多喷嘴水煤浆气化技术在化工行业中的应用课件

Sep 2324, 2006 Page1 代正华，周志杰，陈雪莉，刘海峰，于广锁，于遵宏 孙卓庆，朱 敏，杨树青，刘 强，祝庆瑞 华东理工大学洁净煤技术研究所 兖矿国泰化工有限公司 多喷嘴对置水煤浆气化技术 在化工行业中的应用 Sep 2324, 2006 Page2 主要内容 1 煤气化的技术地位 2 多喷嘴对置气化技术开发历程 3 多喷嘴对置水煤浆气化工艺流程 4 商业示范装置 5 技术创新点 6 水煤浆气化和粉煤气化制备氨原料气能耗分析 7 结语 Sep 2324, 2006 Page3 1 煤气化的技术地位 煤气化是煤基过程工业的共性技术、龙头技术、关键技术 Sep 2324, 2006 Page4 2 多喷嘴对置气化技术开发历程 国家“八五”攻关项目“德士古气化炉流场测试” 国家自然科学基金项目“水煤浆气化炉中气化机理研究” 国家973项目子课题“气流床气化炉流动行为及熔渣遮被层传热” 国家“九五”攻关项目“气化炉关键部件研究” 国家“九五”攻关项目“德士古水煤浆气化炉数学模拟” 国家“九五”攻关项目“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发” 国家“十五”攻关项目“粉煤加压气化制合成气新技术的研究与开 发” 国家973项目“大规模高效气流床煤气化技术的基础研究” 煤气化及相关技术领域20余年的研究开发 Sep 2324, 2006 Page5 3 多喷嘴对置水煤浆气化技术流程 Sep 2324, 2006 Page6 通过专利实施许可的方式，并在国家发改委“十五” 重大技术装备研制项目的支持下，多喷嘴对置式水煤浆 气化技术应用于山东华鲁恒升化工股份有限公司大氮肥 国产化工程，建设了一台多喷嘴撞击流气化装置(6.5MPa ，750t煤/d)。装置于2004年底建成，并于2004年12月1日 一次投料成功。 4 商业示范装置 （1）华鲁恒升化工股份有限公司 Sep 2324, 2006 Page7 在国家十五863项目“新型水煤浆气化技术”的支持 下，依托兖矿集团公司国泰化工有限公司年产24万吨甲 醇、20万吨醋酸、80MW发电项目，建设了两台日处理 1150吨煤（粗煤）、气化压力4.0MPa的气化炉及配套装 置。总投资约27亿元。 装置于2003年8月2日破土动工，建设工期23个月零 19天。气化装置于2005年7月试车一次投料试成功，连 续运转80小时。 2005年10月17日顺利生产出合格甲醇。 （2）兖矿国泰化工有限公司 Sep 2324, 2006 Page8 装 置 装置能力 吨煤/天晑 炉 有效气成分 (CO+H2) % 比氧耗 Nm3O2 /1000(CO+H2) 比煤耗 kg 煤 /1000(CO+H2) 碳转化率 % 备注 华鲁恒 升 750 82.41 362 565 99.97 煤质分析见 表 1， 神府煤， 煤浆浓度为 60% 四喷嘴 对置式 水煤浆 气化装 置 兖矿国 泰 1000 84.9 309 535 98.8% 煤质分析见 表 1，北宿煤， 煤浆浓度 6061% 兖矿鲁南 化肥厂* 400 8283 336 547 9697% 煤质分析见 表 1，北宿煤， 煤浆浓度 63% 上海焦化 有限公司 【4】 500 81 412 638 95 采用神府煤， 煤浆浓度为 62.5% 渭河化肥 厂 5 750 78 415 627 95 采用华亭煤， 煤浆浓度为 60% 引进水 煤浆气 化技术 安徽淮化 集团 6 500 77 425 708 95 采用华亭、义 马混煤，煤浆 浓度62% （3）示范装置主要工艺指标 Sep 2324, 2006 Page9 5 技术创新点 （1）多喷嘴对置式气化炉 水煤浆通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平面 的预膜式喷嘴，与氧气一起对喷进入气化炉，在炉内形成 撞击流，在完成煤浆雾化的同时，强化热质传递，促进气 化反应的进行。 多喷嘴对置式水煤浆气化炉 预膜式水煤浆气化喷嘴 复合床洗涤冷却室 Sep 2324, 2006 Page10 采用“分级净化”的概念，先“粗分”再“精分”，属高 效、节能型。混合器后设置分离器，除去8090%的细灰，使 进入水洗塔的合成气较为洁净；加入水洗塔的洗涤水比加入 混合器的润湿洗涤水更清洁，保证洗涤效果。 （2）分级净化式合成气初步净化 表现为系统压降低； 分离效果好，合成气中细灰含量低； 同时，分级净化的方法避免了合成初步净化工序 的堵塞问题 Sep 2324, 2006 Page11 采用含渣水蒸发产生的蒸汽与灰水直接接触，同时完成 传质、传热过程，其先进性为： （3）渣水处理直接换热式热量回收 无影响长周期运转的隐患； 回收热量充分，高温灰水与闪蒸汽温差2，热 效率高 工业装置运行已证实有较长的操作周期和很好的能 量回收效果。 Sep 2324, 2006 Page12 （1）出洗涤塔合成气参数 6 水煤浆气化和粉煤气化制备氨原料气能耗分析 Sep 2324, 2006 Page13 （2）气化工艺指标 Sep 2324, 2006 Page14 水煤浆气化制备合成氨原料气能耗分析表 （3）能耗分析 Sep 2324, 2006 Page15 粉煤气化（激冷）制备合成氨原料气能耗分析表 Sep 2324, 2006 Page16 粉煤气化（废锅）制备合成氨原料气能耗分析表 Sep 2324, 2006 Page17 7 结语 （1）从中试到工业示范装置，多喷嘴对置式水煤浆气化技 术成功实现了工程化放大(一次性放大52倍)，表明研 究与放大方法科学、正确，掌握了该技术的工程放大 规律，奠定了向更大规模跨越的理论与工程化基础。 （2）多喷嘴对置水煤浆气化技术采用新的喷嘴组合型式， 有利于强化混合。多喷嘴对置水煤浆气化技术在合成 气洗涤冷却、初步净化、含渣黑水热量回收等方面有 创新性的技术方案，有利于气化装置的长周期、稳定 运行。 （3）工业装置的运行结果表明，多喷嘴对置气化炉工艺指 标先进 Sep 2324, 2006 Page18 （4）工业运行结果还表明，气化装置安全可靠，自动化程度 高，操作控制灵活，负荷增减自如，开车到正常生产过 渡期短。 （5）该技术的开发成功打破了国外公司在大型煤气化技术上 的垄断，实现了我国大型煤气化技术零的突破，为推动 我国化工产业的发展和能源结构调整及节能降耗提供了 技术支撑，经济效益、社会效益显著