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论多喷嘴对置式水煤浆气化技术进展及应用

发布时间:2019-05-20 16:00所属分类:科技论文浏览:1

摘要:多喷嘴対置式水煤浆气化技术属于我国自主研发的大型煤气化技术,其核心就是实现煤炭的清洁化和高效化。基于此,本文从喷嘴対置式水煤浆气化技术的应用出发,并分析气化炉压力控制、蒸发热水塔结构优化以及运行状态等技术的应用,借助多喷嘴対置式水煤浆

  摘要:多喷嘴対置式水煤浆气化技术属于我国自主研发的大型煤气化技术,其核心就是实现煤炭的清洁化和高效化。基于此,本文从喷嘴対置式水煤浆气化技术的应用出发,并分析气化炉压力控制、蒸发热水塔结构优化以及运行状态等技术的应用,借助多喷嘴対置式水煤浆气化技术进展和应用分析,以期为能源高效化应用提供帮助。

  关键词:对喷嘴;対置式水煤浆气化炉;压力控制;热水塔

化学工程与装备

  多喷嘴対置式水煤浆气化技术最开始由华东理工大学与衮矿集团共同开发,是我国“863”项目,同时在“九五”期间完成中试研究。此技术具有安全性高、操作灵活的特点,通过采用此技术与传统煤种的引进水煤浆气化技术相比,此技术能够节约氧气约11%,节约煤2.1%,由此可见多喷嘴対置式水煤气化技术的应用对相关企业具有重要帮助。

  一、多喷嘴対置式水煤浆气化技术的应用

  多喷嘴対置式水煤浆气化技术从首套千吨级示范装置,到现在单炉最大规模已经为3000吨级,目前单炉日处理煤量主要分为1000吨、1500吨、2000吨以及3000吨的规模系列化,其中操作压力分为6.5MPa、4.0MPa以及1.5MPa等不同等级。多喷嘴対置式水煤浆气化装置金属壳内径也分为多种尺寸,其从2.80m至4.20m之间不等,其发展和更新速非常快,并且随着技术的不断优化,其日处理煤量也逐渐增加。

  二、多喷嘴対置式水煤浆气化技术要点分析

  (一)气化炉压力控制

  由于气化炉在投产后高温区距离拱顶较近,煤浆与氧气对撞后会形成向上的气流,拱顶耐火砖在受到高温和气流的冲击后,引起拱顶耐火砖蚀损速度较快,从而造成使用寿命过短。对此相关技术人员需实施以下措施:首先,适当加大烧嘴的外环氧通道间隙,控制氧气的喷口速度在100至110m/s之间,在保证雾化效果的情况下,适当降低上升气流速度,从而降低对拱顶耐火砖的冲击,达到延长耐火砖使用寿命的目的;其次,对气化炉的负荷进行适当降低,并提高气化炉的操作压力,此操作便于将烧嘴外环氧气的喷口速度控制在100至110m/s之间。同时操作人员还需要对压力负荷等进行适当调整,从而保证设备的正常运行;最后,操作人员还需要对原料煤的质量和煤浆质量进行严格控制,确保原料煤的熔点以及煤浆浓度的稳定,避免对设备的正常运行造成影响。

  (二)蒸发热水塔结构优化

  在多喷嘴气化过程中蒸发热水塔属于渣水处理系统中核心设备,其主要工作流程就是将气化初步净化系统的渣水经过减压后导入蒸发热水塔的蒸发室中,为了使灰水最大程度的升温,在工作中需要蒸发室中的蒸汽进入热水室,并与循环灰水进行直接接触,达到换热的效果。在运行中极易出现填料段积灰以及带水等现象,从而造成热回收效率低下,并且还会存在停车检修过程中填料清理困难等问题。

  对此需要采用以下措施进行处理:首先,将旋流流动、闪蒸相变以及直接换热三个环节耦合在同一个塔器内,其优势在于含渣黑水处理系统简单、操作弹性宽等优势,从而保证含渣黑水的热量回收效率较高,将系统的热量进一步综合利用;其次,采用旋流闪蒸将粗合成气的黑水液态水闪蒸为蒸汽,把黑水中的酸性气体以及不凝性气体通过闪蒸进行脱除,从而有效提高灰水水质。

  (三)运行状态

  现阶段多喷嘴対置式气化技术多采用系统化运行方式,在生产过程中负荷一直在97%左右,并且考核期间原料煤指数与设计煤种指数相差不大,各项数据均处于正常状态。详见下表。在实际工作中,一般采用多喷嘴气化技术实现一对烧嘴带压投料的优势,从而保证切换过程中安全。气化炉在生产中具有以下两个特点:第一,气化炉负荷,气化炉属于目前我国单炉处理能力最大的水煤浆气化炉,其设计生产合成气高达118000m3/h,其日产合成氨高达1300吨,并且实际生产中产能也能达到1300吨每天;第二,运行过程中系统稳定性比较高,并且具有操作灵活的特点。

  由于其采用四个进料系统,因此其抗干扰能力比较强;运行中带压连投技术的应用,若出现单个进料系统故障,则只需要停止一对烧嘴即可,另一对烧嘴不会受到影响,在解除故障后,则只需要停运烧嘴就可以实现在线投入运行,有效降低了整个系统的停运风险;同时还具有负荷调节灵活的特点,在煤浆进料过程中具有同步等量的优势,同时操作人员还可以控制每个烧嘴的氧气,从而起到调节作用。

  三、结语

  综上所述,多喷嘴対置式水煤浆气化技术经过最近几年的推广和应用,其技术成熟度、安全性、碳化转化率等多种指标得到了明显优化,其日处理煤量也得到了大幅度的提升。经过对上文分析可得,在使用多喷嘴対置式水煤浆气化技术装置过程中,相关技术人员需要适当加大烧嘴的外环氧通道间隙,同时对水塔结构进行有效,从而保证设备的正常运行;因此多喷嘴対置式水煤浆气化技术进展及应用能够充分应用到企业生产中来。

  参考文献:

  [1]季文普.多喷嘴对置式水煤浆气化技术的应用总结及优势探讨[J].化学工程与装备,2017(02).

  [2]赵矿生.多喷嘴对置式水煤浆气化技术在工程应用中的优化及改造[J].中国化工贸易,2017(10).

  化工师评职投稿刊物:《化学工程与装备》杂志创刊于1972年,是国家科技部主管、由福建省化工研究所和福建省化工学会主办,湖北新策传媒中心联办的大型化工科技期刊,大16开本,图文并茂,精美印刷,内容以指导性、权威性、实用性见长,深受各界读者的好评,在国内外化工厂、石化、制药、化肥、农药、建材、塑料、包装、机械、环保、科研、工程、贸易等相关工业领域享有较高声誉。

  

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