多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)工程設(shè)計介紹

1、多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)工程設(shè)計介紹孫銘緒(中國天辰化學(xué)工程公司) 日期：2008-10-200  前言    進入新的世紀(jì)以來，世界能源狀況對我們國家的建設(shè)產(chǎn)生了重大影響，國家的能源安全、經(jīng)濟的快速發(fā)展、我國資源的基本構(gòu)成等因素，使煤炭的綜合利用以及煤化工事業(yè)受到了廣泛的關(guān)注，同時也促成了空前規(guī)模的煤化工建設(shè)熱潮，來自方方面面的投資正使煤化工以前所未有的速度發(fā)展。該領(lǐng)域的裝置規(guī)模、技術(shù)水平都有了整體的提升，新技術(shù)開發(fā)、裝備制造能力以及生產(chǎn)管理水平也取得了可喜的進步。隨著一批大型煤化工裝置陸續(xù)投產(chǎn)，人們在探詢各種技術(shù)路線優(yōu)劣時也能夠更客觀冷靜，在總結(jié)和

2、比選各種技術(shù)的特點時，也增加了幾分把握。如果說這些投產(chǎn)的裝置在當(dāng)初建設(shè)時還算大型的話，現(xiàn)在看來這只是進入更大規(guī)模裝置建設(shè)的起點，也是國有大型煤炭、電力和石化企業(yè)進入煤化工領(lǐng)域的試水之舉。特別是“十一五”期間，國家對能源的消耗和廢棄物的減排提出了明確的定量要求，由于煤氣化對此舉足輕重的影響而必將更加引人注目?？梢钥隙ǖ卣f，煤制油、煤制烯烴必將催生更大規(guī)模的煤化工裝置。煤氣化技術(shù)作為煤化工裝置的龍頭自始至終是人們探索和爭論的焦點，選擇何種煤氣化技術(shù)也是投資者在決策時最需要慎重考慮和把握的，實踐也證明選擇是否適合自己的煤氣化技術(shù)對煤化工項目是至關(guān)重要的?，F(xiàn)以多年來參與水煤漿氣化工程設(shè)計的經(jīng)歷，就多噴

3、嘴對置式水煤漿氣化裝置工程設(shè)計談一點體會。1  多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)的工藝特點    目前己投入生產(chǎn)運行大型煤氣化裝置，采用水煤漿氣化的裝置普遍有較高的運轉(zhuǎn)率，水煤漿氣化的可靠性已無可爭議，以GE(德士古)水煤漿氣化技術(shù)為代表的單噴嘴水煤漿氣化得到了廣泛地認(rèn)同，近年來研發(fā)成功的多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)，也成功實現(xiàn)了在大型裝置上的工業(yè)化運行?！熬盼濉逼陂g華東理工大學(xué)、兗礦魯南化肥廠、中國天辰化學(xué)工程公司承擔(dān)了國家重點課題新型(多噴嘴對置)水煤漿氣化技術(shù)開發(fā)，進行了中間試驗研究，有關(guān)部門組織了鑒定和驗收?！笆濉逼陂g進行了工業(yè)性示范裝置的建設(shè)，由中國

4、天辰化學(xué)工程公司負(fù)責(zé)進行多噴嘴對置式水煤漿氣化裝置和配套工程的設(shè)計，在兗礦國泰化工有限公司進行工程建設(shè)，工程列入“十五”期間的國家“863”計劃。氣化裝置設(shè)置2臺日處理1150t煤、氣化壓力4.0MPa，以日處理20t煤的中間試驗裝置為基礎(chǔ)進行工程放大。該裝置于2005年7月21日一次投料成功，于12月11日至19日進行了現(xiàn)場考核，其生產(chǎn)負(fù)荷和技術(shù)指標(biāo)均達到了預(yù)定的設(shè)討寸旨標(biāo)，各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)優(yōu)于國外同類技術(shù)，說明工業(yè)化放大設(shè)計是成功的。我國已擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進煤氣化技術(shù)，標(biāo)志著我國現(xiàn)代煤化工技術(shù)完全依賴國外技術(shù)的時代已經(jīng)結(jié)束。    多噴嘴對置式水煤漿氣化技

5、術(shù)的化學(xué)反應(yīng)原理與單噴嘴水煤漿氣化技術(shù)相同，但其過程機理與受限射流反應(yīng)器的單噴嘴水煤漿氣化爐又有很大的不同，多噴嘴對置式水煤漿氣化爐采用撞擊流技術(shù)來強化和促進混合、傳質(zhì)、傳熱。位于氣化爐直筒段上部的4個工藝噴嘴在同一水平面上，相互垂直布置，通過4股射流的撞擊可以使反應(yīng)更充分并顯著提高碳轉(zhuǎn)化率。從考核和生產(chǎn)企業(yè)總結(jié)的數(shù)據(jù)來看，碳轉(zhuǎn)化率均可提高約12，有效氣成分可提高約2，相應(yīng)的比氧耗降低約7.9，比煤耗降低約2.2。多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)粗煤氣初步凈化和渣水處理的配置，較好地解決了粗煤氣帶灰和設(shè)備管道結(jié)垢堵塞問題。采用復(fù)合床洗滌冷卻技術(shù)液位平穩(wěn)，減弱了粗煤氣的帶水帶灰現(xiàn)象，通過在混合器與水洗

6、塔之間增設(shè)的旋風(fēng)分離器除去大部分灰渣，降低了進入水洗塔中液相的含固量，從而提高了水洗塔的洗滌效果。蒸發(fā)熱水塔的設(shè)置避免了高壓閃蒸換熱器結(jié)垢堵塞降低設(shè)備效率的弊端，同時又可直接加熱灰水，提高了熱質(zhì)傳遞效率。多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)已經(jīng)得到越來越多的生產(chǎn)者和投資者的認(rèn)可。2  多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)與GE(德士古)水煤漿氣化技術(shù)比較    GE水煤漿氣化技術(shù)已為人們熟知，同為水煤漿氣化，多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)同樣具有GE水煤漿氣化技術(shù)在原料要求、排放物環(huán)保方面所具有的優(yōu)勢。其差異主要體現(xiàn)在工藝過程、設(shè)備配置和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)方面。為更好地說明該技術(shù)的特

7、點，現(xiàn)就這兩種技術(shù)的異同點進行比較(多噴嘴對置式水煤漿氣化工藝流程和GE水煤漿氣化技術(shù)：工藝流程見圖1、2)。1.煤漿泵  2.氣化爐  3.混合器  4.旋風(fēng)分離器  5.水洗塔  6.蒸發(fā)熱水塔圖1  多噴嘴對置式水煤漿氣化工藝流程示意圖1.煤漿泵2.氣化爐  3.文丘里  4.洗滌塔  5.高壓閃蒸罐  6.高壓閃蒸換熱器圖2  GE水煤漿氣化技術(shù)工藝流程示意圖      GE水煤氣漿化技術(shù)與多噴嘴對置式水煤氣話比較 &

8、#160;                               3  結(jié)語    從中試到工業(yè)示范裝置，多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)成功實現(xiàn)了工程化放大，中國天辰化學(xué)工程公司傾其近30年水煤漿氣化技術(shù)的工程設(shè)計經(jīng)驗，架起了這一新技術(shù)與實際生產(chǎn)之間暢通的橋梁，在工藝方案、設(shè)備和管道布置、設(shè)備選型、材料選擇、系統(tǒng)控制、安全連鎖、開車停車、操作檢修、設(shè)備維護等方面豐富和完善了本技術(shù)，為本技術(shù)的成功應(yīng)用、裝置的安全穩(wěn)定運行奠定堅實的基礎(chǔ)。    隨著人們對多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)了解不斷加深，投資者可以從更廣泛的角度來認(rèn)識這一技術(shù)的特點，煤氣化技術(shù)的發(fā)展始終在先進性利可靠性的爭論中不斷前進，降低消耗利減少排放這一永恒的主題，在經(jīng)濟發(fā)展與資源枯竭、環(huán)境惡化的矛盾日益突山的今天，其重要性也越來越突出，更多的使用者選用這一煤氣化技術(shù)，也能促進該技術(shù)的不斷完善。受資源情況