航天炉煤气化工艺.doc

主要内容
0 G8 |% d1 C4 f, s) t& [' q工艺流程
+ j% W+ E9 z/ v% z& r项目的经济性分析
8 c8 I1 i% {# k0 ~$ r0 H" L( f: |国内煤气化技术的发展现状
6 F; _, c$ D, d6 F" e# l主要技术参数指标
, M" ^! e9 ?2 C关键设备结构及应用3 K; o3 D; g/ a; S3 n" M6 X
HT-L粉煤气化装置的技术特性
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HT-L
粉煤气化装置的技术特性干煤粉进料：20 ～90微米煤粉颗粒惰性气体输送：氮气或二氧化碳高压气化炉：2.0～4.0MPaA优点：⒈干煤粉进料气化效率高严格控制进料煤粉的水含量。与湿法比较，1Kg水煤浆可以减少蒸发0.35Kg水，节约～2600KJ的能量，折算标煤0.113Kg（5500Kcal/Kg），占进煤量的17 ％。粉煤气化比水煤浆气化：冷煤气效率提高10％，氧耗量降低15 ～25 ％。有效气产量提高6％。⒉先进成熟的干煤粉密相输送技术悬浮速度7 ～10m/s，固气比480Kg/m3，载气量少。⒊强化燃烧，提高了单位体积的产气率，气化强度高在同样生产能力下，与常压炉相比，设备尺寸最小，结构紧凑，占地面积小，燃烧效率提高。
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气化炉膛允许操作温度：1400 ～1900℃优点：⒈煤种适应性范围广煤的灰熔点可选范围宽（1250 ～1650℃），气化原料可选范围广；⒉碳转化率高、粗合成气品质好，CH4含量低碳转化率设计值≥99.5%，出口合成气有效气体(CO+H2)体积≥90%，CH4体积≤130PPm。⒊提高反应速率，可缩短反应停留时间高温、高压提高反应速率。与水煤浆气化工艺比，更容易达到平衡状态。平均炉内停留时间10S。⒋干煤粉纯氧燃烧，提高火焰中心温度，火焰短燃烧器火焰的中心温度：1800～2150℃。

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l! E; o( S0 i: |" d! Q5 V& x单烧嘴顶烧组合燃烧器优点：⒈燃烧火焰、炉内物料流场与炉膛结构有较好的符合炉内煤粉热解区、火焰燃烧区、烟气射流区、烟气回流区以及二次反应区分布合理。反应停留时间满足气化要求⒉燃烧负荷调节范围大负荷调节范围：60%～120 %⒊燃烧器结构设计合理、具有良好的燃烧性能中心氧与旋流煤粉混合充分，煤粉反应完全；火焰形状、稳定性好；⒋安装、调试、维护方便集高能电点火装置、液化气(柴油）点火烧嘴、火检为一体，独立冷却水外盘管，拆装维护方便。⒌精良的加工制造工艺关键材料采用进口材料或同类特制国产材料，焊接和组装工艺严格按规范执行，整体热处理消除热应力。⒍烧嘴的设计寿命大大延长水冷夹套式烧嘴冷却方案，可保证烧嘴长周期运行稳定可靠。设计寿命20年，烧嘴头部局部维护时间6月一次。/ P% B* T' P/ t, v
密闭式盘管水冷壁辐射室结构，设计寿命20年优点：⒈水流量分布均匀“四进四出”结构可以保证管程流阻分布均匀。⒉控制盘管内水汽化率，调节炉内热平衡水汽化率6.5%，蒸汽产量～22000Kg/H（满负荷）。⒊盘管焊接接头少单根直管可达12m。⒋盘管轴向热膨胀量较小盘管热应力分析表明，径向热膨胀量6mm。⒌多组冷却水盘管便于维护和更换烧嘴盘管、渣口盘管分别进水，易于调节和更换⒍制造加工工艺成熟专用盘管热弯、焊接、组装、检验生产线。
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“自我修复式”耐火材料结构，维护量少优点：⒈“自我修复式”耐火材料结构，提高材料的使用寿命水冷壁外可以形成稳定的固渣层3～5mm，“以渣抗渣”，抵抗气体和熔渣的冲刷和磨损⒉水冷壁降低耐火材料的蚀损率保证SiC材料的使用温度＜1400℃，保证高温强度不降低⒊耐火材料的组合结构，降低炉膛散热损失炉内向外依次有液渣、固渣、SiC耐火材料、水冷壁、惰性气体保护层、高铝不定型耐火材料、外保温层，散热损失小⒋耐火材料的选材具有低的气孔率、较高的高温强度、较好的热稳定性不定型耐火材料最大粒径小于4mm，高温耐压强度≥85N/mm2，永久热变形≤0 .73%，有效的不定型结构设计⒌耐火材料的施工、养护、维护和更换方便，价格低
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急冷、水浴式合成气冷却及洗涤方案，可靠性好优点：⒈技术方案成熟可靠Texaco工艺成熟结构，理论分析和模拟计算结果与实际情况符合很好。⒉对急冷环有成熟的工程业绩和分析数据对急冷环结构有长期的研究，形成独有的急冷环技术。⒊合成气急冷效果明显降低合成气流速、保持液膜厚度有助于急冷。⒋除渣、除灰效果明显水浴比喷淋、气体降温更有利于合成气中固相的除去⒌合成气中增加的饱和水可直接用于变换工序
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燃烧效率高、环保性能好优点：⒈冷煤气效率、热效率都高于湿法工艺控制煤粉进料水含量降低能量消耗，冷煤气效率比湿法提高10％，热效率提高6％⒉高温煤气化，C转化率高于湿法工艺C转化率≥99.5%，比湿法工艺提高1%，降低固渣排放⒊纯氧燃烧，比常压炉降低空气排烟损失额定工况热效率不小于95%⒋盘管冷却水副产中压蒸汽回收炉内燃烧热量3~5%⒌控制N2进炉量，可以降低NOx的排放固气比达12:1，载气量较少⒍废水有害成分极少，生化处理后可直接排放；固渣捕集完全，可用做建筑材料或深埋，对环境无其他污染。

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连续运行时间长、生产调幅能力强优点：⒈采用成熟的工艺路线充分吸收现有煤化工工艺及粉煤锅炉成熟技术，生产工艺流程容易打通，降低投资风险和研制周期；⒉关键设备有大量的工程业绩和专业制造厂家Texaco 炉、燃烧器、水冷壁等都已国产化和在其他类似的工业产品中使用，产品的质量可以保证⒊粉煤燃烧器的使用周期长烧嘴头部的冷却条件比Texaco 炉好，冷却盘管降低烧嘴头部的局部温度，可以延长材料的使用寿命⒋粉煤燃烧器更换维护方便⒌炉膛操作比Shell 炉方便单烧嘴的点火、燃烧负荷调节、控制系统都比多烧嘴优越⒍水冷壁提高耐火材料的使用寿命，更换维护简便

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采用HT-L粉煤气化工艺的技术优势
; d8 A' c- d5 U1 P9 ~* T* ~# D􀁺高温煤气化，高效节能。碳转化率高( ≥99% ) ，冷煤气效率高( ≥82% )，有效气体成分( ≥90% )􀁺煤种的适用范围广，燃料可以多元化，煤种可以本地化；􀁺控制系统自动化程度高，有完善的安保联锁系统􀁺环保性能好，排放的污染物少；􀁺具有自主知识产权，工艺成熟可靠，主要设备完全国产化；
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HT-L粉煤气化工艺与当今世界先进煤气化技术的性能比较
项 目 HT–L Shell Texaco GSP 比氧耗 (Nm3/KNm3) 330～360 330～360 410～430 330～360 有效气成分 CO+H2(%) 89～91 89～93 78～81 89～91 碳转化率(%) >99 >99 >98 >99 冷煤气效率(%) 80～83 80～83 71～76 80～83 煤气化热效率 (%) ～95 96 86 ～90 原料煤输送形式 干粉,气体输送 干粉,气体输送 水煤浆,泵输送干粉,气体输送 烧嘴寿命 10年,每6个月维修头部 10年,每1.5年维修头部每1.5个月维修头部 10年,每6个月维修头部 水冷壁或耐火砖 寿命水冷壁结构简单，属圆筒盘管 型，水路简单，易制造，寿命 >10年，副产中压饱和蒸汽 水冷壁呈多段竖管排列，水路复杂，合金钢材质，制造 难度大，寿命>10年，副产 中压饱和蒸汽和过热蒸汽昂贵的耐火砖只能用 一年，不产蒸汽 水冷壁结构简单，属圆筒 盘管型，水路简单，易制 造，寿命>10年，但只副 产低压蒸汽 原料煤的适应性气化原料煤几乎函盖从褐煤到 无烟煤的所有煤种，可以实现 原料煤本地化 气化原料煤几乎函盖从褐煤 到无烟煤的所有煤种，可以 实现原料煤本地化 对煤种要求高（灰熔点低于1250度，成浆 性好）,无法实现原料 煤本地化 气化原料煤几乎函盖从褐煤到无烟煤的所有煤种， 可以实现原料煤本地化 电耗 低 因有激冷气压缩机和反吹气 压缩机,所以电耗较高 低 低
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