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HT–L煤氣化工藝系統流程

時間:2015-10-08 09:47:38  來源:網絡  作者:dd

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HT-L氣流床煤氣化技術的先進性、成熟程度、可靠性、經濟性和實用性更適合國情,本項目選擇先進的HT-L加壓氣流床煤氣化技術。
4.1.1.2工藝流程說明
煤氣化系統由磨煤與干燥系統、加壓輸送系統、氣化及凈化、渣及灰水處理系統組成。0 X2 e5 ?4 U" k, v( u# J2 A* Y
4.1.1.2.1 磨煤與干燥系統工藝流程說明
磨煤與干燥系統的工藝流程、運行原理、控制參數都與SHELL工藝相同,兩套系統一開一備,單套能力35噸/小時,目的是制造出粒度小于90微米的大于80%、水含量小于2%的煤粉。沒有單獨的石灰石加入系統,只是利用皮帶秤通過比值調節將粒狀石灰石加到輸煤皮帶上,一同進入磨煤機研磨。0 f, {- j; O' b# X" l0 _6 E
4.1.1.2.2 加壓輸送系統
     加壓輸送系統的工藝流程、運行原理、控制參數都與SHELL工藝相同,目的是將制出的合格煤粉利用壓差輸送至氣化爐進行燃燒氣化。不同是粉煤給料倉下面是三條腿,三條線輸送,到燒嘴處匯合從燒嘴環隙呈螺旋狀噴入爐膛。9 q* l6 g" E: e0 O# J4 [3 Z
4.1.1.2.3 氣化及凈化
    燒嘴設計同GSP,采用單燒嘴頂燒式氣化,氣化爐采用TEXACO激冷工藝,氣化爐升壓到1MPa時,煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比進入氣化爐,穩壓1小時掛渣,爐膛內設置有8個溫度檢測點,可以作為氣化溫度的參考點,也可以判斷掛渣的狀態。設計氣化溫度1400-1600℃,氣化壓力4.0MPa。熱的粗煤氣和熔渣一起在氣化爐下部被激冷,也由此分離,激冷過程中,激冷水蒸發,煤氣被水蒸汽飽和,出氣化爐為199℃ ,經文丘里洗滌器、洗滌塔洗滌后,194℃、固體含量小于0.2mg/m3的合成氣送去變換。5 ]) [7 D& c& E2 i
4.1.1.2.4 渣及灰水處理系統/ x% s9 A6 c6 u+ i5 G" ~. n
   渣及灰水處理系統的工藝流程、運行原理、控制參數都與TEXACO工藝相同。渣經破渣機,高壓變低壓鎖斗,排到撈渣機,進行渣水分離,水回收處理利用;灰水經高壓閃蒸、真空閃蒸后到沉降池,清水作為激冷水回收利用 ,漿水經真空抽濾后制成濾餅。$ h1 m0 d3 |( I; Z: r. t8 F, m
4.1.1.3 工藝流程簡述+ B! Y5 q& d  ?  N, M- O7 D! Y
4.1.1.3.1 磨煤及干燥. H; |2 Q5 ^. i& b$ S2 K. x. r
合格粒度的原料煤用膠帶輸送機由原料煤堆場送入原料煤儲倉。原料煤經過計量給料機加入磨煤機中,進行磨煤加工生產煤粉。磨煤機采用的是中速磨,在磨煤的同時向磨煤機內吹入由惰性氣體加熱器(熱風爐)加熱的氣體,對煤進行干燥。惰性氣體加熱器的燃料主要是由液氮洗排出的弛放氣,不足部分由粗合成氣補充。磨煤機磨出煤粉由熱風攜帶經磨煤機的旋轉分離器,將合格的煤粉送出,再通過布袋除塵器將煤粉與氣體分離,煤粉經旋轉下料閥、螺旋輸送機輸送到煤粉儲斗。分離后的惰性氣體再由循環風機吹入惰性氣體加熱器循環使用。原料煤儲斗設有除塵用的風機和布袋除塵器,用于防止煤粉塵飛揚。惰性氣體加熱器配有助燃風機。4 W# r) o5 k. G! Q- `
4.1.1.3.2 煤加壓及給料
來自磨煤及干燥單元的粉煤進入粉煤儲倉,同時由粉煤過濾器過濾下的煤粉也進入粉煤儲倉。粉煤經煤粉發送罐送入煤粉鎖斗,一旦此過程完成,后者即與所有低壓設備隔絕。煤粉鎖斗與煤粉給料倉之間的平衡閥門打開后,高壓氮氣進入煤粉鎖斗加壓直至壓力與煤粉給料倉相同。
粉煤進入煤粉給料倉后,煤粉鎖斗開始卸壓并重新進料,周而復始。& J1 `, g# R& Z4 [$ o! ~
4.1.1.3.3 煤粉氣化
來自煤粉給料倉的粉煤用中壓氮氣通過加料器送入氣化爐粉煤燒嘴。中壓過熱蒸汽進入氧氣/蒸汽混合器與來自空分的純氧混合后也進入粉煤燒嘴。氧/蒸汽比保持恒定,而氧/煤比則根據合成氣產量及其組份(CO2和CH4)含量進行調節。! S. y, T( h; g! @; c
粉煤、氧氣和蒸汽混合物由粉煤燒嘴噴入氣化爐內進行燃燒反應。反應后的高溫合成氣(~1350℃)在氣化爐激冷室被激冷至約216℃后進入下工序。
高溫氣化使煤中所含灰份成熔融狀并流到氣化爐下部激冷室中,由于激冷迅速分解成灰渣小顆粒,然后灰渣顆粒隨水進入渣收集罐中。灰水由循環泵輸送,經水力旋流器和冷卻器循環回到激冷室,并將熔渣的熱量帶走。渣由收集罐進入排渣罐,在此過程中,水通過灰水泵循環回到收集罐中,同時部分高壓新鮮水將補充到系統。
當所有的渣進入排渣罐后,排渣罐即與收集罐隔絕并開始卸壓,然后將渣全部倒入渣池,由洗滌水儲罐出來的低壓灰水對排渣罐進行沖洗,當沖洗和重新注水完成后,用中壓氮氣進行加壓,然后與收集罐重新連通。) {3 b# [( O" {
渣池中的渣由鏈式撈渣機撈出并經渣輸送帶送往渣場。渣池中含細微顆粒的灰水通過渣水排放泵輸送至渣水處理的真空閃蒸罐中。
4.1.1.3.4 渣水處理
合成氣通過兩級文丘里洗滌器洗除去灰分,經帶有高效除霧器的分離器除水后,送變換裝置。
文丘里洗滌器出來的黑水經過高壓閃蒸和真空閃蒸,分離出其中溶解的合成氣,最后進到澄清槽澄清。高壓閃蒸罐頂出來的閃蒸氣經過灰水加熱器、脫鹽水加熱器塔頂冷凝器分離出酸性氣送火炬燃燒放空。) I0 K1 }, E* d5 b) ^# u/ P1 `" J. V4fe氣化網

澄清槽上部清水為灰水,灰水溢流到灰水槽。澄清槽底部渣水通過底流泵送到壓濾機分離出細渣和濾液,濾液自流到濾液受槽,濾液再從濾液受槽和灰水槽來的灰水一起經過廢水冷卻器冷卻之后送污水處理場。 4fe氣化網

航天長征化學工程股份有限公司(簡稱“ 航天工程公司”)前身為北京航天萬源煤化工工程技術有限公司,主營業務是以航天粉煤加壓氣化技術為核心,專業從事煤氣化技術及關鍵設備的研發、工程設計、技術服務、設備成套供應及工程總承包。
航天工程公司目前擁有自主知識產權的航天(HT-L)粉煤加壓氣化技術,該技術可廣泛應用于煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制天然氣、煤制油、煤制氫、IGCC發電等領域。
HT-L粉煤氣化技術工藝原理為原料煤經過磨煤、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,瞬間發生升溫、揮發分裂解、燃燒及氧化還原等物理和化學過程。生成的1400℃~1600℃的合成氣經過冷卻后,出氣化爐的溫度為210℃~220℃,再經過文丘里洗滌器增濕、洗滌,和洗滌塔進一步降溫、洗滌,產出溫度約為204℃、粉塵含量小于10×10-6的粗合成氣。
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。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,并蒸發水蒸氣到飽和,同時熔渣迅速固化,通過分離裝置實現合成氣、液態水、固渣的分離。合成氣通過管口輸出進入后續工段,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,并斷續排出。含有細灰的黑水通過管口進入渣水處理系統。
航天氣粉煤氣化的主要技術指標如下:
 
l 氣化溫度:1300-1700度(與煤種有關);
 
l (CO+H2)含量:~90%(與煤種有關);
 
l 氧耗:290-320Nm3氧/1000Nm3(CO+H2)(與煤種有關)
 
l 煤耗:550-650kg入爐煤/1000Nm3(CO+H2)(與煤種有關)
 
l 冷煤氣效率:80-82%(與煤種有關)
 
目前航天長征公司根據不同用戶的需要,主要提供三種不同的爐型,三種爐型基本結構相同,主要區別在日投煤量的差異。
 
1、2800型
 
l 氣化爐直徑:2.8-3.2米;
 
l 氣化爐高度:14.5米;
 
l 氣化壓力:4.0MPa;
 
l 日投煤量:~750噸(與煤種有關);
 
l (CO+H2)有效氣產量:40000-51000Nm3/h(根據要求確定)。
 
2、3200型
 
l 氣化爐直徑:3.2-3.8米;
 
l 氣化爐高度:19.5米;
 
l 氣化壓力:4.0MPa;
 
l 日投煤量:~1500噸(與煤種有關);
 
l (CO+H2)有效氣產量:80000~11000Nm3/h(根據要求確定)。
 
3、4000型
 
l 氣化爐直徑:4000米;
 
l 氣化爐高度:24.5米;
 
l 氣化壓力:4.0MPa;
 
l 日投煤量:~2500噸(與煤種有關);
 
l (CO+H2)有效氣產量:140000-180000Nm3/h(根據要求確定)。
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