三流道单喷嘴多元料浆气化存在的问题及处理
化工设计通讯
第３８卷第４期
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ２０１２年８月
三流道单喷嘴多元料浆气化存在的问题及处理
赵伯平
（陕西煤化集团陕化公司化肥厂，陕西渭南 ７１４１００
）收稿日期：２０１２－０６－
０５作者简介：赵伯平（１９６８－）
，男，陕西彬县人，工程师，主要从事气化装置的工艺操作。 摘 要：介绍三流道单喷嘴多元料浆气化运行中激冷室、燃烧反应室、黑水处理系统，气化炉壳体普遍存在的问题，以及相应的处理措施。
关键词：多元料浆气化工艺；问题；解决方案
中图分类号：ＴＱ５４６ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００３－６４９０（２０１２）０４－００２４－
０３Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ＭＣＳＧ ｗｉｔｈ Ｔｈｒｅｅ Ｆｌｏｗｓ ａｎｄ Ｓｉｎｇ
ｌｅ ＮｏｚｚｌｅＺＨＡＯ Ｂｏ－ｐｉｎｇ
（Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｓｈａａｎｘｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｓｈａａｎｘｉ Ｃｏａｌ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｇｒｏｕｐ，Ｗｅｉｎａｎ Ｓｈａａｎｘｉ ７１４１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｃｏｍｍｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｑ
ｕｅｎｃｈ ｃｈａｍｂｅｒ，ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃｈａｍｂｅｒ，ｂｌａｃｋ－ｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｇａｓｉｆｉｅｒ ｓｈｅｌｌ ｄｕｒｉｎｇ
ＭＣＳＧ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ａｌｓｏ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＭＣＳＧ（ｍｕｌｔｉ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｓｌｕｒｒｙ ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）；ｐｒｏｂｌｅｍ；ｓｏｌｕｔｉｏｎ 三流道单喷嘴多元料浆气化工艺与传统煤炭
气化工艺相比，具有气化原料范围宽，气化炉结构简单，气化过程碳转化率高（由于受工艺烧嘴结构及气化原料在气化炉内平均停留时间，微观混合时间，宏观混合时间，煤浆雾化程度，气、固、液三相混合程度等因素的影响，碳转化率一般可达到９５％～９９％），操作弹性大，粗煤气质量好，可供选择的气化压力范围宽，气化过程污染少的优点。三流道单喷嘴多元料浆气化工艺在国内实现工业化以来，已有多套装置在不同的煤化工企业运行。各兄弟厂家的气化装置运行过程中出现了许多问题。这些问题可以分为两类，一类是气化工艺流程设计方面存在缺陷，一类是工程材料、工艺操作方面的问题。为了更好地使用此装置，使其在生产过程中长周期安全稳定运行，现对上述装置在运行过程暴露出的问题作如下分析，并提出解决问题的措施。
１ 气化炉激冷室带水问题
［１，２］
１．１ 气化炉激冷室带水的原因
使用三流道单喷嘴多元料浆气化工艺的各兄弟厂家在试车的过程中，气化炉激冷室均出现不
同程度的带水问题。即合成气将激冷室的水大量带到后序的洗涤塔，使激冷室液位逐渐下降，加大进水仍无济于事，有时甚至快到跳车的低限，这种现象随着压力与负荷的升高而加剧。查阅有关文献可知，激冷室内，在热流强度不高时，气液之间以自然对流的泡核沸腾方式传热，随着压力与负荷的增加，激冷室内热流强度增加。当达到某一临界值时，气液之间的传热方式转为低效的膜状沸腾传热。粗煤气将激冷室中的水大量带至后系统，对变换系统造成危害。为避免气化炉带水，必须保证一定的换热面积，使气化炉的实际热流强度远远小于临界热流强度。
１．２ 气化炉激冷室带水问题的解决
为使气化炉平稳运行，避免气化炉出现严重带水现象，应从以下几个方面予以解决。（１
）在激冷室设计时，应考虑压力、投煤量的因素，加长激冷室尺寸，保证气液传热面积
Ｆ，以及气液的分离空间。
（２
）保证激冷水流量。（３
）保证锁斗的正常运行，避免激冷室液相含固量过高。
（４
）使用液位流量串级控制回路，严格控制·
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第４期 赵伯平：三流道单喷嘴多元料浆气化存在的问题及处理
气化炉激冷室液位。
（５）在气化炉与文丘里洗涤器之间增设旋风分离器，并使用流量液位串级控制回路严格控制其液位，以除去粗煤气中夹带的液滴和固体颗粒。通过此种工艺流程的改进，可以使由洗涤塔来的气化炉激冷水中固体颗粒含量降低，进一步降低激冷室液相固体颗粒含量。
（６）在下降管与上升管间的环隙气流通道设置除沫部件。
２ 激冷室下降管挂渣、激冷环局部堵塞、激冷室内件烧穿问题
２．１ 原因分析
激冷室下降管挂渣、激冷环局部堵塞、激冷室内件烧穿的原因，一是气化炉渣口滴渣唇沿烧坏；二是激冷环局部堵塞，水分布不均匀，下降管内侧水膜被破坏而缺水；三是操作温度过低，熔渣粘度太高。
２．２ 处理措施
（１）定期检查磨制料浆原料煤的灰熔点。
（２）在气化炉与文丘里洗涤器之间增设旋风分离器，并使用流量液位串级控制回路严格控制其液位，以除去粗煤气中夹带的液滴和固体颗粒。通过此种工艺流程的改进，可以使由洗涤塔来的气化炉激冷水中固体颗粒含量降低，保证有较清洁的激冷水进入激冷环，以避免激冷环堵塞，激冷室内件烧穿问题的出现。
（３）严格控制激冷水量及其温度，以保证灰渣与激冷水膜之间温差适宜，避免下降管挂渣。
（４）一旦发现渣口烧坏，立即停炉，清理激冷环，更换渣口耐火砖。
３ 工艺烧嘴使用寿命短、料浆雾化效果差的问题［１，２］
工艺烧嘴是三流道单喷嘴多元料浆气化炉的核心部件，其功能有二：一是雾化料浆，二是与炉体匹配形成适宜的流场。以期达到延长物料在气化炉内的停留时间，延长炉内物料宏观混合时间、微观混合时间，提高炉内物料宏观混合程度、微观混合程度，从而获得较高的碳转换率的目的。
３．１ 工艺烧嘴使用寿命不长、料浆雾化效果差的原因
（１）最初三流道单喷嘴多元料浆气化炉工艺烧嘴为三流道部分预混式喷嘴，中心流道及外流道走氧，中心氧流量约占入炉氧气总流量的１５％，外流道氧流量约占入炉氧气总流量的８５％。第二流道走料浆。中心流道与外流道下端面相距６５～７０ｍｍ，中心流道氧气与料浆形成预混，二流道出口氧气和料浆混合物的表观出口速率在２０ｍ／ｓ以上，喷嘴磨损腐蚀严重。
（２）该工艺烧嘴采用盘管冷却方式，外流道头部为冷却腔室，分别与冷却水盘管进出口相连，如果烧嘴冷却水供应不足、波动过大，长期工作在高温环境中工艺烧嘴依然要遭受高温腐蚀。
（３）三流道单喷嘴气化炉工艺烧嘴尖端同轴度误差超标，环隙尺寸误差超过１０％～１５％，工艺烧嘴尖端龟裂、磨损、开裂，工艺烧嘴尖端回缩量超出偏差值±１０％。
３．２ 处理措施
（１）采用三流道外混预膜式单喷嘴工艺烧嘴。由于该工艺烧嘴三个流道的下端面基本在同一水平面上，可控料浆膜厚，料浆的雾化效果好于三流道预混式单喷嘴工艺烧嘴。
（２）喷嘴本体用高温下具有较高耐磨性的ｉｎｃｏｎｅｌ６００特种不锈钢，头部用哈氏合金制作，提高烧嘴在高温环境中抵抗磨损腐蚀的能力。
（３）开工前，做好工艺烧嘴尖端同轴度误差、环隙尺寸误差、工艺烧嘴尖端回缩量检测、调整工作。消除工艺烧嘴尖端出现的龟裂、磨损、开裂等缺陷。
（４）在装置试车及日常操作中，精心操作。保证工艺烧嘴冷却水流量稳定，水压稳定。工艺烧嘴冷却水流量调节幅度要小。缩短工艺烧嘴插入气化炉至投料成功的时间。
（５）在日常操作中，稳定气化炉操作压力，加减负荷时应缓慢进行。
４ 燃烧反应室耐火砖使用寿命短的问题［３］
４．１ 耐火砖使用寿命短的原因
（１）多元料浆与氧气混合物出喷口后的喷射角（亦称雾化角）决定了火焰的直径和长度。为了避免气流与火焰对气化炉内衬的直接冲刷，要求喷出火焰的直径必须小于气化炉炉膛直径，长
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化工设计通讯第３８卷
度必须小于炉膛的有效高度。烧嘴外头出口处烧缩后，其内表面不再平直，变成了弧面，这样，在环隙减小、外环氧出口流速增大的同时，外环氧喷出方向亦发生了改变，出口角度大于正常的３０°，引起煤浆雾化区域上移，且向四周喷射速度增大，燃烧的煤浆流直接冲蚀炉砖，出现如前所述的炉砖损坏。
（２）气化炉燃烧室耐火砖承受高温高压的同时，还要承受高温熔融煤灰的冲刷及侵蚀。
（３）用来制浆的原料煤灰熔点过高。
（４）气化炉操作温度过高。
（５）耐火砖质量差、耐火砖结构设计不合理、筑炉质量太差。
４．２ 处理措施
（１）停炉检查工艺烧嘴环隙偏差、同轴度、回缩量误差，并修复。如果无法修复，可考虑更换工艺烧嘴。
（２）选用灰熔点较低的原料煤，适当降低气化炉操作温度。
（３）在气化炉壳体与耐火砖之间设置水夹套锅炉，降低向火面耐火砖表面温度，使高温熔融的灰渣在其表面均匀分布结渣，当渣层增厚到一定程度时，高温熔融灰渣与向火面耐火砖、夹套锅炉间的传热效率下降。熔融灰渣不会再被冷却粘结在耐火砖上，而在耐火砖表面形成的均匀渣层就可以保护向火面耐火砖免受高温熔融灰渣的冲刷及侵蚀。这样做，同时还扩大了气化原料煤的选择范围。
（４）使用高质量的耐火砖。
（５）改进耐火砖的结构设计，注重筑炉质量。
（６）烘炉时严格按照烘炉方案操作，保证烘炉质量，延长气化炉耐火砖的使用寿命。
５ 黑水处理系统问题［３］
５．１ 黑水处理系统出现问题的原因
三流道单喷嘴多元料浆气化工艺的一个特点是，工艺用水量较大，但约有三分之二的水是自身循环使用，因此，三流道单喷嘴多元料浆气化装置中都设计有一套黑水闪蒸冷却、固液沉降分离与灰水阻垢回用的工序。在实际运用中，各装置都遇到类似的问题，即管道、机泵结垢与激冷环堵塞，只是程度不同而已。这种现象的发生，轻者影响负荷，严重时则须停车。出现此类问题
的主要原因有以下几个。
（１）制浆用原料煤的灰熔点过高，灰分含量偏高。
（２）助熔剂添加量过大。
（３）循环黑水碱度过大，分散剂、絮凝剂含量过低，造成循环黑水固体颗粒含量严重超标。
（４）工艺用水水质较差。
（５）工艺流程设计有问题。
５．２ 措 施
（１）选用灰熔点较低，灰分含量较低的原料煤磨制煤浆。
（２）严格控制助熔剂用量。
（３）适时调节循环黑水碱度，做好分散剂、絮凝剂的配制及添加工作，降低循环黑水中固体颗粒的含量。
（４）改善工艺用水水质。
６ 气化炉壳体局部过热问题［３］
６．１ 气化炉壳体局部过热的原因
三流道单喷嘴多元料浆气化炉在试车初期，会出现局部过热现象。通常在以下部位出现过热现象：一是测温测压孔周围；二是拱顶与顶部喷嘴法兰缩口区域。分析其原因，主要是高温气在过热部位出现流动所致。造成拱顶高温气串动的原因，主要是在拱顶背衬砖后高铝质轻质保温浇铸层的施工出了问题，在该区域出现了空腔。６．２ 解决问题的措施
（１）将测温孔与测压孔用耐火保温棉填实，防止高温气串动；
（２）严把筑炉质量关，特别是拱顶保温层浇铸施工质量；
（３）进一步改进拱顶保温层设计；
（４）筑炉施工结束后，严格按照技术要求在１５ｄ内进行烘炉，以保证拱顶浇铸层的质量；
（５）设计时，不推荐在涡流较强的拱顶设置测压与测温孔。
参考文献：
［１］于遵宏，王辅臣．煤炭气化技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２０１０，７．
［２］王旭宾．德士古煤气化装置运行状况及问题的探讨［Ｊ］．煤气与热力，１９９７，２０（６）：６～９．
［３］王旭宾．德士古煤气化工程技术问题的探讨［Ｊ］．煤气与热力，２００４，２７（４）：１９７～１９９．
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水煤浆喷嘴材料分析
水煤浆喷嘴材料综述 一、概述 喷嘴是水煤浆燃烧器中的关键部件之一, 其结构的合理性决定水煤浆的雾化效果, 其材料的抗磨、抗热冲击性能则决定喷嘴的使用寿命, 并直接影响水煤浆应用的经济性和安全性。 煤粉中的黄铁矿（HV700~800）、石英（HV900~1300）等许多高硬度杂质的存在, 会对喷嘴造成严重的冲蚀磨损。根据以往对煤的磨损试验结果，当材料硬度Hm〉1.56Ha（杂质硬度）时，即软磨料磨损，磨损量小，即Hm〉2030（Hv）。另外，水煤浆喷嘴的工作环境具有特殊性, 如温度较高、喷嘴内部存在温度梯度，同时水煤浆的连续冲击, 会使喷嘴受到温度变化的影响。 水煤浆喷嘴材料选择有以下几种：1、金属材料；2、合金材料；3、陶瓷材料。部分可选用材料如下表所示。 表1 可选用水煤浆喷嘴材料的性能 二、金属材料 金属材料具有良好的加工工艺性, 即使结构很复杂的喷嘴也可采用整体制作。其次, 金属材料具有良好的韧性和抗热疲劳性能, 在温度骤变和温度交变的恶劣环境下, 也不易发生热疲劳破坏现象。再则, 通过热处理的方法可以进一步改善它的性能, 提高它的硬度、强度。可以说, 金属材料是早期水煤浆喷
嘴常用到的一种材料。 金属材料水煤浆喷嘴工作时承受的是水煤浆的低角度冲蚀，磨损机理主要为塑性变形和微观切削，其冲蚀磨损率可用下式表示: ε∝V2.3R3.9ρ 1.4K IC-1.9H-0.45 (1) 式中: V 为冲蚀粒子的速度；R 为粒子的半径；ρ为粒子的密度；H为材料的硬度；K IC为材料的断裂韧性。由公式1可知，材料的硬度越小，喷嘴的冲蚀磨损率越高，反之越低。 由于金属材料的硬度相对较低，而且在低冲蚀角度下的冲蚀率较高，因而用其制作的水煤浆喷嘴通常冲蚀磨损严重，使用寿命短。而赵家枢《金属的磨损》指出虽然通过热处理等办法可以提高金属材料的硬度，但对提高其耐冲蚀性并没有效果。因此，对于要求水煤浆喷嘴连续工作时间较长的电力、冶金、化工等行业，应用金属材料水煤浆喷嘴的很少。 三、硬质合金 硬质合金是上世纪20年代出现的一种工模具材料，其特点是高硬度、高弹性模量、红硬性好和线胀系数小，同时还具有耐酸、耐碱和抗氧化性好等特性。因此它在现代工具材料、耐磨材料、耐腐蚀和耐高温材料等方面占据着重要地位。硬质合金的硬度大大高于金属材料，根据公式1可推断，在水煤浆的低角度冲蚀下，硬质合金喷嘴的冲蚀率比金属材料要小得多，其抗冲蚀性能要大大高于金属喷嘴。由于硬质合金属于脆性材料，它的韧性和抗热冲击性能比金属材料低，而且其加工工艺性差，因此不适合制作结构复杂的喷嘴。实际应用中，通常把硬质合金制成环状或块状镶嵌在喷嘴某些磨损严重的部位上。如美国和加拿大等国家使用的Y型喷嘴以及我国的撞击式多级水煤浆雾化喷嘴都是在喷嘴容易磨损的部位镶上硬质合金。实际应用显示，硬质合金喷嘴的使用寿命在1000h 以上。硬质合金具有硬度高、抗冲蚀性能好等特点，是目前水煤浆喷嘴的首选材料。 硬质金属合金喷嘴磨损主要晶粒脱落、脆性断裂和研磨损伤，其中喷嘴入口部位主要表现为晶粒脱落和脆性断裂，中间和出口部位主要表现为研磨损伤。合金中含有的金属粘结相Co 在硬质粒子的高速冲击下，易发生塑性变形而被冲蚀掉，从而在冲蚀磨损表面形成许多空洞和凹坑，留下凸起的硬质相颗粒因失去支撑而发生断裂破坏，并逐渐脱落。可以说硬质合金中的Co 含量越高,其冲蚀
气化炉烘炉方案
60万吨/年醋酸项目一期工程20万吨/年醋酸项目（第一阶段30万吨/年甲醇） 气化炉烘炉方案 气化炉原始烘炉方案 1、编制目的： 1）规范烘炉操作，保证气化炉的正常投运；
2）防止烘炉过程中出现意外，导致耐火砖受损而影响耐火砖使用寿命。 2、编写依据： 1）天辰设计院的PID图，以及现场设备、管道实际施工情况； 2）《化学工业大、中型装置试车工作规范》； 2）预热烧嘴使用说明书； 4）耐火砖厂家提供的烘炉曲线图。 3、职责分工： 1）工艺人员负责管线、阀门的确认； 2）设备人员负责检查气化炉炉砖的砌筑质量； 3）仪表人员负责阀门、联锁的调试。 4、烘炉的要求： 1）气化炉的升温及恒温严格按厂家提供的速率进行； 2）严格控制气化炉液位及抽引器的抽负力，防止回火和温度大幅波动。 5、烘炉前应具备的条件： 1)所有相关设备和管线都已做过强度，气密性试验，并经过清洗和吹 扫合格。 2)所有相关的控制阀，止逆阀安装正确，动作准确。
3)相关仪表、电气检查合格，DCS具备烘炉条件。 4)相关单体试车进行完毕。 5)用于开车用的通讯器材、工具、消防、气防器材已经准备就绪。 6)对现场做清理工作，特别是易燃、易爆品不得留在现场。 7)检查盲板情况，凡是临时盲板已拆除，操作盲板已就位。 8)确认气化炉表面温度计、烘炉热偶经调校合格，误差不大于10℃， 并能投入使用。 9)再次核查各记录档案，证实各项工作准确无误，具备烘炉条件。 10)气化炉砌筑结束，已经办理中间交接手续。 11)烘炉方案已经审批，操作人员已经掌握操作步骤及注意事项。 12)烘炉用的水、电、1.3MPa（G）蒸汽、仪表空气已经具备条件。 13)记录报表齐全，升温曲线绘制完毕。 14)气化炉炉口闷炉用炉盖已制好（密封性能好，安装方便）。 15)做水分布实验，使下降管布水均匀。 6、烘炉步骤与方法： 6.1烘炉前的准备工作： 开车前，联系调度，引来外界区的新鲜水、循环水、电、蒸汽、燃料气等到气化工段各线总阀前。具体如下： 1)联系调度送工业循环水、新鲜水、消防水至气化岗位。 2)联系调度通知电气，给气化框架送照明电源，渣池泵送电。 3)联系调度通知电厂送1.3MPa（G）低压蒸汽至气化岗位手阀前。
LPC系列FCC进料喷嘴
LPC系列FCC进料喷嘴 一、简介 LPC系列重油催化裂化进料喷嘴用于所有催化裂化提升管反应器进料，可满足各种原料雾化要求。LPC 系列FCC进料喷嘴曾获中国石化总公司科技进步二等奖，中国专利十年成就展银奖和中国石化总公司专利金奖。 二、技术特点： （1）雾化粒径均匀、细小，S.M.D<60μm，其中小于45μm的粒子占72%，射流大而薄，有利于催化剂接触、穿透，减少了二次反应。 （2）压降小（0.3MPa），无振动，适合于现在装置，进料系统无需改造； （3）喷嘴射流线速低，减少了油汽对催化剂的冲蚀破碎，降低了催化剂单耗； （4）使用寿命长，保证开工两个周期以上。 三、应用情况 目前共有68个炼油厂的100多套FCC装置采用 LPC型喷嘴，其中80套为重油催化裂化装置，原料以炼常渣或掺炼减渣为主， 20套为馏份油催化裂化装置。 近期应用情况一览表 序号型号应用单位应用时间 1 LPC-Ⅲ型锦西重催2000.5~至今 2 LPC-Ⅲ型乌石化重催2000.7~至今 3 LPC-Ⅲ型锦州重催2001.8~至今 4 LPC-Ⅲ型独炼重催2000.7~至今 5 LPC-Ⅲ型抚顺三厂1999.5~至今 6 LPC-Ⅲ型吉林油田炼厂2001.8~至今 7 LPC-Ⅲ型抚顺一厂2001.5~至今 8 LPC-Ⅲ型南充炼厂2000.9~至今 9 LPC-Ⅲ型齐齐哈尔石化厂HCC 2000.5 10 LPC-Ⅲ型锦西二催2001.8~至今 11 LPC-Ⅲ型锦州一催2003.6 12 LPC-Ⅲ型青岛石化厂2003.5 13 LPC-Ⅲ型乌石化蜡催2003.7 14 LPC-Ⅲ型安庆催化裂解待定合同 注：序号12、13、14、15均为招标，参加招标型号有：SKH、BWJ、CCK等。
年产4万吨气化工段设计毕业设计
摘要 煤制油是以煤炭为原料生产液体燃料和化工原料的煤化工技术简称。通常有两种技术路线，直接液化和间接液化。 本次设计采用煤间接液化中的多元料浆气化技术。多元料浆气化是一种气流床加压气化专利技术，该技术主要有料浆制备和气化两部分组成，料浆制备是以一种或多种的含碳固态物质为原料，经一次湿磨制成气化料浆，浆体呈非牛顿型流体中的假塑性流体特征，料浆稳定，易于泵送；料浆气化是通过加料泵加压送入气化炉，与氧 为主要组成的粗合成气。矚慫润厲钐瘗睞枥庑气在气化炉内进行气化反应，生成以CO和H 2 赖。 在上述基础上，参考相关的资料和标准对气化、变换工段的设备进行了合理布局；并编制了气化、变换设备一览表，物料流程图，工艺管道及仪表流程图，设备平面布置图和立面布置图。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 关键词：煤制油；间接液化；水煤浆；气化
Abstract The Coal liquefaction is the abbreviation of the coal chemical technology to produce industrial chemicals and liquid fuel with coal for raw material. Usually, there are two technical routes: direct coal liquefaction and indirect coal liquefaction.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 This design uses indirect coal liquefaction of the multiple pulp gasification technology. Multiple pulp gasification is a kind of air bed pressurized gasification patent technology, the technology is mainly two parts : pulp preparation and gasification. the preparation of The pulp uses one or more of the solid material containing carbon as raw material, after a wet grinding into gasification pulp, Paste is the fluid of Newton plastic fluid characteristics of false, Pulp stable, easy to pumping; The gasification of slurry into the gasifier is pressurized through the feed pump , with oxygen in the gasifier ,the gasification reaction of the crude synthesis gas composed mainly of CO and H2.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 On the basis of the above,reference materials and standard for gasification, transformation process and equipment to carry out the reasonable layout.And the preparation of gasification, transform equipment list, process flow diagram, process piping and instrumentation diagrams, equipment layout and vertical layout.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 Key words: coal to liquids; indirect liquefaction; coal water slurry; gasification謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
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水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术 水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术一、概述 北京盈德清大科技有限责任公司是盈德气体集团有限公司与清华大学清华炉煤气化技术的发明人共同组建的合资公司，取得了清华大学的授权，独家经营清华炉煤气化技术，并与清华大学共同进行后续相关技术的研发和推广。 第一代清华炉耐火砖气化技术（非熔渣—熔渣分级气化技术）大型工业装置已分别在大唐呼伦贝尔（18/30项目）、鄂尔多斯市金诚泰化工有限责任公司（一期60万吨甲醇装置）、山西阳煤丰喜肥业（集团）临猗分公司投入运行，运行至目前三套装置均运行稳定，专家鉴定认为“该技术优于国外同类技术，具有国际先进水平”。 第二代清华炉水煤浆水冷壁技术是气化炉的燃烧室采用水冷壁型，气化炉内件本身是一台膜式水冷壁，安装在整个气化炉承压外壳中。气化炉运行时，气化反应段膜式壁固化的灰渣层，能够对水冷壁起保护作用，防止水冷壁管受到熔渣的侵蚀，达到“以渣抗渣”的效果。水冷壁清华炉煤气化技术对煤种适应性强，能够消化高灰份、高灰熔点、高硫煤，易于实现气化煤本地化。清华炉煤气化技术残炭含量低，废渣易于收集处理，废水无难处理污染物，正常生产过程中无废气排放；制浆用水可以使用工厂难以处理的有机废水，对环境友好。第二代水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术的工业装置于2011年8月在山西丰喜投入运行，首次投料即进入稳定运行状态，并全面实现了研发和设计意图。至2012年1月9日计划检修，创造了首次投料并安全、稳定、连续运行140天的煤化工行业奇迹。水冷壁清华炉气体成份与水煤浆耐火砖炉气体成份相当，且不必每年数次更换锥底砖，定期更换全炉向火面砖，节约运行费用并提高单台气化炉的年运转率，为煤气化生产装置的“安稳长满优”运行创造了条件。 清华炉煤气化技术可应用于国家重点新能源领域，煤炭的清洁利用和石油、天然气替代项目。适用于合成氨、甲醇、煤制氢、煤制乙二醇、煤制烯烃、煤制油、煤制天然气、煤制芳烃、冶金、石化、陶瓷、玻璃、液体燃料及电力等行业。 清华炉煤气化技术为煤炭洁净化开发，利用丰富的“三高”煤资源走出了一条创新之路，第一代清华炉已有山西丰喜、山西焦化、内蒙金诚泰、大唐呼伦贝尔、惠生内蒙、江苏永鹏等多个生产厂家20余台气化炉建成运行或即将投运；第二代水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术除山西丰喜运行外，已与石家庄盈鼎、潍坊盈德公司、克拉玛依盈德公司、中海石油天野化工有限公司、江苏德邦兴华化工科技有限公司、山东金诚化工科技有限公司、新疆天智辰业化工有限公司、河北正元化工集团公司、阳泉煤业（集团）有限责任公司、兴安盟乌兰泰安能源化工有限责任公司等十几家公司签约。目前，正在对在贵州水城矿业集团鑫晟煤化工有限公司和黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河分公司的水煤浆耐火砖炉进行水冷壁技术改造。这将为水煤浆水冷壁清华炉技术的推广、应用提供了更加广阔的发展前景。二、技术特点
两种水煤浆气化炉运行工艺比较(四喷嘴对德士古)
两种水煤浆加压气化炉设备特点比较 作者/来源：周夏，王吉顺(山东华鲁恒升化工股份有限公司，德州253024) 日期：2009-1-16 在新型煤气化技术中，水煤浆气流床加压气化由于其具有单炉产气能力大、气化炉结构简单、合成气质量好、煤种适应性较广等技术优势，在国内外得到了广泛应用。在水煤浆气流床加压气化技术方面，我国经过技术引进和10多年的消化吸收、技术改造、技术创新，形成了西北化工研究院开发的多元料浆单烧嘴气化专有技术和水煤浆气化及煤化工国家工程中心、华东理工大学等单位开发的四烧嘴对置式水煤浆气化专利技术。 在山东华鲁恒升化工股份有限公司国产化的1000 t／d合成氨大氮肥项目水煤浆气化装置中，由中国华陆工程公司对多元料浆单烧嘴气化专有技术和多烧嘴对置式水煤浆气化专利技术进行了揉合，以煤为原料进行多元料浆（以下简称煤浆）气化，其中建设的气化炉A为四烧嘴侧面对置式气化炉（以下简称气化炉A），气化炉B／C为单烧嘴顶置式气化炉（以下简称气化炉B ／C）。两种气化炉的理论操作压力均为6.5 MPa，日处理煤能力均为750 t。自2004年10月建成投料试车以来，两种气化炉显现出了不同的技术特点。 1 工艺流程与基本结构 两种气化炉共用煤浆制备和灰水处理设备，其局部工艺流程分别见图1及图2。
1.1 气化炉A 水煤浆经两台隔膜泵加压，通过4个对称布置在气化炉中上部同一水平面上的预膜式工艺烧嘴，与O2一起对喷进入气化炉，每台隔膜泵分别为轴线上相对的两个烧嘴供料。气化炉燃烧室内的流场结构由射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区所组成。气化炉激冷室内只有下降管，没有上升管和折流裙板；下降管下端有4个切向排气口；下降管与激冷室内壁之间有4层锯齿形破泡分隔板。工艺气出气化炉后，经文丘里洗涤器、分离器和水洗塔后送变换工段。分离器内有破泡板和导气管；水洗塔工艺气进口无导气管和升气管，上部有固阀塔盘和旋流塔盘。气化炉激冷室下部液、固相出口未设置破渣机。 1.2 气化炉B／C
煤气化及多元料浆气化技术简介
煤气化及多元料浆气化技术简介 (西北化工研究院) 2007-03-07 多元料浆新型气化技术属湿法气流床加压气化技术，是指对固体或液体含碳物质(包括煤/石油焦/沥青/油/煤液化残渣)与流动相(水、废液、废水)通过添加助剂(分散剂、稳定剂、PH值调节剂、湿润剂、乳化剂)所制备的料浆，与氧气进行部分氧化反应，生产CO+H2为主的合成气。水煤浆加压气化属多元料浆气化的特定型式。 1 开发背景 本院在多年煤气化技术研究基础上，特别是水煤浆加压气化技术开发研究及工业化应用积累的经验和教训，结合国内市场背景及需求情况，本项技术开发基于以下几方面原因： (1)配合实现国家”煤代油”的能源发展战略。 (2)解决水煤浆加压气化技术在工业化应用过程中暴露的问题，更有利于实现装置长周期安全稳定运行，克服水煤浆气化技术缺陷。 (3)获得自主知识产权、节省技术引进费。 (4)实现气化原料多样化，扩大原料使用范围。 在国家、中石化、中石油及企业的支持下，先后承担并完成了“煤油水混合料浆制备及气化研究”、“煤焦水乳化制浆及气化研究”、“煤沥青水浆制备及气化研究”和国家科技部攻关项目“多元料浆新型气化技术开发研究”。并同相关企业进行了卓有成效的研究，成功开发了多元料浆新型气化技术(MCSG)，并实现工业化应用。 2 技术特点、创新点和关键技术 多元料浆新型气化技术使用工艺氧气，对固态或液态含碳物质所制备的料浆进行部分氧化反应，生产合成气(CO+H2)。 工艺技术包括： 料浆制备 料浆气化 粗煤气洗涤净化 灰水处理 主要技术特点： (1)通过不同原料(特别是难成浆原料)的制浆技术研究，大大提高料浆的有效组成，降低气化过程的消耗。 (2)该技术原料适应性广，包括煤、石油焦、石油沥青、渣油、煤液化残渣、生物质等含碳物质以及纸浆废液、有机废水等。 (3)长距离料浆输送技术，解决了高浓度、高粘度料浆难输送的问题。 (4)新型结构的气化炉，具有结构简单，操作安全易控的特点，而且有利于热量回收和耐火材料保护，使用周期延长两倍左右。 (5)富有特色的固态排渣和液态排渣工艺技术，不仅解决了高灰熔点原料的气化难题，而且从技术角度解决了原料适应性问题。 (6)通过配煤技术，优化资源配置，既解决了原料成浆性问题，又解决了灰熔点问题，为多元料浆主要特色之一。 (7)独具特色的灰水处理技术(Ⅰ～Ⅲ级换热闪蒸技术)，减少了设备投资，简化了工艺流程。 (8)成熟完善的系统放大技术，解决了不同规模、不同压力等级装置的气化工程化问题。 (9)设备完全立足于国内，投资少，效益显著。 (10)三废排放少，环境友好，属洁净气化技术。
气化装置主要设备介绍解读
一、气化炉 1、气化炉描述 本装置使用3台多元料浆加压气化炉（两开一备）。 气化炉是以氧气为气化剂对多元料浆进行加压气化，制取合成甲醇原料气的关键设备。该设备的主要功能是制取粗合成气：一氧化碳（CO）和氢气（H2）。由煤浆制备工序来的水煤浆与空分工序来的氧气在气化炉顶部的特殊喷嘴混合、并在气化炉燃烧室内燃烧（反应温度达~1400℃），产生高温煤气和熔渣。这些反应物在反应压力的作用下，顺着燃烧室下部的中心管（浸液管）向下到下半部急冷室中的急冷水液面以下一定位置，将气体冷却并顺着急冷室中设置在中心管外的套管（通风管）与中心管的环形流道向上流出，进入急冷室上部的气相空间并由急冷室上部的急冷气出口输送到后续工序。燃烧室内产生的高温煤气在急冷室中与急冷水直接接触、冷却后，形成了～253℃的饱和水煤气，为变换提供符合要求的反应气；而与此同时，燃烧室产生的高温熔渣在急冷室下部的水中冷却、向下部沉淀，并及时经直联在急冷室下部的破渣机进行破碎、定时由破渣机下部的锁斗排放到渣水处理工序。 气化炉分为上下两个部分，上部为燃烧室，下部为激冷室。燃烧室由钢壳和耐火衬里两部分组成，钢壳内径φ2800，厚88mm，采用单层卷板结构，球形封头，开孔接管一律采用厚壁管加强。气化炉燃烧室高温段壳体内衬为总厚约559mm的耐火材料，顶部喷头入口处（封头）的衬层随温度的减弱适当减薄。耐火衬里由高铬刚玉砖、低铬刚玉砖、低硅刚玉砖、刚玉浇注料、高铝型硅酸铝纤维针刺毯等组成。配比好的多元料浆和氧气通过顶部烧嘴喷入燃烧室内，在高温高压下发生气化反应，生成合成甲醇所需的高温原料气，在反应压力的作用下，高温原料气和熔渣通过燃烧室的下锥口进入激冷室内，与激冷水充分接触冷却后产生的激冷气通过激冷室上部设置的激冷气出口排出，产生的黑水和炉渣通过激冷室下部设置的排渣口进入锁斗，定期排放。由于反应后的高温原
四喷嘴水煤浆气化炉在国产化大氮肥装置上的应用
四喷嘴水煤浆气化炉在国产化大氮肥装置上的应用 周夏刘长辉张彦 (山东华鲁恒升化工股份有限公司德州 253024) 2007-02-26 0 引言 为了推进我国化学工业的发展，扩展气化用原料煤种，自20世纪80年代以来，我国花费巨额外汇先后引进了10余套德士古水煤浆气化装置，用于生产合成氨与甲醇。随着德士古煤气化装置技术优势的显现，由于购买昂贵的专利使用权和过高价格的进口设备、材料，也使一些企业背上了沉重的还贷负担。 经过10多年的实践，国内在水煤浆气化技术方面积累了一定的设计、安装和运行等工程经验，通过在实践中不断进行技术的优化、完善与创新，推动了水煤浆气化技术在中国的应用和发展。“九五”期间，水煤浆气化与煤化工国家工程中心、华东理工大学和中国天辰化学工程公司承担的国家重点科技攻关项目“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”，通过了专家鉴定与验收。 在山东华鲁恒升化工股份有限公司国产化1000t/d合成氨大型氮肥装置中，采用了6.5MPa、投煤 750t／d的四喷嘴对置式水煤浆气流床气化炉(以下简称四喷嘴气化炉)，这也是新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉技术中试装置通过考核后的首次工业化装置。山东华鲁恒升化工股份有限公司四喷嘴气化炉是在中试装置的基础上，由华东理工大学、水煤浆气化与煤化工国家工程中心出具工艺软件包，中国华陆工程公司根据工艺软件包进行了工程设计，哈尔滨锅炉厂有限公司制造了气化炉设备主体，新乡耐火材料厂提供了气化炉燃烧室耐火衬里。 山东华鲁恒升化工股份有限公司四喷嘴气化炉自2004年12月1日开始试车、投入运行，本文拟对其应用情况进行介绍。 1 四喷嘴气化炉结构原理 来自棒磨机的水煤浆经两个隔膜泵加压，与来自空分装置的高纯度氧气一起通过4个对称布置在气化炉中上部同一水平面上的工艺喷嘴，对喷进入气化炉燃烧室，每个隔膜泵分别给轴线上相对的两个喷嘴供料。在高温高压下，喷入气化炉燃烧室的水煤浆与氧气进行部分氧化反应，生成CO、H2为有效成分的粗煤气。气化炉激冷室内有下降管，下降管上端连接激冷环，下降管下部浸入激冷水中，下端有四个切向排气口；下降管与激冷室内壁之间有四层锯齿型的破泡分隔板。工艺喷嘴为预膜式喷嘴。工艺气 PG出气化炉后经文丘里洗涤器、分离器和水洗塔后送变换工段。分离器内有破泡板和导气管，水洗塔上部有固阀塔盘、旋流塔盘和高效除沫器。气化炉激冷室下部没有设置破渣机。气化炉结构见图1，气化炉局部工艺流程见图2。
水煤浆气化及变换操作
水煤浆气化及变换操作知识问答 1 煤气化的基本概念是什么？ 答：煤的气化是使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤转变为燃料用煤气或合成用煤气。 2 煤气化必备的条件是什么? 答:煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。 3 简述煤气化工艺的分类。 答:煤气化工艺按照操作压力分为常压气化和加压气化；; 1）按照操作过程的连续性分为间歇式气化和连续气化；; 2）按照排渣方式分为液态排渣和固态排渣；; 3）按照固体原料（煤）反应物料在炉内的运动过程状态分为固定床、流化床、气流床和熔融床（熔渣池）。 4 气流床煤气化工艺按照气化炉的进料状态都有哪些分类?其代表技术有哪些？ 答：气流床煤气化工艺按照气化炉的进料状态分为干法粉煤进料和湿法水煤浆进料。 国外技术:干法粉煤进料的代表技术为荷兰壳牌干煤粉气化工艺(SHELL Process），德国未来能源公司的GSP气化技术；湿法水煤浆进料的代表技术为美国GE公司的水煤浆气化工艺(GEGP)。另外，德国未来能源公司的GSP气化技术，能够以干煤粉和水煤浆两种进料方式进料。 国内技术:湿法水煤浆进料的技术有西北化工研究院的多元料浆技术和华东理工大学的四喷嘴对置气化技术，干法煤粉进料的技术为西安热工研究院的两段式气化技术。 5 气流床气化技术有哪些特点? 答:气流床气化技术的主要特点: (1)采用干粉形式或水煤浆形式进料；; (2)加压、高温气化；;
(3)液态排渣；; (4)气化强度大；; (5)气化过程中不产生有机污染物，具有良好的环保效应。 6 试简要叙述煤气化技术发展的趋势。 答：随着技术的不断进步，煤气化技术由常压固定床向加压气流床气化技术发展的同时，气化炉能力也向大型化发展，反应温度也向高的温度（1500～~1600℃）发展，固态排渣向液态排渣发展，这主要是为了提高气化效率，碳转化率和气化炉能力，实现装置的大型化和能量高效回收利用，降低合成气的压缩能耗或实现等压合成，降低生产成本，同时消除或减少对环境的污染。 7 水煤浆加压气化工艺装置由哪儿部分组成? 答:水煤浆加压气化工艺主要由水煤浆制备和储存、水煤浆加压气化和粗煤气的洗涤、灰水处理和粗渣/细渣的处理等四部分组成。 8 煤的工业利用价值通过哪些项目来判断?其各自包含哪些内容? 答:煤的工业利用价值可通过工业分析和元素分析测定判断。 工业分析的内容包括水分Mt(内水M in 、外水M f ）、灰分(A)、挥发分（V）、固定 碳(FC）、硫分(S)、发热值(Q)、可磨指数(HGI）、灰熔点（IT/F1;DT/F2;ST/F3;FT/F4)等。 元素分析包括C、H、O、N、S、Cl以及灰分中各种金属化合物的含量。 9 水煤浆加压气化的技术经济指标有哪些?它们各自的含义是什么？ 答:水煤浆加压气化的技术经济指标主要有碳转化率、冷煤气效率，比煤耗、比氧耗、氧耗、有效气产率、气化强度、O/C原子比。 各自的含义为: (1)碳转化率煤气中携带的碳占入炉总碳的比率，% (2)冷煤气效率煤气的高位热值与入炉煤的高位热值的比率，% (3)比煤耗每生产1000Nm3有效气消耗的干煤量，kgCoal/kNm3(CO+H 2 ) (4)比氧耗每生产1000Nm3有效气消耗的氧气量，Nm3O 2/kNm3(CO+H 2 ) (5)氧耗单位重量的煤气化所需要消耗的氧量，Nm3O 2 /Tcoal (6)有效气产生率单位体积的煤气中有效气CO+H 2 所含的比例，% (7)气化强度单位容积的反应器在单位时间生产的干煤气量，Nm3/m3·h
多种类水煤浆气化炉的基本概况比较
多类水煤浆气化炉的基本概况比较 一、Texaco水煤浆气化 1945年美国德士古公司在洛杉矶蒙特贝洛建成第一套中试装置，20世纪70年代开发并推出具有代表性的第二代加压水煤浆气化技术，80年代投入工业化生产。 该水煤浆气化炉采用单喷嘴下喷式的进料方式，壁炉为耐火砖，采用水激冷流程净化除尘，在发电项目中采用废锅流程回收热量。单炉目前最大日投煤量可达2000t操作压力有4Mpa、6.5Mpa和8.4Mpa，操作温度为1350左右，有效气体成分（CO+H2）含量为82%左右，它的主要优点流程简单、煤种适应性广、压力较高、气化强度高、有利于环保、技术成熟、投资较低（但专利转让费用高15.9元/kNm3）。我国最早引进该技术的是山东鲁南化肥厂，于1993年投产，现在为多家企业所使用。不足之处是该技术对煤质有较严格的限制（灰熔点<1250℃）、气化效率和碳转化率相对较低、比氧耗高、总能耗略高、耐火砖寿命短不足两年、喷嘴运行一般为50天左右，不足三个月要维护或更换，黑水管线易堵塞、结垢、磨蚀，激冷环、激冷室易出问题等。 为了提高经济性，得到较高的气化效率及较好的合成气组分，要求水煤浆浓度（58%—65%）且稳定性和流动性（黏度<1200mpa.s）较好。
1、典型的工艺技术数据： （1）气化压力： 2.7—6.5Mpa （2）气化温度：1300—1500℃ （3）煤浆浓度：60%以上，粒度分布70%以上大于200目 (4) 原料煤消耗：610（kg/kNm3有效气） (5) 氧耗：400（Nm3/kNm3有效气） (6) 碳转化率：95%—99% (7) 冷煤气效率：72% (8) 煤气组分：有效成分（CO+H2）78%—82% 2、煤炭质量要求： （1）发热量：大于25MJ/kg （2）灰分：小于15%，最好小于12% （3）挥发分：大于25% （4）水分：内水≤8% （5）灰熔点：1300℃以下，最好小于1250℃ （6）可磨性要好 二、多喷嘴对置式水煤浆气化 多喷嘴对置式水煤浆气化技术是华东理工大学研究开发，是对Texaco气化炉技术的改进，通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平的工艺喷嘴将煤浆与氧气混合喷入炉内，使颗粒产生湍流弥散、震荡运动、对流加热、辐射加热、煤浆蒸发、颗粒中
多喷嘴对置式水煤浆气化技术工程设计介绍
多喷嘴对置式水煤浆气化技术工程设计介绍 0 前言 进入新的世纪以来，世界能源状况对我们国家的建设产生了重大影响，国家的能源安全、经济的快速发展、我国资源的基本构成等因素，使煤炭的综合利用以及煤化工事业受到了广泛的关注，同时也促成了空前规模的煤化工建设热潮，来自方方面面的投资正使煤化工以前所未有的速度发展。该领域的装置规模、技术水平都有了整体的提升，新技术开发、装备制造能力以及生产管理水平也取得了可喜的进步。随着一批大型煤化工装置陆续投产，人们在探询各种技术路线优劣时也能够更客观冷静，在总结和比选各种技术的特点时，也增加了几分把握。如果说这些投产的装置在当初建设时还算大型的话，现在看来这只是进入更大规模装置建设的起点，也是国有大型煤炭、电力和石化企业进入煤化工领域的试水之举。特别是“十一五”期间，国家对能源的消耗和废弃物的减排提出了明确的定量要求，由于煤气化对此举足轻重的影响而必将更加引人注目。可以肯定地说，煤制油、煤制烯烃必将催生更大规模的煤化工装置。煤气化技术作为煤化工装置的龙头自始至终是人们探索和争论的焦点，选择何种煤气化技术也是投资者在决策时最需要慎重考虑和把握的，实践也证明选择是否适合自己的煤气化技术对煤化工项目是至关重要的。现以多年来参与水煤浆气化工程设计的经历，就多喷嘴对置式水煤浆气化装置工程设计谈一点体会。 1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工艺特点 目前己投入生产运行大型煤气化装置，采用水煤浆气化的装置普遍有较高的运转率，水煤浆气化的可靠性已无可争议，以GE(德士古)水煤浆气化技术为代表的单喷嘴水煤浆气化得到了广泛地认同，近年来研发成功的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，也成功实现了在大型装置上的工业化运行。“九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司承担了国家重点课题《新型(多喷嘴对置)水煤浆气化技术开发》，进行了中间试验研究，有关部门组织了鉴定和验收。“十五”期间进行了工业性示范装置的建设，由中国天辰化学工程公司负责进行多喷嘴对置式水煤浆气化装置和配套工程的设计，在兖矿国泰化工有限公司进行工程建设，工程列入“十五”期间的国家“863”计划。气化装置设置2台日处理1150t煤、气化压力4.0MPa，以日处理20t煤的中间试验装置为基础进行工程放大。该装置于2005年7月21日一次投料成功，于12月11日至19日进行了现场考核，其生产负荷和技术指标均达到了预定的设讨寸旨标，各项技术经济指标优于国外同类技术，说明工业化放大设计是成功的。我国已拥有自主知识产权的先进煤气化技术，标志着我国现代煤化工技术完全依赖国外技术的时代已经结束。 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的化学反应原理与单喷嘴水煤浆气化技术相同，但其过程机理与受限射流反应器的单喷嘴水煤浆气化炉又有很大的不同，多喷嘴对置式水煤浆气化炉采用撞击流技术来强化和促进混合、传质、传热。位于气化炉直筒段上部的4个工艺喷嘴在同一水平面上，相互垂直布置，通过4 股射流的撞击可以使反应更充分并显著提高碳转化率。从考核和生产企业总结的数据来看，碳转化率均可提高约1％～2％，有效气成分可提高约2％，相应的比氧耗降低约7.9％，比煤耗降低约2.2％。多喷嘴对置式水煤浆气化技术粗煤气初步净化和渣水处理的配置，较好地解决了粗煤气带灰和设备管道结垢堵塞问题。采用复合床洗涤冷却技术液位平稳，减弱了粗煤气的带水带灰现象，通过在
各种气化炉型的比较
各种气化炉型的比较 1.常压固定床间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术 目前我国氮肥产业主要采用的煤气化技术之一，其特点是采用常压固定床空气、蒸汽间歇制气，要求原料为准 25～75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重，属于将逐步淘汰的工艺。 2.常压固定床无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术 其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用?准 8～10mm粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合用于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术进行改进。 3.鲁奇固定床煤加压气化技术 主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气。其产生的煤气中焦油、碳氢化合物含量约1%左右，甲烷含量约10%左右。焦油分离、含酚污水处理复杂，不推荐用以生产合成气。 4.灰熔聚煤气化技术 中国科学院山西煤炭化学研究所技术。其特点是煤种适应性宽，属流化床气化炉，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状灰渣排出。可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤、石油焦，投资比较少，生产成本低。缺点是操作压力偏低，对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待进一步解决。此技术适合于中小型氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。 5.恩德粉煤气化技术 属于改进后的温克勒沸腾床煤气化炉，适用于气化褐煤和长焰煤，要求原料煤不粘结或弱粘结性，灰分<25%～30%，灰熔点高、低温化学活性好。在国内已建和在建的装置共有13套22台气化炉，已投产的有16台。属流化床气化炉，床层中部温度1000～1050℃。目前最大的气化炉产气量为4万m3/h半水煤气。缺点是气化压力为常压，单炉气化能力低，产品气中CH4含量高达1.5%～2.0%，飞灰量大、对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待解决。此技术适合于就近有褐煤的中小型氮肥厂改变原料路线。 6.GE水煤浆加压气化技术 属气流床加压气化技术，原料煤运输、制浆、泵送入炉系统比干粉煤加压气化简单，安全可靠、投资省。单炉生产能力大，目前国际上最大的气化炉投煤量为2000t/d，国内已投产的气化炉能力最大为1000t/d。设计中的气化炉能力最大为1600t/d。对原料煤适应性较广，气煤、烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点的劣质煤、石油焦等均能用作气化原料。但要求原料煤含灰量较低、还原性气氛下的灰熔点低于1300℃，灰渣粘温特性好。气化系统不需要外供过热蒸汽及输送气化用原料煤的N2或CO2。气化系统总热效率高达94%～96%，高于Shell干粉煤气化热效率（91%～93%）和GSP干粉煤气化热效率（88%～92%）。气化炉结构简单，为耐火砖衬里，制造方便、造价低。煤气除尘简单，无需价格昂贵的高温高压飞灰过滤器，投资省。国外已建成投产6套装置15台气化炉；国内已建成投产7套装置21台气化炉，正在建设、设计的还有4套装置13台气化炉。 已建成投产的装置最终产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、CO、燃料气、联合循环发电，各装置建成投产后，一直连续稳定长周期运行。装备国产化率已达90%以上，由于国产化率高、装置投资较其他加压气化装置都低，有备用气化炉的水煤浆加压气化与不设备用气化炉的干煤粉加压气化装置建设费用的比例大致为Shell法 : GSP法 : 多喷嘴水煤浆加压气化法 : GE水煤浆法=（2.0～2.5）:（1.4～1.6）:1.2:1.0。缺点是气化用原料煤受气化炉耐火砖衬里的限制，适宜于气化低灰熔点的煤；碳转化率较低；比氧耗和比煤耗较高；气化炉耐火砖使用寿命较短，一般为1～2年；气化炉烧嘴使用寿命较短。 7.多元料浆加压气化技术
德士古水煤浆气化技术概况与发展讲解
毕业设计（论文） 题目德士古水煤浆气化技术概况与发展 专业 学生姓名 学号 小组成员 指导教师 完成日期 新疆石油学院 1、论文（设计）题目：德士古水煤浆气化技术概况与发展
2、论文（设计）要求： 3、论文（设计）日期：任务下达日期 完成日期 4、系部负责人审核（签名）： 新疆石油学院 毕业论文（设计）成绩评定 1、论文（设计）题目：德士古水煤浆气化技术概况与发展 2、论文（设计）评阅人:姓名职称 3、论文（设计）评定意见：
成绩：5、论文（设计）评阅人（签名）： 日期：
德士古气化技术概况与发展 摘要本文简要介绍了德士古气化技术现状、原理、工艺流程，以及一些存在的问题。 煤气化，即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物)，是对煤炭进行化学加工的一个重要方法，是实现煤炭洁净利用的关键。1984年我国建设了我国第一套Texaco水煤浆气化装置，气化炉是水煤浆加压气化技术的关键设备之一。目前，国内外最常用的水煤浆气化炉是德士古气化炉。Texaco气化炉由喷嘴、气化室、激冷室(或废热锅炉)组成。其中喷嘴为三通道，工艺氧走一、三通道，水煤浆走二通道。介于两股氧射流之间。水煤浆气化喷嘴经常面临喷口磨损问题，主要是由于水煤浆在较高线速下(约30 m ／s)对金属材质的冲刷腐蚀。喷嘴、气化炉、激冷环等为Texaco水煤浆气化的技术关键。 最后是对德士古气化技术的展望，还有新型煤气化技术发展前景，及发展重要意义。从我国经济发展全局出发，结合我国的能源资源结构和分布，寻求行之有效的替代石油技术，以缓解我国石油进口的压力．水煤浆代替燃油技术在国内外已经成熟，用水煤浆代替原油对我国国民经济发展具有重要的战略意义． 关键词德士古煤气化，水煤浆，气化炉，工艺烧嘴
山东华鲁恒升化工股份有限公司四喷嘴对置水煤浆气化炉运行阶段小结
山东华鲁恒升化工股份有限公司 四喷嘴对置水煤浆气化炉运行阶段小结山东华鲁恒升化工股份有限公司大氮肥国产化工程建设了一台四喷嘴对置式水煤浆气化炉(6.5MPa，日处理煤750吨)。2004年12月该气化装置投入试运转。在试运转过程中暴露了一些问题，经过整改、优化，该气化炉于2005年6月重新投入运转，首先进行了80小时运行考核，在整个考核过程中，气化炉运转平稳，无任何异常情况，各项工艺指标理想。运行80小时后计划停车，进炉检查，发现炉内状态良好，各部分耐火砖情况无任何异常情况，工艺烧嘴完好，无任何烧损现象。 80小时运行考核未发现任何异常现象后，该气化炉正式投入工业长周期运行，到目前为止，已经累计运行400小时以上，目前该气化炉仍在运行中。 该气化炉的各项工艺指标理想，与该厂同规模、同时运行的其他气化炉相比，在工艺指标上具有优势，具体如下： 一、第一次运行(80小时)的工艺指标统计值： 多喷嘴对置式气化炉(A炉)比煤耗~575kg煤/kNm3有效气，单喷嘴气化炉(C炉)比煤耗~633kg煤/kNm3有效气，A炉降低9.16%；考虑到C 炉碳洗塔出口温度平均比A炉高~1.8℃，实际A炉的应更低。 A炉比氧耗388Nm3O2/kNm3有效气，C炉比氧耗388Nm3O2/kNm3有效气。
A炉合成气中有效气CO+H2组成为~82.16%，与C炉差不多，A炉略好。但A炉中的H2含量普遍高于C炉(高0.44~0.88个百分点，最大高1.95个百分点)，这说明A炉H2O分解率高，与比煤耗低相吻合。 A炉灰渣中残碳含量为~4.76%，表明碳转化率应大于98%。 二、长周期运行（到目前为止）的工艺指标统计值： A炉操作负荷~30.5m3/h。 A炉比煤耗~581.34kg煤/kNm3(CO+H2)，C炉比煤耗~630.80kg煤/kNm3(CO+H2)，降低8.5%，考虑到C炉碳洗塔出口温度平均比A炉高~4.04℃，A炉的比煤耗实际上应更低。 A炉合成气中有效气CO+H2组成为~83.51%，C炉~83.05%。 A炉中的H2含量呈现普遍高于C炉的趋势，平均约高1个百分点左右。 A炉比氧耗397Nm3O2/kNm3有效气，C炉比氧耗394Nm3O2/kNm3有效气。 灰渣中残碳含量为~2.21%，表明碳转化率应大于98%。
水煤浆的雾化技术
水煤浆的雾化技术 水煤浆是一种煤基流态燃料，通过雾化后可高效燃烧。在组织水煤浆燃烧时，喷嘴的雾化技术和燃烧器的配风技术是保证水煤浆着火和稳定燃烧的两项关键技术。 1．喷嘴雾化技术： 良好的喷嘴雾化可以减少水煤浆液滴的细度，从而缩短水煤浆的着火距离，为水煤浆着火、燃烧提供了一个良好的基础。 由于水煤浆的特殊性质，水煤浆喷嘴必须具备良好的雾化特性，能稳定着火，并有较好的燃烧特性和较高的燃烧效率；具有良好的防堵性能，能长期连续运行；具有较长的使用寿命；具有较低的气耗率；合适的雾化角和射程；负荷调节性能好，在一定的负荷变化范围内，喷嘴仍然维持较好的雾化性能。 水煤浆的雾化喷嘴在国内外已开发出了10多种，按结构形式分，有Y型、旋流型、撞击型、转杯型、对冲式等；按混合方式分，有内混型和外混型。我国研究的水煤浆喷嘴主要有三种类型，即低压旋流内混型、Y型组合喷嘴和撞击式多级雾化喷嘴。其中北京宇明洋高新技术有限公司最新开发的撞击式多级雾化喷嘴，喷嘴容量达0.3 ～1.5t/h之间变动，雾化细度SMD小于75 微米，喷嘴寿命达到1500小时以上。 2．水煤浆燃烧器： 水煤浆燃烧器又称为配风器，是水煤浆燃烧的又一个关键设备。水
煤浆着火热的主要来源是依靠高温烟气的回流，这就需要对燃烧配风的进行合理的组织，以使煤浆雾炬得到有效地加热，能够及时着火。同时，合理的配风是加强燃烧室内湍动，提高水煤浆燃烧速度和燃烬度的关键。合理的配风还将影响到污染物的排放，分段送风可控制NOx的生成和排放。另外，一二次风混合适时适量，可保证燃烧的稳定性和经济性。总之，炉膛中的燃烧工况主要是通过燃烧器的结构及其布置来决定的。燃烧器按其空气动力学特性可分为旋流式和直流式。旋流型燃烧器是利用旋转气流产生合适的回流区，用回流的高温烟气来加热燃料，保证其稳定地着火和燃烧。直流燃烧器是利用射流及其组合来实现燃料燃烧的。 我国已经完成了工业锅炉（2t/h、4t/h、6t/h、10t/h、20t/h、35t/h、60t/h）、电厂锅炉(220t/h)、工业窑炉（轧钢加热炉、退火炉、煅烧炉、隧道式干燥窑、陶瓷喷雾干燥塔热风炉）等多种锅炉和炉窑燃用水煤浆的工程试验和建设。 燃烧水煤浆具有良好的经济和社会效益。 （1）代油效益：山东白杨河电厂锅炉应用水煤浆表明，2t水煤浆替代1t重油，每替代1t重油可节省燃料费1800元。另外节省的油进行深加工，可产生每吨800元效益。 （2）环境效益：首先水煤浆为洗选后精煤制成，含灰、硫、有害物质等远低于常规动力煤和其它工业用煤，相同容量机组的灰场容量仅为燃煤机组的25%。其次由于水煤浆为煤水混合物，其燃烧温度比烧油和煤粉低（约100℃），可大大减少SO2的析出和NOx的生成。