裂解重油-煤共气化技术的技改方案与实施

分析了裂解重油及多元料浆气化工艺特点,提出了裂解重油-煤共气化的可行性方案。对裂解重油、煤、水混合制浆气化技术和裂解重油-料浆多通道烧嘴气化技术,从技术原理、特点、添加剂成本、占地面积、改造投资、经济效益方面进行了对比,结果表明,裂解重油-料浆多通道烧嘴共气化技术方案更优。裂解重油-煤共气化改造纯煤气化装置实施后,共气化装置生产运行稳定,比氧耗为357,合成气中有效气体积分数83%,经济效益显著。     

裂解重油-煤共气化装置运行故障分析及排除

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司1 800 kt/a煤-油-气联合制甲醇项目中,600 kt/a煤制甲醇项目气化装置采用多元料浆气化工艺,设有3台气化炉(A/B/C,两开一备),自2014年6月原始开车以来,运行平稳。2016年年初启动裂解重油综合利用项目,气化炉B、气化炉C改用四通道烧嘴(即在原三通道烧嘴中心氧通道中插入裂解重油通道实现裂解重油-煤共气化),气化炉A仍采用三通道烧嘴(纯煤浆气化)。裂解重油-煤共气化装置运行后,出现了诸多问题,探究影响裂解重油-煤共气化装置连续、稳定运行的因素,包括裂解重油泵隔膜破损、裂解重油泵进出口单向阀磨损、工艺烧嘴前工艺管道振动大、氧煤比及中心氧量不当、裂解重油储备系统设计不合理等,实施相应的优化改造后,上述问题得到解决。同时指出,裂解重油-煤共气化装置依旧存在许多潜在的问题,还需不断地分析、总结和优化改进,以保证裂解重油-煤共气化装置的长周期、稳定运行。     

煤质及煤浆质量对新型气化炉的影响

文章一一阐述了原料煤各项工业分析指标对新型气化炉发气量、比氧耗、比煤耗、耐火砖、烧嘴寿命等方面的影响,以及煤浆质量对气化效果及整个气化系统维护的重要性,简要介绍了在煤种选择和煤浆制备时的操作注意事项。     

气化炉工艺烧嘴的运行监控及管理

水煤浆气化工艺属气流床气化工艺。其原理是将水煤浆与气化剂(纯氧)通过装在气化炉顶的特殊设备——工艺烧嘴(通过氧流股与煤浆流股的动量交换),达到雾化煤浆的目标,为炉内的气化与燃烧过程创造条件,煤浆喷入高温气化炉内进行快速气化反应得到产物煤气。烧嘴     

多元料浆气化炉工艺烧嘴损伤原因分析及防范措施

工艺烧嘴使用寿命短是水煤浆加压气化技术的一项弱点,工艺烧嘴性能的优劣、质量的好坏、寿命的长短直接影响着气化炉的运行效率和运行周期。据陕西延长中煤榆林能源化工有限公司多元料浆气化装置B炉联锁停车检查时烧嘴的损伤情况,对可能造成气化炉工艺烧嘴损伤的原因进行分析,认为是原料煤中灰分和硫含量高、煤浆粒度分布不合理、高压煤浆泵出口流量波动、烧嘴压差波动、气化炉操作压力不稳定等因素的共同作用所致。针对工艺烧嘴损伤的影响因素,采取相应的防范措施后,有效延长了工艺烧嘴的使用寿命。     

新型气化炉烧嘴的研制

在深入研究气化炉工况和实验室研究的基础上,开发了适应新型气化炉的预膜、外混式三通道水煤浆气化工艺烧嘴,通过多项技术控制手段增强了烧嘴出口煤浆的雾化效果,同时对烧嘴各通道安装尺寸、烧嘴保护方式以及环隙氧量操作比例等进行改造,优化了气化烧嘴的性能和结构,形成了延长气化烧嘴使用寿命的关键技术。     

水煤浆提浓改造方案及效果

某300 kt/a合成氨装置气化工段采用水冷壁水煤浆加压气化工艺,实际生产运行中气化装置所用水煤浆浓度偏低,通常维持在59%左右,气化装置比煤耗和比氧耗高,且气化炉烧嘴煤浆通道及喷嘴部分磨损严重,增加停炉检修频率,气化装置运行成本偏高。通过综合分析水煤浆制备过程中原料煤煤质特性、粒度分布、添加剂种类及用量对水煤浆浓度的影响后,决定采用分级研磨后配比的方法提高水煤浆的浓度。详细介绍水煤浆提浓改造方案及改造后气化装置的运行情况。实践表明,水煤浆提浓改造后,入炉煤浆浓度一度达到64%以上,较改造前提高4～5个百分点,气化效率显著提高。同时,针对提浓改造后水煤浆制备系统尚存在的问题提出了相关建议。     

浅谈四喷嘴对置式气化炉工艺烧嘴维护与管理

<正>河南心连心化肥有限公司(以下简称心连心公司)原料结构调整项目中采用水煤浆加压气化技术,新建3台气化炉(2开1备),设计压力为7.15 MPa,干煤处理量1 150 t/d,2013年11月16日正式投产,现已连续运行16个月,运行较为平稳。1工艺烧嘴简介心连心公司气化炉工艺烧嘴采用三通道预膜式结构,其主要作用是使煤浆通过氧气的高速流动和剪切实现煤浆的良好雾化,完成煤浆和氧气     

煤焦化与多元料浆气化优化集成制取合成甲醇原料气优势分析

为解决焦化厂资源综合利用率低、环保压力大等问题,提出将多元料浆气化技术应用于现有焦化生产过程,形成煤焦化-多元料浆气化集成耦合体系,介绍了该体系的具体实施流程,并以200万t/a产能焦化厂为例,进行了技术优势分析。结果表明,相对于单一煤焦化过程,煤焦化-多元料浆气化集成耦合体系的应用在减少焦化企业环境污染的同时,还实现了过程副产物/废弃物的资源化利用,提高了焦化企业的经济效益,减少了资源的浪费。     

多喷嘴气化装置运行技术总结

多喷嘴气化装置投运后,出现了气化炉拱顶超温、锁斗排渣不畅、下降管烧损、煤浆泵入口管线不畅、烧嘴室壁温局部偏高、烧嘴盘管泄漏、烧嘴氧压偏高、煤浆泵活塞杆断裂等问题,影响了装置的长周期稳定运行。经分析,原因锁定在原料煤、工艺烧嘴和工艺操作方面。通过整改并采取相关优化措施后,使得因气化装置造成的停车次数大大减少。     

多元料浆气化炉烧嘴压差波动原因及影响与调控

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司1 800 kt/a甲醇项目中,600 kt/a煤制甲醇装置气化单元采用多元料浆气化工艺,设有3台气化炉(两开一备),装置自2014年6月原始开车以来,运行平稳,但2017年7月6日至今,气化炉烧嘴压差频繁发生波动且无规律性,严重影响气化装置的稳定运行。为此,对可能影响烧嘴压差的因素——烧嘴质量、高压煤浆泵运行状况、煤浆质量、原料煤煤质等逐一进行分析与排查;并结合实际生产情况重点对原料煤煤质波动(灰分高、灰熔点高)对烧嘴压差的影响进行分析与探讨,最终得出气化炉烧嘴压差波动主要是原料煤灰分高所致;分析烧嘴压差波动对有效气产量及成分、灰水水质、烧嘴使用寿命、碳利用率的影响,并提出相应的调控措施。     

气化炉烧嘴节能改造措施研究

汽化炉装置广泛应用于水煤浆气化工艺,不断推动着我国新型煤化工业的发展。烧嘴是汽化炉装置中重要的功能性部件,而实际应用中水煤浆气化烧嘴的使用年限较短,需对其进行技术改进,以促进节能增效。文章在对于汽化炉烧嘴系统化研究的基础上,分析了汽化炉烧嘴能耗现状及节能改造措施,并对改造后的效果及经济效益做出了评价。     

神华宁煤甲醇四喷嘴气化装置运行技术总结

神华宁煤集团煤炭化学工业分公司甲醇厂60万t/a甲醇项目气化装置采用华东理工大学的多喷嘴水煤浆加压气化技术制取粗煤气。自2010年投料成功运行至今,装置运行总体平稳,但因宁夏煤质不稳定、灰分波动大,造成烧嘴使用时间短,气化炉开停车频繁,对装置的长周期运行造成影响。本文对气化装置试车以来运行过程中出现的问题及相关优化改造情况进行了总结。     

煤浆提浓对水煤浆气化装置影响的技术经济分析

针对某100万t/a煤制油项目原煤成浆浓度低的状况,进行了煤浆提浓。以伊泰煤制油16万t/a示范项目为例,介绍了煤浆提浓的工艺流程,对比了煤浆提浓前后气化装置的工艺参数,并以此为依据对100万t/a煤制油项目煤浆提浓的经济性进行了分析。结果表明:提浓前后原煤煤质变化不大,提浓后水煤浆质量分数提高了2.74%,黏度增加了19.3%,比氧耗、比煤耗分别降低了5.88%和4.79%,有效合成气组分提高约2%,经济效益显著。     

煤浆回转筛替代振动筛在新型气化炉上的应用

介绍了水煤浆筛分设备在煤浆制备系统的作用及国产煤浆振动筛的使用情况。国产水煤浆振动筛工作4 000h后,会出现操作弹性不大、设备维护困难,影响气化装置长周期运行和抢修振动筛浪费生产成本等不足。为此将水煤浆振动筛更换成了煤浆回转筛,投运后,t甲醇耗精煤比振动筛降低0.1t,年可节省精煤2.4万t;运行平稳,维护简单;保证了气化炉长周期稳定运行。     

高浓度有机废水制合成气技术

介绍了一种高浓度有机废水的资源化利用,清洁生产合成气的新型气化技术,并着重说明了该技术的技术难点,即高浓度有机废水制浆及高浓度有机废液直接气化过程。利用内蒙古煤和高浓度有机废液进行废水料浆-废液共气化制合成气,与原水料浆气化制合成气分析对比,该技术指标先进、运行成本低,经济效益、环保效益及社会效益显著,是高浓度有机废液资源化利用的有效途径,是一项节能环保的新型气化技术。     

气固系统的化学反应工程、研究和开发

对气-固反应器系统的研究和开发提出了通用程序,并简要说明每一步的意义。 各类气-固反应器系统以气-固相之间的接触方式及向反应区供热的方法为基础,以列表的形式分成重油的热裂解和气化,煤与化,固体废物的气化。 对需要着重指出的基本概念举了重油的热裂解和固体废物的气化等两个例子。 最后略述了如何用化学反应工程规律来求得三大方程组的解:能量、环境和经济性。     

基于定性趋势分析的气流床水煤浆气化炉烧嘴运行状态诊断

气流床水煤浆气化技术是一种清洁高效的煤炭能源利用技术,工艺烧嘴是该气化工艺过程的核心设备之一。烧嘴长时间使用会逐渐磨损烧蚀,存在安全隐患,而目前对烧嘴运行状态的诊断除烧嘴本身的联锁外仍主要依赖人员工程经验。定性趋势分析是一种基于过程历史的数据驱动方法,在过程监测和故障诊断中得到广泛应用。将定性趋势分析应用于气流床水煤浆工业气化装置的数据分析,探究不同烧嘴运行时长的气化装置生产数据之间的差异,提出了一种基于数据波动差异判断烧嘴运行状态的诊断方法。对比2个不同烧嘴运行时长的气化装置生产数据的趋势基元序列及基元分段数据变化率。结果表明,烧嘴运行时间增长主要体现在数据的波动频率及波动幅度两方面,烧嘴运行时间越长,煤浆流量、烧嘴压差、渣口压差及出口合成气CH4含量波动幅度越大,波动频率越高。实际应用中可以通过对比烧嘴数据的波动频率与波动幅度来判断烧嘴运行状态,主要监控趋势基元序列及趋势基元分段的数据变化率两类参数。当基元序列频繁出现相反趋势或数据变化率增大为初始参数的几倍时,可认为烧嘴运行状态已趋于不稳定,需要监控烧嘴运行或更换烧嘴。基于数据波动差异判断烧嘴运行状态的诊断方法能够帮助操作人员及时判断烧嘴运行状态,实现计算机辅助判断与工业大数据的结合。     

壳牌气化炉Ⅱ代烧嘴罩的特点

目前,国内的煤化工项目如火如荼,并且大部分采用荷兰壳牌煤粉气化工艺。到目前为止,国内共有16套,已投产5套,在试在建的有11套,规模为1000-2200t／d投煤量,前几套装置中某厂在试车和运行过程中出现了煤烧嘴烧蚀、烧嘴罩烧漏等事故情况。为了改善烧嘴运行环境,壳牌公司对第一代烧嘴罩进行了设计改进开发出第Ⅱ代烧嘴罩。改进后的烧嘴罩,经过实际运行,效果良好,没有出现以上问题。     

水煤浆烧嘴头部混合流动及压差波动数值仿真模拟

针对水煤浆烧嘴运行中的压差波动问题,采用FLUENT软件从物性参数及烧嘴结构等方面进行了仿真模拟。分析了水煤浆烧嘴在不同黏度和结构下的头部混合流动,得到了组分、压力、速度分布云图,监测了煤浆入口压力波动频率和振幅。总结了水煤浆烧嘴的雾化过程,分析了黏度、结构对烧嘴压差波动的影响规律。由仿真模拟结果可知:随着煤浆黏度降低,预混式烧嘴的雾化效果变得更好,但是喷出速度波动变大;相同煤浆黏度下,预膜式烧嘴的煤浆入口压力平均振幅为预混式烧嘴的57%,更有利于保持烧嘴压差稳定。