 |
|
|
陕西省城化股份有限公司的灰熔聚流化床粉煤气化装置，是以陕西秦晋煤气化工程设备有限公司和陕西城化股份有限公司为投资主体，陕西联合中西部煤气化工程技术中心进行总体策划和组织协调，华陆工程公司（原化工部第六设计院）承担工程设计，以中科院山西煤化所的专利技术为基础，产学研联合开发的工业性试验项目。该项目从立项到建成历经了2年左右时间，从建成到工业化试验成功历经了1年左右时间，先后经过三次试车，今年3月21日各项气化指标合格并入生产系统。3月23日10:00至3月26日10:00进行了72h技术测定，现已通过了省部级技术鉴定。专家鉴定意见认为：该煤气化示范装置，以陕西彬县烟煤为原料，建造ф2.4m气化炉，日处理原煤场 100～120吨，气化压力0.03Mpa，原料氧气纯度92%，所产合格气有效成分CO+H2≥68%，CH4≤2.0%，碳转化率90%以上，能满足工业生产需要，该煤气化示范装置属国内首创，达到国际同类煤气化技术先进水平。
城化粉煤气化工程批准概算1990万元，实际完成总投资近2370万元，其中空分装置1150万元，气化系统1100万元，实验费120万元，整套装置与国外引进技术比减少投资60%左右，经城化初步测算与固定床无烟块煤相比，吨氨制气成本降低150元左右，操作稳定，气体成分较好，开车后整个系统能长周期运行。
城化灰熔聚流化床粉煤气化装置的工业化试验成功，率先使我国以煤为原料的中小型氮肥企业原料路线改造技术取得了新进展，为其它煤气化企业制气工艺的改造提供了经验，为我国氮肥行业“入关”后的生存和发展，增强企业核心竞争力提供了新的开发前景。
该技术具有较强的生命力和环保功能，只要不断地开发，真正发挥了灰熔聚流态化技术的优势，其应用前景非常广阔。象国内正在开发的多种煤气化技术一样，灰熔聚流化床技术不宜一哄而上，企业在吸收采用该技术时，需要对本地区无烟煤和烟煤比价、电价、投资环境、技术基础诸方面进行综合考虑，因地制宜，择优择时择地进行。该装置的工业化试验取得了许多宝贵的生产数据，也体现出了一定的经济效益，现正经历着长周期运行的考验和完善优化过程。
1、常压灰熔聚粉煤气化装置工业化试验装置打通了流程、开车成功，证明了该技术可用于以煤为原料的中小型合成氨制气工艺，为下一步争取更好的经济效益打下了基础。为了提高该项技术的经济效益，宜从减少投入产出比入手，加快该炉型的加压气化装置的二次开发工作，新的试验工作可以采用三种压力等级：一种为0.3Mpa压力等级，以提高气化装置的生产效率，山东恒通化工股份有限公司（原山东郯城化肥厂）也在计划进行这一压力等级的工业化试验项目；一种为1.0Mpa压力等级，与一般小氮肥厂多采用的加压变换等压，以节省氢氮气压缩功，补偿空分制氧所增加的部分电耗；一种为2.0～3.0Mpa，与中型氮肥厂多采用的中压变换和一般中小尿素厂所采用的脱碳装置等压，使煤头合成氨工艺的中低压系统配置得以优化，它会带来两大好处：一是进一步大幅度节省压缩功，可将现有的6（7）段压缩减少到2（3）段压缩。二是制气、变换、脱碳三点合一，原料气脱碳后再进压缩机，仍可探索采用富氧制气，以减少制氧的投资比例。
加压气化是方向，设备的性能和质量是关键，设备硬件的质量及性价比能否满足工艺软件的要求，加压气化的后工序配套改造及系统优化工作等都是二次开发需要认真对待的问题。
2、灰熔聚流化床煤气化是新一代流态化气化技术，是利用碳灰在熔化时可以互相粘结，但不与煤粘结的道理，当灰粘结成一定大小的球团后，靠重力落下。流化温度根据灰熔点来控制。床层既要流化，又要形成床内局部高温区，以提高碳利用率，同时还要保证灰球与煤的良好分离，这是其关键技术。目前城化正在着手重点解决二旋分离器所捕集的高碳量飞灰偏高的问题，一方面从回收利用方面做文章，如采取送回锅炉返烧或用作碳黑原料等措施外，另一方面更重要地优化灰熔聚流化态工况，以减少带出物，从源头解决。灰熔聚流化床煤气化技术用于制半水煤气，是一全新的技术，国内外无先例，其核心技术即灰熔聚流化态机理需要不断地探讨，并在工程中不断摸索优化。
3、目前该装置试运行的半水煤气成分能基本满足合成氨工艺要求，并可在一定范围内进一步提高CO+H2的有效成分，但CO2含量偏高。要从煤气化的热解和碳的还原反应两方面进行改进。
3.1 城化灰熔聚气化炉流化态呈内、外两重循环状况，气体分三处进料，为保持一定的气动流化速度，蒸汽量加入过多，为维持炉温加氧量也随着偏大，他们准备改进工况降低蒸汽量，将氧煤比由现在的0.41降至0.31～0.34，使出炉煤气中CO2含量由现在的20%多降至15～10%，即在煤的热解过程中减少CO2的生成量。是否形成灰熔聚流化态，三处进料分配比对灰熔聚流化态的影响如何，这些都是要不断摸索寻优的问题，对降低煤、蒸汽和氧的消耗至关重要。
3.2 CO2和H2O的还原反应是吸热反应，提高炉温有利于还原，可在还原过程中减少CO2的存量。由于灰熔聚的特性可以将炉温控制在较一般流化态气化技术为高，建议在以后的工程设计中可否采用水夹套的炉壁型式以提高炉温降低气化气中CO2的含量。此外建议优化二次风的加入位置，以提高煤的气化效率和煤气质量，借助二次风区的高温使煤气带出的煤粉和煤中部分来不及在燃烧层中分解的烃进一步同二次风或煤气进行反应，既可以使煤气中CO含量增高，甲烷含量下降，又可以节省煤耗，降低成本。
4、灰熔聚流化态气化炉出口煤气温度高达1000℃左右，建议在除尘和热回收的寻优过程中，进一步有效利用煤气余热，其热回收潜力较一般的固定床间歇气化工艺大得多，节能降耗的效果会更显著
|
收藏此帖
