Apr.2012化肥設(shè)計(jì)第50卷第2期Chemical Fertilizer Design2012年4月多嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)工業(yè)應(yīng)用總結(jié)劉進(jìn)波(山東兗礦國(guó)拓科技工程有限公司,山東滕州277527)中圖分類號(hào):TQ545文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1004-8901(2012)02-0050-03多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)自從投入工業(yè)撞擊流股、回流區(qū)、折返流區(qū)和管流區(qū)組成。由于化應(yīng)用以來(lái),以其技術(shù)成熟可靠、碳轉(zhuǎn)化率高、消耗有撞擊流股的存在,增加了氣化爐內(nèi)物流混合交低、有效氣成分高、運(yùn)行周期長(zhǎng)、適于大型化等優(yōu)錯(cuò)的機(jī)會(huì),物料在氣化爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡曲折且迂勢(shì),迅速成為煤氣化行業(yè)的主流技術(shù)之一,目前已回量比較大,氧、煤混合更加充分,有利于強(qiáng)化傳運(yùn)行的裝置達(dá)到19套,在建或正在工程設(shè)計(jì)中的裝熱和傳質(zhì)過(guò)程。物料在氣化爐內(nèi)停留時(shí)間比其置有53套。近期,其最大日處理煤量達(dá)到2000t他同類技術(shù)多2~3s,參與氣化反應(yīng)時(shí)間更長(zhǎng),的氣化裝置,已通過(guò)國(guó)家權(quán)威部門2h連續(xù)工業(yè)運(yùn)提高了碳的轉(zhuǎn)化率和單位氣化爐燃燒室容積的行考核。生產(chǎn)能力。撞擊區(qū)、撞擊流股、回流區(qū)、折返流區(qū)1工藝過(guò)程及特點(diǎn)的存在,更有利于促進(jìn)煤焦、CH4等與H2O、CO2發(fā)生的氣化反應(yīng),生成CO和H2,提高有效氣成11工藝過(guò)程分的含量。多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化是氣流床氣化技術(shù),12,2多噴嘴協(xié)同進(jìn)料與撞擊霧化液態(tài)排渣,燃燒室平均溫度為1300~1400℃。多噴嘴的霧化性能是噴嘴最首要的性能指標(biāo)噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)工藝流程見(jiàn)圖1。由煤影響噴嘴霧化性能的主要因素是噴嘴的結(jié)構(gòu)尺漿制備和輸送單元送來(lái)的合格煤漿,與空分來(lái)的氧寸,因?yàn)閲娮斓慕Y(jié)構(gòu)尺寸直接決定了氣液兩相的氣通過(guò)對(duì)置式布置的工藝噴嘴,進(jìn)入爐內(nèi)進(jìn)行混合接觸方式、接觸時(shí)間、接觸面積、出口液膜的厚度和反應(yīng),產(chǎn)生的髙溫煤氣和熔渣進(jìn)入激冷室,進(jìn)行射流速度。多噴嘴進(jìn)料克服了單一噴嘴對(duì)進(jìn)料量冷卻、除灰,送出氣化爐。煤氣初步凈化單元由混地限制,將物料均勻分配到4個(gè)燒嘴。噴嘴尺寸合器、旋風(fēng)分離器、水洗塔組成,含渣水熱回收與除的大幅度減小,特別是中環(huán)煤漿通道尺寸的大幅渣單元采用蒸汽與返回灰水直接接觸工藝。度減小,有利于噴嘴的霧化操作,氧氣和煤漿的混一合成氣合效果更好。多噴嘴對(duì)置式的布局使物料進(jìn)入燃煤漿冷凝液燒室后,通過(guò)對(duì)噴撞擊進(jìn)一步混合,可促使反應(yīng)更氧氣酸氣充分123噴淋床與鼓泡床結(jié)合灰水出氣化室的夾帶熔融態(tài)灰渣的高溫合成氣,在復(fù)合床結(jié)構(gòu)的洗滌冷卻室內(nèi)完成合成氣的洗滌冷卻和熔渣的初步分離。洗滌冷卻室采用了噴淋床與鼓泡床相結(jié)合的技術(shù),氣液兩相分布更加均勻圖1多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)工藝流程固體灰渣沉降效果更好,床層液面比較平穩(wěn),液位l—磨煤機(jī);2一煤漿泵;3一氣化爐;4-鎖斗;5—混合器;6—旋風(fēng)分容離器;7一水洗塔;8一蒸發(fā)熱水塔中國(guó)煤化宜大的氣液分離空間,氣仁1.2技術(shù)特點(diǎn)HCNMH改分離,不發(fā)生氣體的12.1獨(dú)有的氣化反應(yīng)流場(chǎng)作者簡(jiǎn)介:劉進(jìn)波(1975年-),男,山東媵州人,1997年畢業(yè)于山東理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè),工程師,從事化工裝置生產(chǎn)對(duì)置式氣化爐的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)由射流區(qū)、撞擊區(qū)設(shè)備的技術(shù)管理等工作。第2期劉進(jìn)波多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)工業(yè)應(yīng)用總結(jié)帶水問(wèn)題;氣液接觸更為充分,床層內(nèi)氣泡直徑在5對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)和生產(chǎn)裝置規(guī)模較大的工業(yè)裝置8mm,平均氣含率為0.3%~0.5%,保證了氣體尤為適用的冷卻與增濕,出口氣體中蒸汽完全能達(dá)到相截止目前,單爐連續(xù)運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)為152天,平衡。部分裝置平均運(yùn)行時(shí)間90天以上,其中江蘇靈谷124氣體分級(jí)凈化技術(shù)和江蘇索普分別采取以60天和75天定期倒?fàn)t的采用混合器、旋風(fēng)分離器和水洗塔相結(jié)合的節(jié)操作模式,兗礦國(guó)泰兗礦魯化采取計(jì)劃停車更換能高效煤氣分級(jí)凈化系統(tǒng),對(duì)煤氣除塵效果更好。燒嘴,都沒(méi)有岀現(xiàn)因氣化系統(tǒng)故障影響系統(tǒng)運(yùn)行同時(shí),由于70%~80%的灰由旋風(fēng)分離器除去,并的情況。氣化爐耐火磚的使用壽命長(zhǎng)于其他水煤被直接送往黑水處理系統(tǒng),水洗塔內(nèi)的黑水含固量漿氣化技術(shù),其中拱頂磚使用壽命已超過(guò)14000h,降低,不易堵塞管道和激冷環(huán),保證運(yùn)行期間的洗渣口耐火磚使用壽命最長(zhǎng)18200h,平均使用壽命滌冷卻水量不會(huì)降低。在7000h以上,其他位置耐火磚使用壽命平均為125渣水處理系統(tǒng)的改進(jìn)25000h以上,最長(zhǎng)為30000h。渣水熱回收與除灰單元核心設(shè)備是蒸發(fā)熱水3.2工藝指標(biāo)塔,采用蒸汽與返回灰水直接接觸工藝,具有灰水對(duì)已運(yùn)行的不同規(guī)模的裝置生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)行分溫度髙、蒸汽利用充分、耐堵渣、節(jié)能、運(yùn)行周期長(zhǎng)析,并與引進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行對(duì)比,多噴嘴對(duì)置式水煤等特點(diǎn),與采用閃蒸器和換熱器結(jié)合的工藝流程相漿氣化技術(shù)在碳轉(zhuǎn)化率、有效氣成分、渣中殘?zhí)亢?運(yùn)行周期更長(zhǎng),檢修更方便。量、比氧耗、比煤耗等方面均有較大優(yōu)勢(shì)。運(yùn)行情況對(duì)比見(jiàn)表22應(yīng)用現(xiàn)狀表2運(yùn)行情況對(duì)比多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)作為擁有我國(guó)碳轉(zhuǎn)化率比氧耗m3·比煤耗/kg·有效氣粗渣完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第1套大型煤氣化技術(shù),自技術(shù)2005年投入工業(yè)化運(yùn)行以來(lái),很快得到市場(chǎng)認(rèn)可,多玻嘴水華魯恒升9.881m(0+成分含碳現(xiàn)在運(yùn)行的氣化裝置達(dá)到19臺(tái)(套),預(yù)計(jì)2012年煤漿氣化兗礦魯化98.637835688237.3可突破30臺(tái)(套),在建或設(shè)計(jì)的裝置為53臺(tái)技術(shù)寧波萬(wàn)華93081.73(套)。全部投產(chǎn)后,日處理煤量接近90000t。多新能風(fēng)凰99.07365噴嘴水煤漿氣化技術(shù)應(yīng)用情況見(jiàn)表1。靈谷化工98.7引進(jìn)技術(shù)兗礦魯化96.3404.652.38115.4表1多噴嘴水煤漿氣化技術(shù)應(yīng)用情況裝置規(guī)模/t:d750115012001500200025003000表2中各裝置的運(yùn)行指標(biāo)均優(yōu)于魯化引進(jìn)技已運(yùn)行/臺(tái)(套)術(shù)的工藝指標(biāo),其中兗礦魯化的多噴嘴對(duì)置式氣化在建或設(shè)計(jì)/臺(tái)(套)和引進(jìn)技術(shù)使用的是同一種原料煤,且煤漿制備為共用的裝置,其煤漿濃度和質(zhì)量相同,故在數(shù)據(jù)采注:日處理煤3000t的裝置已完成理論設(shè)計(jì),待工業(yè)化推廣。集、分析計(jì)量?jī)x器、取樣方式和工藝指標(biāo)的計(jì)算方已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用的多噴嘴水煤漿氣化裝置的設(shè)計(jì)法等方面相同,因而更具有可比性。與引進(jìn)技術(shù)相壓力有4.0MPa和65MPa2種類別,氣化爐直徑為比,其碳轉(zhuǎn)化率高2.1%,比氧耗低6.5,比煤耗低32m34m、3.6m、388m等規(guī)格,單裝置最大日處12.8%,有效氣成分高1.3%,粗渣中含碳低8.1%。理煤可達(dá)到2500t。該氣化技術(shù)主要用于合成氨、甲上述比較結(jié)果與近期完成的“十一五”國(guó)家高醇、發(fā)電及煤制油等裝置,原料為煤及石油焦等。技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)課題“日處理200013運(yùn)行分析煤新型水煤漿氣化技術(shù)”的驗(yàn)收結(jié)論相近。該課題以江蘇靈谷45萬(wàn)ta大型合成氨項(xiàng)目氣化裝置為3.1運(yùn)行情況依托,自2009年6月首次化工投料,至201l年11已投產(chǎn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定,年運(yùn)行時(shí)間和連續(xù)運(yùn)行月15日裝中國(guó)煤化工期間氣化裝置周期基本上都達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)值。同時(shí),該技術(shù)獨(dú)及整個(gè)生三續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行有的帶壓連投和無(wú)波動(dòng)倒?fàn)t技術(shù)的應(yīng)用,大大減少245天,全年x同爛x,天。裝置72h了生產(chǎn)系統(tǒng)的停車幾率和生產(chǎn)波動(dòng),實(shí)現(xiàn)了在生產(chǎn)連續(xù)工業(yè)運(yùn)行考核數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。系統(tǒng)不停車的情況下進(jìn)行氣化爐的切換,這一優(yōu)勢(shì)(下轉(zhuǎn)第56頁(yè))56化肥設(shè)計(jì)2012年第50卷含量約為3%。由此可見(jiàn),2種專利噴頭的造粒效32實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析果均不能滿足我廠現(xiàn)行工藝條件下尿素產(chǎn)品質(zhì)量3號(hào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果粒度最好,對(duì)應(yīng)的噴頭型號(hào)為C的要求。號(hào),在轉(zhuǎn)速320~360r/min,中、高生產(chǎn)負(fù)荷下尿素我廠根據(jù)自身的設(shè)備及工藝條件,分析不同轉(zhuǎn)粒度分布較好,粉塵含量少,滿足了尿素產(chǎn)品國(guó)優(yōu)速生產(chǎn)負(fù)荷、溫度變化下噴頭的工作情況,自行設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。在今后的尿素生產(chǎn)中我們將采計(jì)制造了3個(gè)不同尺寸、開(kāi)孔率、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的造粒用C號(hào)造粒噴頭(目前,此型號(hào)噴頭已申請(qǐng)專利)。噴頭,并利用正交試驗(yàn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)位級(jí)制定出33其他改進(jìn)措施的因素位級(jí)參數(shù)見(jiàn)表3,正交試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。1)加強(qiáng)工藝指標(biāo)的管理,嚴(yán)禁超標(biāo)運(yùn)行及違表3因素位級(jí)參數(shù)反操作規(guī)程,對(duì)于影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)采用單位移動(dòng)極差控制圖,并進(jìn)行認(rèn)真分析。位級(jí)噴頭型號(hào)轉(zhuǎn)速/r·m負(fù)荷/MPa溫度/℃(2)尿素料倉(cāng)的改造,在料倉(cāng)的中下部增設(shè)平0.44+0.44ABc0.46+0.4620臺(tái),將其分割成主副料倉(cāng),定期清理料倉(cāng)內(nèi)邊角處0.48+0.48的粉塵,杜絕尿素成品中粉塵含量超標(biāo)。表4正交試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果4改造效果型9轉(zhuǎn)速負(fù)荷溫素粒度項(xiàng)目噴頭技改前、后尿素粒度及粉塵含量對(duì)比見(jiàn)表5。m 1. 4-28mm表5改造前、后尿素粒度及粉塵含量對(duì)比2.5%76.7312232.4%粉塵含量顆粒集中度1.4%%%%1.7%<92%1.9%技改后<1.5%>98%23123232321.52%77.6%2.6%通過(guò)實(shí)施,優(yōu)化尿素粒度的技改措施取得了可77.7%觀的經(jīng)濟(jì)效益,按每噸尿素售價(jià)提高20元,以年產(chǎn)1.5%78%26萬(wàn)t尿素計(jì)算,增加效益520萬(wàn)元。位級(jí)128.2%231.8%230.1%231%通過(guò)技術(shù)改造,尿素產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到國(guó)優(yōu)標(biāo)位級(jí)2231.6%230.5%21.8%232%顆?？偤臀患?jí)323.7%231.2%21.6%290.5%693.5%準(zhǔn),平均粒度集中度達(dá)到歷史最好水平,滿足了客極差R5.2戶的要求。粉塵含量的降低減少了消耗,降低了注:表4中位級(jí)1、位級(jí)2位級(jí)3均為3次顆粒之和成本,延長(zhǎng)了尿素的儲(chǔ)存期。收稿日期:20120201(上接第51頁(yè))表3裝置72h連續(xù)工業(yè)運(yùn)行考核數(shù)據(jù)置式水煤漿氣化技術(shù)在運(yùn)行穩(wěn)定性、生產(chǎn)指標(biāo)的先號(hào)項(xiàng)目考核指標(biāo)考核結(jié)果進(jìn)性及擴(kuò)大裝置規(guī)模的可行性等方面具有較大優(yōu)1有效氣成分/%82.9勢(shì)。同時(shí),在歷經(jīng)基礎(chǔ)理論研究、實(shí)驗(yàn)室研發(fā)、中2比氧耗/m3·[km3(CO+H2)3比煤耗kg·[km3(Co+H2)]試、工業(yè)示范、工業(yè)應(yīng)用等階段后,其已形成完整的冷煤氣效率/%74.9理論基礎(chǔ)、工程應(yīng)用和生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn),并培養(yǎng)出龐5碳轉(zhuǎn)化率/%892大的工程研究設(shè)計(jì)、技術(shù)管理操作人才隊(duì)伍,為其在今后的工業(yè)化推廣和技術(shù)升級(jí)創(chuàng)造了條件,提裝置考核結(jié)果表明,多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)氣化效率高,技術(shù)指標(biāo)先進(jìn),與同樣采用內(nèi)蒙神高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,發(fā)展前景廣闊。參考文獻(xiàn)華煤的引進(jìn)水煤漿氣化技術(shù)裝置相比有效氣成分提1]張彥,多噴嘴對(duì)置式氣化爐與單噴瑞水煤漿氣化爐運(yùn)行分析高3.1個(gè)百分點(diǎn),比氧耗降低11.4%,比煤耗降低2.1%,粗渣中殘?zhí)拷档图s10%,細(xì)渣中殘?zhí)拷档?2%。[2]中國(guó)煤化工制烯烴項(xiàng)目GE水煤漿氣化CNMHG40(4):421-4234結(jié)語(yǔ)[3]李波,呂傳磊,潘榮.多噴嘴對(duì)置式氣化爐在兗礦魯南化肥廠的應(yīng)用[J].中氮肥,2011(2):14-16與引進(jìn)的同類水煤漿氣化技術(shù)相比,多噴嘴對(duì)收稿日期:2011-12-28