恩德粉煤气化技术及其应用

作者:九州体育 发布时间:2020-07-18 14:02

  恩德粉煤气化技术及其应用_其它考试_资格考试/认证_教育专区。维普资讯 I r 动 力 恩 德粉 煤气 化 技术 及 其 应 用 周 永 顺 ( 中冶焦 耐 工程技 术 有 限公 司) 摘 要 恩德 粉

  维普资讯 I r 动 力 恩 德粉 煤气 化 技术 及 其 应 用 周 永 顺 ( 中冶焦 耐 工程技 术 有 限公 司) 摘 要 恩德 粉 煤 气化技 术具 有 煤种 适应 性较 宽 、环境 影 响 小 、技 术 成 熟等优 点 ,本 文介 绍 恩 德 粉 煤 气 化 技 术 的 发 展 历 程 、 气 化 工 艺 和 生 产 操 作 、控 制 以及 对 工 业 燃 气 用 户 的适应 性 等 ,供 读 者参考 。 关 键 词 恩 德 粉 煤 气 化 工 艺 操 作 适 应 性 我 国石 油 短缺 ,用 于工 业燃 料 的重 油 、柴油 、天燃 气 、液化石 油 气 的供 应 短缺 日益 严 重 。工 厂企 业 生 产 所需 的燃 料 如果 采 用 油 是 很 难 得 到 长 期 稳 定 供 应 的 。我 国煤 炭 资 源 丰 富 ,今 后相 当长 的时期 内 ,煤 炭将 是 我 国的主 要 能源 。 煤 炭作 为工 业燃 料 应用 ,应 采用 洁净 煤 技术 以提 高能 源效 率 ,减 少 环境 污染 。煤 炭 气 化技 术是 洁净 煤技 术 的一个 重 要方 面 。煤气 化 技 术在 我 国应用 有近 百 年 的历史 ,但技 术 应 用落 后 和发展 缓慢 。据不完 全 统计 ,全 国有 近 万 台各 种类 型 的煤 气 化 炉在运 行 ,大 多是 固 定 床气 化 炉 ,其 中用 于生 产燃 气 的气 化 炉 有 近 5 0 0 0台 。工艺 落 后 ,煤 炭 利 用 率低 。 由于 生 产煤 气 中含有 重质 焦油 及洗 涤水 中含有 大量 酚 类 物质 难 以处 理 ,且 气化 原料 需 要 优质 块 煤 ,价格 昂贵 ,该 项技 术 已趋 于淘 汰 。 随着 煤炭 机械 化 开采程 度 的提 高 ,煤 中 的块 煤率 有所 下 降 ,粉 煤率 在 提高 ,应用 粉煤 气化 技术 将是 今后 发展 方 向 。我 国虽 有 发展 粉 煤 气化 的基 础 ,但 新 开发 的粉煤 气 化技 术 大 部分处 于 工业 、半 工业 试验 或小 规模 的工程 示 范 阶段 。即使 有 的粉 煤气 化技 术 已纳入 工 程 设 计 ,并 已投 入运行 ,但不 是炉 子 的生 产规 模 小 ,就 是生 产 运行 的 时 间短 。如 果采 用 引进 国外 的粉 煤气 化技 术 ,因为 引进 的技 术 和设 备 投 资太 高 ,作 为工 厂 企业 燃料 供 应 的 附助设 施 ,如果 没有 国家 的投 入 ,单靠 企业 的 自身 力 量是 很 难实 现 的 。在 这种 情 况下 ,本 文 推 荐 一 种 实用新 型 恩德 粉煤气 化 技术 。 1 . 恩 德 粉 煤 气 化 技 术 的 发 展 历 程 恩 德粉 煤气 化技 术是 在温 克勒 气 化炉 技 术 基础 上 ,经 过 多次 技 术改 造而 逐 步 发展 起来 的 。温克 勒 气 化炉 技 术早 在 上个 世 纪 3 0 -4 0年代 ,先 后 在 德 国 、 日本 、苏 联 、印 度 、西 班牙 、捷克 等许 多 国家用来 生 产 甲醇 和合 成 氨原 料 气或 作 工业 燃气 。我 国吉 林化 肥 厂 和兰 州 化肥 厂 于 5 0年代 从 苏联 引 进 了温 克 勒气 化 炉 ,用 于生 产合 成 氨 和 甲醇 。据 吉林 化 肥 厂 反 映 ,温克 勒气 化炉 在生 产过 程 中有 两个 突 出 的 问题 。一个 是 温克 勒 气化 炉 炉底 设 置 了炉 箅 ,生 产炉 温 不敢 提 高 ,有 时偏炉 、结渣 ,限制 了炉 子 的生 产 能 力 。直 径 4 . 6 m 的温 克 勒 炉产 气量 不 超过 2 0 k m3 / h,炉子 的运 转 率 仅为 6 8 %。另 一个 问题 是 带 出物 较 多 ,碳 的利 用 率 比较 低 。针 对 这 两个 问题 ,吉 林化 肥 厂 1 9 6 4年 开 始 学 习德 国洛 易那 厂 温 克 勒气 化 炉 的 改 造经 验 ,先对 炉 底 进 行 改造 ,取 消 了炉 箅 ,改 为 喷 嘴 向 炉 内送 风 ,使 煤 粉 得 以充 分 流 一 2 6— 维普资讯 2 0 0 8年 第 2期 化 。炉底 出灰 由过 去 的 圆盘 出灰机 改 为两 个 螺旋 出灰 机 ,互 为备 用 。气 化 过 程 中产 生 的灰 渣直接 落 入下 面 的灰斗 ,并 通 过螺 旋 出灰 机 自动 出灰 ,这 样解 决 了炉底 结 渣 问题 ,使气 化 炉 的运转 变得 稳定 可靠 ,炉子 的运 转率 一 般都 在 9 0 % 以上 。炉底 改 造 成 功后 ,接 着 准备 解 决炉 出 口带 出物 多 的 问 题 ,但 因某 些 原 因这个 问题 没 有 进 行 下 去 。1 9 7 4年 这些 装置 改 为 燃 油 ,这项 改造 工 作便 停止 了 。 当时 朝鲜 化工 厂也 建有 2台 与吉林 化肥 厂 同样 规 格 的温 克 勒气 化 炉 ,通 过技 术 交 流后 朝 鲜 便 在吉 林 化 肥厂 改 造 的基 础 上 又进 行 了两 项改 造 。一 是采 取 热 回流方 法 降 低 带 出 物 。 即用干 式旋 风 除尘 器 ,从粗 煤气 中分离 的 固体颗 粒 通 过 回流 管靠 重 力 自行 返 回气 化 炉 内再 次 流化 气 化 ,使 飞 灰 中碳含 量 降到 3 0 %以下 ,从 而 提 高 了碳 的利 用 率 。另 一个 较 大 的改 进 是 改变 废热 锅 炉 的结构 和设 置 。原 温 克 勒气 化炉 在 炉顶 采 用 辐射 式 废热 锅 炉 ,以降 低煤 气 和带 出灰尘 的 温度 ,出炉煤 气进 入 废热 锅 炉 的对 流 段 。 由于 煤气 含 尘量 大 ,对 锅 炉 炉 管磨 损 严重 ,需 经 常检修 ,致使 发生 炉运 转 率 较低 。改 造后 的气 化炉 将废 热 锅 炉 改为 垂 直式 降 水 管蒸 汽发 生器 并设 置 在旋 风 除尘 器 的后 面 ,出炉 煤气 经 除尘 后 再 进入 废 热锅 炉 。由 于煤 气 中含尘 量 降低 ,对锅 炉 炉管 的磨 损 减 少 ,这 样 大 大 延 长 了 废 热 锅 炉 的 检 修 期 。实 践 证 明 ,废热 锅 炉每 年 只需按 计 划检修 一 次 。 1 9 9 2年 经 过 到 朝鲜 考 查 和 由原 冶金 工 业 部 组 织 召 开 的 专家 论 证 会 认 为 ,恩 德 粉 煤 气 化技 术 已在 朝鲜 运行 3 0年之 久 ,成 熟可 靠 ,是 值得 在 国 内推广 应 用 的粉煤 气 化技 术 。 1 9 9 7年 经 过 同 朝 鲜 反 复 协 商 ,在 抚 顺 成 立 了 “ 中 外 合 作 辽 宁恩 德 工 程 建 设 有 限 公 司” ,并 由公 司 申报 了实 用新 型 专 利 。朝 鲜 平 壤 化工 设 计 院 已派 人 常 驻 辽 宁 恩德 工 程 建设 公 司 ,共 同开展对 恩 德炉 的 推广 应用 工作 ,一 切 工作 全 部在 国内进 行 。 1 9 9 8年 4月 ,我 院为 景 德镇 焦 化 煤 气 总 厂设 计 工 业燃 气 的生 产 选 用 了 该 项 技 术 。在 设 计 过程 中 ,我们 结 合 中 国国情进 行 必 要 的改 进 。根 据 中 国 的技术 水 平 ,把 原 仪 表控 制 系 统改 为 DCS控 制 ,煤 气净 化 系统 也 根 据 中 国的技 术 水平 作 了 改进 。该工 程 已于 2 0 0 1 年 投 入运 行 ,情况 良好 。接着 又 为黑 化和 长 山化 肥 厂选 用 了这项 技 术 ,达 到 了 当年设 计 、当年 施 工 、当年 投入 运 行 的水 平 ,至 今情 况 良好 ,经 济 效益 可 观 。2 0 0 2年 9月 2 8日,原 国家 经 贸委 正式 下 文 ,作 为 中国工 业近 期发 展 导 向的 推荐 技术 推 广 。 《 中 国化 工 报 》把 恩德 粉煤 气 化 技术 ,作 为 支撑 着 中 国合 成 氨 工 业未 来 技 术 在行 业 内推 广 。 目前 已有 1 5项 工 程 采 用 了这项 技术 ,有 1 6套装 置 在生 产 运行 ,1 0套装 置在 建设 中 。 2 . 恩德 粉 煤 气 化 工 艺 及 生产 操 作 与 控 制 2 . 1 气化 工 艺条 件 2 . 1 . 1 气化 用煤 气 化用 煤可 使用 褐煤 、长焰 煤 、不 粘煤 和 弱 粘煤 ,要 求煤 具 有较 高 的活性 。煤 的 活性 与 煤 的埋藏 年代 有关 ,年代 越短 的煤 活性 越 大 ,而 活性 越 大则 气 化 反 应越 能尽 快 地 向反 应 生 成方 向进 行 ,对 操 作有 利 。褐煤 是 流 化 床 气化 炉 最 好 的 原料 。但 是 ,褐 煤 水 分 含量 高 , 一 般在 1 2 %以上 ,这 是不 利 的 。 当水 分 大于 1 4 %时 ,往往 造 成粉 煤 粘结 于 粉碎 、运输 设 备 中并 堵 塞通 道 。此外 ,水 分 过高 会使 煤气 中 C O: 含 量增 加 ,降低 煤气 质 量 ,所 以作 为 流化 床气 化 原料 煤 的水分 必须 干燥 到 8 %~ 1 2 %。 原 料 的灰 熔 点是 流化 床操 作 温度 受 限制 的主 要 因素 ,当操 作 温度 超 过 灰熔 点 时 ,会 引 一 2 7— 维普资讯 i r动 力 起严 重结 渣 ,结渣 造 成 的恶 果 往往超 过 固定 床 。 煤 的粒 度应该 均 匀 ,一 般 控制 在 O ~1 0 mm,其 中 0 . 6 mm 以下 的不能 超 过 1 5 %。粒 度 过小 ,将 增加 气体 带 出物 ,造 成原料 的损 失 。 具体 对原 料煤 的要 求是 : 热值 :( 3 0 0 0  ̄5 0 0 0 ) x 4 . 1 8 k J / k g 灰 份 :<3 0 % 水 分要 求 :< 8 % 灰 熔点 :S T> 1 2 5 0 ℃以上 粒 度要 求 :<1 0 mm 煤 的焦渣 特 性 :1 ~2之 间 粘结 性 :Y值 O ~3 活性 :9 5 0 ℃ ,a > 8 5 %;1 0 0 0 ℃ ,a > 9 5 % 2 . 1 . 2 气 化剂 采用 不 同气化 剂 可 以生 产不 同性 质 的煤 气 ,典 型煤 气成 分见 表 1 。 表 1 煤气 成分 气 化 剂 空 气 +蒸 汽 生成 气 种 类 H2 煤气组成 ( 体积 ) % CO CH CO2 干 煤 气 高 热 值 k J i m3 燃 料 气 1 2 2 2 0 . 7 1 0 5 5 _ 3 4 3 4 6 富 氧 空 气 +蒸 汽 氧 气 +蒸 汽 氧 气 +蒸 汽 合 成 气 水 煤 气 水 煤 气 2 6 4 0 3 5 _ 3 3 8 3 8 4 8 . 2 0 . 2 2 1 _ 8 1 4 1 9 1 3 . 8 2 1 _ 8 1 0 . 9 7 7 5 8 1 0 1 2 8 1 0 7 0 6 通 常情况 下 ,作 为合 成气 ,根 据要 求 的煤 气 组份 ,气 化剂 可采 用 过热 蒸 汽 与氧或 富氧 空气 。 蒸 汽与 吹风 量 ( 氧和 富氧 空气 )的配 比 ,原 则 上是 以氧 与碳 、蒸 汽 与碳 反应 的放热 和 吸热 的平 衡来 确定 ,但 实 际 的热平 衡 与理论 计 算 相 比有 一定 差 距 ,所 以 实际 的过 热 蒸 汽与 富氧 空气 的配 比往 往需 从 实际 的生 产 中去摸 索 。过热 蒸 汽 与富 氧空气 的配 比见表 2 。 表 2 过热 蒸 汽与 富 氧空气 的 配 比 富氧空气含氧量, % l 4 0 I 4 2 l 4 4 l 4 6 l 4 8 l 5 0 I 5 2 l 5 4 l 5 6 l 5 8 l 6 0 干鼓风气加蒸汽量, k g / m l 1 . 1 l 1 . 1 4 I 1 . 1 8 l 1 . 2 2 l 1 . 2 6『1 _ 3 l 1 . 3 4 l 1 _ 3 8 1 1 . 4 2 I 1 . 4 6 l 1 . 5 0 2 . 1 . 3 二 次 气 化 剂 为提高 燃 料 的气 化 效率 和煤 气 质量 ,在 气 化炉 炉 身 中部 引入 二 次气 化 剂 。二 次气 化 剂 的用量 和组 成 应与 被带 出 的未反 应碳 量 成适 当 比例 。如 二次气 化 剂 过少 ,则未 反 应碳 得不 到充 分气化 而 被带 出 ,造成 气化 率下 降 ,反 之 ,二 次 气化 剂 过多 ,则产 品 气将 被不 必 要 的 烧 掉 。二 次气 化 剂 的多少 ,要 根 据 温度 进 行 调 节 。 如 果 温度 控 制 在 1 O 2 O ℃~ 1 0 5 0 ℃ ,二 次 气化 剂 的用量 占吹入气 ( 一 次 吹人 气a n -次 吹 入气 )的 2 5 %~3 O %为宜 。 2 . 1 . 4 操 作 温度 实 际 操作 温 度 的选定 ,取决 于原 料 的活 性 和 灰 熔 点 。反 应 温 度 高 ,会使 反应 速 度加 快 ,气 体 中 的有效 成分 CO、H 2 多 ,碳 的利 用 率 和蒸 汽 的分 解利 用 率高 。但 操作 温 度 又受 一 2 8— 维普资讯 2 0 0 8年 第 2期 到 煤 的灰熔 点 的限制 ,实 际操作 温度 要 低 于灰熔 点 8 0 ℃~1 2 0  ̄ C,一般 为 9 5 0  ̄ C左右 。 2 . 1 . 5 操 作 压 力 在 实 际操作 中 ,往 往控 制 沸腾 层 阻力 ,即炉 中压 力与 炉底 压 力 差 ,其 差 的大 小 说 明炉 中有 多少 煤 在气 化 。正 常 生产 时 由除灰 机 控 制 炉 内阻 力 ,一 般 控 制 在 2 . 5 ~3 k P a ,当大 于 3 k P a时便 自动 除灰 。炉 内压 力 控制 在 1 4 k P a左 右 。 2 - 2 工 艺 流 程 2 . 2 . 1 上 煤 系统 备 煤 系 统 的干燥 粉 煤 通 过 提升 机 进 入 粉煤 漏 斗 ,放 料 阀 , 中间贮 煤 槽 ,气 动 放 料 阀 , 贮 煤槽 。 贮 煤槽 中的粉 煤 ,通过 3台螺 旋供 煤 机 进入 煤 气 发生 炉 。供 煤 量 由变 频器 调 节 供煤 机 旋 转数 而改 变 。 贮 煤槽 上 下部 分别 施加 O . 0 4 MP a 安 全气 ,以 防发 生炉 煤气 倒 流现 象发 生 。 2 . 2 . 2 煤气 发生 炉 系统 利 用螺 旋供 煤 机送 人煤 气 发生 炉 内 的粉 煤 ,通 过气 化 剂 ( 氧气 、空气 、蒸 汽 )处 于流 化状态。 氧气 或 富氧空 气 由鼓 风机 送 到界 区 。 富氧 空气 经加 热后 与 蒸汽 在混 合器 ( 1 )( 2 )进行 混合 之 后 ,通过 设 在发 生 炉下 部 的 6 个 下 喷嘴 和设 在上 部 的 1 6个上 喷 嘴供 人发 生炉 。 发生 炉 中部 的炉 温为 9 5 0 ℃~ 1 O 5 O ℃ ,下部 的压 力 为 1 0 0 0 0  ̄1 7 0 0 0 P a ;上部 的炉 温约 为9 5 0 ℃ ,压 力 为 8 0 0 0  ̄1 4 0 0 0 P a 。在 上述 条 件 下 ,发 生 炉 内 的粉 煤 和 气 化剂 经 过 复 杂 的 分 解 、氧化 、还 原 等化 学反 应 而生 成煤 气 。 . 生成 的煤 气 、未 反应碳 及 灰分 , 由发 生 炉上 部 流 人干 式旋 风分 离器 ,与煤 气 一 起 飞人 旋 风 分离器 里 的粉 尘 中未 反应煤 尘 ,在 此 回收 而经 过 回流 返 回发生 炉 参加 二 次气 化 。 出 自旋 风 分离 器 的煤气 ,将进 入 到利 用显 热 的废 热锅 炉装 置 。 积存 于发 生炉 底 部 的一 定 量炉 灰 ,通 过 2台螺 旋 排灰 机 排 出 ,在螺 旋 排 灰机 与 排灰 管 之 间设 有 连接 短管 ,平 时 该管 内充 人安 全气 ,以 防发 生炉 煤 气倒 流 。 排 自发生 炉 的炉灰 渣 温度 很 高 ,为 了保 护螺 旋 排 灰机 并 降低 灰 渣 温度 ,往螺 旋 排灰 面 螺 杆 与外 壳 均提 供冷 却 水 。炉 灰 利用 加 湿机 被 冷却 至 1 0 0 ℃ 之后 ,通 过 皮带 输 送 机送 人 贮 灰槽。 2 . 2 . 3 利 用显 热 的蒸汽 生产 系统 由旋 风 分 离 器 流 人 到废 热 锅 炉 装 置 的煤 气 温 度 高 达 8 8 0 ℃  ̄9 3 0  ̄ C,利 用 其 显 热 生 产 蒸 汽 。从 废热 锅炉 装 置转 入下 一 流程 的煤 气温 度 为 2 2 0 ℃。 在废热 锅炉装 置产 生的蒸 汽 ,温 度约 为 2 4 0 ℃ ,压 力为 l - 3 / V [ P a ,富余 产量 的饱 和蒸 汽 , 将 进 入外 部蒸 汽 网 。 供 给废热 锅炉 装 置 的软化 水 ( 温度 > 9 0 ℃ ,压 力 2 / V [ P a ,脱 氧 ) ,由外 部 送 到设 计 分界 线 连接 点 。该 软化 水 在 废 热 锅 炉装 置 内 的预 热器 加 热 到 1 4 0  ̄ C~ 1 9 0 ℃之 后 ,将 进 人 上 部 汽包 ,然 后通 过垂 直式 降水 管 往下 流动 并 与煤 气进 行热 交换 而 产生 蒸 汽 。 废热 锅 炉装置 一边 生 产蒸 汽 ,一边 通 过 3支 水 封 管去 除 煤气 中的粉 尘 ,而该 粉 尘则 随 循 环水 送人 水平沉 淀 池里 。 一 2 9— 维普资讯 i r 勘 如 2 . 2 . 4 煤 气 净化 系统 废 热 锅炉 出 口的煤 气 温度 为 1 5 0  ̄ C ̄2 4 0  ̄ C,含 尘 5 0 g / m 。 由界 区 出来 的煤 气 首先 进 入空 喷 塔 ,煤 气 在 此 急冷 和 除尘 ,空 喷 塔 出 V I 煤 气 温度 约 为 7 0  ̄ C。然 后 再 进 入 文丘 里 水 膜 除尘 器 进 一 步 除尘 降 温 ,使 煤 气 出 V I 温度 降 至 3 5  ̄ C ̄4 0  ̄ C,最 后 经 湿 式 电除 尘 器 进 一 步 除 尘 ,使 煤 气 出 V I 含 尘量 降至 5 0 mg / m 以下 。 氧气 ( 或 富 氧 空气 、 空气) 蒸 汽 循 环 水 工 艺 流 程 图 . 2 . 3 生 产 操 作 与 自动 控 制 恩 德 粉 煤气 化 炉 的 生 产操 作 ,主 要 包 括 :点 火 烘 炉 、开 工 调 试 、正 常 操 作 、开炉 停 炉 、故 障处 理 、设 备维 修 等 ,这 些都 将 由供方 提 供 的 《 操 作 手册 》 、《 试 车指 南 》 中体 现 , 因为篇 幅有 限 ,本 文 不再 赘述 。 下 面对选 用恩 德 粉煤气 化技 术有 关 的生产 调 节 与 自动 控制 做介 绍 。 2 . 3 . 1 生产 能 力的 调节 用户 在 生产 过 程 中用 气量 常 有 所波 动 ,这 个 波 动 可 以通 过 恩德 炉 自身 的 操作 来 调 节 。 当产气 量 需要增 加 时 ,首先 增加 粉煤 量 和蒸 汽量 ,随后 增 加 富氧空 气 量 。如果 需 要减 少 产 气 量 时 ,首先减 少 富氧 空气 量 ,随后 减少 粉煤 量 和 蒸 汽量 。其 操作 均 在操 作室 内进行 。加 煤 量 的调节 是通 过 变频器 来 改变螺 旋 供煤 机 的转 数 ,而 空气 量 、氧 气量 和 蒸汽 量 是分 别 通 过 各 自的 阀 门 来 调 节 ,非 常 方 便 。 恩 德 炉 生 产 能 力 调 节 范 围为 额 定 生 产 能 力 的 6 0 % 1 1 0 %,可 以满 足要 求 。 2 . 3 . 2 煤 气组 成 的调 节 恩德 粉 煤气 化工 艺设计 ,一般 都不 设 备用 炉 。在 生产 过 程 中如 有一 台炉 出现故 障 需要 临 时停炉 检修 ,这 时可 以在 提 高另 一 台炉 生产 能力 的同 时 ,增 加 氧气 的供应 量 ,改 变煤 气 的组 成 ,提 高煤气 的有效成 分 ,可 以满足 恩德 炉 故障 检修 的要 求 。 在正 常生产 情 况下 ,调 整煤 气 中有 效成 分 ( C O + H )是 通 过调 整煤 气 中 C 0 含量 来 实 现 的 。 当煤气 中 的 C O: 含量 高 于 指标 而 欲 降 低 时 ,应 减 少 蒸 汽供 人 量 :当 C 0 含 量 低 于 指 标 而欲 提高 时 ,则 应增 加蒸 汽供 人量 。即调 节蒸 汽 与富 氧空气 的比例来 实现 。 2 . 3 . 3 生产 自动 控制 粉 煤气 化装 置 自控设 计 ,采 用 了分散 型 电算 机控 制 体 系 ,可与 总 调度 室 的上 位计 算 机 联 网 一 3 0— 维普资讯 2 0 0 8年 第 2期 所 有生 产 工艺 参 数 ( 温 度 、压 力 、流 量 、料 位 等 ) ,均输 入 到 微 机 软件 中 ,通过 C R T 实 现监督 及 操作 。 所有 机 械设 备 的运转 操作 ,均 由 C R T实现 。 可 显示 于 C RT 。 , 自控工 艺参 数偏 差警 报 ,仪 表 风超 低 警报 ,贮煤 槽 极 限料 位 警报 ,设 备停 运警 报 ,均 通过 C RT显示 生 产工 艺流 程 ,其主 要 工艺 参 数显 示 为数 字 。 通过 C RT可 以任 意调 出所 有原 料及 燃 料供 应 状况 、产 量 、耗 能 。 在 设计 粉煤 气化 装 置 自控 系统 时 ,计 算机 容 量 中 能够 容纳 界 区外 所 有 工艺 参 数 以及 反 映 所有 设备 运行 状态 数 据 。 煤 气净 化 系统设 备 仪表 信号 送入 中控室 DC S系统 ,实 现 仪表 显示 控 制 。 3 . 恩 德 粉 煤 气 化 技 术 对 工 业燃 气 用 户 的 适 应 性 工 业燃 料 气 主要 应 用 于 钢 铁 、机 械 、化 工 、建 材 、轻 纺 、食 品 等 部 门 ,以加 热各 种 窑 、炉或 直 接加 热产 品 。一般 情 况下 ,对 煤气 供 应有 下 列要 求 : 3 . 1 对 供 气 的要 求 3 . 1 . 1 煤 气 质量 ( 1 ) 含 尘 量 考 虑到煤 气 加压 机及 煤气 供 应装 置 自动化 的需 要 ,通 常情 况下 ,煤气 中 的含尘 量 应小 于 1 0 mg / Nm 。如果煤 气 中含 尘量 达 不到 这个 标 准 ,可根 据具 体 情况 商定 。 ( 2 )含 湿量 煤气 中的含 湿量 为煤 气 中饱 和水 含 量 和机 械水 含 量 的 总和 。为满 足煤 气用 户对 煤 气 质 量 的要 求 ,煤 气 净 化后 的温 度 一般 不 应 大 于 3 5  ̄ C,在 特 殊情 况 下 应 不 大 于 4 0 ℃ 。温 度 高 将 影 响煤 气加 压机 的输送 能力 和煤 气 热量 的利 用 ,同时煤 气 加热 炉 的生 产率 也要 降低 。 ( 3 ) 含 氧 量 要求 不 大于 1 %。 ( 4 )硫化 氢 煤气 中硫 化 氢含 量 目前还 没有 统一 的规定 标准 ,应根 据 用户及 环 境保 护 的要 求 而定 。 3 . 1 . 2 煤 气 热值 、压 力 根据 工艺 生 产和 制 品的燃 烧 要求 ,应 供 给 不 同热 值 的煤 气 。分 析工 厂 企 业生 产 煤气 用 户 对热 值 的要 求 ,除个 别 用 户 要求 煤 气 热 值 应 大 于 1 6 7 2 0 KJ / Nm 外 ,绝 大 部分 用 户 要 求 的煤 气热值 在 5 0 2 4 1 0 0 4 8 / N r n 。 煤气 管 网压 力 ,有 的企业 煤 气消 耗量 随着 工艺 生 产状 态 的 改变 而 经常 有 所波 动 ,从 而 造 成煤 气 管 网的压 力波 动 。这 种波 动将 使 工 艺生 产 的 热工 制度 得 不 到保 证 ,既影 响产 品质 量 ,又增加 产 品单位 热 耗 。在煤 气 供应 中 ,必须 采 取有 效 的稳 定 管 网压 力 的措 施 ,保 证 稳 定 的供 应煤 气 。 3 . 2 对 煤气 用户 的 适应性 . 根 据 煤 气 用 户对 煤 气 供 应 的要 求 ,结 合 恩 德 粉 煤 气 化 技 术 的 工 艺 特 点 ,本 人 感 到 应 用 恩德 粉 煤气 化 炉 生 产 工 业煤 气 ,将 是 工 厂 生 产 燃 料 供 给 方 案 的 一 种 最 佳 选 择 。主 要体 现在: 31— 一 维普资讯 I r动 力 3 . 2 一 生产 的煤 气热 值适 宜 ,并且 可 以调 节 恩 德粉 煤气 化工 艺 ,采用 不 同气 化剂 可 以生 产 不 同性质 的煤气 。煤 气 的 主要 有效 成 分 是C O+ H 2 ,一 般 在 3 4 % ̄7 8 % ,煤 气 热 值 在 4 3 4 6  ̄1 0 1 2 8 K J / m ,这 样 的煤 气 热 值 对 工 厂 企业生产煤气用户是非常适宜的。特别是根据煤气用户对煤气热值的不同要求 ,可以采用 不 同的气 化剂 ,生产 不 同性质 的煤气 。对 于 需要 的煤 气热值 不 高 ,可 采用 空气 十蒸 汽 作气 化剂 ,生产 热值 为 4 3 4 6 K J / m 的空气 煤 气 。对 于需 要 的煤 气 热值 在 6 6 8 8  ̄9 1 9 6K J / m ,可 采用 富 氧空气 十水蒸 汽作 气 化剂 ,生产 半水 煤气 或 水煤 气 。 3 . 2 . 2 煤 气质 量可 以达 到标准 要 求 粉煤 气化 技术 的特 点之 一是 原料 粉煤 与 气 化剂 在 炉 中顺 流运 行 ,所产 煤 气经 过 高温 区 裂解 ,煤气 中不含 焦油 和酚 类物 质 ,使煤 气 净 化 系统 简单 易行 。但 粉 煤气 化 的煤 气 出 口温 度 高 ,约 9 5 0 ℃ ,含 尘 量 高 ,约 5 0 g / Nm 。煤 气净 化工 艺 主要 是 降温 和 除 尘 。可采 用 常 规 的旋 风除 尘分 离 ,废 热 锅炉显 热 利用 ,煤 气 冷却 降 温 ,电除尘 等 ,使 煤气 中的含 尘量 小 于 1 0 mg / Nm ,煤气 温度 达 到 3 5 ℃~4 O ℃。 3 . 2 . 3 单 台炉生产 能 力大 ,可 满足煤 气 生产 大型 化 的要 求 有 的企 业 生产需 要 的燃气 量 大 ,煤气 生 产装 置趋 于大 型化 。过 去有 的企业 所建 的 固定 床煤 气发 生站 规模 ,单 炉产气 量为 5 0 0 0  ̄6 0 0 0 m / n 。而恩 德粉 煤气 化炉 的最 大生 产 能力为 4  ̄ 1 0 m / 台? n ,相 当于 固定床 发 生炉生 产 能力 的 7 ~8 倍 ,可满 足煤 气生 产大 型化 的要 求 。 3 . 2 . 4 操 作 弹性 大 、开停 炉方便 ,检 修维 护 少 有 的企业 煤 气用 户 的消耗量 常有所 波 动 ,从 而造 成 煤气 管 网 的压力 波 动 。对 于煤 气集 中供 应 的企业 可 通过建 设 气柜稳 压 装置 来 解决 。如果 采 取恩 德 粉煤 气化 炉单 独供 气 ,可不 必建 气 柜而通 过 恩德 炉 的 自身操 作来 调节 。 恩 德 炉操 作 弹性 大 ,生产 能 力 调节 范 围为 额 定 生产 能 力 的 6 O %~ 1 1 0 %,且 煤 气热 值 可通 过 调 节蒸 汽 与 富 氧空 气 的 比例 ,来 改 变 煤气 中有 效 成 分 ( C O + H2 ) ,实 现 煤 气 热值 的 调节 。 当需 要增 加供 气 量 时 ,可 提 高 生 产 能力 或 提 高 煤 气 热 值 ; 当需 要减 少 煤 气 供 应 量 时 ,可 降低生 产 能力或 降低 煤气 热值 。这 些 调节都 在 操作 室 内进行 自动调节 ,很 方便 。 恩德 炉开 停炉 方便 。如 需停 炉 ,可停 供 富 氧空 气 、煤 和蒸 汽 而几 分 钟 内便可 停 炉 。因 流化 床冷却 速 度缓 慢 ,即使 在几 天 之后仍 可鼓 风和 蒸 汽而 重新 启 动 。停 炉期 间每 天 喷人 一 次或 两次 少量 空气 就可 维持 床温 。 恩德 炉 由于取 消炉 篦 ,避免 了炉底结 渣 问题 。气 化炉 仅 由 内衬 耐 火 材料 的炉 体 和可 拆 卸 的喷嘴 组成 ,故 不需 太多 的维修 即可获 得较 高 的连 续运 转 率 ,一般 可 达 9 0 %以上 。气 化 炉 的运行稳 定 可靠 ,检修 维 护少 ,为 长期稳 定供 气 创造 了条 件 。 3 . 2 . 5 煤源 丰 富价廉 ,可使煤 气生 产成 本 下降 ,企 业经 济效 益好 。 恩德 粉煤 气化用 煤 为褐 煤 、长焰 煤 、弱 粘煤 和 不粘 煤 ,这 些煤 种 的分 布 比较 广 泛 。特 别 是 高灰份 的劣质 褐煤 的应用 ,使煤 源得 以很 大 拓 展 ,同时 由于褐 煤 价格 比较 低 ,应 用 的 又 是粒 度小 于 1 0 mm 的粉料 ,可 使煤 气生 产成 本显 著 下 降 ,企 业效 益好 。 4 . 结 语 一 个技 术方 案 的选择 ,首 先要 在技 术成 熟 可靠 的基 础上 ,从 经 济合 理 的角 度 出发 ,选 ( 下转 第 4 4页 ) 一 3 2— 维普资讯 lr 动 力 目前 ,国 内第 一座 汽 车加 氢 站 氢 气 隔膜 压 缩 机 使 用 的是 我 公 司制 造 的 D1 3 0 V1 2 0 . 4 0 0 型产 品 ,如 图 8 ,最大 压力 为 4 0 . 0 MP a ,排 气量 为 l 1 0 Nm3 / h;随着 国民经 济 的发展 ,汽 车 加 氢压 力 将 提高 到 7 5 . 0 MP a ,排 气量 提 高 到 每 台 5 0 0N m3 / h ,为 此 ,我 们 将 继续 为 我 们 的 民族 工业 作 出不懈 的努力 。 图 8 汽 车加 氢站 隔膜 压缩机 D1 3 0 V1 2 0 . 4 0 0 ( 上接 第 3 2页) 择 合适 的技术 ,建 设方 式立 足 于 国产化 ,以尽 量 降低 投 资 ,技 术路 线 的选 择要 取 决 于最 终 经 济效 益 。 恩 德 粉 煤气 化 技术 同 国外 其 他 粉煤 气 化 技术 相 比 ,煤种 适 应 性较 宽 、三 废 处理 简 单 、 环 境影 n l i : J , 、技 术 成熟 可靠 、可用 于较 大 规模 生 产等 方 面基 本 相 同 。所 不 同 的是 ,恩德 炉 是 常压 操作 ,操 作温 度 不是 太 高 ,碳 的转 化率 低 于 国外 高压 、高温 操作 的气化 炉 。但 我 国 大 部分 地 区 的当地煤 价格 较低 ,牺 牲 部分 气化 效率 ,取得 较好 的综 合效 益也 是 可取 的 。 在应 用 过程 中应 注 意灰 的处理 和 应用 问题 。 流 化 床 生产 所 产 生 的灰 和 固定 床 生产 产 生 的灰 渣 有 所 不 同 。 固定 床 所 产 生 的 灰渣 从 炉 底排 出 ,颗 粒 比较 大 ,容 易 处理 。 而 流化 床 产 生 的灰 是 从 炉 底 和 炉 顶 分 别 排 出 。 颗粒 比较 小 ,不太 好 处理 。一 般情 况 下 ,从 炉 底 排 出 的灰 占 4 0 % ̄5 0 % ,灰 中含 碳 量 约 1 0 %。 从 炉 顶 排 出 的灰 占 4 0 % ̄5 0 %,灰 中含 碳 量约 3 0 % ,灰 的粒 度 一般 在 0 . 4 mm 以下 ,其 中 < O . 2 5 I T I I I I 的占 8 0 % 。这样 的灰 如何 处 理 需 要 落 实 。 过 去有 的 曾用 高压 水 把 灰 冲 到尾 矿 坝 进 行堆 积 处理 ;有 的用 车运 至 山 沟或 废弃 的矿井 进行 掩 埋 处理 。这些 处 理办 法从 环 保 和资 源综合 利 用角度 不 够合 理 。现 在通 常 的做 法是 ,有 条件 的作 为 循环 流 化 床锅 炉 的燃 料 ,或 作 为制 砖 的原料 。不管 用什 么办 法 ,灰 的处理 必 须落 实 ,这一 点 应 引起重 视 。 一 4 4—


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