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。     

水煤浆提浓技术对气化效果的影响总结

总结了气化水煤浆提浓技术在内蒙古易高煤化科技有限公司的提浓效果。与单独使用棒磨机制浆相比,采用气化水煤浆提浓技术后,煤浆质量分数由59%提高到63%,气化有效气量增加,每小时少向气化炉加入6.4 t水,有效气体积流量增加2.31×10 ~7 m~3/a,每年甲醇产量增加1.03万t,由提浓产生的直接经济效益(包括氧气节省的费用)为2 577.5万元。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

低挥发分煤制备气化水煤浆的可行性研究

介绍了国内外水煤浆气化技术的发展历程,研究了国家水煤浆工程技术研究中心研发的“分级研磨高浓度制浆工艺”的提浓效果及其对气化水煤浆技术发展的推动作用。选取了一种无烟煤进行成浆性试验。结果表明：在传统制浆工艺下,该煤样的制浆浓度即可达到62％,若采用分级研磨制浆工艺,可使制浆浓度提高至65％,可作为气化水煤浆的制浆用煤。进行了不同粒度条件和加入催化剂情况下煤浆的热天平试验,分析了不同试验条件下样品的失重与失重速率数据。试验证明了该煤样的气化反应活性可通过一定手段提高,结合工业实践,分析了低挥发分煤制备气化水煤浆的可行性。     

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。     

煤浆浓度提高对气化装置的影响及经济性评价

介绍了煤浆浓度提高对多喷嘴水煤浆加压气化装置的影响。通过对提浓前、后煤浆浓度、黏度、添加剂消耗、有效气成分、炉温等各工艺参数的变化进行对比，进而对有效气产量、甲醇产量、比氧耗等影响作进一步分析。在此基础上，对煤浆提浓后对经济效益的影响进行了评价，为进一步优化工艺控制、提高经济效益提供依据。     

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。     

灰分含量对GE水煤浆气化的物耗影响

根据GE水煤浆气化的特征,建立了简化的GE气化炉煤气化计算模型,该模型通过物料衡算与热量衡算的耦合,能定量地计算出GE水煤浆气化时的比煤耗、比氧耗等气化指标。应用该模型,定量地计算了灰含量对GE水煤浆气化时的比煤耗与比氧耗的影响,计算结果表明,原煤灰含量每降低1个百分点,GE水煤浆气化时的干燥无灰基比煤耗约降低0.33%,比氧耗约降低0.72%。计算结果对讨论GE气化用煤脱灰的必要性具有参考意义。     

分级研磨制备高浓度水煤浆技术研探

水煤浆气化技术已广泛应用于化工、发电及城镇燃气制备等领域。但是，在我国气化水煤浆制备行业中，目前大多数企业还采用的是单级研磨制浆（单磨制浆）工艺，这种工艺制备的水煤浆存在水煤浆粒度偏粗、级配不尽合理、浓度低等问题，直接影响水煤浆气化效率的提高。分级研磨制浆是相对传统单磨制浆开发的一项新技术，与传统单磨制浆相比，其制浆浓度可提高约3个百分点，在生产中能起到提高装置产能、降低气化氧耗和煤耗的作用。     

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%。     

6.5MPa多喷嘴水煤浆气化工艺运行情况和模拟

总结了某厂6.5 MPa多喷嘴对置式水煤浆气化工艺运行情况,并应用Aspen Plus流程模拟软件对气化炉进行了工艺模拟。并讨论了固定煤种时氧煤比对工艺指标的影响,以及煤中灰含量变化对气化工艺指标的影响。结果显示,随着氧碳比的增加,有效气含量和产率都出现先增大后减小的趋势,最大有效气产率约为每千克煤1.91Nm3(CO+H2),最高有效气含量约为82.70%。煤中干基灰含量每增加2%,气化温度约增加50℃。保持气化温度稳定在1 238℃时,煤中灰含量对比氧耗和有效气产率影响显著。     

IGCC过程中合成气全热回收的煤气化技术研究

介绍了一种用于现代煤化工装置的粉煤气化+合成气全热回收技术,并在IGCC过程上进行了应用效果分析。通过理论计算对比了粉煤气化+全热回收技术与其他煤气化技术在IGCC上的运行参数,选用四种典型气化原料分析了热值变化对运行结果的影响。计算结果表明：以神木煤为原料,相同情况下,合成气全热回收技术比水煤浆全废锅技术发电效率高3.4个百分点,比粉煤气化+合成气激冷技术高1.3个百分点;采用不同气化原料时,全热回收煤气化技术的发电效率为48.5%～51.5%,比水煤浆气化发电效率高约3个百分点。     

三峰分形级配提浓技术在中煤陕西公司的应用实践

针对单棒磨机制浆工艺存在煤浆粒度级配不合理、煤浆浓度低、影响煤炭气化转化效率和能耗等问题,研发了三峰分形级配提浓技术。介绍了三峰分形级配提浓技术的原理,对比了采用三峰分形级配提浓技术前后煤浆的成浆性能,并将该技术应用于中煤陕西公司煤制烯烃项目煤浆制备系统,分析了项目实施前后的煤浆性能。结果显示:采用三峰分形级配提浓技术后,煤浆质量分数提高3.8～4.7个百分点,比煤耗、比氧耗分别降低40.76 kg/1 000 m~3、33.44 m3/1 000 m~3,有效合成气体积分数提高1.48～3.29个百分点,煤浆的稳定性和流动性明显改善。     

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。     

提高水煤浆浓度的工艺措施及技术应用

水煤浆气化是应用广泛的一种气化技术,而水煤浆浓度作为水煤浆气化工艺的重要控制指标,直接影响着煤气化过程的氧耗、煤耗及整个气化装置的生产成本.简介水煤浆制备的技术要点,以陕西延长石油兴化化工有限公司水煤浆气化装置制浆系统为例,阐述其通过优化原料煤煤种和科学合理配煤以及新上料浆细磨系统提高水煤浆浓度的工艺措施和技术应用.实...