氣化裝置固體排放物中70%是粗渣。粗渣中* :由工程師在現(xiàn)場(chǎng)估算。的殘?zhí)苛靠煽刂圃?%左右?；以捎诮?jīng)過高溫項(xiàng)目于2010年底動(dòng)工建設(shè)，2012年6月氣化煅燒，熱阻系數(shù)大，是優(yōu)良的建筑隔熱材料。細(xì)裝置機(jī)械竣工。2012年6月轉(zhuǎn)入聯(lián)動(dòng)試車階段。灰占?xì)饣b置固體排放物的30%，由于產(chǎn)量相對(duì)期間，主要解決了磨機(jī)震動(dòng)、煤粉流量調(diào)控、煤小，可直接摻混到電廠燃料煤中。粉流動(dòng)不暢、固體質(zhì)量流量計(jì)標(biāo)定、邏輯順控及在廢水排放方面，由于氣化溫度高，渣水安全聯(lián)鎖優(yōu)化等問題，為后期的化工投料順利系統(tǒng)中不含苯、酚等大分子物質(zhì)。在貴州開陽開展奠定了良好的基礎(chǔ)。開陽化工公司氣化裝置公司，氣化廢水中的COD平均值小于150 mg/L,性能指標(biāo)見表2。2012年10月，氣化爐轉(zhuǎn)入投料NH~N平均值小于50 mgL,灰水的平均濁度僅試車階段: 10月25日，氣化爐點(diǎn)火成功:31日,有15 mg/L. -套氣化裝置的平均連續(xù)外排水量氣化爐成功投煤。2013年1月21日, A爐連續(xù)運(yùn)約25 m/h。行109h,并打通全流程，順利產(chǎn)出合成氨。開陽4貴州開陽化工公司CCG氣化爐開車情況化工公司合成氣成分分析結(jié)果見表3。該階段解決的主要問題，包括點(diǎn)火開工燒嘴的點(diǎn)火成功率貴州開陽化工有限公司位于貴州省貴陽市開過低、氣化爐壓力調(diào)控、灰水水質(zhì)差等。開陽化陽縣，是由兗礦集團(tuán)與貴州開磷集團(tuán)共同投資建工灰水水樣分析結(jié)果見表4。2013年3月轉(zhuǎn)入試設(shè)的50萬t以合成氨項(xiàng)目。2007年7月,科林公司、生產(chǎn)階段。期間，主要完成了合成氣初步凈化系兗礦集團(tuán)、開陽化工三方簽署工藝包許可合同，統(tǒng)的優(yōu)化和指標(biāo)調(diào)整，對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行了改造，德國科林公司提供了技術(shù)許可、工藝包設(shè)計(jì)、專強(qiáng)化了合成氣的除塵能力。試生產(chǎn)階段最長(zhǎng)運(yùn)行有設(shè)備及部件的供貨。記錄為41d.2013年8月至今，氣化裝置進(jìn)入連貴州開陽化工公司使用煤種為本地“三高”續(xù)運(yùn)行階段。其中8- -10月份，單爐連續(xù)運(yùn)行超劣質(zhì)煤(高灰分、高灰熔點(diǎn)、高硫分)，其灰熔過110d。氣化爐可實(shí)現(xiàn)118%負(fù)荷下正常運(yùn)行。點(diǎn)為1 500 C,平均灰分26%,硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3%，2013年9 -12 月對(duì)合成氣出口含塵量進(jìn)行了鉀鈉氧化物平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過4%?？屏諧cG氣檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表S.實(shí)際運(yùn)行中，合成氣對(duì).化技術(shù)是目前世界上首套成功以“三高煤”為單后續(xù)變換催化劑沒有任何影響。開陽化工公司催一入爐設(shè)計(jì)煤種且實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的大型氣化劑/濾餅分析結(jié)果見表6。2013年5月16日和5流床氣化技術(shù)。為貴州當(dāng)?shù)?，甚至全國“三高”?7日，中國煤化工時(shí)在撈渣機(jī)處劣質(zhì)煤的綜合高效利用，開創(chuàng)了先例。貴州開陽取樣分析，.TYHCNMHG0和1.5%，含2014年第8期.賈或智:科林CCG粉煤氣化技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用43全水13.01%和10. 16%。目前對(duì)該指標(biāo)已經(jīng)不再檢測(cè)。表3開陽化工公司合成 氣成分分析結(jié)果%表2開陽化工公司氣化裝置性能指標(biāo)取樣號(hào)φ(CO)_ p(H2)_ p(N) p(HS) ρ(CO2)頁目性能指標(biāo)60.8氣化溫度/心C1550~ 165031.228.5.61.投媒最/.d-> 1200碳轉(zhuǎn)化率/%≥9860.26.66.71.24.冷煤氣效率/%≥79合成氣有效氣體積分?jǐn)?shù)/%86~ 91表4開陽化工公司灰水水樣 分析結(jié)果"比氧耗/m'O2. [1 000 m' (CO+H2)I'≤350懸浮物/濁度/NH,-N/ COD/比煤耗/ kg.[1000 m' (CO+H2)廳分析指標(biāo)pHmg.L'mg.L' mg.L' mg.L-'灰渣比/%粗渣60 ~ 80,細(xì)渣20 ~ 40最大值7.2310537.9660.61204粗渣含碳量/%~2最小值.591(21.50細(xì)渣含碳量/%25~35平均值6.935614.2242.1145★:兩臺(tái)氣化裝置排水量小于50 t/h。表5開陽化工公司出口合成氣塵含量檢測(cè)結(jié)果A爐B爐表6開陽化工公司催化劑/濾餅分析結(jié)果日期含塵量/項(xiàng)目5月16日取樣5月17 8取樣ng●m揮發(fā)分/% .1.392013- -09-120.372013-09-090.3灰分/%70.2779.622013- 09-14.582013- -09 -10全水/%45.8036.032013- -09-170.862013- 09-110.66內(nèi)水1%0.450.39 .2013-11-30.162013-12-14固定碳/%27.8418.602013-12-170.322013-12-15熱值kJ. kg'4 480.833 640.982013-12-185結(jié)語是生產(chǎn)化工產(chǎn)品的基本原料，可用于生產(chǎn)合成氨、科林CCG粉煤氣化技術(shù)是世界領(lǐng)先的環(huán)保節(jié)醇、醚、烴類、合成天然氣等高附加值化工產(chǎn)品，能煤氣化技術(shù)，是現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的核心工藝技以及汽、柴油燃料，可有效替代傳統(tǒng)石油天然氣術(shù)。采用該氣化工藝，可以把價(jià)格低廉、直接燃化工產(chǎn)品，為我國的化工生產(chǎn)和能源安全提供一燒會(huì)污染較大的煤、石油焦等原料轉(zhuǎn)化為清潔的、種切實(shí)可行的替代選擇，為客戶打造下游產(chǎn)業(yè)鏈高附加值的有效氣，即一-氧化碳與氫氣。有效氣奠定良好基礎(chǔ)。廣安甲醇制芳烴項(xiàng)目開工建設(shè)8月21日，落戶四川廣安經(jīng)開區(qū)新橋園區(qū)的甲醇(2817, -11.00, -0.39%)制芳烴項(xiàng)目舉行了隆重的開工儀式。這標(biāo)志著經(jīng)開區(qū)完成了向小平同志110周年誕辰獻(xiàn)禮的開工建設(shè)任務(wù)，這也是經(jīng)開區(qū)“規(guī)劃項(xiàng)目抓招商，意向項(xiàng)目抓簽約，簽約項(xiàng)目抓落地,落地項(xiàng)目抓開工，開工項(xiàng)目抓進(jìn)度，建成項(xiàng)目抓投產(chǎn)，投產(chǎn)項(xiàng)目抓效益”的“七抓”產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要體現(xiàn)。該項(xiàng)目由重慶安漢投資有限公司建設(shè)，項(xiàng)目總投資4.1億元， 占地120畝， 主要建設(shè) 14萬ta甲醇制混合芳烴、11 萬Ua高清潔汽油和3萬婦液化氣生產(chǎn)線。項(xiàng)目分兩期建設(shè):一期項(xiàng)目投資1.1億元，主要建設(shè)4萬ua甲醇制混合芳烴和1.5萬歸液化氣項(xiàng)目，預(yù)計(jì)2015年3月建成投產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值約5億元，年創(chuàng)稅1 500萬元以上;二期項(xiàng)目投資3億元，甲醇制混合芳烴項(xiàng)目規(guī)模擴(kuò)大至14萬Ua，將液化氣項(xiàng)目規(guī)模擴(kuò)大至3萬va，增建11萬ta的高清潔汽油，預(yù)計(jì)2015中國煤化工明項(xiàng)目全部建成達(dá)產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值約15億元，年創(chuàng)稅5 000萬元以上。74年8月22日)TYHCNMH G