氣化爐技術(shù)資料

1、水冷壁煤氣化技術(shù)(晉華爐)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用內(nèi) 容一、氣化爐開(kāi)發(fā)背景二、氣化爐特點(diǎn)三、氣化爐應(yīng)用四、十三五新工藝技術(shù)研發(fā)五、結(jié)論 內(nèi) 容一、氣化爐開(kāi)發(fā)背景二、氣化爐特點(diǎn)三、氣化爐應(yīng)用四、十三五新工藝技術(shù)研發(fā)五、結(jié)論技術(shù)核心概念：技術(shù)核心概念：將將燃燒領(lǐng)域燃燒領(lǐng)域的凝渣保護(hù)技術(shù)和自然循的凝渣保護(hù)技術(shù)和自然循環(huán)膜式壁技術(shù)引進(jìn)氣化領(lǐng)域，解決原環(huán)膜式壁技術(shù)引進(jìn)氣化領(lǐng)域，解決原水煤漿氣化技術(shù)的煤種限制瓶頸和高水煤漿氣化技術(shù)的煤種限制瓶頸和高能耗點(diǎn)火問(wèn)題。形成了可適應(yīng)高灰熔能耗點(diǎn)火問(wèn)題。形成了可適應(yīng)高灰熔點(diǎn)煤種，具備本質(zhì)安全的點(diǎn)煤種，具備本質(zhì)安全的世界第一個(gè)世界第一個(gè)水煤漿水冷壁煤氣化工藝水煤漿水冷壁煤氣化工藝。

2、600噸/天容量世界首套水煤漿水冷壁氣化工業(yè)裝置示范爐11年8月一次啟動(dòng)成功連續(xù)運(yùn)行。12年9月通過(guò)科技成果鑒定：具有顯著的創(chuàng)新性.，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán).同時(shí)具有水煤漿耐火磚和干粉水冷壁氣化爐的優(yōu)點(diǎn)，綜合性能優(yōu)異，總體技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。第2代清華爐：水冷壁水煤漿水冷壁清華爐煤氣化技術(shù)水煤漿水冷壁清華爐煤氣化技術(shù)l 國(guó)外帶熱回收的水煤漿氣化全部用于IGCC發(fā)電u Wabash River電廠u Tampa電廠u Duke 電廠l 國(guó)內(nèi)僅有一套帶熱回收型水煤漿氣化技術(shù)，采用美國(guó)GE技術(shù)l 國(guó)內(nèi)沒(méi)有自主的熱回收型水煤漿氣化技術(shù)u回收高溫合成氣的熱量，生產(chǎn)高溫高壓蒸汽，提高整個(gè)氣化回收高溫合成氣的熱

3、量，生產(chǎn)高溫高壓蒸汽，提高整個(gè)氣化爐的能源轉(zhuǎn)化效率爐的能源轉(zhuǎn)化效率u2012年年10月國(guó)務(wù)院能源發(fā)展月國(guó)務(wù)院能源發(fā)展“十二五十二五”規(guī)劃，新開(kāi)工規(guī)劃，新開(kāi)工煤煤制天然氣制天然氣、煤炭間接液化煤炭間接液化、煤制烯烴煤制烯烴項(xiàng)目能源轉(zhuǎn)化效率分別項(xiàng)目能源轉(zhuǎn)化效率分別達(dá)到達(dá)到56%、42%、40%以上。以上。技術(shù)開(kāi)發(fā)技術(shù)開(kāi)發(fā)技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)新型水煤漿氣化爐蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)，采用新型水煤漿氣化爐蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)，采用獨(dú)特環(huán)形獨(dú)特環(huán)形單筒體單筒體和和徑向雙面水冷壁徑向雙面水冷壁結(jié)構(gòu)，能夠減小輻射廢鍋結(jié)構(gòu)，能夠減小輻射廢鍋體積、提高熱效率，同時(shí)減低雙面水冷壁的布置比體積、提高熱效率，同時(shí)減低雙面水冷壁的布置比例

4、和維護(hù)工作量增加通道面積例和維護(hù)工作量增加通道面積蒸汽發(fā)生器借鑒了液態(tài)排渣旋風(fēng)鍋爐的設(shè)計(jì)理念，蒸汽發(fā)生器借鑒了液態(tài)排渣旋風(fēng)鍋爐的設(shè)計(jì)理念，能夠有效避免國(guó)外同類技術(shù)的堵渣和積灰問(wèn)題。能夠有效避免國(guó)外同類技術(shù)的堵渣和積灰問(wèn)題。2016年4月1日20時(shí)40分，清華大學(xué)山西清潔能源研究院牽頭，山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司和山西陽(yáng)煤化工機(jī)械（集團(tuán)）有限公司聯(lián)合研發(fā)的合成氣蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐在陽(yáng)煤豐喜臨猗分公司一次點(diǎn)火、投料、并氣成功。各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)外以水煤漿為原料的同類裝置運(yùn)行的先進(jìn)水平首臺(tái)合成氣首臺(tái)合成氣/蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐該技術(shù)評(píng)為:“2016年我國(guó)煤炭科技十大新聞年我國(guó)煤炭科技十

5、大新聞”之一“2016年度煤化工十大新聞年度煤化工十大新聞”之一 連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行近一年半連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行近一年半 最長(zhǎng)連續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行最長(zhǎng)連續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行122天天 接待企業(yè)參觀近接待企業(yè)參觀近90家，河南金大地、三家，河南金大地、三聚環(huán)保技術(shù)人員跟班運(yùn)行達(dá)半年聚環(huán)保技術(shù)人員跟班運(yùn)行達(dá)半年內(nèi) 容一、氣化爐開(kāi)發(fā)背景二、氣化爐特點(diǎn)三、氣化爐應(yīng)用四、十三五新工藝技術(shù)研發(fā)五、結(jié)論晉華爐工藝流程晉華爐工藝流程晉華爐技術(shù)特點(diǎn)晉華爐技術(shù)特點(diǎn)（1） 穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好：水煤漿氣化工藝成熟，水煤漿進(jìn)料穩(wěn)定、計(jì)量：水煤漿氣化工藝成熟，水煤漿進(jìn)料穩(wěn)定、計(jì)量可靠可靠（2）煤種適應(yīng)性強(qiáng)煤種適應(yīng)性強(qiáng)：氣化溫度不受耐火材料限制，對(duì)原料

6、煤的：氣化溫度不受耐火材料限制，對(duì)原料煤的灰熔點(diǎn)無(wú)特殊要求；能夠氣化高灰份、高灰熔點(diǎn)、低揮發(fā)份、高灰熔點(diǎn)無(wú)特殊要求；能夠氣化高灰份、高灰熔點(diǎn)、低揮發(fā)份、高堿渣煤、褐煤等。堿渣煤、褐煤等。（3）系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率高系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率高：裝置運(yùn)行連續(xù)穩(wěn)定，每年不再因?yàn)楦鼡Q耐：裝置運(yùn)行連續(xù)穩(wěn)定，每年不再因?yàn)楦鼡Q耐火磚而停爐檢修，年運(yùn)行時(shí)間可達(dá)到火磚而停爐檢修，年運(yùn)行時(shí)間可達(dá)到8000h。（4）安全性強(qiáng)安全性強(qiáng)：輻射廢鍋及水冷壁采用熱能工程領(lǐng)域成熟的垂：輻射廢鍋及水冷壁采用熱能工程領(lǐng)域成熟的垂直管結(jié)構(gòu)，保證水冷壁的安全運(yùn)行。直管結(jié)構(gòu)，保證水冷壁的安全運(yùn)行。（5）能量利用率高能量利用率高：輻射廢鍋回收高溫高壓合成氣氣的

7、顯熱，：輻射廢鍋回收高溫高壓合成氣氣的顯熱，充分利用了水煤漿氣化能量集中便于回收的優(yōu)勢(shì)。充分利用了水煤漿氣化能量集中便于回收的優(yōu)勢(shì)。晉華爐技術(shù)特點(diǎn)晉華爐技術(shù)特點(diǎn)（6）系統(tǒng)啟動(dòng)快系統(tǒng)啟動(dòng)快：采用組合式燒嘴，點(diǎn)火升溫過(guò)程簡(jiǎn)化，點(diǎn)火：采用組合式燒嘴，點(diǎn)火升溫過(guò)程簡(jiǎn)化，點(diǎn)火、投料程序一體化完成。開(kāi)車階段時(shí)間短，燃料氣消耗少，廢氣、投料程序一體化完成。開(kāi)車階段時(shí)間短，燃料氣消耗少，廢氣排放少，對(duì)環(huán)境友好。排放少，對(duì)環(huán)境友好。（7）設(shè)計(jì)更優(yōu)化設(shè)計(jì)更優(yōu)化：根據(jù)后續(xù)工段的產(chǎn)品不同而采用不同的流程：根據(jù)后續(xù)工段的產(chǎn)品不同而采用不同的流程設(shè)計(jì)，對(duì)于需要變換的流程，可以根據(jù)具體情況設(shè)置不同等級(jí)的設(shè)計(jì)，對(duì)于需要變換的

8、流程，可以根據(jù)具體情況設(shè)置不同等級(jí)的廢鍋，將出氣化界區(qū)的合成氣汽氣比控制在合適的范圍，變換工廢鍋，將出氣化界區(qū)的合成氣汽氣比控制在合適的范圍，變換工段不需添加蒸汽。段不需添加蒸汽。（8）經(jīng)濟(jì)效益好經(jīng)濟(jì)效益好：輻射式蒸汽發(fā)生器所副產(chǎn)的高品質(zhì)蒸汽可直：輻射式蒸汽發(fā)生器所副產(chǎn)的高品質(zhì)蒸汽可直接利用，也可以利用工廠的尾氣進(jìn)行過(guò)熱后加以利用。接利用，也可以利用工廠的尾氣進(jìn)行過(guò)熱后加以利用。（9）整體投資少整體投資少：采用了水冷壁結(jié)構(gòu)，不需要每年更換耐火材：采用了水冷壁結(jié)構(gòu)，不需要每年更換耐火材料，不需要設(shè)置備用爐；設(shè)置輻射廢鍋后，整個(gè)系統(tǒng)的黑水循環(huán)料，不需要設(shè)置備用爐；設(shè)置輻射廢鍋后，整個(gè)系統(tǒng)的黑水循環(huán)

9、量大大減少。量大大減少。匯 報(bào) 內(nèi) 容一、氣化爐開(kāi)發(fā)背景二、氣化爐特點(diǎn)三、氣化爐應(yīng)用四、十三五新工藝技術(shù)研發(fā)五、結(jié)論應(yīng)用單位一：陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司應(yīng)用單位一：陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司耐火磚氣化爐改造為晉華爐耐火磚氣化爐改造為晉華爐2015年年10月開(kāi)始耐火磚氣化月開(kāi)始耐火磚氣化爐的拆除施工，爐的拆除施工，2015年年12月月系統(tǒng)改造安裝完工，系統(tǒng)改造安裝完工，2016年年4月月1日一次開(kāi)車成功。日一次開(kāi)車成功。受已有煤漿泵的限制，改造受已有煤漿泵的限制，改造后的晉華爐單爐投煤量為后的晉華爐單爐投煤量為500噸噸/天，氣化壓力天，氣化壓力4.0MPa，每小時(shí)副產(chǎn)，每小時(shí)副產(chǎn)

10、5.4MPa飽和蒸飽和蒸汽汽30噸。項(xiàng)目改造投資大約噸。項(xiàng)目改造投資大約3000萬(wàn)元，目前原煤、氧氣萬(wàn)元，目前原煤、氧氣消耗與改造前一致消耗與改造前一致應(yīng)用單位一：陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司應(yīng)用單位一：陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司項(xiàng)目項(xiàng)目單位單位改造前改造前改造后改造后氣化溫度氣化溫度13501350氣化壓力氣化壓力MPa(G)4.04.0CO+H2mol%8080廢鍋蒸汽副產(chǎn)廢鍋蒸汽副產(chǎn)5.4MPakg/1000Nm3(CO+H2)0740水冷壁蒸汽副產(chǎn)水冷壁蒸汽副產(chǎn)4.5MPakg/1000Nm3(CO+H2)030循環(huán)水循環(huán)水t/1000Nm3(CO+H2)1710電電Kwh/

11、1000Nm3(CO+H2)3026經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益陽(yáng)煤豐喜聯(lián)產(chǎn)氣化爐經(jīng)濟(jì)效益陽(yáng)煤豐喜聯(lián)產(chǎn)氣化爐經(jīng)濟(jì)效益：n采用合成氣蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐后，可使用高灰熔點(diǎn)煤，高灰熔采用合成氣蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐后，可使用高灰熔點(diǎn)煤，高灰熔點(diǎn)煤比現(xiàn)有原料煤價(jià)格低點(diǎn)煤比現(xiàn)有原料煤價(jià)格低150元元/噸，為保持對(duì)比數(shù)據(jù)基準(zhǔn)一噸，為保持對(duì)比數(shù)據(jù)基準(zhǔn)一致，單爐日投煤量以致，單爐日投煤量以750t計(jì)，綜合計(jì)算下來(lái)，計(jì)，綜合計(jì)算下來(lái)，每臺(tái)爐每年減每臺(tái)爐每年減少原料煤成本少原料煤成本3375萬(wàn)元萬(wàn)元。n合成氣蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐合成氣蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐在同負(fù)荷，同煤質(zhì)的前提下，輻射廢在同負(fù)荷，同煤質(zhì)的前提下，輻射廢鍋可鍋可副副產(chǎn)產(chǎn)23T/h蒸汽，

12、蒸汽，每年生產(chǎn)的高壓飽和蒸汽每年生產(chǎn)的高壓飽和蒸汽可增加可增加20002000萬(wàn)萬(wàn)元利潤(rùn)（噸蒸汽按照元利潤(rùn)（噸蒸汽按照110110元計(jì)算）元計(jì)算）。1000Nm3（CO+H2）可以副產(chǎn)0.651.1噸高壓蒸汽；采用6.5MPa氣化（或者8.7MPa）的氣化壓力會(huì)降低低溫甲醇洗和后續(xù)的壓縮功；不需要備用爐，整體投資更低.應(yīng)用單位二：山西南耀集團(tuán)昌晉苑焦化有限公司應(yīng)用單位二：山西南耀集團(tuán)昌晉苑焦化有限公司項(xiàng)目使用的煤種為項(xiàng)目使用的煤種為山西南耀高灰熔點(diǎn)煤山西南耀高灰熔點(diǎn)煤有效合成氣有效合成氣(CO+H2)產(chǎn)量產(chǎn)量71000Nm3/h氣化爐采用氣化爐采用6.5MPa、?2800mm/?3800mm根

13、據(jù)用戶實(shí)際情況和需求，該項(xiàng)目廢鍋根據(jù)用戶實(shí)際情況和需求，該項(xiàng)目廢鍋設(shè)計(jì)相對(duì)較小，項(xiàng)目主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在變?cè)O(shè)計(jì)相對(duì)較小，項(xiàng)目主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在變換不需要添加蒸汽，氣化爐每小時(shí)副產(chǎn)換不需要添加蒸汽，氣化爐每小時(shí)副產(chǎn)10.0MPa的飽和蒸汽的飽和蒸汽40噸。折合噸。折合每每1000Nm3有效氣副產(chǎn)蒸汽量為有效氣副產(chǎn)蒸汽量為0.56噸噸應(yīng)用單位三：河南金大地化工有限責(zé)任公司應(yīng)用單位三：河南金大地化工有限責(zé)任公司年產(chǎn)年產(chǎn)45萬(wàn)噸合成氨搬遷改造項(xiàng)目萬(wàn)噸合成氨搬遷改造項(xiàng)目氣化爐（氣化爐（6.5MPaG、?2800mm/?4200mm氣化室氣化室/熱回收室）熱回收室）高溫合成氣經(jīng)廢鍋回收熱量后，可副產(chǎn)高溫合成氣經(jīng)廢鍋

14、回收熱量后，可副產(chǎn)117.2t/h高品位飽和蒸汽（高品位飽和蒸汽（10MPaG）。）。 變換不用添加蒸汽或噴水，變換工段可產(chǎn)生變換不用添加蒸汽或噴水，變換工段可產(chǎn)生3.8MPa蒸汽蒸汽40t/h，1.3MPa蒸蒸汽汽19t/h， 0.5MPa蒸汽蒸汽34t/h。氣化和變換共氣化和變換共副產(chǎn)蒸汽副產(chǎn)蒸汽210t/h，折噸氨副產(chǎn)，折噸氨副產(chǎn)2.8噸蒸汽噸蒸汽。在變換不添加蒸汽的情況下，氣化爐每千標(biāo)準(zhǔn)立方米在變換不添加蒸汽的情況下，氣化爐每千標(biāo)準(zhǔn)立方米(CO+H2)可副產(chǎn)蒸汽可副產(chǎn)蒸汽0.74噸。噸。經(jīng)設(shè)計(jì)院核算，氣化加變換的副產(chǎn)蒸汽總量比采用激冷流程的工藝多副產(chǎn)經(jīng)設(shè)計(jì)院核算，氣化加變換的副產(chǎn)蒸汽總

15、量比采用激冷流程的工藝多副產(chǎn)蒸汽蒸汽1噸噸/噸氨，噸氨，氣化電耗降低氣化電耗降低8kWh/噸氨，循環(huán)水消耗降低噸氨，循環(huán)水消耗降低18kWh/噸氨噸氨社會(huì)影響社會(huì)影響合成氣蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐合成氣蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐投產(chǎn)以來(lái)，以其環(huán)保、安全、長(zhǎng)周期穩(wěn)投產(chǎn)以來(lái)，以其環(huán)保、安全、長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行、高效率和高效益等優(yōu)點(diǎn)，得到了國(guó)內(nèi)外客戶的高度關(guān)定運(yùn)行、高效率和高效益等優(yōu)點(diǎn)，得到了國(guó)內(nèi)外客戶的高度關(guān)注和信賴注和信賴先后有美國(guó)、朝鮮、韓國(guó)以及神華、中煤、惠生工程、華魯恒先后有美國(guó)、朝鮮、韓國(guó)以及神華、中煤、惠生工程、華魯恒升、煙臺(tái)萬(wàn)華、三聚環(huán)保、新彊天業(yè)、新業(yè)、山西天澤等升、煙臺(tái)萬(wàn)華、三聚環(huán)保、新彊天業(yè)、新業(yè)、山西

16、天澤等87家家中外客戶參觀考察中外客戶參觀考察簽訂合同簽訂合同20臺(tái)套，達(dá)成合作意向臺(tái)套，達(dá)成合作意向15家家匯 報(bào) 內(nèi) 容一、氣化爐開(kāi)發(fā)背景二、氣化爐特點(diǎn)三、氣化爐應(yīng)用四、十三五新工藝技術(shù)研發(fā)五、結(jié)論全熱回收流程合成氣全熱回收流程合成氣/蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐在已有的水煤漿水煤漿+水冷壁水冷壁+輻射式蒸汽發(fā)生器輻射式蒸汽發(fā)生器+激冷流程激冷流程氣化技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)水煤漿水煤漿+水冷壁水冷壁+輻射式蒸汽發(fā)生器輻射式蒸汽發(fā)生器+對(duì)對(duì)流式蒸汽發(fā)生器流式蒸汽發(fā)生器流程，實(shí)現(xiàn)氣化爐熱量的“全熱回收全熱回收”（1）（2）（3）（4）（5）（6）MMM氧氣原料煤M添加劑新鮮水M工藝廢水濾液廢漿

17、沖洗水新鮮水脫鹽水M全熱回收流程合成氣全熱回收流程合成氣/蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐n山西省科技重大專項(xiàng)山西省科技重大專項(xiàng)：氣化爐高溫合成氣對(duì)流式熱回收技術(shù)研究及工程示范（MH2016-02）n國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃：廢鍋-激冷型高效節(jié)能的水煤漿氣化關(guān)鍵技術(shù)研究（2017YFB0602602）n國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃：?jiǎn)螤t日處理煤2000 噸級(jí)廢鍋-激冷型水煤漿氣化裝置工業(yè)示范（2017YFB0602605）煤氣化關(guān)鍵共性技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)煤氣化關(guān)鍵共性技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)依托神華科技創(chuàng)新項(xiàng)目，建設(shè)煤氣化技術(shù)研發(fā)中試基地，建成省級(jí)煤氣化工省級(jí)煤氣化工程技術(shù)中心程技術(shù)中心，力爭(zhēng)建成國(guó)家級(jí)

18、煤氣化工程中心煤氣化涉及的關(guān)鍵技術(shù)煤氣化涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，把中心建設(shè)成為煤種試燒基地煤種試燒基地，為煤氣化技術(shù)的發(fā)展提供行業(yè)的關(guān)鍵共性技術(shù)提供行業(yè)的關(guān)鍵共性技術(shù)，形成自主研究開(kāi)發(fā)能力、關(guān)鍵部件的自主研究開(kāi)發(fā)能力、關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與產(chǎn)業(yè)化前期實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)與產(chǎn)業(yè)化前期實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能力，為山西乃至全國(guó)煤炭清潔高效利用提供技術(shù)支撐氣化壓力：3MPaG規(guī)模（3噸煤/天，最長(zhǎng)連續(xù)操作時(shí)間：8hr）包括操作單元粉煤輸送系統(tǒng)（熱壁）氣化爐渣水處理系統(tǒng)合成氣凈化系統(tǒng)尾氣處理（焚燒）系統(tǒng)氧氣、氮?dú)?、水、水蒸氣等公用工程系統(tǒng)功能煤種試燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)粉煤輸送實(shí)驗(yàn)燒嘴等關(guān)鍵氣化設(shè)備測(cè)試氣化性能測(cè)試匯 報(bào) 內(nèi) 容一、氣化爐開(kāi)發(fā)背景二、氣化爐特點(diǎn)三、氣化爐應(yīng)用四、十三五新工藝技術(shù)研發(fā)五、結(jié)論結(jié)論結(jié)論n晉華爐通過(guò)晉華爐通過(guò)“輻射式