第5期多噴嘴對(duì)式水煤漿氣化技術(shù)的工程應(yīng)用及其優(yōu)勢(shì)生產(chǎn)與應(yīng)用多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的工程應(yīng)用及其優(yōu)勢(shì)李仕超孔艷李杰(兗礦國(guó)宏化工有限責(zé)任公司,山東鲆城,273512)摘要介紹了華東理工大學(xué)和兗礦集團(tuán)合作開(kāi)發(fā)的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、國(guó)際首創(chuàng)的多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)工程應(yīng)用及其優(yōu)勢(shì),同時(shí)對(duì)其關(guān)鍵工藝指標(biāo)與 Texaco水煤漿氣化技術(shù)進(jìn)行了對(duì)照比較關(guān)鍵詞:多噴嘴對(duì)暹式水煤漿氣化技術(shù)工程應(yīng)用優(yōu)勢(shì)1概述煤氣化技術(shù)在魯南化肥廠完成了中試研究。中試裝置(22噸煤/天)的運(yùn)行結(jié)果表明:有效氣成分從上世紀(jì)80年代末我國(guó)開(kāi)始引進(jìn) Texaco水煤83%,比相同條件下的單噴嘴氣化裝置高1.5~2個(gè)漿氣化裝置,至今已引進(jìn)多套,建成投產(chǎn)的有:山東百分點(diǎn);碳轉(zhuǎn)化率>98%比單噴嘴氣化裝置高2~魯南(三臺(tái)氣化爐,單爐日處理450噸煤,28MPa)、3個(gè)百分點(diǎn);比煤耗、比氧耗均比單噴嘴氣化裝置降上海吳涇(八臺(tái)氣化爐,六開(kāi)二備,單爐日處理500低7%“十五”期間,在國(guó)家科技部國(guó)家發(fā)改委的噸煤,4OMPa)、陜西渭河(四臺(tái)氣化爐,三開(kāi)一備,大力支持下,倍受業(yè)界人士關(guān)注的多噴嘴對(duì)置式水單爐日處理750噸煤,6.5MPa)、安徽準(zhǔn)南(三臺(tái)氣煤漿氣化技術(shù)分別于山東魯南、山東德州建設(shè)了工化爐,二開(kāi)一備單爐日處理500噸煤,40MPa)、黑業(yè)示范裝置。示范裝置的成功運(yùn)行已充分證實(shí):該龍江伊春(二臺(tái)氣化爐,一開(kāi)一備,單爐日處理500技術(shù)工程上完全可行,工藝指標(biāo)優(yōu)于引進(jìn)的水煤漿噸煤40MPa)、江蘇金陵(三臺(tái)氣化爐,二開(kāi)一備,氣化技術(shù)操作非常平穩(wěn)。單爐日處理1000噸煤,4.0MPa)等約30臺(tái)氣化爐。多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)相對(duì)于國(guó)外引進(jìn)這些裝置均用于生產(chǎn)合成氣制氨、甲醇或氫氣。的水煤漿氣化技術(shù)、干煤粉氣化技術(shù),在設(shè)備投資、Texc氣化技術(shù)引進(jìn)初期,暴露了很多不足,通過(guò)我運(yùn)行費(fèi)用(源于工藝指標(biāo)的優(yōu)勢(shì))及專(zhuān)利實(shí)施許可費(fèi)國(guó)工程技術(shù)人員大量的艱辛工作在工程上對(duì)其進(jìn)等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。行了完善和優(yōu)化。該技術(shù)許多設(shè)備都可以國(guó)產(chǎn)化,多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)涉及以純氧和水如山東魯南的第一套引進(jìn) Texaco裝置,設(shè)備國(guó)產(chǎn)煤漿為原料制合成氣的過(guò)程裝置包括磨煤?jiǎn)卧獨(dú)饣食^(guò)90%。 Texaco氣化技術(shù)在原理上存在著化及初步凈化單元及含渣水處理單元。技術(shù)特點(diǎn):制約因素,導(dǎo)致其工藝指標(biāo)不夠理想、大型化有難多噴嘴對(duì)置的水煤漿氣流床氣化爐及復(fù)合床煤氣洗度滌冷卻設(shè)備;混合器、旋風(fēng)分離器、水洗塔三單元組由華東理工大學(xué)兗礦集團(tuán)有限公司擁有自主合煤氣初步凈化工藝;蒸發(fā)分離直接換熱式含渣水知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)是在多年處理及熱回收工藝,其工藝流程示意圖見(jiàn)下圖1研究國(guó)際上大型氣流床氣化技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新的四川化工第13卷2010年第5期水媒旋風(fēng)分的冬(3)比煤耗低、發(fā)氣量大渣中含碳量低。測(cè)算表明,多噴嘴對(duì)置式氣化爐運(yùn)行一天較單噴嘴氣化爐要多產(chǎn)生5萬(wàn)元左右的經(jīng)濟(jì)效益。氣灰水2.2在兗礦國(guó)泰化工有限公司使用情況兗礦集團(tuán)有限公司在山東魯南(兗礦國(guó)泰化工有限公司)建設(shè)多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化爐及配套kek鎖斗排渣水處渣系統(tǒng)理系統(tǒng)工程,利用兩臺(tái)日處理1150噸煤多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化爐(40MPa)配套生產(chǎn)24萬(wàn)噸甲醇、聯(lián)產(chǎn)7.8MW發(fā)電。空分裝置由華陸工程科技有限責(zé)2工程應(yīng)用任公司設(shè)計(jì)氣化裝置由中國(guó)天辰化學(xué)工程公司設(shè)計(jì)。示范裝置于2003年5月1日正式開(kāi)工建設(shè),由多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)已成功應(yīng)用于國(guó)中國(guó)化學(xué)工程第三建設(shè)公司負(fù)責(zé)氣化裝置空分裝內(nèi)多套工業(yè)生產(chǎn)裝置中,并有多套裝置在建,同時(shí)該置的建設(shè)。氣化爐由哈爾濱鍋爐廠制造。技術(shù)還出口至國(guó)外,取得了較好的業(yè)績(jī)和成果,填補(bǔ)氣化裝置于2005年7月21日23:26一次投料了我國(guó)在煤氣化技術(shù)方面的空白。成功,一次打通整個(gè)工藝流程,在完成80小時(shí)連續(xù)、21在山東華魯恒升化工股份有限公司使用情況穩(wěn)定運(yùn)行后,于2005年7月25日8:00計(jì)劃停車(chē)通過(guò)專(zhuān)利實(shí)施許可的方式并在國(guó)家發(fā)改委“十(當(dāng)時(shí)兗礦國(guó)泰化工有限公司的空分裝置尚未具備五”重大技術(shù)裝備研制項(xiàng)目的支持下,多噴嘴對(duì)置式運(yùn)行條件借用兗礦魯南化肥廠的氧氣進(jìn)行氣化系水煤漿氣化技術(shù)應(yīng)用于山東華魯恒升化工股份有限統(tǒng)試運(yùn)行)。2005年10月15日,在空分裝置具備公司大氮肥國(guó)產(chǎn)化工程,建設(shè)了一臺(tái)多噴嘴對(duì)置式條件后該裝置正式進(jìn)人工業(yè)運(yùn)行撞擊流氣化裝置(6.5MPa,750t煤/d)。氣化裝置在開(kāi)車(chē)初期曾經(jīng)出現(xiàn)拱頂耐火磚燒損沖刷嚴(yán)由華陸工程科技有限責(zé)任公司設(shè)計(jì),氣化爐由哈爾重的問(wèn)題經(jīng)過(guò)華東理工大學(xué)深入研究,并基于兗礦濱鍋爐廠制造。集團(tuán)相關(guān)技術(shù)人員認(rèn)真分析,確認(rèn)氣化爐拱頂耐火2004年12月該氣化裝置投入試運(yùn)轉(zhuǎn)。2005年磚沖刷嚴(yán)重是由于上部空間偏小、操作過(guò)程中噴嘴6月初開(kāi)始,多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化爐投人正式出口速度偏大等原因造成。針對(duì)這一情況,華東理運(yùn)行。該氣化裝置自2005年6月初正式運(yùn)行至今,工大學(xué)仔細(xì)研究了氣化爐上部空間的速度分布和溫累計(jì)運(yùn)行時(shí)間超過(guò)1500小時(shí)。氣化爐內(nèi)耐火磚等度分布提供了在現(xiàn)有裝置上的操作負(fù)荷和操作壓設(shè)備構(gòu)件情況正常。拱頂耐火磚壽命已達(dá)到7300力的對(duì)應(yīng)關(guān)系以?xún)?yōu)化流場(chǎng)提高拱頂耐火磚壽命。小時(shí),有望超過(guò)8000小時(shí);直筒段耐火磚自從2004這一調(diào)整取得了明顯的效果,自2006年3月年12月以來(lái)未更換17日A#爐開(kāi)車(chē)至2006年6月6日停車(chē)大修,整現(xiàn)該氣化爐操作負(fù)荷為設(shè)計(jì)值的110%,運(yùn)轉(zhuǎn)個(gè)氣化系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行81天,單爐連續(xù)運(yùn)行49天。平穩(wěn),運(yùn)行情況良好。目前多噴嘴對(duì)置式氣化爐成大修期間進(jìn)爐檢查發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)耐火磚情況良好拱頂為生產(chǎn)主力生產(chǎn)周期長(zhǎng)。該氣化爐的技術(shù)特色體耐火磚情況大為改善目前拱頂耐火磚壽命在5000現(xiàn)在:小時(shí)左右;直筒段耐火磚自從2005年10月以來(lái)未(1)燒嘴及耐火磚使用壽命長(zhǎng);更換。至今,A#、B#氣化爐累計(jì)運(yùn)行超過(guò)3000(2)負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活燒嘴間負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活氣化小時(shí)。2006年,兗礦國(guó)泰生產(chǎn)甲醇234萬(wàn)噸。爐整體負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍寬(可在50%~15負(fù)荷范2007年兗礦國(guó)泰甲醇產(chǎn)量超過(guò)30萬(wàn)噸圍內(nèi)操作);華東理工大學(xué)根據(jù)研究結(jié)果重新確定了氣化第5期多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的工程應(yīng)用及其優(yōu)勢(shì)爐上部空間的高徑比,用于兗礦國(guó)泰第三臺(tái)氣化爐(2)氣化裝置安全可靠,自動(dòng)化程度高操作控的設(shè)計(jì),以確保拱頂耐火磚具有更為理想的使用壽制靈活,開(kāi)車(chē)到正常生產(chǎn)過(guò)渡期短。采用獨(dú)特的氧命。大連金州重型機(jī)械廠制造的第三臺(tái)氣化爐(C氣流量控制技術(shù)和帶壓連投操作技術(shù),增強(qiáng)了抵御爐)已于2007年9月3日15:08投運(yùn),運(yùn)行狀況故障的能力使裝置運(yùn)行更加平穩(wěn)。正常。從目前的情況來(lái)看,拱頂加高后的效果已經(jīng)(3)該技術(shù)是自主創(chuàng)新的煤氣化技術(shù),裝置性能得以體現(xiàn)頂部預(yù)熱口封堵在運(yùn)行兩個(gè)月后只磨損與技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。與國(guó)外水煤漿氣化lcm,運(yùn)行3000多小時(shí)后進(jìn)爐檢查,拱頂耐火磚狀技術(shù)相比,其技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)(創(chuàng)新點(diǎn))在于:(I)多況非常理想預(yù)計(jì)頂部耐火磚使用壽命在8000小時(shí)噴嘴對(duì)置式氣化爐和新型預(yù)膜式噴嘴的氣化效率以上。C#爐氣化工藝指標(biāo)與未加高的A#、B#爐高技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)。與采用國(guó)外水煤漿氣化技術(shù)的基本相同兗礦魯南化肥廠同期運(yùn)行結(jié)果相比,有效氣成分提3總結(jié)高2~3個(gè)百分點(diǎn),CO2含量降低2~3個(gè)百分點(diǎn);碳轉(zhuǎn)化率提高2~3個(gè)百分點(diǎn),比氧耗降低79%比多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)自動(dòng)化程度高,煤耗降低2.2%。(I多噴嘴對(duì)置式氣化爐噴嘴之全部采用集散控制系統(tǒng)(DCS)控制特別是氧煤比間的協(xié)同作用好氣化爐負(fù)荷可調(diào)節(jié)范圍大目前為完全可以投自動(dòng)串級(jí)控制。工業(yè)運(yùn)行證實(shí),該裝置50%~110%,負(fù)荷調(diào)節(jié)速度快適應(yīng)能力強(qiáng),有利于開(kāi)車(chē)方便操作靈活負(fù)荷增減自如操作的方便程裝置大型化。(ID由于采用四個(gè)噴嘴進(jìn)料,系統(tǒng)運(yùn)度優(yōu)于引進(jìn)水煤漿氣化裝置。行更為穩(wěn)定,當(dāng)一個(gè)或一對(duì)燒嘴煤漿或者氧氣波動(dòng)帶壓連投技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是煤氣化技術(shù)上重大突時(shí),由于有其他噴嘴的互相補(bǔ)充制約因此氣化爐破大大降低了氣化爐停車(chē)幾率提高了氣化爐的有整體進(jìn)料穩(wěn)定,不易產(chǎn)生爐溫的瞬間波動(dòng)。(Ⅳ)復(fù)效生產(chǎn)時(shí)間合床型洗滌冷卻技術(shù)的熱質(zhì)傳遞效果好,液位平穩(wěn),多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)已被工程實(shí)踐證避免了引進(jìn)技術(shù)的帶水帶灰問(wèn)題。(V)分級(jí)式合成實(shí)完全可行,工藝指標(biāo)也極為先進(jìn)。該裝置200年氣初步凈化工藝節(jié)能高效。表現(xiàn)為系統(tǒng)壓降低,分12月通過(guò)了由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)組織的168離效果好,合成氣中細(xì)灰含量低(<1mg/Nm3)。小時(shí)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行考核確認(rèn)了該裝置工藝指標(biāo)達(dá)到國(guó)(VD渣水處理系統(tǒng)采用直接換熱技術(shù)熱回收效率際領(lǐng)先水平。2006年1月8日通過(guò)了中國(guó)石油和高,克服了設(shè)備易結(jié)垢和堵塞的缺陷化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)組織的專(zhuān)家鑒定。2006年5月通過(guò)(4)從中試到工業(yè)示范裝置,多噴嘴對(duì)置式水煤科技部組織的國(guó)家“863”課題驗(yàn)收。兗礦國(guó)泰化工漿氣化技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了工程化放大(一次性放大52有限公司的消耗總結(jié)報(bào)告中指出,與采用同樣煤種倍),表明研究與放大方法科學(xué)正確,掌握了該技術(shù)的兗礦魯南化肥廠 Texaco裝置制備合成氣用于合的工程放大規(guī)律,奠定了向更大規(guī)模跨越的理論與成甲醇的煤耗相比,每噸甲醇的煤耗減少100~工程化基礎(chǔ)150kg,這對(duì)于大化工裝置來(lái)說(shuō)是非?？捎^的成本(5)該技術(shù)與國(guó)外水煤漿氣化技術(shù)相比既降低優(yōu)勢(shì)。了原料煤和氧氣的消耗又大大減少了專(zhuān)利實(shí)施許通過(guò)多套氣化裝置的運(yùn)行考核來(lái)看鑒定的主可費(fèi)同時(shí)具有良好的環(huán)保性能。該技術(shù)的開(kāi)發(fā)成要結(jié)論如下:功打破了國(guó)外公司在大型煤氣化技術(shù)上的壟斷,實(shí)(1)以北宿煤為原料裝置滿負(fù)荷運(yùn)行的技術(shù)指現(xiàn)了我國(guó)大型煤氣化技術(shù)零的突破為推動(dòng)我國(guó)煤標(biāo):(D比氧耗309Nm202/100Nm(C0H2);(ID)化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整提供了技術(shù)支撐,比煤耗535kg/100|m2(0+H2);(I)成氣有經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益顯著。效氣成分(CO+H2)84.9%(ⅣV碳轉(zhuǎn)化率988%。四川化工第13卷2010年第5期參考文獻(xiàn)[c]首屆多噴嘴對(duì)置式煤氣化技術(shù)推廣及應(yīng)用研討會(huì)論文集[]步學(xué)朋折仕河等煤炭氣化發(fā)展及應(yīng)用中的熱點(diǎn)問(wèn)題探討抽[3]龔欣劉海峰王輔臣等新型多噴嘴對(duì)量式水煤漿氣化爐D凈煤技術(shù),2007,13(2)節(jié)能與環(huán)保,2001(6)[2]于遵宏,王輔臣等多噴嘴對(duì)量式水煤漿氣化技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)[于光元李亞?wèn)|煤氣化工藝技術(shù)分析潔凈煤技術(shù),200,1(4The Engineering Application and Advantages of the Coal-waterSlurry Gasification with Opposed Multi-burnerLi Shichao, Kong Yan, Li jie(YanKuang Guo Hong Chemicals Co, Ltd, Zoucheng 273512, Chinabstract: This ariticle introduces the internationals first engineering application and advantages of the coal-water slurry gasification with opposed multi-burner, which was codeveloped by east China University ofScience and Technology and Yan Kuang Group with independent intellectual property rights, and comparesthe key technic index with Texaco pressurized water coal slurry gasification technology.Key words: multi-burner; opposed; coal-water slurry; gasification technology; engineering application; ad-vantages我國(guó)對(duì)東盟國(guó)家的出口化肥日益增多目前國(guó)產(chǎn)化肥已經(jīng)成功在東盟國(guó)家打開(kāi)市場(chǎng),250萬(wàn)噸復(fù)合肥,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用肥我國(guó)對(duì)東盟國(guó)家的出口化肥日益增多。其中,在東的需求,每年都需要進(jìn)口大量的化肥來(lái)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)市盟的尿素市場(chǎng)我國(guó)尿素產(chǎn)品已成功取代了俄羅斯、場(chǎng)的缺口。其中,尿素進(jìn)口量大約為150-180萬(wàn)中東等國(guó)家在東盟的大部分市場(chǎng)份額而在東盟一噸/年、磷酸二銨進(jìn)口量大約為70萬(wàn)噸/年、復(fù)合肥些附加值較高、竟?fàn)幭鄬?duì)激烈的復(fù)合肥市場(chǎng)也都出進(jìn)口量大約為20萬(wàn)噸/年。現(xiàn)了我國(guó)的化肥產(chǎn)品。常軼智同時(shí)指出,由于近年來(lái),越南、柬埔寨等中投顧問(wèn)化工行業(yè)研究員常軼智認(rèn)為,目前,化東盟國(guó)家每年都要從我國(guó)進(jìn)口大量的化肥、農(nóng)藥原產(chǎn)品已成為我國(guó)與東盟各國(guó)之間貿(mào)易往來(lái)的重要材料農(nóng)用機(jī)械等產(chǎn)品,相互間本來(lái)就有較好的合作貨物。而我國(guó)對(duì)東盟國(guó)家的出口化肥日益增多這基礎(chǔ)。而自2010年1月1日,中國(guó)東盟自由貿(mào)易種情況的出現(xiàn)主要受以下三個(gè)方面的影響,一是東區(qū)成立后,中國(guó)與東盟之間大約有7000種商品享受盟國(guó)家自身對(duì)農(nóng)資產(chǎn)品有內(nèi)在的需求;二是中國(guó)東“零關(guān)稅”,這進(jìn)一步為我國(guó)農(nóng)資產(chǎn)品的出口打開(kāi)了盟自由貿(mào)易區(qū)的成立進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)同東盟國(guó)家市場(chǎng)也使得我國(guó)與東盟國(guó)家的貿(mào)易往來(lái)更加頻繁的貿(mào)易往來(lái);三是我國(guó)化肥行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩情況嚴(yán)重,此外,常軼智還指出,近年來(lái),由于我國(guó)化肥工也迫切需要出口來(lái)釋放國(guó)內(nèi)過(guò)剩的產(chǎn)能。業(yè)發(fā)展迅速,目前我國(guó)化肥行業(yè)的產(chǎn)能過(guò)剩情況嚴(yán)常軼智指出,由于東盟國(guó)家大多數(shù)都是典型的重產(chǎn)量逐年增加,而東盟國(guó)家的化肥產(chǎn)能不足,而農(nóng)業(yè)國(guó)家對(duì)化肥農(nóng)藥等農(nóng)資產(chǎn)品的需求量很大。且生產(chǎn)成本較高。這種產(chǎn)能過(guò)剩和產(chǎn)能不足的互補(bǔ)而這些國(guó)家的農(nóng)藥化肥等工業(yè)起步較晚技術(shù)水平也促進(jìn)了我國(guó)同東盟國(guó)家的貿(mào)易往來(lái)。據(jù)中投顧問(wèn)相對(duì)于其他國(guó)家而言普遍比較落后國(guó)內(nèi)化肥產(chǎn)能發(fā)布的《2010-2015年中國(guó)化肥市場(chǎng)投資分析及前不足,每年都需要從國(guó)外進(jìn)口大量的農(nóng)資產(chǎn)品。景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示,2009年我國(guó)化肥產(chǎn)量超過(guò)5800例如屬于東盟國(guó)家的越南據(jù)中投顧問(wèn)發(fā)布的萬(wàn)噸而國(guó)內(nèi)工業(yè)和農(nóng)業(yè)需要的化肥總量大致在《2010-2015年中國(guó)化肥市場(chǎng)投資分析及前景預(yù)測(cè)5200萬(wàn)噸左右產(chǎn)能過(guò)剩情況嚴(yán)重。報(bào)告》顯示,越南目前每年僅能生產(chǎn)100萬(wàn)噸尿素、(羅樂(lè)