水煤浆提浓技术改造项目运行总结

水煤浆气化技术作为适宜于大规模煤化工生产的气流床气化技术的一种,在我国应用较多,但随着国内水煤浆气化用煤逐步向低阶煤过渡,水煤浆气化工艺存在的制浆用煤选择范围窄、工艺缺乏创新及专用设备少等制约其发展的问题愈发显现出来。为此,山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司联合中煤科工清洁能源股份有限公司开展了水煤浆提浓技术的研发,并在现有气化装置上实施了水煤浆提浓技术改造。实际应用情况表明,水煤浆提浓改造项目投运后,在投煤量不变的情况下,水煤浆浓度提高约4. 09个百分点,吨氨煤耗降低约0. 05 t,有效气(CO+H2)含量提高约2. 21个百分点,有效气产量增加约2 214 m3/h,年增产合成氨约7 770 t,经济效益非常显著。     

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。     

三峰分形级配水煤浆提浓技术研究

水煤浆气化采用传统单磨机工艺制浆时存在煤浆浓度低、流动性和雾化性较差等问题,基于粒度级配理论方法,在水煤浆中加入细浆和超细浆,实现水煤浆三峰分形级配,分析了三峰分形级配水煤浆提浓技术理论,论述了三峰分形级配煤浆提浓技术在山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司的工业应用情况。结果表明,采用三峰分形级配提浓技术后,水煤浆浓度由60. 10%提高到64. 19%,提高了4. 09%;有效气含量由79. 91%提高到82. 12%,提高了2. 21%;比氧耗降低了35 m~3/km~3,比煤耗降低了20 kg/km~3。吨合成氨耗煤量减小0. 05 t,吨煤增合成氨量增加0. 024 t。三峰分形级配提浓技术的成功研发使得水煤浆技术具有了制浆浓度高、煤种适应性宽、效率高、能耗更低的技术特点,将取代能耗高、效率低的常规棒磨机制浆工艺。     

水煤浆提浓技术在新能能源有限公司的应用

为提高气化水煤浆浓度,降低生产成本,新能能源有限公司于2012年引进低阶煤制备高浓度水煤浆工艺及设备对现有水煤浆制备系统进行改造,通过对比分析改造前后的气化水煤浆质量和气化各项性能指标,阐述了水煤浆浓度对比煤耗、比氧耗、有效合成气体积分数及甲醇产量的影响。结果表明,水煤浆制备系统进行提浓改造后,水煤浆质量与气化效果显著改善。水煤浆浓度由改造前的59.11%提高至61.36%,提高了2.25%,单台棒磨机原煤处理量由65 t/h提高至78 t/h,比煤耗由602.5 g/m3降至595.2 g/m3,比氧耗从392.0 dm3/m3降至384.0 dm3/m3,气化有效合成气体积分数也由81.78%提高至82.86%,最终每天增产粗甲醇47.3 m3。     

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。     

水煤浆气化技术关键参数的选择探讨

根据近年国内多个煤化工企业水煤浆气化的实际数据,对影响水煤浆气化效益的关键参数进行了技术选择分析。分析结果表明:气化规模的选择应与气化炉型相匹配,单炉日投煤量大于1 000 t时,应主要选择多喷嘴对置式气化炉;有效气含量是非常重要的经济技术指标,将有效气体积分数提高2%,可以使生产能力60万t/a的甲醇厂因增产获得经济效益2 550万元;煤浆浓度直接决定了气化炉有效气含量,若将60万t/a甲醇厂的水煤浆质量分数从60%提高到67%,可多生产甲醇4万t,能带来6 800万元的经济效益。因此,水煤浆浓度越高越好,但目前的制浆工艺还不能大幅提高水煤浆浓度。废锅流程是今后水煤浆气化发展的重点,废锅节能节水是一项很有发展前景的技术路线,特别适合西部缺水地区。     

三种水煤浆提浓工艺的分析和比较

水煤浆提浓技术可促进水煤浆气化效率和有效气体产量的提高。介绍了立式细磨机工艺、卧式细磨机工艺和粒控级配制浆工艺三种水煤浆分级研磨提浓技术的工艺流程和技术特点,简述了三种技术的优缺点,认为粒控级配制浆工艺可实现水煤浆粒度的高效紧密堆积,具有较好的发展前景。     

水热处理制备高浓度褐煤水煤浆技术研究进展及展望

针对褐煤成浆浓度低,难以满足水煤浆气化用浆要求的问题,通过分析水热法提高褐煤成浆浓度的技术原理,认为水热法提高褐煤成浆浓度是最具发展潜力的一种褐煤提浓技术,同时介绍了国内外典型的水热法提高褐煤成浆浓度工艺技术的发展现状,并以某一典型工艺技术(THTT)为例,从技术角度和经济角度两方面,剖析了其工业化应用的前景。结果表明,水热处理制备高浓度褐煤水煤浆在技术上具有安全环保、能效高和可靠性强等特点;在经济上具有处理成本低、经济性突出等优势,以采用THTT技术在内蒙古某化肥厂建设50万t/a工业示范装置为例,增加水热处理工段,将东明褐煤的水煤浆浓度由50%提高至58%,尿素年产量可增加7万t,该厂每年可增效约8 300万元。采用水热处理提高褐煤的成浆浓度在技术和经济上可行,符合国家"增效降耗"的政策导向。     

高浓度气化水煤浆制备技术

水煤浆气化有效气含量与粉煤气化相比,有一定差距,主要原因是水煤浆浓度偏低,气化时带进多余的水而造成。提高水煤浆浓度是提高水煤浆气化有效气含量的关键。介绍了近年来国家水煤浆工程技术研究中心开发的气化水煤浆提浓新技术,包括分级研磨制浆技术和间断粒度级配制浆技术。介绍了两种制浆技术的原理及工艺流程,工业应用及中石化联合会的科技成果鉴定表明,与常规制浆工艺采用同种煤制备的煤浆浓度相比,分级研磨制浆技术煤浆质量分数提高3个百分点左右;间断粒度级配制浆技术煤浆质量分数提高6~8个百分点。     

三峰分形级配水煤浆提浓技术研究

为提高煤炭气化转化效率,论述了三峰分形级配制浆技术原理和技术特点,通过实验室研究,对单磨机制浆工艺和三峰分形级配制浆工艺进行对比,分析不同工艺下制取的水煤浆成浆性能;在中煤陕西榆林能源化工有限公司原有单磨机制浆单元基础上采用三峰分形级配提浓技术进行工业示范,通过分析项目可行性、技术方案等,对比投产前后的运行效果。实验室研究表明,在单棒磨机制浆工艺条件下,添加0.18%的ZM型添加剂时,水煤浆浓度仅为61.4%,水煤浆粒度级配不合理、流动性和稳定性差。而在三峰级配工艺最佳配比85∶10∶5条件下,水煤浆浓度能提高至65.5%,与单棒磨机制浆工艺相比,浓度提高4.1%,且水煤浆流动性和稳定性显著改善。工业运行结果表明,相同条件下,水煤浆槽水煤浆浓度由改造前的61.7%提高至目前的65.5%,1 000 Nm~3CO+H_2比煤耗降低了40.76 kg;1 000 Nm~3CO+H_2比氧耗降低了33.44 Nm~3,有效合成气含量提高1.48%。采用三峰分形级配提浓技术后,气化水煤浆的煤浆质量及气化效率有显著改善。     

煤气化水煤浆提浓工艺的研究

简述了配煤技术、粒度级配技术以及新型添加剂对煤气化水煤浆成浆性能的影响,并分析了水煤浆提浓及对装置运行的影响。以某公司30万t/a煤制甲醇为例,经计算分析,水煤浆浓度每提高1%,可直接带来近千万元的利润,经济效益相当可观。     

水煤浆添加剂价格对气化炉运行经济性的影响

为建立水煤浆添加剂价格对水煤浆气化炉运行经济性影响的科学评估方法,以40万t/a甲醇装置的气化炉生产数据为基础,采用Aspen Plus软件模拟煤气化过程,建立了增加产量和降低消耗两种方案的煤浆提浓模型,通过改变水煤浆浓度及相应工艺参数,得到合成气量及有效气成分,并以甲醇价格作为计算依据,分析了煤浆浓度提升所带来的经济效益,得出水煤浆添加剂价格与增收效益的平衡点。     

25万t/a德士古水煤浆气化灰水系统NH_3-N的处理优化

为了解决气化炉对流出口温度高的问题,在气化炉废锅中引入激冷水系统,致使水煤浆气化变换系统工艺气中含水量增加,增加了汽提塔处理负荷。总结了25万t/a水煤浆气化技术在国内使用过程中存在的问题,并对其汽提塔水处理系统提出相应的优化措施。     

我公司德士古水煤浆加压气化装置的改进

我公司“18．30”工程是一套年产18万t合成氨,30万t尿素的生产装置,是由空气,气化,净化,合成、尿素等几个工序组成。其中气化装置采用美国德士古公司（TEXACO）水煤浆加压气化工艺,引进美国德士古公司技术软件包（PDP）,由日本宇部公司（UBE）承包并进行基础设计,东华公司（原化工部第三设计院）进行详细设计,是国内继山东兖矿鲁南化肥厂,上海焦化有限公司,渭河化肥厂之后投的第4套水煤浆加压气化装置。     

多元料浆气化工艺水煤浆浓度的影响因素

水煤浆浓度是多元料浆气化装置的关键工艺指标之一,水煤浆浓度的高低在很大程度上决定着水煤浆气化装置的运行效率与经济性。而水煤浆浓度的提升是一项涉及面广、影响因素较多的系统工程。从水煤浆的基本特性(流变特性、稳定性、煤炭颗粒粒度分布及含量等)入手,分析原料煤煤质、煤炭颗粒粒度级配、制浆工艺与设备、制浆添加剂及辅助剂等对水煤浆浓度的影响。在总结3种煤浆提浓工艺特点的基础上,陕西陕化煤化工集团有限公司在其多元料浆气化装置低压煤浆泵出口通过增设1条煤浆回流管线(并设置相应的冲洗水管线)将部分产品水煤浆返回磨机进行二次研磨,制备出高浓度、低粘度、流变性能良好的水煤浆——水煤浆浓度由60.0%提至62.8%、水煤浆粘度基本稳定在600～1 200 cP,并克服了生产中出现的一些问题,实现了系统的稳定运行。     

同向多轴水煤浆气化数值模拟研究

为弥补现有水煤浆气流床气化技术的不足,研发了一种同向多轴煤气化装置,采用Aspen Plus建立了同向多轴水煤浆气化数值模拟模型,分析了水煤浆浓度、氧煤比和碳转化率对煤气化效果的影响。结果表明,随着氧煤比的增加,H_2、CO、有效气含量均先增大后降低,气化温度逐渐升高,最佳氧煤比为0.61,此时有效气含量最大。随碳转化率的升高,CO和H_2含量均增大,气化温度逐渐降低,对于气化炉而言,提高碳转化率可增加有效气含量。水煤浆浓度分别为60%、62%和65%时,有效气(干基)含量分别为81.3%、82.5%和84.2%,水煤浆浓度每提高1%,有效气含量增加约0.6%。     

2017年中国煤气化技术发展情况

<正>中国占据全球最大煤气化市场地位。截至2017年11月底,中国煤化工行业有20多家煤气化技术专利的近千台气化炉在运行,合成气总量超过3 000万m3/h。截至2017年底,中国已投入运行的水煤浆气化技术最大投煤量达到3000 t/d,干粉煤气化技术最大投煤量达到2 800 t/d。正在开发中的水煤浆和干粉煤气化炉最大投煤量达到3 500~4 000 t/d。以多喷嘴对置式水煤浆气化技术为例,首个日处理煤3 000 t级的大型多喷嘴对置式水煤浆气化工业示范装置,采用2开1备的运行模式,应用于兖矿集团荣信化工90万t/d煤制甲醇项目,     

多喷嘴对置式水煤浆气化技术进展及工程应用

介绍了单炉日处理1 000 t、2 000 t和3 000 t大型水煤浆气化技术的工业示范及运行情况,提出的4 000 t超大型水煤浆气化装置和2 000 t废锅-激冷型气化装置已相继进入工程建设阶段。多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工业化应用结果表明:该技术在运行技术指标、系统运行性能、稳定性及可靠性等方面优于同类水煤浆气化装置,在大型化方面的优势尤为明显。     

褐煤制备高浓度水煤浆技术现状分析及发展趋势

褐煤是我国煤炭资源的重要组成部分,但褐煤内水高导致其难以制成满足水煤浆气化要求的煤浆,限制了其清洁化利用的途径。本文介绍了国内外褐煤提浓技术的发展状况,分析了水热处理制浆技术的现状,对褐煤制备高浓度水煤浆技术的发展方向和趋势进行了探讨。     

分级研磨制浆工艺在神华新疆化工有限公司的应用

为提高气化水煤浆浓度,降低生产成本,神华新疆化工有限公司在制浆单元的设计阶段直接采用了“分级研磨制浆工艺”,并对细浆制备系统的各项参数进行了调试。通过对比开启提浓系统前后气化水煤浆的质量指标,发现采用该工艺后,水煤浆质量分数可提高3.3个百分点,析水率减少1.4个百分点,流动性有明显改善;该工艺的应用还可使棒磨机产量提高20%以上,具有显著的经济效益。