常压固定床纯氧连续气化技术应用探究

河南金马能源股份有限公司焦粒制气项目气化工艺选择时,在对鲁奇碎煤加压气化工艺与常压固定床纯氧连续气化工艺进行比较后,选用了后者。常压固定床纯氧连续气化炉的运行情况表明:以焦粒或无烟煤为原料进行气化,两种原料(焦粒或无烟煤)所产煤气中有效气成分差别不大,而以无烟煤为原料时系统消耗更低,单位煤气产品(无烟煤)煤耗与汽耗水平也优于鲁奇碎煤加压气化炉(鲁奇炉单炉产能大,在生产化工合成气时有较大优势),总体而言,固定床纯氧连续气化工艺投资少、运行成本低,用于制取工业燃气,技术上是适应的,经济上是可行的,对于需淘汰两段式煤气发生炉(生产工业燃气)的企业,以及采用天然气作为燃气生产成本太高的企业,技改或新建项目均值得考虑;此外,若将固定床纯氧连续气化炉所产清洁燃气用于焦化行业替代或部分替代炼焦过程中回炉的焦炉煤气,将焦炉煤气更多地用于生产化工产品,对焦化行业的转型升级及节能增效等也具有一定的参考意义。同时,指出了常压固定床纯氧连续气化工艺的不足,并提出了改进设想。     

山西天泽常压固定床间歇式煤气炉环保升级及替代改造之路

山西天泽煤化工集团股份公司以晋城无烟块煤为原料，气化系统采用常压固定床间歇气化工艺(下属永丰公司有40台煤气炉、煤气化厂有60台煤气炉),主产品产能为1 800 kt/a合成氨、3 000 kt/a尿素。在环保政策倒逼下，基于企业的实际情况，2020年以来山西天泽气化系统改造分两步开展：第一步对现有气化系统进行环保升级过渡改造——2021年完成造气炉系统煤气直冷改间冷(及配套)改造，2022年6月完成造气间冷增量水蒸氨技改；第二步对固定床间歇气化工艺进行替代改造——煤气化厂最终确定(原计划采用粉煤加压气化工艺，后因故搁置)采用纯氧连续气化工艺(设计产能为3 000 t/d氨醇),永丰公司采用纯氧连续气化工艺(设计产能因故缩减至360 kt/a合成氨、100 kt/a甲醇),煤气化厂、永丰公司均配套建设空分装置，下游生产系统及公用工程系统均以利旧为主。山西天泽的固定床间歇式煤气炉全部淘汰任务力争于2024年9月完成。     

五种煤固定床气化小试试烧综合研究

在D100mm加压固定床气化炉装置上，分别进行了鹤壁三矿、孙村矿、华丰矿和朝阳矿五个煤种的空气气化和纯氧气化试验研究。结果表明：五煤种均具有强和很强的粘结性，经部分破粘预处理后，成功地进行了四矿五煤种的小试试烧，所得煤气气化指标可作为地下气化可行性研究或工程设计时的参考。     

五种煤固定床气化小试试烧综合研究

在Φ100mm加压固定床气化炉装置上，进行了鹤壁三矿、孙村矿、华丰矿和朝阳矿共五个煤种的空气气化和纯氧气化试验研究。结果表明：这五种煤均具有强和很强的粘结性，经部分破粘预处理后，成功进行了四矿五种煤的小试试烧，所得煤气化指标可作为地下气化可行性研究或工程设计时的参考。     

固定床间歇气化与纯氧连续气化技术对比分析

固定床间歇气化技术受到环保、能耗等因素的影响，正在逐年淘汰关停，作为同源替代的连续纯氧气化技术受到关注。从政策导向、工厂实际运行参数、吨氨综合成本、吨氨综合能耗等方面对两种气化技术进行了分析比较，可为相关固定床间歇气化技术改造提供参考。     

固定床加压连续气化替代UGI技术经济性分析

为解决传统合成氨企业面临的困境,结合常压固定床(UGI)气化现状,分析了传统合成氨企业成本高的原因。晋煤集团采用自主开发的加压连续气化技术(JC炉)替代UGI技术,对晋煤金象化工公司常压间歇气化系统进行改造,通过改造工艺流程、优化后系统配置等措施,使加压气化技术在原料、能耗上具有成本优势。从技改前后运行的经济性对比分析可知,改造后吨氨醇成本可下降260元~360元,并取得良好的环保效果。     

煤加压气化技术的研究开发

简要介绍了煤科总院北京煤化工研究分院在加压固定床气化—包括Φ650mm中试和Φ100mm小试技术,Φ100mm和Φ300mm加压流化床气化技术等方面的研究和开发情况,重点介绍了典型中国煤种在上述固定床和流化床气化炉试烧时的气化特性。指出做为国内唯一的固定床加压气化小试装置和少有的加压流化床气化小试装置,今后将在煤种气化特性评价、煤化工多联产规划等方面发挥积极作用,同时简要阐述了加压气化技术的发展前景。     

固定床气化增氧技术的探讨

简要介绍固定床间歇气化炉采用增氧气化技术的原理和进展情况,并介绍了纯氧/增氧两种气化技术的投资、成本估算、效益分析的比较和三种制氧技术的对比选择情况。     

Shell气化装置HPHT飞灰过滤器优化改进小结

河南能源化工集团鹤壁煤化工有限公司600 kt/a甲醇装置自2013年投产以来,因Shell气化炉的积灰、堵渣问题较为突出,系统运行不稳定、负荷率低; 2015年、2016年甲醇装置经多项改造后,系统运行逐步趋于稳定,2016年6月2日系统加至满负荷,甲醇日产量最高达1 846 t,但受制于HPHT飞灰过滤器的压差高及漏灰问题(最终导致气化装置被迫停车检修),影响系统产能的进一步提升及消耗的进一步降低。经分析,Shell气化炉满负荷运行以来,HPHT飞灰过滤器主要存在负荷增大时系统不能稳定运行、飞灰过滤器进气侧和出气侧密封及固定方式不当等问题。为此,实施了将陶瓷滤棒更换为Fe3Al金属滤芯、对小管板和大管板密封面进行满焊固定的优化改进,由此解决了系统的瓶颈问题,保证了气化装置的稳定、高负荷、长周期运行,使鹤壁煤化气化装置成为国内首套达标达产的大型Shell气化装置。     

变压吸附法富氧用于固定床煤气炉连续气化工艺技改方案的技术经济分析

概述了我国中氮肥行业固定床煤气炉空气间歇气化和富氧连续气化工艺技术现状，着重讨论了变压吸附法分离空气制富氧技术，分析论证了变压吸附法富氧用于Φ３０００ｍｍ、Φ２７４５ｍｍＵＧＩ型间歇式固定床煤气炉进行常压连续气化工艺的经济效果，并探讨了可行的技改方案。     

固定床气化与气流床水煤浆气化集成的能量与经济分析

针对煤制天然气工艺中固定床气化产生大量含有焦油、酚等难处理物质的废水,提出了将固定床气化和气流床水煤浆气化相结合的气化方式解决废水问题。考察了未分离焦油煤气水直接制浆和分离焦油后酚水再制浆的两种气化集成方式,以煤制天然气项目为基础对其进行能量与经济分析。结果表明:与单一气流床相比,固定床气化和气流床水煤浆气化耦合提高了系统冷煤气效率;当固定床与气流床水煤浆气化干基煤处理量比为2,未分离焦油煤气水直接制浆和分离焦油后酚水再制浆两种气化集成方式的气化系统煤耗分别为563 kg·km^-3(CO+H₂+3.12×CH₄)和599 kg·km^-3(CO+H₂+3.12×CH₄),氧耗分别为212 m³ O₂·km^-3(CO+H₂+3.12×CH₄)和206 m³ O₂·km^-3(CO+H₂+3.12×CH₄),冷煤气效率分别为84.44%和86.74%,总热效率分别为72.53%和74.87%,且副产焦油的气化集成方案与单一固定床气化方案相比,其天然气生产成本增加不明显,经济上可行。     

技改项目煤气化工艺路线比选总结

江苏德邦兴华化工股份有限公司150 kt/a合成氨装置以白煤为原料,采用固定床气化炉制气,出于降本增效、安全环保等方面的考虑和需要,决定对装置进行原料结构调整,即对其固定床气化系统进行升级改造。为此,就循环流化床气化炉的煤种适应性、制氨/甲醇的可行性、运行稳定性、经济性等方面展开了一系列的调研与探讨,并就固定床气化、水煤浆气化、循环流化床气化3种气化工艺在煤种适应性、项目投资、能源利用率、制氨成本、气体压缩成本、制碱(联碱)、安全及环保等方面进行综合对比,认为循环流化床气化炉可以作为中小型合成氨/甲醇生产企业技改或新上项目的选择。     

富氧连续气化试验总结

简要介绍了富氧连续气化技术的特点、工艺流程、主要设备以及富氧气化炉的操作要点,并提出了设计中需要注意的事项。富氧连续气化试验结果表明：富氧气化炉的吨氨煤耗在1．4t左右,产气量比间歇气化炉提高50％以上,废热锅炉和夹套所产蒸汽基本能自给。     

型煤富氧连续气化技术

我国独创的粉煤成型富氧连续气化技术于2007年12月初获得重大突破。从江西昌昱实业有限公司了解到,经过10个多月的攻关,该公司与福建三明化工有限公司联合实施的固定床间歇煤气炉型煤富氧气化技术改造工程取得成功。新建的5台Φ3 000 mm固定床间歇煤气炉已在三明化工有限公司投     

煤炭地下催化气化工艺的研究

提出煤炭地下催化气化新工艺的概念,研究利用高压雾状催化剂-水蒸气带入装置并以钙基化合物为催化剂进行煤炭地下催化气化.在小型模拟地下气化炉中,以大雁褐煤为煤样,选用氢氧化钙水溶液(质量分数为5%,10%,15%)为催化剂进行纯氧气化.结果表明,添加氢氧化钙水溶液气化后的煤气与不加催化剂、添加10%CaCO3气化后的煤气相比,煤气中甲烷组分可以达到7.58%,煤气热值提高到5.43MJ/m3～7.87MJ/m3,产气率提高28%～69%,且可以稳定产气.催化剂组成(质量浓度)以添加Ca(OH)2为10%～15%之间进行气化效果最佳,为提高煤炭地下气化的稳定性开辟了一条全新的路径.     

粉煤气化系统的检测与控制

我公司粉煤气化装置采用的是灰熔聚循环流化床粉煤多元气化工艺。它是利用流态化原理，将原料粉煤连续加入气化炉密相区，气化剂（纯氧、蒸汽）从气化炉底部吹入，使煤粒沸腾流化，在燃烧产生的高温条件下，气固两相充分混合接触，发生煤的热解、破粘和碳的氧化还原反应，最终实现煤的气化。该气化装置由给煤、气化、除尘、废热回收、粗煤气洗涤冷却、灰和渣收集排出等单元组成。本文主要就气化炉系统工艺控制参数的的检测与控制展开讨论。     

FELUWA高压煤浆泵常见故障分析

正兖州煤业榆林能化有限公司600 kt/a甲醇项目的煤气化装置选用美国德士古公司的水煤浆加压气化技术,采用激冷流程;配置3台3 200 mm(燃烧室)/3 800 mm(激冷室)气化炉,正常运行2开1备,气化压力6.5 MPa(表压),操作温度1 350~1 400℃。煤气化装置主要工艺流程:煤浆制备系统制得的质量分数为58%~65%的水     

两类气化技术在SNG项目的应用比较

气化技术是SNG项目的关键技术,影响项目的能效、煤耗、成本、经济效益等。固定床气化技术和气流床气化技术比较成熟,应用广泛。通过对两类气化技术在SNG项目的技术经济对比分析,可为SNG项目的气化技术选择提供一些指导。在分析SNG项目的工艺技术路线和两类气化技术的特点的基础上,探讨了在SNG项目应用的技术优劣势,并以大同煤制气项目为例对投资和经济效益进行了对比分析。结果表明:固定床气化技术在投资、生产成本和经济效益方面具有比较明显的优势,气流床气化技术则在设备大型化、污水处理方面具有一定的优势。综合来看固定床气化技术更适合于SNG项目。最后分析了固定床气化炉应用的前景和改进的方向。     

富氧连续气化技术的应用

众所周知，我国中小氮肥厂以煤焦为原料的合成氨工艺几乎全部采用固定层常压间歇气化炉，只有少数几个厂(如淮化、吉化)由于空分装置制氧有富余，个别设备改为富氧气化炉，至今没有一套独立的合成氨装置全部采用富氧连续气化技术。而我公司“18·30”工程(全国8家利用亚行贷款改造工程，即150 kt氨，30 kt甲醇，折生产尿素300 kt)是以焦炭为原料，7台φ3000 mm炉全部采用富氧连续气化，相应配1套12000 m３／h空分装置。在立项时请了专家组多次进行论证，基于我公司以焦炭为原料，老厂改造场地所限，项目资金额度情况，上鲁齐炉和德士古炉…     

固定床熔渣气化工艺用于煤制天然气的可行性分析

介绍了固定床熔渣气化炉的结构,并从气化参数、实际运行工况、后续工艺技术等方面与碎煤加压气化工艺进行了对比,分析了固定床熔渣气化炉在煤制天然气工艺应用的可行性,指出了运行过程中可能存在的问题。