原煤煤质变化对水煤浆气化的影响

气化装置原料煤的品质直接影响产出合成气的质量,近期,原料煤煤质变化较为频繁,导致生产运行状态发生变化,对甲醇中心煤耗、氧耗、气化炉操作温度、以及硫回收操作均造成影响。为了掌握煤质变化对生产运行的影响,本文通过对煤质变化前后各运行参数进行对比分析,确认煤质变化对水煤浆气化生产的影响。     

褐煤水煤浆气化系统水过剩原因分析

为查找大唐呼伦贝尔化肥有限公司气化系统水过剩的原因,文章进行水平衡分析,一是按照实际运行数据测算,测算出系统水过剩量为35. 15 t/h;二是委托中国石化集团宁波工程有限公司采用PROⅡ软件,进行水平衡全流程模拟,模拟结果系统水过剩量为44 t/h。通过实际运行数据测算和软件模拟,气化装置系统水过剩约35—44 t/h。系统水过剩主要原因是褐煤水煤浆质量分数较低,水煤浆低质量分数气化导致气化炉产生的热负荷高,高压闪蒸汽无法回收利用其中的余热,故过剩的系统水最终以闪蒸汽的方式直接排放至大气中。煤浆质量分数的提高,可以降低整个装置的煤耗量、氧耗量、合成气中二氧化碳质量分数,同时可以有效减少高闪汽的放空量,使得装个装置的效益有较大的提高。     

粉煤气化工艺过程的模拟研究

借助Aspen Plus模拟软件,对粉煤加压气流床气化工艺进行研究。采用工业数据,对计算模型进行验证,发现计算结果与实际生产运行数据基本吻合,有效合成气最大相对误差不大于3%。研究表明,氧煤比和蒸汽煤比对气化性能的影响较大,随着蒸汽煤比的增加,有效气成分降低;随着氧煤比的增加,有效气含量存在最大值,同时冷煤气效率也存在最佳值。此外,气化温度随氧煤比的增加而增加,随蒸汽煤比的增加而降低。     

煤-劣质油共气化四通道喷嘴制合成气技术研究与工业应用

介绍了由西北化工研究院开发的劣质油与水煤浆通过四通道工艺喷嘴同时进入气化炉进行气化反应生成合成气的工艺技术的研究开发,该技术在陕西延长中煤榆林能源化工有限公司成功实现工业化应用。该公司渣油热裂解装置副产裂解重油与水煤浆共同进入气化炉进行气化反应生产制甲醇原料气。对技术创新过程中难点进行分析说明,并对工业运行情况及运行结果分析总结。     

两种气化工艺流程模拟分析

依据贵州开阳化工有限公司粉煤气化装置与兖矿国泰化工有限公司水煤浆气化装置实际运行数据进行流程模拟,用Aspen Plus构建两种气化模型并调节工艺参数,对比与分析粉煤气化装置与水煤浆气化装置之气化压力、氧气加入量、水加入量对合成气成分的影响,为两种气化工艺的选用与进一步研发提供一些理论支持。     

水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究

水煤浆气化炉在操作参数大幅变化的异常工况下运行时,气化炉温度大幅波动,合成气中可能含有氧气,不利于工厂安全稳定运行。基于气化炉流场分布,在Unisim Hysys软件中建立了水煤浆气化炉的反应器网络模型,以此为基础开发了气化炉的动态模型,研究了煤浆流量和煤浆浓度大幅降低两种异常工况下,气化炉出口合成气温度和组成的动态响应过程。研究结果表明:当煤浆流量降低30%(wt)以上时,气化炉温度超过2000℃,同时合成气中氧气含量不断升高;当煤浆浓度降低到35%(wt)时,合成气中氧气含量达到0.2%(v)左右。实际生产过程中应尽量避免煤浆流量和煤浆浓度的大幅变化。     

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。     

水煤浆气化有效气含量的影响因素

通过对气化炉运行参数比较,研究了水煤浆气化有效气含量的影响因素,分析了原料煤质量、水煤浆浓度、气化氧煤比以及烧嘴雾化效果对水煤浆气化有效气含量的影响。结果表明:高质量原料煤、高浓度水煤浆、合适的氧煤比以及较佳雾化效果的烧嘴均能提高有效气含量。同时,操作条件调控还受到生产安全条件制约。因此,需要综合考虑多方面因素的影响,尽可能在安全的前提下提高水煤浆气化有效气含量,提高经济效益。     

Shell干煤粉气化的模拟与分析

为研究Shell干煤粉气化特点,利用Aspen Plus模拟软件为工具,建立Shell气化炉模型。通过模拟Shell干煤粉气化的压力、氧煤比、蒸汽煤比对气化过程的影响,结果表明,增加压力能够使合成气中的甲烷含量升高,氧煤比和蒸汽煤比对气化温度和合成气组成有重要影响。气化温度随氧煤比的增加而升高,有效气体摩尔分数先增加后减少,蒸汽煤比可以调节气化反应温度。对屯留煤来说,Shell煤气化的最佳氧煤比为0.74~0.80kg/kg,反应温度为1475.6~1580.17℃,最佳蒸汽煤比为0.09~0.13kg/kg,相对应的反应温度为1630.60~1532.11℃。     

基于Aspen Plus建立煤气化操作空间及经济性分析

采用Aspen Plus流程模拟软件模拟德士古气化炉,并结合工业运行数据对Aspen Plus模型的热损失进行校正。在此模型中通过改变进氧量和进水量来改变氧煤质量比和水煤浆中煤的质量分数,并分析氧煤质量比和水煤浆中煤的质量分数等因素对气化温度、气化产物、冷煤气效率和气化经济性的影响。结果表明:随着氧煤质量比的增大,气化温度呈两段式增长,有效气(CO+H_2)含量和冷煤气效率先升高后降低,气化成本呈相反的变化趋势。随着水煤浆中煤的质量分数的增加,比氧耗、比煤耗和比水耗都有不同程度的降低,冷煤气效率升高,气化成本降低。此外,水煤浆中煤的质量分数大于65%时,其对气化成本影响开始减弱。以气化温度为约束条件建立优化空间,可在操作空间中找到有效气含量、冷煤气效率和经济性最佳的操作点。     

多喷嘴水煤浆气化炉的工业化应用

简要介绍了新型多喷嘴对置式水煤浆气化炉流场及煤气化机理,重点评述了工业化应用概况。工业化成功运行表明,多喷嘴对置式水煤浆气化技术具有气化效率高、气化炉运转平稳、负荷可调节范围大等特点,合成气中有效成分(CO H2)体积分数达84.9%,碳转化率达98%~99%,炉渣中可燃物平均质量分数<10%,吨甲醇煤耗为1.35 t。新型多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发成功,将大大推动我国煤化工技术的发展,推进相关产业的技术进步。     

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。     

无烟煤在GE水煤浆气化装置的成功应用

对世界上首套以无烟煤为原料的金赤化工GE水煤浆气化装置所使用的原料煤煤质以及运行参数、性能指标进行分析,结果表明,气化炉产能、有效合成气成分、比煤耗、比氧耗等主要性能指标均优于设计值,无烟煤在本装置上的应用非常成功。     

40万t/a煤制乙二醇项目气流床气化技术比较研究

煤气化技术对煤化工项目的经济效益和稳定生产具有重要意义。以某40万t/a煤制乙二醇项目为例,选取有代表性的某干煤粉气流床煤气化技术和某水煤浆气流床煤气化技术,在原料煤可同时适用的前提下,通过对原料制备、原料输送、气化和灰水处理、变换等主要工艺单元的对比,分析了两种技术在能量消耗和利用、操作安全稳定、环保等方面的差异。结果表明,水煤浆气化技术的原料制备和输送环节能耗较低、操作安全环保,虽然气化工段煤耗、氧耗较高,但是可通过回收高温粗煤气的显热副产大量高压饱和蒸汽,能量利用率高,气化过程不需要加入蒸汽。综合对比,水煤浆气化技术生产成本低于干煤粉气流床气化技术。     

水煤浆水冷壁气化炉项目总结

日处理煤750 t水煤浆水冷壁气化炉工艺示范装置具有氧气分级供给、气化炉采用水冷壁代替耐火砖、水煤浆进料流程短、喷嘴使用寿命长等特点。在气化压力4.0 MPa条件下,制得的煤气中有效气体(CO+H2)体积分数≥79.7%,碳转化率达98.0%,喷嘴使用寿命超过6个月,基本达到三废零排放。与德士古气化炉相比,采用该技术设备可全部国产化,降低建设投资,经济和环境效益显著。     

运用Gibbs自由能最小化方法模拟气流床煤气化炉

基于 Aspen Plus工业系统流程模拟软件 ,运用 Gibbs自由能最小化方法建立了气流床煤气化炉的模型 .研究了气化炉的主要操作参数 (即水煤浆浓度、氧煤比、碳转化率和气化温度 )对气化结果的影响 .对模拟结果进行了分析 ,发现模型基本正确 ,可应用于一些反应机理复杂的气化工艺的化学和热力学平衡计算 .模拟结果表明 ,氧煤比和水煤浆浓度是影响气化炉出口煤气组成的主要因素 ,气化炉温度随着氧煤比的增加而增加 ,也随着水煤浆浓度的增加而增加 .结果还表明 ,氧煤比对气化结果的影响比水煤浆浓度的影响更为显著     

水煤浆耐火砖气化炉改造的可行性分析

针对目前水煤浆耐火砖气化炉的实际运行情况,结合清华大学开发的第2代水煤浆水冷壁夹套气化炉在其他企业的改造成果,对水煤浆耐火砖气化炉进行改造,以拓宽原料路线、延长运行周期和提高综合运行效益。对耐火砖气化炉燃烧室部分进行相应改造后,运行安全性、稳定性提高,对煤种灰熔点要求降低,运行周期延长,产气量增加,经济效益显著。     

Performance of an entrained-flow gasification technology of pulverized coal in pilot-scale plant

Performance of an entrained-flow gasification technology of pulverized coal in pilot-scale plant is introduced. The gasifier was operated for a throughput of 30–45 t coal per day at pressures of 1–3 MPa. Dense-phase pneumatic conveying was employed for coal's feeding to the gasifier using nitrogen and carbon dioxide as carrier gas, respectively. Effects of the operating conditions including oxygen/carbon ratio and steam/carbon ratio on gasification results were investigated, and the concentration of (CO + H₂) in gaseous products reached up to about 97% (vol., dry basis) when CO₂ was employed as carrier gas. Moreover, performances of some important instruments in the conveying system of pulverized coal, such as the level indicator and the solid mass flow meter, were also investigated. The typical operating results in this plant such as (CO + H₂) concentration, oxygen consumption, coal consumption, carbon conversion and cold gas efficiency were almost as good as those of some well-known dry-fed entrained-flow coal gasification plants.     

汽氧比对义马长焰煤加压气化的影响

针对义马长焰煤变质程度低、活性高、灰分及硫分高等特点,为避免煤炭结渣,在生产运行中不断调整汽氧比。通过研究汽氧比对气化炉操作工况、粗煤气主要成分及水蒸气耗量的影响,确定出最佳汽氧比为5.3kg/m3￣5.6kg/m3,此时,气化炉可高负荷稳定运行且经济性较合理。