清華爐的應(yīng)用2課件

清華爐在山西陽煤豐喜集團(tuán)

公司的應(yīng)用一、企業(yè)簡介陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司為山西省屬五大煤炭集團(tuán)之一。總資產(chǎn)639億元，凈資產(chǎn)183億元，下屬36個分公司，39個控股子公司（其中有2個上市公司）。2008年，實現(xiàn)銷售收入343.68億元。位列全國500強企業(yè)第217位、全國煤炭工業(yè)100強第10位。

山西陽煤豐喜為陽煤集團(tuán)的控股子公司，是一個集化肥、化工、化機(jī)制造于一體的國家大型煤化工企業(yè)集團(tuán)，是山西省最大的合成氨、尿素、甲醇生產(chǎn)企業(yè)。2009年陽煤豐喜化機(jī)公司名列全國化肥設(shè)備制造第三位。2024/1/62山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司二、煤氣化技術(shù)的選擇

我公司原有煤氣化爐是以白煤為原料的常壓固定床間歇氣化爐，由于白煤價格高，采購困難。2002年我們決心采用新技術(shù)，對原料結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展。2002年在國內(nèi)可以比較的有四種技術(shù)：1.德國魯奇爐：以碎煤為原料，主要應(yīng)用廠家有天脊集團(tuán)（原山西化肥廠）、義馬煤氣化廠、哈爾濱氣化廠。此煤氣化工藝成熟，但存在以下問題：第一、氣體中含有焦油，處理流程長，第二、氣體中甲烷含量較高，還需配套建設(shè)甲烷轉(zhuǎn)化裝置；第三、污水難于處理，至今沒有一種有效的處理方法。2024/1/63山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司2.殼牌爐：以干粉為原料，世界上唯一一套工業(yè)化裝置在荷蘭，用于發(fā)電，年運行不足5500小時，國內(nèi)裝置均在建設(shè)中，且投資巨大。3.美國德士古爐:以水煤漿為原料,運行的工業(yè)裝置多，當(dāng)時已運行廠家主要有魯南化肥廠、上海焦化廠、淮南化肥廠、渭河化肥廠。此氣化技術(shù)生產(chǎn)穩(wěn)定，環(huán)境友好。主要存在問題是燒嘴壽命短，一般為45天左右。2024/1/64山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司

4.清華爐：以水煤漿為原料，國內(nèi)自主開發(fā)的煤氣化技術(shù)，當(dāng)時已完成專利、數(shù)學(xué)模型、冷態(tài)試驗，φ1000mm氣化爐熱態(tài)試驗。根據(jù)比較，我們認(rèn)為德國魯奇爐和荷殼牌爐不適合我們。美國德士古爐和清華爐適合我們，但各有千秋。從我們的經(jīng)驗考慮，清華爐具有美國德士古爐的優(yōu)點，用分級給氧方式解決美國德士古爐的燒嘴壽命時間短的問題，是一個好的技術(shù)。2024/1/65山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司三、清華爐項目簡介清華爐氣化裝置是以山西豐喜肥業(yè)（集團(tuán)）臨猗分公司30萬噸／年甲醇項目，一期工程年產(chǎn)10萬噸甲醇項目依托進(jìn)行建設(shè)的。一期工程于2003年開工建設(shè)，于2006年元月23日一次化工投料成功，氣化爐一開一備，2008年6月，甲醇二期工程完工，兩臺氣化爐全開不備運行，第三臺氣化爐設(shè)備已全部到貨，目前正在安裝。第四臺水冷壁氣化爐，目前正在設(shè)計階段，預(yù)計2010年10月投運。

水冷壁氣化爐建成以后，可以利用無煙煤進(jìn)行氣化，可以擴(kuò)大清華爐煤種的適應(yīng)性，企業(yè)的原料來源擴(kuò)大。2024/1/66山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司增加二次氧噴嘴2024/1/69山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司增加二次氧噴嘴2024/1/610山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司增加二次氧噴嘴2024/1/611山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司五、氣化裝置的主要創(chuàng)新與改進(jìn)氣化爐的創(chuàng)新鎖斗系統(tǒng)的改進(jìn)排渣系統(tǒng)的改進(jìn)合成氣洗滌塔的內(nèi)件改進(jìn)高壓閃蒸系統(tǒng)閃蒸蒸汽的綜合利用黒水閃蒸系統(tǒng)的位差布置高壓閃蒸、真空閃蒸的內(nèi)件改進(jìn)黑水閃蒸系統(tǒng)的其他改進(jìn)2024/1/612山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司氣化爐的創(chuàng)新1、采用分級給氧技術(shù)，在氣化爐增加二次氧噴嘴，從而改變了氣化爐內(nèi)的流場分布，使氣化爐內(nèi)溫度更均勻，更有利于氣化反應(yīng)的進(jìn)行，也增加了燒嘴的使用周期，主工藝燒嘴連續(xù)運行時間在100天以上。2、氣化爐主工藝燒嘴中心霧化氣體可以采用氧氣也可以采用二氧化碳或其他氣體，在本裝置中采用氧氣和二氧化碳可進(jìn)行在線安全穩(wěn)定切換。3、氣化爐燃燒室與傳統(tǒng)的水煤漿氣化爐相比，直筒段加長了400mm，燃燒室容積增大。4、氣化爐激冷室取消了上升管，氣體直接從下降管進(jìn)入水中，然后送往后工段，氣化爐液位較穩(wěn)定帶水量減少。2024/1/613山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司氣化爐的創(chuàng)新5、下降管加霧化水，減小激冷室的帶水量。6、采用活性很低的白煤作為氣化原料（陽泉白煤的活性很低，在1100℃時為49%）。7、與國家煤科院水煤漿工程中心合作，利用雙峰級配技術(shù)制漿，一方面提高水煤漿的濃度，將水煤漿的濃度提高到70%左右，另一方面，將煤漿的平均粒徑細(xì)化，使其平均粒徑小于等于50μm,提高其反應(yīng)活性。8、在第四臺氣化爐的建設(shè)中，采用水冷壁形式，可以氣化灰熔點為1600℃的煤。2024/1/614山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司鎖斗系統(tǒng)的改進(jìn)1、增大了鎖斗的容積，鎖斗容積增大為16.2m3，與渭河相比，容積增加將近一倍。2、鎖斗容積增大后，鎖斗循環(huán)泵的沖渣水含固量降低，循環(huán)渣水中固體含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1%，鎖斗循環(huán)泵運行狀況大大改善，裝置開車三年來，從未進(jìn)行過檢修。3、容積增加后，鎖斗排渣時間延長，可以一小時排一次渣，相對于其他廠家30-40min排一次渣，一方面可以減小鎖斗系統(tǒng)閥門的磨損；另一方面。可以減小對氣化爐液位的影響；另外還可以延長鎖斗使用時間（鎖斗設(shè)計交變30萬次）2024/1/615山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司合成氣洗滌塔的內(nèi)件改進(jìn)

1、取消文丘里洗滌器，氣化爐激冷室出口的合成氣直接進(jìn)入合成氣洗氣塔，減小了系統(tǒng)壓差。2、合成氣洗滌塔下部取消了上升管，增加了氣體分布器，使合成氣與水的接觸更加均勻，保證了合成氣中的固體顆粒與洗滌水的充分接觸，充分濕潤，保證了洗滌效果。3、合成氣洗滌塔的洗滌塔板增加為四層，充分保證洗滌效果。4、采用以上改進(jìn)后，氣化系統(tǒng)壓差（從氣化爐到洗滌塔出口）一般在0.15MPa以下；變換系統(tǒng)運行穩(wěn)定，系統(tǒng)壓差運行三年來幾乎沒有變化，觸媒溫度沒有升高。2024/1/616山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司合成氣洗滌塔內(nèi)件2024/1/617山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司排渣系統(tǒng)的改進(jìn)多臺氣化爐設(shè)置一大渣池，在大渣池中沉淀的爐渣通過抓斗起重機(jī)用抓斗挖出，放在晾干池中用機(jī)動車輛運走；在大渣池中的灰水經(jīng)沉淀一段時間后，通過溢流進(jìn)入清水區(qū)域，然后用泵將渣水送到真空閃蒸罐，此排渣流程主要有以下優(yōu)點：1、渣池為多臺氣化爐共用一個，撈渣可以間歇進(jìn)行，即使撈渣抓斗出現(xiàn)故障，也有時間進(jìn)行維修，不會因此而影響氣化爐的正常運行。2、抓斗起重機(jī)在化工生產(chǎn)中屬常用設(shè)備，一次性投資和正常維修，費用都較低。2024/1/618山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司高壓閃蒸系統(tǒng)閃蒸蒸汽的綜合利用1、我公司的閃蒸系統(tǒng)采用兩級閃蒸，高壓閃蒸0.5MPaG，真空閃蒸-0.05MPaG，現(xiàn)有的閃蒸蒸汽利用流程主要是將閃蒸蒸汽和高壓灰水進(jìn)行間接換熱，存在換熱器容易堵塞，熱量利用率不高等問題。2、我公司將高壓閃蒸蒸汽作為熱源直接利用，一部分作為氣化灰水除氧器的用蒸汽，另一部分作為精餾工段再沸器的熱源。2024/1/619山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司黒水閃蒸系統(tǒng)的位差布置1、將真空閃蒸的位置上移，取消真空閃蒸罐的液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)和真空閃蒸罐去沉降槽的灰水給料泵；將真空閃蒸罐下液管線直接插入沉降槽內(nèi)，沉降槽作為真空閃蒸罐的液封槽，真空閃蒸罐內(nèi)不再控制液位，真空閃蒸罐內(nèi)結(jié)垢，下液管堵塞等問題得到徹底解決。2、將高壓閃蒸罐的位置與真空閃蒸罐位置相協(xié)調(diào)，高壓閃蒸罐液相出口至少與真空閃蒸罐進(jìn)口相平，徹底解決高壓閃蒸罐內(nèi)結(jié)垢問題。2024/1/620山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司高壓閃蒸、真空閃蒸的內(nèi)件改進(jìn)1將高閃、真閃內(nèi)件，改為導(dǎo)流板形式。2、導(dǎo)流板由耐磨鋼板制作，檢修時，只需更換導(dǎo)流板即可，解決了原設(shè)計內(nèi)件檢修困難的問題2024/1/621山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司高壓閃蒸罐2024/1/622山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司黑水閃蒸系統(tǒng)的其他改進(jìn)1、在我公司二期、三期工程設(shè)計中，針對閃蒸系統(tǒng)沒有備用，無法檢修的現(xiàn)實，將閃蒸系統(tǒng)改為每臺氣化爐對應(yīng)一套閃蒸系統(tǒng)。2、閃蒸系統(tǒng)一對一同其他廠家閃蒸系統(tǒng)一用一備相比，沒有閥門難以切換的問題。3、下一步，我公司在黑水閃蒸系統(tǒng)將采用液力透平進(jìn)行能量回收，徹底解決閃蒸系統(tǒng)的問題。2024/1/623山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司清華爐運行情況介紹

清華爐氣化技術(shù)工業(yè)示范裝置投運以來,系統(tǒng)運行平穩(wěn),各項指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。氧氣分級與不分級氣化的典型數(shù)據(jù)比較如下：2024/1/624山西陽煤豐喜（集團(tuán)）股份有限公司項目不分級分級有效