碎煤加壓氣化煤的試燒與生產(chǎn)

1、碎煤加壓氣化煤的試燒及生產(chǎn)介紹2009年9月1基本工藝介紹： 潞安煤基油年產(chǎn)16萬噸合成油為國家示范性科技開發(fā)項(xiàng)目，投資28億元人民幣，2006年2月22日開工建設(shè)，2008年9月14日氣化爐開車產(chǎn)出粗煤氣，2009年7月大費(fèi)托合成出合格油品。其配套副產(chǎn)品為年產(chǎn)20萬尿素項(xiàng)目。2克旗煤制氣物料平衡表（一期工程）3潞安與克旗試燒對比4 東勝利煤與屯留煤（潞安煤基油）試燒對比 東勝利褐煤和屯留貧煤分別應(yīng)用義馬氣化廠的2臺(tái)直徑3.8米Mark-IV型固定床干法排渣加壓氣化爐進(jìn)行完全工業(yè)試燒。試燒結(jié)果對比如下：一、氣化工段 1、加煤及排灰 東勝利煤的堆密度較低，平均僅為650kg/m3，造成氣化爐氧負(fù)

2、荷為4000Nm3/h時(shí)加煤頻率已達(dá)45次，考慮到多臺(tái)氣化爐充泄壓排隊(duì)，合理的加煤頻率應(yīng)按3次/小時(shí)滿足氣化爐滿負(fù)荷生產(chǎn)用煤量，核定煤鎖容積增大為15.2Nm3。加煤溜槽、煤鎖充、泄壓管路等流通能力必需滿足煤鎖一個(gè)加煤循環(huán)在6分鐘內(nèi)完成。5 煤鎖氣壓縮按東勝利煤試燒，需重新核算煤鎖氣量，使煤鎖氣壓縮機(jī)能力與實(shí)際煤鎖氣量相匹配，從而最大限度回收煤鎖氣。 屯留煤因固定碳含量高達(dá)56.77%，反應(yīng)活性低，滿負(fù)荷時(shí)平均每小時(shí)加煤僅2鎖。 東勝利褐煤灰分平均為11.29（空氣干燥基），在試燒時(shí)爐篦排灰轉(zhuǎn)速大多為11.5轉(zhuǎn)/小時(shí)，根據(jù)試燒煤的灰分并考慮留有一定余量，建議爐篦初期按一把刮刀安裝，在試車中若煤

3、中灰分增加，可考慮再安裝第二把刮刀。 屯留煤在60007200Nm3/h負(fù)荷下，爐篦僅維持最低轉(zhuǎn)速1.153.0r/h。為維持魯奇爐寬負(fù)荷的調(diào)節(jié)能力，低負(fù)荷能運(yùn)行良好，根據(jù)煤中灰分含量，減少爐篦刮刀數(shù)量，設(shè)置12把即可。62、氣化爐氧負(fù)荷 東勝利煤試燒單爐最大氧負(fù)荷短時(shí)達(dá)到4500Nm3/h，正常氧負(fù)荷為單爐40004200Nm3/h，主要是受加煤次數(shù)制約。預(yù)計(jì)煤鎖容積加大后，單爐負(fù)荷有可能提高到6000Nm3/h。單爐最高氧負(fù)荷可在試生產(chǎn)時(shí)逐步探索。但東勝利煤的活性較高，提高氧負(fù)荷要格外謹(jǐn)慎，嚴(yán)防局部燒穿導(dǎo)致氧含量超標(biāo)而造成事故。 屯留煤氧負(fù)荷最高達(dá)9000Nm3/h，高負(fù)荷能適應(yīng)10015

4、0%，且汽氧比降低到4.5kg/h。但因其活性差，義馬146Nm3 /KNm3粗煤氣，屯留煤需180.69Nm3氧/KNm3粗煤氣。因此屯留煤需增加空分供氧能力。東勝利煤為130Nm3氧/KNm3粗煤氣。73、汽氧比 屯留煤為變質(zhì)程度較高的貧瘦煤，灰熔點(diǎn)高，達(dá) 1470 1500 ；無粘結(jié)性，GRI為0。因其灰熔點(diǎn)高，可大幅度降低汽氧比到4.5kg/Nm3。因汽氧比很低，蒸汽消耗大幅減少，廢水處理量也相應(yīng)大幅度減少。 東勝利煤爐平均汽氧比為7.1kg/Nm3。按排出的灰渣粒度、顏色判斷，汽氧比仍有下調(diào)空間，將來在實(shí)際生產(chǎn)中再進(jìn)一步優(yōu)化。因汽氧比較高，蒸汽消耗增大，廢水處理量增大。84、溫度控制

5、 東勝利煤氣化爐粗煤氣出口溫度應(yīng)控制在200230之間，不宜超過240，閥下溫度應(yīng)嚴(yán)格控制。出口溫度低造成夾套耗水的減少，氣化劑溫度宜控制在350（相對應(yīng)的汽氧比為7.1）附近。 屯留煤因其灰熔點(diǎn)高，爐內(nèi)火層溫度較高，加之其活性差，還原層易拉長，致使氣化爐出口溫度提高。試燒時(shí)出口溫度平均達(dá)550，最高達(dá)780 。9 義馬正常操作溫度僅400450。屯留煤在爐篦間斷運(yùn)行時(shí)很容易導(dǎo)致出口溫度偏高。考慮提高洗滌冷卻器、刮刀、冷圈等的材質(zhì)的同時(shí)，為保證氣化爐正常運(yùn)行降低爐出口溫度，增加氣化爐操作彈性，可適當(dāng)增加氣化爐的高度。5、灰中殘?zhí)浚?義馬煤熱穩(wěn)定性差，有意將大粒度的煤比例放大，且反應(yīng)活性好，能夠

6、在氣化爐內(nèi)完全反應(yīng)，灰中殘?zhí)績H3.6%。試燒中屯留煤入爐顆粒較小，活性差，熱穩(wěn)定高達(dá)80%，部分煤在氣化爐內(nèi)反應(yīng)不完全，導(dǎo)致灰中殘?zhí)扛哌_(dá)7.16%。東勝利煤活性高，反應(yīng)較完全，灰中殘?zhí)?.622.72%，灰渣堆密度950Kg/m310二、備煤工段 1、東勝利煤變質(zhì)程度較淺，其水含量高，機(jī)械強(qiáng)度差，進(jìn)廠原煤中細(xì)粉較多，造成經(jīng)破碎和篩分后塊煤利用率低，僅有41.9。因此，控制進(jìn)廠煤的粒度，減少粉煤和大塊煤的進(jìn)廠量，以避免大塊煤堵塞卸煤設(shè)施和篩分后粉煤過多造成系統(tǒng)塊、粉比失衡，而熱電裝置不能消化過多粉煤，使工廠粉煤過剩。11 2、東勝利褐煤全水較高，在存放的過程中易自然干燥造成塊煤失水后風(fēng)化，一方面

7、使粉煤量增加，塊煤利用率降低，另一方面易造成原煤自燃，建議設(shè)計(jì)中考慮合理的存放時(shí)間和存放、使用運(yùn)輸流程，既要滿足合理的生產(chǎn)用煤貯存，又要使存放的煤先到先用，減少自燃和風(fēng)化。 3、屯留煤中灰分含量較高，平均32.05%，灰渣中殘?zhí)繐p失也較高，平均為7.1%。這樣搞的灰分雖對氣化爐的操作影響不大，但生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性大幅度降低，建議增加煤的精洗工序或手選矸石工序。12三、煤氣水處理系統(tǒng)1、煤氣水成分13 屯留煤汽水中酚含量超低，完全可以省掉酚回收裝置。油含量也很低，煤氣水分離裝置可大為簡化。但因煤氣水中氨含量較高，200#出口煤氣中氨含量達(dá)2254mg/m3，比義馬的高出一倍?？蛇x擇蒸氨或其它工藝后直接

8、入生化。但膨脹氣中氨含量高，放空口污染較大。且煤氣水中氰含量較高，是義馬的24倍，水處理時(shí)必須注意。 東勝利煤試燒時(shí)煤氣水分離效果好于義馬，但因?yàn)槠醣容^高，總煤氣水量比義馬要大，因此為增加煤氣水重力沉降需要的更多時(shí)間，14需加大焦油及油分離器的體積，在F04上部加一條收中油管線。焦油中水分含量較高，達(dá)14.58，建議在設(shè)計(jì)時(shí)考慮增加焦油罐的數(shù)量、體積和脫水、脫塵方式。 東勝利煤種在酚回收裝置上的運(yùn)行情況優(yōu)于義馬煤，進(jìn)煤氣水中雖然總酚含量較（6.16g/l），但出水中總酚（0.86g/l）、油(0.11g/l)、COD(3104mg/l)遠(yuǎn)低于義馬出水中總酚(1.4g/l)、油(0.18g/l

9、)、COD（5500mg/l)。152、副產(chǎn)率: 東勝利煤的中油產(chǎn)量和焦油產(chǎn)量都比義馬要低，但愿高于屯留煤產(chǎn)量。16 東勝利煤試燒產(chǎn)稀氨水濃度仍然較低，最高達(dá)32g/l,遠(yuǎn)達(dá)不到進(jìn)氨回收裝置要求13的濃度（還含有酚、醚、塵、CO2等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)對氨回收裝置影響很大），該氨水為氨氣提塔側(cè)提氣的冷凝液，而非氣提出的氨氣經(jīng)吸收后的濃氨水。該氨水應(yīng)大部分回流，再將氣相氨氣吸收方可作為氨回收裝置的進(jìn)料。若選用液氨為產(chǎn)品的回收工藝，設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮氣提氨氣冷凝液的回流濃縮問題，以提高氨氣濃度，減少雜質(zhì)含量。 17三、二氧化碳返爐試驗(yàn)： 屯留煤在CO2返爐前，凈煤氣的氫氮比為1.61.9之間，更適合于合成油。

10、但增加CO2返爐后，氫氮比下降到1.4左右也是可行的，且解決了CO2的出路問題。 東勝利煤在負(fù)荷4000Nm3/h時(shí) , CO2返爐。在汽氧比調(diào)整到位時(shí)（降低了1Kg/Nm3），蒸汽量減少了3t/h，氣化劑溫度下降了約25，CO2返爐替代了部分蒸汽參與氣化反應(yīng)，相應(yīng)減少同等摩爾數(shù)的蒸汽消耗，既節(jié)約了蒸汽，又實(shí)現(xiàn)了CO2的再利用，使得粗煤氣中CO含量增加2.4左右，相應(yīng)H2含量減少了2.28左右，一增一減為高氫煤氣調(diào)節(jié)H/C比,為后續(xù)產(chǎn)品加工開辟了一條新的選擇路線。18四、潞安煤基油（屯留煤）實(shí)際運(yùn)行狀況 1、煤質(zhì)變化 試燒時(shí)粉煤較多，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)煤中粉灰較多和大塊矸石較多的情況頻繁出現(xiàn)，而且兩種

11、現(xiàn)象交替、共同、單獨(dú)出現(xiàn)等情況是變幻多樣、紛繁復(fù)雜的。 2009年8月因煤中大塊矸石相繼導(dǎo)致煤鎖至灰鎖的所有液壓閥門幾乎全部密封泄漏而更換閥門，所有5臺(tái)爐因矸石導(dǎo)致的問題累計(jì)停車檢修時(shí)間達(dá)12天、工藝減負(fù)荷及停車200次左右。2009年9月因粉煤導(dǎo)致6#爐廢熱鍋爐釜底及P001泵管線堵，停車檢修5天。煤質(zhì)問題大大增加了工藝生產(chǎn)和設(shè)備檢修的工作負(fù)荷，而且大大增加了設(shè)備和人工成本。19 潞安集團(tuán)出現(xiàn)煤質(zhì)問題較多的原因 備煤車間的破碎機(jī)長時(shí)間不能投用， 備煤長時(shí)間打開除塵澆水開關(guān)，導(dǎo)致煤中水含量超高，順著氣化東墻外流。煤濕度大、流動(dòng)性差、易堵塞。 上煤隨意性大，落地粉煤在不通知?dú)饣涂傉{(diào)時(shí)就上到煤倉

12、，造成生產(chǎn)被動(dòng)。 氣化車間因加強(qiáng)上部煤倉的管理，防止人為捅入矸石或不撿矸石。 應(yīng)減少局部煤倉格柵的空隙，減少矸石落入。 車間管理人員應(yīng)參與到重要問題的反應(yīng)和解決中。202、氧負(fù)荷調(diào)節(jié)能力 實(shí)際運(yùn)行中，單爐氧負(fù)荷2#爐最高達(dá)到7800Nm3/h，且僅維持了30分鐘；總負(fù)荷最高28000Nm3/h。原因是： 高負(fù)荷后汽氧比無法投比值自動(dòng)調(diào)節(jié)；高負(fù)荷后爐篦轉(zhuǎn)動(dòng)不能故障，不然出口溫度飛漲至700以上； 高負(fù)荷后煤鎖加煤跟不上，主要是排隊(duì)泄壓，在煤鎖等待泄壓的過程中氣化爐上法蘭溫度已飛到聯(lián)鎖的250 以上； 煤氣水分析不合格不能外送，煤氣水儲(chǔ)槽液位高達(dá)56%； 動(dòng)力蒸汽供應(yīng)不足，或大量排灰水，灰鎖充水管線頻繁堵。21 3、汽氧比 潞安運(yùn)行過程中，汽氧比最低控制在5.4Kg/Nm3，此時(shí)爐內(nèi)已容易發(fā)生結(jié)渣、溝流等現(xiàn)象。因汽提汽入爐，氣化劑溫度比試燒時(shí)的350低了7080 。為提高氣化劑溫度，公司要求提高氧氣預(yù)熱器的低壓蒸汽為中壓蒸汽以提高氧氣溫度。 4、灰中殘?zhí)?潞安運(yùn)行中，基本每臺(tái)爐灰渣中都由少量殘?zhí)?，但沒有做過碳含量分析。操作中只要灰渣粒度適中、粗煤氣分析合格，少量殘?zhí)渴窃试S的。22 5、魯奇爐故障魯奇爐自動(dòng)化程度相對較低，設(shè)備故障率非常高。 不影響生產(chǎn)或在線處理的有：液壓漏油；潤滑漏油；煤氣水管道堵塞；灰鎖測壓等儀表失真；中壓蒸汽管線漏點(diǎn)；泵機(jī)械密封微漏；灰蒸汽管線堵塞；煤灰鎖