氣化爐的技術(shù)課件

1、水冷壁煤氣化技術(shù)(晉華爐)開發(fā)及應(yīng)用內(nèi) 容一、氣化爐開發(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：將燃燒領(lǐng)域的凝渣保護(hù)技術(shù)和自然循環(huán)膜式壁技術(shù)引進(jìn)氣化領(lǐng)域，解決原水煤漿氣化技術(shù)的煤種限制瓶頸和高能耗點(diǎn)火問題。形成了可適應(yīng)高灰熔點(diǎn)煤種，具備本質(zhì)安全的世界第一個(gè)水煤漿水冷壁煤氣化工藝。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)

2、，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)國(guó)外帶熱回收的水煤漿氣化全部用于IGCC發(fā)電Wabash River電廠Tampa電廠Duke 電廠國(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)國(guó)內(nèi)沒有自主的熱回收型水煤漿氣化技術(shù)回收高溫合成氣的熱量，生產(chǎn)高溫高壓蒸汽，提高整個(gè)氣化爐的能源轉(zhuǎn)化效率2012年10月國(guó)務(wù)院能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃，新開工煤制天然氣、煤炭間接液化、煤制烯烴項(xiàng)目能源轉(zhuǎn)化效率分別達(dá)到56%、42%、40%以上。技術(shù)開發(fā)技術(shù)特點(diǎn)新型水煤漿氣化爐蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)，采用獨(dú)特環(huán)形單筒體和徑向雙面水冷壁結(jié)構(gòu)，能夠減小輻射廢鍋體積、提高

3、熱效率，同時(shí)減低雙面水冷壁的布置比例和維護(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，能夠有效避免國(guó)外同類技術(shù)的堵渣和積灰問題。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，山西陽煤豐喜肥業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司和山西陽煤化工機(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/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”之一“2016年度煤化工十大新聞”之一連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行近一年半最長(zhǎng)連續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行122天接待企業(yè)參觀近90家，河南金大

4、地、三聚環(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技術(shù)特點(diǎn)（1） 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)量可靠（2）煤種適應(yīng)性強(qiáng)：氣化溫度不受耐火材料限制，對(duì)原料煤的灰熔點(diǎn)無特殊要求；能夠氣化高灰份、高灰熔點(diǎn)、低揮發(fā)份、高堿渣煤、褐煤等。（3）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)：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。（5）能量利用率高：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

5、能量集中便于回收的優(yōu)勢(shì)。晉華爐技術(shù)特點(diǎn)（6）系統(tǒng)啟動(dòng)快：采用組合式燒嘴，點(diǎn)火升溫過程簡(jiǎn)化，點(diǎn)火、投料程序一體化完成。開車階段時(shí)間短，燃料氣消耗少，廢氣排放少，對(duì)環(huán)境友好。（7）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。（8）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)蒸汽可直接利用，也可以利用工廠的尾氣進(jìn)行過熱后加以利用。（9）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)量大大減少。匯 報(bào) 內(nèi) 容一、

6、氣化爐開發(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2015年10月開始耐火磚氣化爐的拆除施工，2015年12月系統(tǒng)改造安裝完工，2016年4月1日一次開車成功。受已有煤漿泵的限制，改造后的晉華爐單爐投煤量為500噸/天，氣化壓力4.0MPa，每小時(shí)副產(chǎn)5.4MPa飽和蒸汽30噸。項(xiàng)目改造投資大約3000萬元，目前原煤、氧氣消耗與改造前一致應(yīng)用單位一：陽煤豐喜肥業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司項(xiàng)目單位改造前改造后氣化溫度13501350氣化壓力MPa(G)4.04.0CO+H2mol%8080廢鍋蒸汽副產(chǎn)5.4MP

7、akg/1000Nm3(CO+H2)0740水冷壁蒸汽副產(chǎn)4.5MPakg/1000Nm3(CO+H2)030循環(huán)水t/1000Nm3(CO+H2)1710電Kwh/1000Nm3(CO+H2)3026經(jīng)濟(jì)效益陽煤豐喜聯(lián)產(chǎn)氣化爐經(jīng)濟(jì)效益：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150元/噸，為保持對(duì)比數(shù)據(jù)基準(zhǔn)一致，單爐日投煤量以750t計(jì)，綜合計(jì)算下來，每臺(tái)爐每年減少原料煤成本3375萬元。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，輻射廢鍋可副產(chǎn)23T/h蒸汽，每年生產(chǎn)的高壓飽和蒸汽可增加2000萬元利潤(rùn)（噸蒸汽按照110元計(jì)算）。1000Nm3（CO+H

8、2）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項(xiàng)目使用的煤種為山西南耀高灰熔點(diǎn)煤有效合成氣(CO+H2)產(chǎn)量71000Nm3/h氣化爐采用6.5MPa、2800mm/3800mm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40噸。折合每1000Nm3有效氣副產(chǎn)蒸汽量為0.56噸應(yīng)用單位三：河南金大地化工有限責(zé)任公司年產(chǎn)45萬噸合成氨搬遷改造項(xiàng)目氣化爐（6.5MPaG、28

9、00mm/4200mm氣化室/熱回收室）高溫合成氣經(jīng)廢鍋回收熱量后，可副產(chǎn)117.2t/h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3.8MPa蒸汽40t/h，1.3MPa蒸汽19t/h， 0.5MPa蒸汽34t/h。氣化和變換共副產(chǎn)蒸汽210t/h，折噸氨副產(chǎn)2.8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(CO+H2)可副產(chǎn)蒸汽0.74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)蒸汽1噸/噸氨，氣化電耗降低8kWh/噸氨，循環(huán)水消耗降低18kWh/噸氨社會(huì)影響合成氣蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐投產(chǎn)以來，以其環(huán)保、安全、長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行、高效

10、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)萬華、三聚環(huán)保、新彊天業(yè)、新業(yè)、山西天澤等87家中外客戶參觀考察簽訂合同20臺(tái)套，達(dá)成合作意向15家匯 報(bào) 內(nèi) 容一、氣化爐開發(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/蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐在已有的水煤漿+水冷壁+輻射式蒸汽發(fā)生器+激冷流程氣化技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)水煤漿+水冷壁+輻射式蒸汽發(fā)生器+對(duì)流式蒸汽發(fā)生器流程，實(shí)現(xiàn)氣化爐熱量的“全熱回收”全熱回收流程合成氣/蒸汽聯(lián)產(chǎn)氣化爐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（

11、MH2016-02）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）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)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)煤氣化工程技術(shù)中心，力爭(zhēng)建成國(guó)家級(jí)煤氣化工程中心煤氣化涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，把中心建設(shè)成為煤種試燒基地，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)，形成自主研究開發(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)狻⑺?、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、氣化爐開發(fā)背景二、氣化爐特點(diǎn)三、