焦煤浆气化装置原始开车存在的问题探讨

多喷嘴对置式水煤浆气化装置利用延迟焦化副产的石油焦进行制浆,同时外购部分水煤浆,两者按一定的比例进行掺烧,在运行初期出现了煤浆泵故障率高、煤浆质量差的问题。通过原因分析并采取相应的措施,使存在的问题得到逐一解决,气化装置的运行周期大幅延长,为拟采用石油焦为原料的气化装置提供了可借鉴的依据。     

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。     

掺烧石油焦对多喷嘴水煤浆气化炉的影响

宁波中金石化有限公司1.5 MPa多喷嘴水煤浆气化装置于2015年开始掺烧石油焦[投煤(焦)量850 t/d,石油焦掺烧比例逐步提升至约40%],发现在其热回收系统冷凝液中夹带有大量的煤焦油,后续MDEA脱硫系统出口净化气中H_2S含量严重超标。结合宁波中金的生产实际,经与新能凤凰(滕州)能源有限公司6.5 MPa多喷嘴水煤浆气化装置进行对比及查阅有关资料,认为煤焦油产生的主要原因是:高比例掺烧石油焦后,由于气化炉操作压力较低,气化炉炉温较低,气化效率低,煤浆中的细小未反应煤焦颗粒易夹带大量未燃烧掉的煤焦油(煤焦在气化炉内热解而析出煤焦油)随水煤气进入下游系统。为此,于停车检修期间在热回收系统第三水分离器后新增了1台洗氨塔及1台煤焦油过滤器,并在生产中加大力度控制煤浆平均粒度在40μm和石油焦的掺烧比例在20%～30%。优化改造后,MDEA脱硫系统运行状况大为改善,热回收系统冷凝液泵入口滤网上再也没有发现煤焦油。     

多元料浆气化装置掺烧煤-油共炼残渣总结

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司"煤-气-油综合利用启动项目"是以煤、天然气、渣油为原料生产聚烯烃产品的大型化工联合装置,其1 800 kt/a煤-油-气联合制甲醇装置之600 kt/a煤制甲醇项目气化装置采用多元料浆气化工艺,自开车以来系统运行平稳;为降本增效及合理利用资源,多元料浆气化炉于2017年10月23日开始掺烧陕西延长石油集团"煤-油共炼试验示范项目"的煤-油共炼残渣。1 a多来的运行实践表明:共炼残渣(共炼残渣硫含量为4.48%,原料煤的硫含量为2.80%)掺烧比例达5%时,对水煤浆品质、气化炉运行状况、有效气含量和产量、硫回收系统运行状况均无明显影响;气化灰水总硬度虽有一定的增幅,但通过调整分散剂配方及投加量,不会对系统的稳定运行造成不良影响。总之,掺烧共炼残渣后,全系统运行稳定,不仅节省了原料煤成本与共炼残渣的危废处理费用,开创了一条变废为宝的新路子,而且拓展了多元料浆气化装置的原料范围及其适应性。     

石油焦对低压多喷嘴对置式水煤浆气化炉运行的影响

针对低压多喷嘴对置式水煤浆气化炉在掺烧石油焦期间出现的问题,从掺烧石油焦对炉壁挂渣、气化炉操作温度和气化装置经济指标的影响3个方面进行了分析。实际运行结果表明,掺烧石油焦期间,应控制石油焦的掺烧比例稳定、焦浆粒度合适,密切关注拱顶温度的变化,以确保气化装置的稳定运行。     

石油焦在多喷嘴水煤浆气化装置中的应用

介绍以石油焦为原料的多喷嘴对置式水煤浆气化装置的运行情况,对生产中出现的问题进行原因分析,采取相应的改进措施后,收到了一定的效果。应用情况表明,多喷嘴对置式水煤浆气化装置完全可适用于石油焦的气化。     

水煤浆气化变换系统技术改造

浙江晋巨化工有限公司（以下简称晋巨公司）目前具有350 kt/a总氨生产能力,主要包括190 kt/a液氨装置、160 kt/a甲醇装置、250kt/a尿素装置、60 kt/a食品二氧化碳装置.2003年采用石油焦基多元料浆气化技术对原50kt/a油氨系统气化装置进行技术改造,当年12月完成系统改造并投产.由于制备多元料浆的原料硬质沥青和石油焦属于石油制品,价高货缺,为此,又对气化装置实施了水煤浆改造,于2005年2月完成水煤浆改造并顺利投产.水煤浆气化变换系统一直沿用原配套重油气化的中温变换工艺,未作技术改造,存在变换工艺落后、热能利用率低等问题,与水煤浆气化工艺不相适应,遂于2012年对变换系统也进行了改造.     

制备高质量水煤浆的影响因素及操作控制

目前我国许多煤化工项目采用水煤浆加压气化工艺,而制备高质量的水煤浆是水煤浆加压气化工艺技术应用的关键。简介水煤浆加压气化工艺之煤浆制备流程及对水煤浆品质的要求,分析水煤浆制备质量的主要影响因素,并结合某厂GE水煤浆加压气化装置煤浆制备的生产实际,分析与探讨制备高质量水煤浆所需把控的原料煤煤质、煤浆添加剂配制及其添加量、磨煤机内钢棒级配、磨煤机进煤量与进水量调整等关键操控点,以便为业内提供一些参考与借鉴。     

水煤浆制备中棒磨机系统常见问题及改进措施

水煤浆气化装置煤浆制备系统主要是将适当颗粒的原料煤、工艺水及添加剂按比例送入棒磨机中进行研磨,通过控制煤浆粒度制得合格的水煤浆。其中棒磨机系统是煤浆制备的关键系统,其运行是否安全可靠,直接影响整个气化系统的长周期平稳运行。针对棒磨机系统在运行中遇到的问题,提出相应的改进措施,使得设备能够可靠运行,进而达到整个系统的安全平稳运行。     

多喷嘴对置式气化炉试烧高硫石油焦总结

浙江石油化工有限公司多喷嘴对置式气化炉(6台气化炉,四开两备,设计操作压力6.5MPa)于2020年开始掺烧其延迟焦化装置副产的石油焦(高硫石油焦处置困难、污染严重),其后一直在探索高比例掺烧或全烧石油焦的工作,并于2021年7月29日—8月30日开展了1^#气化炉全烧石油焦的试验。简介石油焦浆的制备与输送,详细介绍浙江石化石油焦浆气化的试验情况,包括粗合成气组分及气量、炉渣渣型及渣量、炉砖运行状况、黑水处理系统运行情况等,并对神华煤与石油焦气化的有效气及氢气生产成本进行了简要的对比分析。生产试验表明:多喷嘴对置式气化炉原料采用全石油焦(石油焦浆)是完全可行的,可实现高硫石油焦的高效、合理、环保利用;全石油焦气化时,气化炉操作温度提高,产气量较全煤工况高,有效气成分略有增加;但全石油焦气化在提高碳转化率、灰水系统防结垢及粗合成气脱硫等方面需进一步进行探索与优化改进。     

高硫石油焦气化研究进展和技术经济分析

分析我国高硫石油焦的生产现状和利用过程中存在的问题,对影响石油焦气化反应活性的因素、石油焦的催化气化和石油焦与煤或生物质共气化等方面的研究以及石油焦气化的工业应用进展进行了总结;探讨高硫石油焦配煤气化的可行性,对高硫石油焦配煤气化和干煤粉气化方案分别进行了模拟计算及技术经济分析,并与工业上掺烧高硫石油焦气化的运行结果进行了比较,与干煤粉气化相比,高硫石油焦配煤气化的比氧耗、比煤耗降低,有效合成气产量增加,具有较好的经济性;采用高硫石油焦配煤气化制取合成气既可以解决高硫石油焦的利用问题,又能拓宽煤气化的原料范围,是一条高效、清洁利用高硫石油焦的新途径。     

煤气化黑水作为石油焦浆稳定剂的实验研究

石油焦比煤具有更高的热值,同时价格低廉,利用石油焦浆气化制备合成气具有很大的优势.石油焦浆气化的第1步是制备水焦浆,采用煤气化黑水作为石油焦浆的稳定剂,不仅节约了稳定剂的成本,还解决了黑水的处理和对环境的污染问题.文中通过逐步提高石油焦浆制备过程中黑水与去离子水的添加比例,采用干磨湿混的方式制浆,测定了石油焦浆在剪切应...     

高硫石油焦配煤可磨性规律及粒度分布研究

选取HGI相差较大的两种高硫石油焦B、C和一种淮北煤A按不同比例进行配煤,测定煤样、高硫石油焦样和配煤样品的HGI,采用行星式球磨机将样品（0.63 ～ 1.25 mm）磨制5min,并分析粒度分布.结果表明,在难磨的石油焦中配人一定比例的易磨煤可以提高配煤的HGI;难磨石油焦B与A煤混配后的HGI与配煤比例能够很好地遵循线性可加原则,易磨石油焦C与A煤混配后的HGI与配煤比例线性关系很差;随着配煤中石油焦的比例增加,大颗粒所占的比例增多.     

基于配煤和表面修饰改善褐煤成浆性的研究

为改善褐煤成浆性,使其满足水煤浆气化需求,利用石油焦配煤,煤油作为表面修饰剂,研究改性方式对褐煤成浆性的影响。结果表明：（1）石油焦具有较强的疏水性,添加石油焦配煤显著提高褐煤的成浆浓度,且成浆浓度与石油焦占干基固体颗粒质量分数α（α>10.0%）正相关;（2）添加占干基固体颗粒质量β的煤油表面修饰配煤混合颗粒可以增强颗粒疏水性,进一步提高煤焦浆浓度,黏度随β先减小后增大,β最佳值与α（α>10.0%）负相关;（3）添加微量石油焦（α<1.0%）煤油悬浮液修饰时,可以提高煤油修饰效果,降低煤焦浆黏度η,α最佳值与β正相关。     

干煤粉气化炉原料煤掺配高硫石油焦气化适应性研究

针对目前高硫石油焦利用率低的问题,选取两种典型高硫石油焦（JL、US）分别与AQ006煤掺配,考查了掺配两种焦的可磨性、灰熔融特性、黏温特性、CO2反应性,并进行了气化模拟计算。结果表明：两种石油焦具有低灰、低挥发分、高硫、高发热量等特点,且两种焦在不同掺配比例下,配煤的可磨性指数均高于80,是优质的粉煤气化配煤原料。AQ006煤分别掺配两种焦的灰熔融温度均高于1500℃,添加石灰石可有效降低掺配质量分数25%JL焦和US焦（焦∶煤=1∶3）的配煤灰熔融温度至1 400℃以下,且在石灰石质量添加量为6%时,两种掺配焦的高温灰渣黏度在2～25Pa.s的温度区间都高于200℃,满足Shell气化炉操作要求。与单独JL焦、US焦相比,配煤的CO2反应性显著提高。模拟计算结果表明掺配石油焦加助熔剂方案与中国石化安庆分公司Shell气化炉现用配煤方案相比,有效气产量增大,比氧耗和比煤耗有所下降。     

1.5 MPa多喷嘴对置式水焦浆气化炉的模拟与优化

针对w（水焦浆）和氧焦比预测优化过程未采用严格反应机理模型,工艺参数的预测优化与实际生产存在较大偏差的情况,以UniSim Design流程模拟软件为工具,采用Gasifier反应器严格机理模型建立了1.5 MPa多喷嘴对置式水焦浆气化炉模型,并根据工业数据对水焦浆气化炉进行标定,标定结果相对误差小于2%,同时研究了氧焦比和w（水焦浆）对焦煤气化工艺参数的影响。结果表明：w（水焦浆）和氧焦比是影响水焦浆气化过程和粗煤气组成的关键因素,通过气化炉模型标定和优化分析,石油焦的氧焦比控制范围为0.95~1.10,为焦煤浆气化工艺生产实践指导提供了理论依据。     

煤中掺配高硫石油焦的气化特性研究

利用同步热分析仪对高硫石油焦(JL焦)、淮北煤(LY煤)以及淮北煤中掺配不同比例的JL焦混样在常压条件下进行CO2气化研究,并对气化动力学进行了分析。研究表明,JL焦的气化反应活性远远低于LY煤,配入LY煤能够提高JL焦的气化反应性,降低活化能;1 150℃之前,转化率的实验值低于加权平均值,且与掺焦比例没有关系;1 150℃之后,转化率的实验值高于加权平均值,原因是LY煤灰中的矿物质对焦、煤混样的气化起到了催化作用。     

石油焦配煤炼焦试验研究

通过对石油焦的特性研究及配煤炼焦试验,考察其对配煤黏结性能及焦炭质量的影响,研究结果表明,添加石油焦会引起煤的黏结指数下降,加入石油焦配煤炼焦会降低焦炭灰分,提高焦炭硫分,降低焦炭冷强度,提高焦炭热强度。     

Effects of chemicals and blending petroleum coke on the properties of low-rank Indonesian coal water mixtures

In this study, the effects of different chemical additives including dispersant and stabilizer on the solid loading, viscosity, rheological behaviour and static stability of coal water mixtures have been investigated. In the experiments, naphthalene sulfonate formaldehyde condensate (NSF) was selected as dispersant and carboxymethyl cellulose sodium salt (CMC-Na) and nano-stabilizer were employed as stabilizers. An Indonesian low-rank coal, taken from Berau, East Kalimantan, was used for the study. To obtain high-loaded slurry, Liaohe petroleum coke was used to blend with Indonesian coal sample. The results of the experiments showed that adding chemical additives and blending Liaohe petroleum coke can effectively improve the slurryability of Indonesian low-rank coal.     

水煤浆水冷壁废锅气化过程的模拟研究

采用Aspen Plus流程模拟软件模拟了水煤浆水冷壁废锅气化过程,并将模拟结果与工业运行数据对比,验证了模型准确性。在此基础上,分析了气化压力和水煤浆浓度对气化温度、有效气产量、合成气组成、氧煤比、比氧耗和比煤耗等气化参数的影响。结果表明,气化压力对气化过程基本没有影响,可根据需要选择适宜压力;当保持氧气流量恒定时,随水煤浆浓度增大,有效气含量增加,气化温度升高,即提高水煤浆浓度易导致气化炉飞温,因此进一步研究了在前述模拟条件不变,且保持气化温度恒定时,水煤浆浓度变化对气化参数的影响。结果表明,随水煤浆浓度增大,氧煤比降低,有效气含量增加,比氧耗、比煤耗降低,因此在气化炉不超温的情况下,应尽量提高水煤浆的浓度,以降低系统能耗。