初探水煤浆加压气化主要技术及装备进展.pdf

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1、初探水煤浆加压气化主要技术及装备进展陈方悟(安徽准化集团有限公司，安徽淮南232038)摘要：本文主要介绍了我国工业化经常使用的四种水煤浆加压气化技术，简述了水煤浆加压气化技术的主要装备，研究了水煤浆加压气化技术中的气化炉、工艺烧嘴以及自动控制装置等技术装备，逐一解决了影响装置运行的问题。关键词：水煤浆；加压气化；关键技术；装备；进展水煤浆加压气化技术主要就是煤炭清洁时使用的煤炭气化方法，从20世纪90年代引进了GE水煤浆加压气化技术，建立了较为系统的气化理论，随之开发了四喷嘴对置式和多元料浆两种水煤浆加压气化炉，还有水冷壁清华炉技术。选取良好材料加长工艺喷嘴的转动时间、

2、提升气化炉的高温性能、提升自动化的控制能力等方案，这些都决定了水煤气加压气化装置的运行时间。1我国水煤浆加压气化技术在工业中的应用(1)GE水煤浆加压气化技术美国Texaco公司首先研发了气流床煤气化装置，此装置的原料为水煤浆、以加压气化剂作为氧，在1993年兖矿鲁引进了水煤浆加压气化演示装置。在气化炉顶一共配置了混式和内旋式两种喷嘴，锥底121被耐火砖划分为两个室，分别是燃烧室、激冷室⋯。溢流床在激冷的过程中，会出现激冷室液很难把握、激冷环容易被堵等技术缺点，在具体生成运行过程中，所有企业都随机应变的进行了技术改变，基本上解决了上述问题。因为气化工艺只有一个工艺烧嘴，在

3、单炉进行产气时，受烧嘴耐用性、负荷弹性调整等因素的影响，增加了装备和单炉投煤量技术。国9bGE单炉的投煤量高达每天两千吨，国内一天投煤量可达一千吨。在我国自主水煤浆加压气化技术的作用下，我国暂时不合适引进此项技术。(2)四喷嘴对置式水煤浆加压气化技术在炉顶有开工烧嘴一台，在简体与拱顶相交的下方均匀布置了四支工艺烧嘴，产生了撞击流场。使用鼓泡与喷淋床相结合的床型冷却室，这也是此项技术与GE气化技术的不同之处，它弥补了GE技术存在这部分的缺点。洗涤冷却室在出口处设置的挡板，使出口的过流面积增大，使合成气出口的阻力降低；在出口处设置旋风分离器，使合成气带风现象减少发生。在GE炉

4、传统设计中，在冷却室端口处有动力除渣器，但是效果一直不是很好，所以在更改过程中被换成静态破渣器，新的GE炉中，已经不存在动力除渣器。在我国大型工业演示装置兖矿国泰化工有限公司1150t／d的气化炉中，有拱顶砖被腐蚀的现象发生，在气化炉的长径加大之后，已经不存在这种现象。因为气化炉中的工艺烧嘴将会实现高压煤浆泵错峰运行，使投煤负荷更容易控制；从大型水煤浆气化的发展方面考虑，四喷嘴气化炉的负荷，具有较大的经济规模，气化系统容易达成工程化关系B1。此项技术在江苏等大企业应用的过程中，将技术转让给美国瓦莱罗公司，这也是国内初次向经济发达国家输送煤气化技术。2水煤浆加压气化重要装备

5、(1)工艺烧嘴水煤浆气化技术的重点装备就是三流道式工艺烧嘴，在设计规划和创造过程中尖端技术均在喷嘴上使用。工艺烧嘴的性能会影响含气量、产气量、碳的转化率等，对工艺烧嘴使用时间造成影响的因素包括喷嘴结构和尺寸构成、喷嘴材料的质量、水煤浆的质量等。喷嘴结构包括预混式、预模式、内旋式三种烧嘴；从喷嘴材质上划分：包括钢制烧嘴、陶瓷烧嘴。选择热障性好、耐磨性能强、质量佳的金属材料，要在部件上涂合金粉，可以有效延长喷嘴使用时间。华东理工大学与北京航天动力研究所接踵研发了新型的水煤浆烧嘴与长时间使用的烧嘴技术。在喷嘴制造中使用了耐磨和热障两种材料，以此使工艺烧嘴可以延长使用；通过优化烧

6、嘴工作、包裹浇注材料、冷却保护壳等，将创新技术转变成生产力。在技术不断创新的过程中，烧嘴的运行时间现在可达到150天。(2)耐火衬里气化的耐火衬里包含耐火隔热浇注材料、纤维毡、向火高铬面砖等，其中向火高铬面砖可以与气化介质接触。耐火砖通常情况下为Cr：O，-A1：03一Zm2系，在质量分数中Cr：O，可达85％～89％，耐火砖的抗渣蚀性非常强，其中A1：O，可以使砖烧结成型，ZrO：可以使砖的抗热性更高。运行时间越长，向火面高铬砖就会越薄。产生这种现象的主要原因就是物理冲击、化学的腐蚀等，向火面高铬砖使用时间还受到气化炉温度影响，如果持续高温，耐火砖的所有性能就会降低。水

7、煤浆加压气化可以使高温下的煤种增加适应性，要应用配煤方式使灰熔融的温度降低，把握操作温度，使耐火衬里的使用时间延长”1。我国早已研发了耐火砖烧结和损毁机理，其耐火砖的制作水平已居于世界的首位。3结语自水煤浆加压气化技术引进我国以来，通过技术人员的努力，突破了装备、技术难题，开发出一批大型的水煤浆加压气化技术。随着技术的成熟和经验的积累，我国煤气化技术已经不再受国外的垄断。此项技术被国际所认可，并被作为大型煤气的主要生产技术。参考文献：【1】井云环，任淑荣．德士古废锅流程水煤浆加压气化工艺在煤化工联合发电中的应用[J]．煤化工，