航天爐(HT2L)粉煤加壓氣化技術(shù)屬于加壓氣流床工藝,是在借鑒殼牌、德士古及GSP加壓氣化工藝設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上,由北京航天萬(wàn)源煤化工工程技術(shù)有限公司自主開(kāi)發(fā)、具有獨(dú)特創(chuàng)新的新型粉煤加壓氣化技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)未經(jīng)小試和中試,直接按照工藝設(shè)計(jì)建設(shè)工業(yè)化示范項(xiàng)目,2008年先后在安徽臨泉、河南龍宇建成2套單爐日投煤量720t的示范裝置。從目前運(yùn)行情況看,基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求,最長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間已達(dá)到128d。本文根據(jù)2套示范裝置的建設(shè)及實(shí)際運(yùn)行情況,對(duì)該技術(shù)先進(jìn)性、可靠性、氣化爐的特點(diǎn)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、投資及工藝過(guò)程等進(jìn)行分析。
1 工藝過(guò)程航天爐粉煤加壓氣化裝置分為4個(gè)單元,即磨煤和干燥單元(U1100)、煤加壓和輸送單元(U1200)、粉煤氣化單元(U1300)以及渣與灰水處理單元(U1400)。
U1100由磨煤、惰性氣體輸送、粉煤過(guò)濾3個(gè)部分組成。此單元設(shè)置2條生產(chǎn)線(xiàn),每條生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)原料煤處理能力為30t/h,采用1開(kāi)1備的操作方式,確保氣化裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行。
U1200主要實(shí)現(xiàn)粉煤的貯存、加壓和輸送。來(lái)至U1100的粉煤送至粉煤貯罐,粉煤貯罐將粉煤送入粉煤鎖斗,加壓后將粉煤送入高壓粉煤給料罐。粉煤通過(guò)從常壓到高壓的輸送,來(lái)滿(mǎn)足U1300的粉煤氣化的需要。
U1300是整套氣化裝置的核心部分,主要包括粉煤燃燒、合成氣激冷以及洗滌,其主要設(shè)備有燃燒器、氣化爐、渣鎖斗以及洗滌塔等。4.7MPa的粉煤與4.9MPa的過(guò)熱蒸汽以及空分裝置所產(chǎn)生的4.9MPa純氧通過(guò)粉煤燒嘴噴入氣化爐內(nèi),在4.0MPa(表壓)和1400~1700℃高溫下進(jìn)行不完全氧化反應(yīng),生成以H2和CO為主要成分的合成氣,合成氣經(jīng)激冷、增濕、除塵后送變換系統(tǒng)。
U1400主要完成整套裝置的黑水處理及循環(huán)利用,主要由黑水閃蒸、沉降系統(tǒng)及灰水除氧組成。由氣化爐及洗滌塔送出的黑水經(jīng)高壓及真空兩級(jí)閃蒸后送至沉降槽,澄清后的黑水送除氧器除氧,再經(jīng)高壓灰水泵加壓后,送至U1300進(jìn)行循環(huán)再利用。
2 技術(shù)特點(diǎn)
2.1 原料煤適應(yīng)性強(qiáng)
2套示范裝置曾先后試燒過(guò)褐煤、煙煤、無(wú)煙煤,試燒效果均較理想。航天爐粉煤氣化技術(shù)對(duì)入爐粉煤粒徑要求為:≤90μm的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于90%,≤5μm的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10%,水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2%,灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%以上。粒度過(guò)大會(huì)影響碳的轉(zhuǎn)化率;水分含量太高則會(huì)影響U1200的粉煤輸送;灰分小則水冷壁掛渣困難,難以形成穩(wěn)定的保護(hù)渣層。2套示范裝置先后試燒過(guò)的原料煤粒徑、水分、灰分分析見(jiàn)表1。
2.2 開(kāi)停車(chē)時(shí)間短,負(fù)荷升降快
從目前2套示范裝置的實(shí)際開(kāi)停車(chē)過(guò)程及負(fù)荷升降情況看,航天爐技術(shù)具有開(kāi)停車(chē)時(shí)間短、負(fù)荷升降快的特點(diǎn),減少了開(kāi)停車(chē)過(guò)程中的各項(xiàng)物料消耗。從停車(chē)到開(kāi)車(chē),整個(gè)過(guò)程可在2h內(nèi)完成;氣化爐從投料時(shí)的40%負(fù)荷升至100%負(fù)荷,也可在2h內(nèi)完成。
2.3 全部開(kāi)車(chē)過(guò)程電視監(jiān)控,安全直觀
航天爐采用特殊的航天科技成果,取消了火焰檢測(cè)器,在2個(gè)火檢管上安裝了2個(gè)高清晰度的攝像頭,在總控制室設(shè)有顯示屏,從點(diǎn)火燒嘴點(diǎn)火到開(kāi)工燒嘴升溫升壓及粉煤燒嘴投料的全過(guò)程,都在電視監(jiān)控器的監(jiān)控下,可以直接看到爐內(nèi)的燃燒情況,具有安全、方便、直觀的特點(diǎn)。
3 航天爐的結(jié)構(gòu)特征
航天爐由燒嘴、氣化爐燃燒室、激冷室及承壓外殼組成,其中燒嘴為點(diǎn)火燒嘴、開(kāi)工燒嘴和粉煤燒嘴組成的組合式燒嘴。氣化爐燃燒室內(nèi)部設(shè)有水冷壁,其主要作用是抵抗1450~1700℃高溫及熔渣的侵蝕。為了保護(hù)氣化爐壓力容器及水冷壁盤(pán)管,水冷壁盤(pán)管內(nèi)通過(guò)中壓鍋爐循環(huán)泵維持強(qiáng)制水循環(huán)。盤(pán)管內(nèi)流動(dòng)的水吸收氣化爐內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量并發(fā)生部分汽化,然后在中壓汽包內(nèi)進(jìn)行汽液分離,產(chǎn)出5.0MPa(表壓)的中壓飽和蒸汽送入蒸汽管網(wǎng)。水冷壁盤(pán)管與承壓外殼之間有一個(gè)環(huán)腔,環(huán)腔內(nèi)充入流動(dòng)的CO2(N2)作為保護(hù)氣。
激冷室為一承壓空殼,外徑與氣化爐燃燒室的直徑相同,上部設(shè)有激冷環(huán),激冷水由此噴入氣化爐內(nèi)。下降管將合成氣導(dǎo)入激冷水中進(jìn)行水浴,并設(shè)有破泡條及旋風(fēng)分離裝置,這種結(jié)構(gòu)可有效解決氣化爐帶水問(wèn)題。
航天爐除燒嘴及盤(pán)管采用不銹鋼材質(zhì)外,其余全為碳鋼材料。氣化爐及水冷壁設(shè)計(jì)使用壽命10~20年,燒嘴設(shè)計(jì)使用壽命10年(頭部一般每6個(gè)月維護(hù)1次)。
4 航天爐技術(shù)與殼牌、德士古煤制合成氣的比較
4.1 航天爐技術(shù)與殼牌煤制合成氣的比較
(1)航天爐技術(shù)流程簡(jiǎn)單、投資少
航天爐技術(shù)開(kāi)發(fā)時(shí)的目標(biāo)定位在煤制合成氣用于生產(chǎn)甲醇或合成氨,采用簡(jiǎn)單特殊的水冷壁和激冷、洗滌除塵流程。該工藝是簡(jiǎn)單地將高溫合成氣在激冷水的作用下將其溫度激冷至210℃左右,合成氣出界區(qū)溫度控制在190~200℃,濕煤氣中的飽和水蒸氣量完全能夠滿(mǎn)足CO變換所需。
殼牌粉煤氣化技術(shù)開(kāi)發(fā)目標(biāo)定位在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,采用廢熱鍋爐回收合成氣中的廢熱和干法陶瓷過(guò)濾器除塵,以獲取最高的熱效率。將其用于生產(chǎn)甲醇等產(chǎn)品時(shí),殼牌氣化工藝花近3億元的投資產(chǎn)出的蒸汽約70%用于變換;若用于制純H2,這個(gè)比例更大。
(2)航天爐技術(shù)電耗低
殼牌粉煤氣化技術(shù)采用廢熱鍋爐和干法除塵流程,用于吹掃的CO2或N2量很大。除制氨外,其它合成氣均不能用N2,只能用CO2,其用于粉煤輸送和吹掃的CO2量比航天爐大1.5倍。合成氣進(jìn)入廢鍋前必須將合成氣溫度由1500℃降至900℃左右,目的是將合成氣中的熔融物固化,防止其黏結(jié)在廢鍋換熱管上,因此要增設(shè)1臺(tái)氣量約為190000m3/h的激冷氣壓縮機(jī),將除塵后溫度為40℃的合成氣返回氣化爐出口的冷激管,電耗較大。
采用航天爐技術(shù)生產(chǎn)粗甲醇(質(zhì)量分?jǐn)?shù)94%)時(shí),噸產(chǎn)品的電耗只有330kW/h。
(3)航天爐水冷壁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易制造
殼牌粉煤氣化技術(shù)的水冷壁呈多段豎管排列,水路復(fù)雜,需采用合金鋼材質(zhì),制造難度大。廢熱鍋爐處在高溫、高壓、高含固體顆粒沖刷、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的工作環(huán)境中,需定期吹掃和敲打除灰。若干組干式陶瓷過(guò)濾器要周期性地交替進(jìn)行反吹掃除灰,設(shè)備需進(jìn)口,不僅大大增加了投資,而且還增加了操作控制難度及設(shè)備維修量,降低了裝置運(yùn)行的可靠性。
航天爐的水冷壁為圓筒形盤(pán)管,水強(qiáng)制循環(huán),水路簡(jiǎn)單,制造容易。
(4)航天爐氣化裝置的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率高
航天爐氣化裝置內(nèi)絕大部分設(shè)備,例如氣化爐、粉煤燒嘴、破渣機(jī)、中壓鍋爐循環(huán)泵、燒嘴冷卻水泵、激冷水泵、密封沖洗水泵、洗滌塔給料泵、粉煤系統(tǒng)切斷閥、渣水系統(tǒng)切斷閥、氧氣系統(tǒng)切斷閥、閃蒸系統(tǒng)用角閥以及部分調(diào)節(jié)閥等,均由北京航天萬(wàn)源工程技術(shù)有限公司自行設(shè)計(jì)制造,完全國(guó)產(chǎn)化。
而殼牌粉煤氣化技術(shù)的燒嘴、氣化爐內(nèi)件、合成氣冷卻器內(nèi)件及陶瓷過(guò)濾器等均需進(jìn)口,且加工周期較長(zhǎng)。
(5)項(xiàng)目建設(shè)周期短
安徽臨泉化工股份有限公司航天爐粉煤加壓氣化項(xiàng)目于2006年10月動(dòng)工建設(shè),2008年9月安裝調(diào)試完畢,建設(shè)周期24個(gè)月。河南永煤集團(tuán)濮陽(yáng)龍宇化工有限責(zé)任公司航天爐粉煤加壓氣化項(xiàng)目于2007年3月動(dòng)工建設(shè),至2008年9月安裝調(diào)試完畢,建設(shè)周期18個(gè)月。
4.2 航天爐技術(shù)與德士古煤制合成氣的比較
雖然航天爐技術(shù)與德士古煤氣化技術(shù)都屬氣流床加壓、液態(tài)排渣技術(shù),采用粗煤氣激冷、洗滌除塵流程,但航天爐技術(shù)采用干粉煤進(jìn)料,德士古煤氣化技術(shù)采用水煤漿進(jìn)料,兩者之間存在較大差異。
(1)航天爐技術(shù)原材料消耗低,氣化指標(biāo)先進(jìn)
航天爐技術(shù)生產(chǎn)單位產(chǎn)品(CO+H2)的原料煤消耗比德士古煤氣化技術(shù)低12%~13%(包括煤干燥在內(nèi)),氧耗低15%,電耗則是航天爐技術(shù)高,但與前兩項(xiàng)相比,其影響非常小。與德士古煤氣化技術(shù)相比,航天爐技術(shù)冷煤氣效率高10%,碳轉(zhuǎn)化率高1.5%,煤氣化熱效率(包括變換用蒸汽)高4%。煤氣中有效氣成分(CO+H2)體積分?jǐn)?shù):航天爐技術(shù)為86%~92%,德士古煤氣化技術(shù)為78%~81%。
(2)航天爐技術(shù)原料適應(yīng)性強(qiáng)
目前2套航天爐技術(shù)示范裝置試燒過(guò)的原料從褐煤到無(wú)煙煤等多種煤種,對(duì)原料灰分、灰熔融性溫度的限制比德士古煤氣化技術(shù)寬松得多。航天爐的水冷壁的功能是根據(jù)灰熔融性溫度的變化自動(dòng)調(diào)整掛渣膜壁厚度,灰熔融性溫度高的煤,水冷壁也完全能適應(yīng)。而德士古煤氣化技術(shù)要選用年青褐煤、含水高的煤,制備的水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)不到60%以上的煤不宜選作原料,灰熔點(diǎn)溫度>1400℃、含灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)>20%的煤也不宜選用,而這些煤完全能用于航天爐氣化。
5 結(jié)語(yǔ)
從目前2套示范裝置運(yùn)行情況看:航天爐氣化技術(shù)除具有殼牌爐的先進(jìn)、安全、高效、無(wú)須備用爐以及比德士古煤氣化技術(shù)操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好的特點(diǎn)外,還具有開(kāi)車(chē)時(shí)間短、電視監(jiān)控方便和直觀等特點(diǎn)。
從上述綜合分析比較可知:航天爐氣化工藝是一種適合我國(guó)國(guó)情的先進(jìn)的粉煤氣化技術(shù),是煤化工項(xiàng)目理想的選擇方案之一。
1 工藝過(guò)程航天爐粉煤加壓氣化裝置分為4個(gè)單元,即磨煤和干燥單元(U1100)、煤加壓和輸送單元(U1200)、粉煤氣化單元(U1300)以及渣與灰水處理單元(U1400)。
U1100由磨煤、惰性氣體輸送、粉煤過(guò)濾3個(gè)部分組成。此單元設(shè)置2條生產(chǎn)線(xiàn),每條生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)原料煤處理能力為30t/h,采用1開(kāi)1備的操作方式,確保氣化裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行。
U1200主要實(shí)現(xiàn)粉煤的貯存、加壓和輸送。來(lái)至U1100的粉煤送至粉煤貯罐,粉煤貯罐將粉煤送入粉煤鎖斗,加壓后將粉煤送入高壓粉煤給料罐。粉煤通過(guò)從常壓到高壓的輸送,來(lái)滿(mǎn)足U1300的粉煤氣化的需要。
U1300是整套氣化裝置的核心部分,主要包括粉煤燃燒、合成氣激冷以及洗滌,其主要設(shè)備有燃燒器、氣化爐、渣鎖斗以及洗滌塔等。4.7MPa的粉煤與4.9MPa的過(guò)熱蒸汽以及空分裝置所產(chǎn)生的4.9MPa純氧通過(guò)粉煤燒嘴噴入氣化爐內(nèi),在4.0MPa(表壓)和1400~1700℃高溫下進(jìn)行不完全氧化反應(yīng),生成以H2和CO為主要成分的合成氣,合成氣經(jīng)激冷、增濕、除塵后送變換系統(tǒng)。
U1400主要完成整套裝置的黑水處理及循環(huán)利用,主要由黑水閃蒸、沉降系統(tǒng)及灰水除氧組成。由氣化爐及洗滌塔送出的黑水經(jīng)高壓及真空兩級(jí)閃蒸后送至沉降槽,澄清后的黑水送除氧器除氧,再經(jīng)高壓灰水泵加壓后,送至U1300進(jìn)行循環(huán)再利用。
2 技術(shù)特點(diǎn)
2.1 原料煤適應(yīng)性強(qiáng)
2套示范裝置曾先后試燒過(guò)褐煤、煙煤、無(wú)煙煤,試燒效果均較理想。航天爐粉煤氣化技術(shù)對(duì)入爐粉煤粒徑要求為:≤90μm的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于90%,≤5μm的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10%,水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2%,灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%以上。粒度過(guò)大會(huì)影響碳的轉(zhuǎn)化率;水分含量太高則會(huì)影響U1200的粉煤輸送;灰分小則水冷壁掛渣困難,難以形成穩(wěn)定的保護(hù)渣層。2套示范裝置先后試燒過(guò)的原料煤粒徑、水分、灰分分析見(jiàn)表1。
2.2 開(kāi)停車(chē)時(shí)間短,負(fù)荷升降快
從目前2套示范裝置的實(shí)際開(kāi)停車(chē)過(guò)程及負(fù)荷升降情況看,航天爐技術(shù)具有開(kāi)停車(chē)時(shí)間短、負(fù)荷升降快的特點(diǎn),減少了開(kāi)停車(chē)過(guò)程中的各項(xiàng)物料消耗。從停車(chē)到開(kāi)車(chē),整個(gè)過(guò)程可在2h內(nèi)完成;氣化爐從投料時(shí)的40%負(fù)荷升至100%負(fù)荷,也可在2h內(nèi)完成。
2.3 全部開(kāi)車(chē)過(guò)程電視監(jiān)控,安全直觀
航天爐采用特殊的航天科技成果,取消了火焰檢測(cè)器,在2個(gè)火檢管上安裝了2個(gè)高清晰度的攝像頭,在總控制室設(shè)有顯示屏,從點(diǎn)火燒嘴點(diǎn)火到開(kāi)工燒嘴升溫升壓及粉煤燒嘴投料的全過(guò)程,都在電視監(jiān)控器的監(jiān)控下,可以直接看到爐內(nèi)的燃燒情況,具有安全、方便、直觀的特點(diǎn)。
3 航天爐的結(jié)構(gòu)特征
航天爐由燒嘴、氣化爐燃燒室、激冷室及承壓外殼組成,其中燒嘴為點(diǎn)火燒嘴、開(kāi)工燒嘴和粉煤燒嘴組成的組合式燒嘴。氣化爐燃燒室內(nèi)部設(shè)有水冷壁,其主要作用是抵抗1450~1700℃高溫及熔渣的侵蝕。為了保護(hù)氣化爐壓力容器及水冷壁盤(pán)管,水冷壁盤(pán)管內(nèi)通過(guò)中壓鍋爐循環(huán)泵維持強(qiáng)制水循環(huán)。盤(pán)管內(nèi)流動(dòng)的水吸收氣化爐內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量并發(fā)生部分汽化,然后在中壓汽包內(nèi)進(jìn)行汽液分離,產(chǎn)出5.0MPa(表壓)的中壓飽和蒸汽送入蒸汽管網(wǎng)。水冷壁盤(pán)管與承壓外殼之間有一個(gè)環(huán)腔,環(huán)腔內(nèi)充入流動(dòng)的CO2(N2)作為保護(hù)氣。
激冷室為一承壓空殼,外徑與氣化爐燃燒室的直徑相同,上部設(shè)有激冷環(huán),激冷水由此噴入氣化爐內(nèi)。下降管將合成氣導(dǎo)入激冷水中進(jìn)行水浴,并設(shè)有破泡條及旋風(fēng)分離裝置,這種結(jié)構(gòu)可有效解決氣化爐帶水問(wèn)題。
航天爐除燒嘴及盤(pán)管采用不銹鋼材質(zhì)外,其余全為碳鋼材料。氣化爐及水冷壁設(shè)計(jì)使用壽命10~20年,燒嘴設(shè)計(jì)使用壽命10年(頭部一般每6個(gè)月維護(hù)1次)。
4 航天爐技術(shù)與殼牌、德士古煤制合成氣的比較
4.1 航天爐技術(shù)與殼牌煤制合成氣的比較
(1)航天爐技術(shù)流程簡(jiǎn)單、投資少
航天爐技術(shù)開(kāi)發(fā)時(shí)的目標(biāo)定位在煤制合成氣用于生產(chǎn)甲醇或合成氨,采用簡(jiǎn)單特殊的水冷壁和激冷、洗滌除塵流程。該工藝是簡(jiǎn)單地將高溫合成氣在激冷水的作用下將其溫度激冷至210℃左右,合成氣出界區(qū)溫度控制在190~200℃,濕煤氣中的飽和水蒸氣量完全能夠滿(mǎn)足CO變換所需。
殼牌粉煤氣化技術(shù)開(kāi)發(fā)目標(biāo)定位在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,采用廢熱鍋爐回收合成氣中的廢熱和干法陶瓷過(guò)濾器除塵,以獲取最高的熱效率。將其用于生產(chǎn)甲醇等產(chǎn)品時(shí),殼牌氣化工藝花近3億元的投資產(chǎn)出的蒸汽約70%用于變換;若用于制純H2,這個(gè)比例更大。
(2)航天爐技術(shù)電耗低
殼牌粉煤氣化技術(shù)采用廢熱鍋爐和干法除塵流程,用于吹掃的CO2或N2量很大。除制氨外,其它合成氣均不能用N2,只能用CO2,其用于粉煤輸送和吹掃的CO2量比航天爐大1.5倍。合成氣進(jìn)入廢鍋前必須將合成氣溫度由1500℃降至900℃左右,目的是將合成氣中的熔融物固化,防止其黏結(jié)在廢鍋換熱管上,因此要增設(shè)1臺(tái)氣量約為190000m3/h的激冷氣壓縮機(jī),將除塵后溫度為40℃的合成氣返回氣化爐出口的冷激管,電耗較大。
采用航天爐技術(shù)生產(chǎn)粗甲醇(質(zhì)量分?jǐn)?shù)94%)時(shí),噸產(chǎn)品的電耗只有330kW/h。
(3)航天爐水冷壁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易制造
殼牌粉煤氣化技術(shù)的水冷壁呈多段豎管排列,水路復(fù)雜,需采用合金鋼材質(zhì),制造難度大。廢熱鍋爐處在高溫、高壓、高含固體顆粒沖刷、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的工作環(huán)境中,需定期吹掃和敲打除灰。若干組干式陶瓷過(guò)濾器要周期性地交替進(jìn)行反吹掃除灰,設(shè)備需進(jìn)口,不僅大大增加了投資,而且還增加了操作控制難度及設(shè)備維修量,降低了裝置運(yùn)行的可靠性。
航天爐的水冷壁為圓筒形盤(pán)管,水強(qiáng)制循環(huán),水路簡(jiǎn)單,制造容易。
(4)航天爐氣化裝置的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率高
航天爐氣化裝置內(nèi)絕大部分設(shè)備,例如氣化爐、粉煤燒嘴、破渣機(jī)、中壓鍋爐循環(huán)泵、燒嘴冷卻水泵、激冷水泵、密封沖洗水泵、洗滌塔給料泵、粉煤系統(tǒng)切斷閥、渣水系統(tǒng)切斷閥、氧氣系統(tǒng)切斷閥、閃蒸系統(tǒng)用角閥以及部分調(diào)節(jié)閥等,均由北京航天萬(wàn)源工程技術(shù)有限公司自行設(shè)計(jì)制造,完全國(guó)產(chǎn)化。
而殼牌粉煤氣化技術(shù)的燒嘴、氣化爐內(nèi)件、合成氣冷卻器內(nèi)件及陶瓷過(guò)濾器等均需進(jìn)口,且加工周期較長(zhǎng)。
(5)項(xiàng)目建設(shè)周期短
安徽臨泉化工股份有限公司航天爐粉煤加壓氣化項(xiàng)目于2006年10月動(dòng)工建設(shè),2008年9月安裝調(diào)試完畢,建設(shè)周期24個(gè)月。河南永煤集團(tuán)濮陽(yáng)龍宇化工有限責(zé)任公司航天爐粉煤加壓氣化項(xiàng)目于2007年3月動(dòng)工建設(shè),至2008年9月安裝調(diào)試完畢,建設(shè)周期18個(gè)月。
4.2 航天爐技術(shù)與德士古煤制合成氣的比較
雖然航天爐技術(shù)與德士古煤氣化技術(shù)都屬氣流床加壓、液態(tài)排渣技術(shù),采用粗煤氣激冷、洗滌除塵流程,但航天爐技術(shù)采用干粉煤進(jìn)料,德士古煤氣化技術(shù)采用水煤漿進(jìn)料,兩者之間存在較大差異。
(1)航天爐技術(shù)原材料消耗低,氣化指標(biāo)先進(jìn)
航天爐技術(shù)生產(chǎn)單位產(chǎn)品(CO+H2)的原料煤消耗比德士古煤氣化技術(shù)低12%~13%(包括煤干燥在內(nèi)),氧耗低15%,電耗則是航天爐技術(shù)高,但與前兩項(xiàng)相比,其影響非常小。與德士古煤氣化技術(shù)相比,航天爐技術(shù)冷煤氣效率高10%,碳轉(zhuǎn)化率高1.5%,煤氣化熱效率(包括變換用蒸汽)高4%。煤氣中有效氣成分(CO+H2)體積分?jǐn)?shù):航天爐技術(shù)為86%~92%,德士古煤氣化技術(shù)為78%~81%。
(2)航天爐技術(shù)原料適應(yīng)性強(qiáng)
目前2套航天爐技術(shù)示范裝置試燒過(guò)的原料從褐煤到無(wú)煙煤等多種煤種,對(duì)原料灰分、灰熔融性溫度的限制比德士古煤氣化技術(shù)寬松得多。航天爐的水冷壁的功能是根據(jù)灰熔融性溫度的變化自動(dòng)調(diào)整掛渣膜壁厚度,灰熔融性溫度高的煤,水冷壁也完全能適應(yīng)。而德士古煤氣化技術(shù)要選用年青褐煤、含水高的煤,制備的水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)不到60%以上的煤不宜選作原料,灰熔點(diǎn)溫度>1400℃、含灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)>20%的煤也不宜選用,而這些煤完全能用于航天爐氣化。
5 結(jié)語(yǔ)
從目前2套示范裝置運(yùn)行情況看:航天爐氣化技術(shù)除具有殼牌爐的先進(jìn)、安全、高效、無(wú)須備用爐以及比德士古煤氣化技術(shù)操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好的特點(diǎn)外,還具有開(kāi)車(chē)時(shí)間短、電視監(jiān)控方便和直觀等特點(diǎn)。
從上述綜合分析比較可知:航天爐氣化工藝是一種適合我國(guó)國(guó)情的先進(jìn)的粉煤氣化技術(shù),是煤化工項(xiàng)目理想的選擇方案之一。






