水煤浆加压气化主要技术与装备进展.pdf

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1、第1期(总第164期)煤化工No．1(TotalNo．164)2013年2月CoalChemicalIndustryFeb．2013水煤浆加压气化主要技术与装备进展刘乐利(兖矿鲁南化肥厂，山东枣庄277527)摘要简述了国内工业化应用较多的4种水煤浆加压气化技术，介绍了水煤浆加压气化技术的关键设备，通过对水煤浆加压气化技术中工艺烧嘴、气化炉耐火衬里、自动控制系统等关键技术装备的研究，影响装置长期稳定运行的一些瓶颈问题将逐步得到解决。关键词水煤浆，加压气化，关键技术，装备，工业化进展文章编号：1005—9598(2

2、013)一O1—0063—03中图分类号：TQ545文献标识码：A装置长周期运行的决定因素。业内对于GE水煤浆加引言压气化技术和四喷嘴对置式水煤浆加压气化技术研究的深度和广度大、技术配套性好，目前有着较高的水煤浆加压气化技术是煤炭洁净利用的一种先市场占有率。非熔渣一熔渣两级给氧气化包括耐火衬进的煤炭气化方式，自20世纪90年代GE水煤浆加里炉和膜式水冷壁炉两代技术，首套膜式水冷壁水煤压气化技术被引进以来，已建立起了系统的气化理论浆加压气化炉工业示范装置已于近期建成投产。并相继开发了四喷嘴对置式水煤浆加压气化炉、多

3、元料浆水煤浆加压气化炉和水煤浆水冷壁清华炉技术。1国内工业应用的水煤浆加压气化技术简介选用优质材料提高工艺烧嘴运行周期、提高气化炉耐火面衬里的高温性能等装备的配置水平、提高自动化国内工业化水煤浆加压气化炉类型及其主要特控制水平增强系统可靠性等措施，是水煤浆加压气化征见表1。表1国内工业化水煤浆加压气化炉类型及其主要特征气化类型研发单位工艺烧嘴类型气化炉炉型GE水煤浆加压气化美国Texaco公司预混式单喷嘴耐火衬里炉，溢流床激冷流程，液态排渣四喷嘴对置式水煤浆加压气化华东理工大学、兖矿集团预膜式四喷嘴耐火衬里炉，混

4、合床激冷洗涤流程，液态排渣多元料浆水煤浆加压气化西北化工研究院预混式单喷嘴耐火衬里炉，激冷流程，液态排渣I．IGE水煤浆加压气化技术一预混式烧嘴或内旋式烧嘴，锥底口耐火砖将气化炉系由美国Texaco公司率先研发出来的以水煤浆筒体内部划分为燃烧室和激冷室两个功能区，炉底液为原料，氧为气化剂的加压、并流、液态排渣的气流床态排渣。溢流床激冷流程，原引进装置存在激冷室液煤气化装置。1993年由兖矿鲁南化肥厂引进首套位难于控制、激冷环及渣口易堵、合成气带灰带水严450t／dGE水煤浆加压气化示范装置。气化炉顶配置重等技术缺

5、陷，在生产运行实践中，各企业因地制宜收稿日期：2012—10-11作者简介：刘乐利(1974一)，男，山东枣庄，工程师，学士，1997年本科毕业于青岛化工学院化工工艺专业，现主要从事煤化工工程施工技术管理工作，E-mail：gckf654@sina．com。一64煤化工2013年第1期地进行了技改，上述问题已经基本得到解决。因在线料的混合及气化反应，与同体积单喷嘴的气化炉相气化工艺烧嘴仅为1只，在单炉产气量方面，受高压比，可提高产气能力。该技术主要创新点是：氧气分级煤浆输送系统装备大型化后制造水平、烧嘴放大后耐供

6、给，使气化炉一段烧嘴的氧气量可脱离炉内部分氧用性能以及生产机动性、负荷调整弹性等方面因素的化反应所需的碳与氧的化学当量比约束，使炉内温度影响，大幅增加单炉投煤量的技术和装备难度比较更加均匀，平均温度提高，有利于煤的气化；由于氧的大。国外GE炉单炉最大投煤量已经达到2000t／d，分级供给，为主烧嘴降低氧碳比创造了条件，降低主国内为1000t／d。受国内自主水煤浆加压气化技术烧嘴附近的温度，延长烧嘴使用寿命。该炉采用独特的影响，国家已经不再鼓励引进该技术。的组合烧嘴，使系统的点火与投料程序一体化。非熔1．2四喷嘴对

7、置式水煤浆加压气化技术渣段和熔渣段的温度控制是关键，通过氧气的分级加炉顶配置有1台开工烧嘴(烘炉完成后，在投料入，改善了气化炉烧嘴运行环境，使气化炉内轴向温前拆除，炉口用耐火堵头封闭)，在拱顶和简体结合部度分布比较合理。第一代耐火衬里炉和第二代膜式水下方，水平均布4支工艺烧嘴，形成撞击流场。采用喷冷壁炉分别于2006年和2011年在山西阳煤丰喜肥淋床与鼓泡床相结合的复合床型的洗涤冷却室(激冷业(集团)有限责任公司建成了500t／d和750t／d的室)，也是该气化技术不同于GE气化技术的一个重要工业示范装置，其工业

8、化进程有了一个较好的开始。的部分，它克服了GE技术在这个部位存在的缺点。洗1．4多元料浆水煤浆加压气化技术涤冷却室合成气出口的折流挡板，加大了合成气出口气化炉炉顶配置1只预混式喷嘴，在水煤浆中加过流面积，降低了合成气出口的阻力；设有旋风分离入一定的油，以减少水煤浆中水分，增加了入炉料浆器，有效减少了合成气带水、带灰情况的发生。在引进有效反应物的浓度。水煤浆加压气化属多元料