航天爐工藝介紹

1、航天爐工藝系統(tǒng)介紹 能化12-班 韓新航天爐簡介 長期以來，國內(nèi)煤化工得不到大規(guī)模地發(fā)展，主要是因為國內(nèi)缺乏自主的粉煤加壓氣化技術。而進口的技術也不能完全滿足國內(nèi)煤化工的需求如果選用德士古煤氣化技術，無法實現(xiàn)原料煤的本地化；選用殼牌煤氣化技術的投資又太大。所以，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的高效、潔凈、煤種適應性廣的國內(nèi)煤氣化技術，一直是業(yè)界的夢想。氣化爐的核心部件是氣化爐燃燒噴嘴，該噴嘴必須具有超強的耐高溫特性，這個特性要實現(xiàn)起來難度較大。而與此類似，火箭上天時噴嘴所經(jīng)受的溫度也很高，而且比氣化爐燃燒噴嘴要經(jīng)受的溫度高得多。如果把航天技術“嫁接”到煤化工產(chǎn)業(yè)，那就有點像殺雞用上宰牛刀，技術難度上是沒

2、有問題的。就這樣，航天爐應運而生。 航天爐又名HT-L粉煤加壓氣化爐。主要優(yōu)點如下：l技術先進，具有的熱效率(可達95%) ，碳轉化率高(可達99%)；l氣化爐為水冷壁結構結構，氣化溫度能到1500至1700度；l對煤種要求低，可實現(xiàn)原料本地化；l具有自主知識產(chǎn)權，專利費用低；l關鍵設備全部國產(chǎn)化，投資少，比同等規(guī)模投資節(jié)省三分之一。l工期短，比殼牌爐建設時間縮短三分之一；l操作程序簡便，適應中國煤化工產(chǎn)業(yè)的實際，易于大面積推廣。缺點： l航天爐系統(tǒng)聯(lián)鎖多，特別試車時，數(shù)據(jù)變動有可能造成跳車。 l多種因素會導致爐溫超溫，燒壞耐火材料甚至盤管。 l由于操作不穩(wěn)定等因素，會造成粗渣、濾餅中殘?zhí)亢?/p>

3、較高。 l粗渣和濾餅中含水量較高，后續(xù)處理較為困難，一般無法回收。 l水處理系統(tǒng)不太完美，水溫較高，易造成濾布變形跑偏或打折損壞濾布，兩級閃蒸不如三級閃蒸。 l副產(chǎn)蒸汽為飽和蒸汽，如需用過熱蒸汽只能降壓使用，給全廠的蒸汽平衡帶來一定困難。2005-7-20HTL煤氣化工藝系統(tǒng)介紹 對煤質(zhì)的要求及用煤的處理對煤質(zhì)的要求及用煤的處理 HTL煤氣化工藝的原料是干煤粉，用高壓氮氣或加壓CO2輸送入氣化爐，對煤種的適用范圍寬，能夠以當?shù)孛悍N為原料，而且碳轉化率超過99。該工藝過程對煤的特性，例如煤的粒度、粘結性、含水量、含硫量、含氧量及灰分含量均不敏感，但對于灰熔點較高的煤如灰熔點1400須加入助熔劑(

4、石灰石)，改變?nèi)茉阅?。工藝介紹 HT-L粉煤氣化技術工藝原理：原料煤經(jīng)過磨煤、干燥后，用N2進行加壓輸送，將粉煤輸送到氣化爐燒嘴。干煤粉（80）、純氧氣（200）、過熱蒸汽（420）一同進入氣化爐氣化室，瞬間發(fā)生升溫、揮發(fā)分裂解、燃燒及氧化還原等物理和化學過程。生成的14001600的合成氣經(jīng)過冷卻后，出氣化爐的溫度為210220，再經(jīng)過文丘里洗滌器增濕、洗滌，和洗滌塔進一步降溫、洗滌，產(chǎn)出溫度約為204、粉塵含量小于1010-6的粗合成氣。三條相同的進煤管線粉煤過濾器S-1103粉煤貯倉V-1201V-1204粉煤鎖斗V-1205粉煤給料罐中壓汽包V-1302原料煤貯倉V-1101磨煤機A

5、-1101惰性氣體發(fā)生器F-1101原料煤高壓氮氣空氣燃料氣渣稱重給煤機X-1101氧氣加熱器E-1309P-1301A/B汽包循環(huán)泵F-1301氣化爐洗滌塔C-1301高壓閃蒸罐V-1401真空閃蒸罐V-1404除氧器V-1408灰水罐T-1401沉降槽S-1401過濾機S-1402鍋爐給水中壓過熱蒸汽氧氣粗合成氣去火炬粗合成氣脫鹽水閃蒸氣去火炬冷凝液來自變換低壓飽和蒸汽濾餅污水中壓蒸汽渣鎖斗V-1303Q-1401/V-1411撈渣機備煤系統(tǒng)氣化及合成氣洗滌系統(tǒng)渣及灰水處理系統(tǒng)V-1309氧氣緩沖罐工藝流程圖HTLHTL粉煤氣化爐 HT-L粉煤氣化爐為航天粉煤加壓氣化裝置核心、關鍵專利設備

6、。粉煤、氧氣蒸汽按一定比例通過燃燒器進入氣化爐，在氣化室中進行燃燒氣化反應，生成的含有高溫熔渣的粗合成氣，一部分高溫熔渣掛在復合水冷壁上，形成穩(wěn)定的抵抗高溫的渣層，其余熔渣和粗合成氣進入激冷室。粗合成氣在激冷室中被激冷水激冷降溫，并蒸發(fā)水蒸氣到飽和，同時熔渣迅速固化，通過分離裝置實現(xiàn)合成氣、液態(tài)水、固渣的分離。合成氣通過管口輸出進入后續(xù)工段，主要成分為一氧化碳和氫氣。固渣通過排渣口進入破渣機中，并斷續(xù)排出。含有細灰的黑水通過管口進入渣水處理系統(tǒng)。HT-LHT-L粉煤氣化爐設備參數(shù)2005-7-202800型型氣化爐直徑：氣化爐直徑：2.8-3.2米米氣化爐高度：氣化爐高度：14.5米米氣化壓力

7、：氣化壓力：4.0MPa日投煤量：日投煤量：750t（與煤種（與煤種有關）有關）（CO+H2）有效氣產(chǎn)量：）有效氣產(chǎn)量：40000-51000Nm3/h（根（根據(jù)要求確定）。據(jù)要求確定）。3200型型氣化爐直徑：氣化爐直徑：3.2-3.8米米氣化爐高度：氣化爐高度：19.5米米氣化壓力：氣化壓力：4.0MPa日投煤量：日投煤量：1500t（與（與煤種有關）煤種有關）（CO+H2）有效氣產(chǎn)量：）有效氣產(chǎn)量：80000-110000Nm3/h（根據(jù)要求確定）。（根據(jù)要求確定）。4000型型氣化爐直徑：氣化爐直徑：4.0米米氣化爐高度：氣化爐高度：24.5米米氣化壓力：氣化壓力：4.0MPa日投煤量

8、：日投煤量：2500t（與（與煤種有關）煤種有關）（CO+H2）有效氣產(chǎn)量：）有效氣產(chǎn)量：140000-180000Nm3/h（根據(jù)要求確定）。（根據(jù)要求確定）。三種爐型 根據(jù)不同用戶的需要，主要提供三種不同的爐型，三種爐型基本結構相同，主要區(qū)別在日投煤量的差異。運行現(xiàn)狀濮陽龍宇航天爐平穩(wěn)運行創(chuàng)紀錄截止2012年10月8日，濮陽龍宇甲醇項目航天爐裝置已連續(xù)運行210天，創(chuàng)國內(nèi)同類型氣化爐最長運行周期紀錄。9月份，該公司累計生產(chǎn)成品甲醇 15637.67噸，平均日產(chǎn)甲醇504.4噸，是裝置設計負荷的112.1%。而在10月5日生產(chǎn)甲醇556.76噸，創(chuàng)建廠以來日產(chǎn)量最高紀錄。安徽昊源原料改造項目

9、航天爐點火成功2013年3月22日，安徽昊源20萬噸/年合成氨原料路線改造項目航天爐點火投煤成功，并試運行近六個小時。該項目于2012年初開工建設，目前，該項目二氧化碳壓縮機、空分已開車成功。晉開百萬噸總氨項目尿素裝置投料成功2013年7月3日，由五環(huán)工程設計的河南晉開百萬噸總氨項目40萬噸/年大顆粒尿素（C系列）裝置投料成功。該項目位于河南開封，分兩期同時開工建設4 臺航天爐，年產(chǎn)120萬噸合成氨、120萬噸尿素、81萬噸稀硝酸、60萬噸硝酸銨、60萬噸硝基復合肥、20萬噸濃硝酸。項目于2010年4月開工。滄州正元6080項目氨合成塔運抵現(xiàn)場2013年9月5日，由石家莊正元塔器設備有限公司制

10、造的DN3000氨合成塔運抵滄州正元6080項目施工現(xiàn)場，項目由基礎建設進入設備安裝階段。該項 目采用航天爐粉煤加壓氣化技術，一期工程概算投資43億元。項目規(guī)模為年產(chǎn)60萬噸合成氨、80萬噸尿素。工程計劃2014年4月進入試車條件，8月投入 運行。 國家粉煤氣化實驗基地落戶山東東平縣2013年12月8日，由中化二建承建的晉煤天溪煤制油工程航天爐吊裝就位，該公司造氣工藝技術改造工程進入了全面安裝階段。該航天爐直徑為3.2米、高度為15.84米、重量為160噸。 安徽昊源航天爐加壓氣化首用等溫變換截至2014年5月5日，安徽昊源化工集團世界首套與航天爐配套的等溫變換裝置，已滿負荷平穩(wěn)運行12天，各

11、項指標均達到或優(yōu)于設計要求。該裝置應用于安徽昊源二期18萬噸/年合成氨、30萬噸/年尿素原料路線改造項目。安徽昊源3660項目分兩期建設，一期1830裝置已于2013年建成投產(chǎn)。2005-7-20HTL、Shell、Texaco三種氣化爐比較 HT-L煤粉加壓氣化爐是結合SHELL、GSP、TEXACO的一些優(yōu)勢特點所開發(fā)的一種爐型，如粉煤干燥、加壓輸送是利用了SHELL技術；爐內(nèi)輻射段類似于GSP爐，頂端單噴嘴采用的是粉煤分三路進入氣化爐燒嘴的三個粉煤管旋轉斜噴進料與GSP環(huán)形噴嘴不同；水冷壁盤管則采用四進四出平行并繞與GSP單管并繞不同；激冷室以下段與TEXACO爐完全相同。 認為采用航天

12、爐存在以下風險： 目前SHELL爐在國內(nèi)投運了5套，僅湖北雙環(huán)經(jīng)過半年多的調(diào)試，能連續(xù)運行58天，其余裝置都不能正常運行，還得接受時間的考驗。反映在煤粉輸送上的主要問題是煤粉不能穩(wěn)定地輸送和磨損嚴重等。航天爐的投運可能也會出現(xiàn)類似的問題。 GSP冷壁爐的商業(yè)化裝置目前已運行了十年未換過燒嘴，航天爐燒嘴為規(guī)避侵犯知識產(chǎn)權進行了從新設計，但未進行工業(yè)化試驗，風險很大。氣化爐的水冷壁，SHELL爐是多段豎管排列，GSP爐則是圓筒單管盤管，設計和制造難度都很大，內(nèi)件（特別是傳熱面）用異型鋼管等材料，目前只能都依賴進口。航天爐水冷壁內(nèi)件的設計和制造能否達到國際水平，很難做出評估，風險很大。 以CO2為輸送氣體的粉煤輸送和氣