碎煤加压气化煤的试烧与生产.ppt

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1、碎煤加压气化煤的试烧及生产介绍v2009年9月基本工艺介绍：v 潞安煤基油年产16万吨合成油为国家示范性科技开发项目，投资28亿元人民币，2006年2月22日开工建设，2008年9月14日气化炉开车产出粗煤气，2009年7月大费托合成出合格油品。其配套副产品为年产20万尿素项目。克旗煤制气物料平衡表（一期工程）粗煤气变换冷却净化气甲烷合成组分%Nm3/h%Nm3/h%Nm3/h%Nm3/hCO231.8919771633.392117461.5163870.08127H2S0.743410.77490200COS0.095580000CO14.458960311.927556817.92755

2、700H239.0424208340.3925611560.572561151.572632CH412.827949612.547949418.867949597.32163061C20.2817360.2717370.218680N2+Ar0.2314260.2314270.3414261.041736O20.3018600.2918640.41173600温度()181403040压力(MPa)4.03.653.32.0总量(Nm3/h)620090634123421599167557潞安与克旗试烧对比平均粒度5mm513mm1325mm2550mm50mm0.9714.7332.1830

3、.8821.24工业分析 MTMadAadVadFCad全硫中科院36.917.8112.0229.4949.50平均（义马）35.222.9811.2926.2139.551.21灰熔点及堆灰熔点及堆密度密度DT（）ST（）HT（）FT（）堆密度（Kg/m3）煤科院1200121012101220平均1158119212101220650 东胜利煤与屯留煤（潞安煤基油）试烧对比东胜利煤与屯留煤（潞安煤基油）试烧对比v 东胜利褐煤和屯留贫煤分别应用义马气化厂的2台直径3.8米Mark-IV型固定床干法排渣加压气化炉进行完全工业试烧。v试烧结果对比如下：v一、气化工段v 1、加煤及排灰v 东胜利

4、煤的堆密度较低，平均仅为650kg/m3，造成气化炉氧负荷为4000Nm3/h时加煤频率已达45次，考虑到多台气化炉充泄压排队，合理的加煤频率应按3次/小时满足气化炉满负荷生产用煤量，核定煤锁容积增大为15.2Nm3。加煤溜槽、煤锁充、泄压管路等流通能力必需满足煤锁一个加煤循环在6分钟内完成。v v 煤锁气压缩按东胜利煤试烧，需重新核算煤锁气量，使煤锁气压缩机能力与实际煤锁气量相匹配，从而最大限度回收煤锁气。v 屯留煤因固定碳含量高达56.77%，反应活性低，满负荷时平均每小时加煤仅2锁。v 东胜利褐煤灰分平均为11.29（空气干燥基），在试烧时炉篦排灰转速大多为11.5转/小时，根据试烧煤的

5、灰分并考虑留有一定余量，建议炉篦初期按一把刮刀安装，在试车中若煤中灰分增加，可考虑再安装第二把刮刀。v 屯留煤在60007200Nm3/h负荷下，炉篦仅维持最低转速1.153.0r/h。为维持鲁奇炉宽负荷的调节能力，低负荷能运行良好，根据煤中灰分含量，减少炉篦刮刀数量，设置12把即可。v2、气化炉氧负荷v 东胜利煤试烧单炉最大氧负荷短时达到4500Nm3/h，正常氧负荷为单炉40004200Nm3/h，主要是受加煤次数制约。预计煤锁容积加大后，单炉负荷有可能提高到6000Nm3/h。单炉最高氧负荷可在试生产时逐步探索。但东胜利煤的活性较高，提高氧负荷要格外谨慎，严防局部烧穿导致氧含量超标而造成

6、事故。v 屯留煤氧负荷最高达9000Nm3/h，高负荷能适应100150%，且汽氧比降低到4.5kg/h。但因其活性差，义马146Nm3/KNm3粗煤气，屯留煤需180.69Nm3氧/KNm3粗煤气。因此屯留煤需增加空分供氧能力。东胜利煤为130Nm3氧/KNm3粗煤气。v3、汽氧比v 屯留煤为变质程度较高的贫瘦煤，灰熔点高，达 1470 1500；无粘结性，GRI为0。因其灰熔点高，可大幅度降低汽氧比到4.5kg/Nm3。因汽氧比很低，蒸汽消耗大幅减少，废水处理量也相应大幅度减少。v 东胜利煤炉平均汽氧比为7.1kg/Nm3。按排出的灰渣粒度、颜色判断，汽氧比仍有下调空间，将来在实际生产中再

7、进一步优化。因汽氧比较高，蒸汽消耗增大，废水处理量增大。v4、温度控制v 东胜利煤气化炉粗煤气出口温度应控制在200230之间，不宜超过240，阀下温度应严格控制。出口温度低造成夹套耗水的减少，气化剂温度宜控制在350（相对应的汽氧比为7.1）附近。v 屯留煤因其灰熔点高，炉内火层温度较高，加之其活性差，还原层易拉长，致使气化炉出口温度提高。试烧时出口温度平均达550，最高达780。v 义马正常操作温度仅400450。屯留煤在炉篦间断运行时很容易导致出口温度偏高。考虑提高洗涤冷却器、刮刀、冷圈等的材质的同时，为保证气化炉正常运行降低炉出口温度，增加气化炉操作弹性，可适当增加气化炉的高度。v5、

8、灰中残炭：v 义马煤热稳定性差，有意将大粒度的煤比例放大，且反应活性好，能够在气化炉内完全反应，灰中残炭仅3.6%。试烧中屯留煤入炉颗粒较小，活性差，热稳定高达80%，部分煤在气化炉内反应不完全，导致灰中残炭高达7.16%。东胜利煤活性高，反应较完全，灰中残炭1.622.72%，灰渣堆密度950Kg/m3v二、备煤工段v 1、东胜利煤变质程度较浅，其水含量高，机械强度差，进厂原煤中细粉较多，造成经破碎和筛分后块煤利用率低，仅有41.9。因此，控制进厂煤的粒度，减少粉煤和大块煤的进厂量，以避免大块煤堵塞卸煤设施和筛分后粉煤过多造成系统块、粉比失衡，而热电装置不能消化过多粉煤，使工厂粉煤过剩。v

9、2、东胜利褐煤全水较高，在存放的过程中易自然干燥造成块煤失水后风化，一方面使粉煤量增加，块煤利用率降低，另一方面易造成原煤自燃，建议设计中考虑合理的存放时间和存放、使用运输流程，既要满足合理的生产用煤贮存，又要使存放的煤先到先用，减少自燃和风化。v 3、屯留煤中灰分含量较高，平均32.05%，灰渣中残炭损失也较高，平均为7.1%。这样搞的灰分虽对气化炉的操作影响不大，但生产的经济性大幅度降低，建议增加煤的精洗工序或手选矸石工序。v三、煤气水处理系统v1、煤气水成分酚含量（mg/L)COD（mg/L)出口油含量（g/L)入口悬浮物（mg/L)出口悬浮物（mg/L)义马煤34450055001.2

10、2200400010002000屯留煤0.8818720.2930001000015003800东胜利煤5.1631040.11v 屯留煤汽水中酚含量超低，完全可以省掉酚回收装置。油含量也很低，煤气水分离装置可大为简化。但因煤气水中氨含量较高，200#出口煤气中氨含量达2254mg/m3，比义马的高出一倍。可选择蒸氨或其它工艺后直接入生化。但膨胀气中氨含量高，放空口污染较大。且煤气水中氰含量较高，是义马的24倍，水处理时必须注意。v 东胜利煤试烧时煤气水分离效果好于义马，但因为汽氧比较高，总煤气水量比义马要大，因此为增加煤气水重力沉降需要的更多时间，v需加大焦油及油分离器的体积，在F04上部加

11、一条收中油管线。焦油中水分含量较高，达14.58，建议在设计时考虑增加焦油罐的数量、体积和脱水、脱尘方式。v v 东胜利煤种在酚回收装置上的运行情况优于义马煤，进煤气水中虽然总酚含量较（6.16g/l），但出水中总酚（0.86g/l）、油(0.11g/l)、COD(3104mg/l)远低于义马出水中总酚(1.4g/l)、油(0.18g/l)、COD（5500mg/l)。v。v2、副产率:v 东胜利煤的中油产量和焦油产量都比义马要低，但愿高于屯留煤产量。含尘焦油Kg/t煤 焦油Kg/t煤 中油Kg/t煤 石脑油Kg/t煤粗酚Kg/t煤东胜利煤3.3810.4612.923.714.0屯留煤2.7

12、62.460.740.02义马20.617.8v 东胜利煤试烧产稀氨水浓度仍然较低，最高达32g/l,远达不到进氨回收装置要求13的浓度（还含有酚、醚、尘、CO2等杂质，这些杂质对氨回收装置影响很大），该氨水为氨气提塔侧提气的冷凝液，而非气提出的氨气经吸收后的浓氨水。该氨水应大部分回流，再将气相氨气吸收方可作为氨回收装置的进料。若选用液氨为产品的回收工艺，设计上应考虑气提氨气冷凝液的回流浓缩问题，以提高氨气浓度，减少杂质含量。v三、二氧化碳返炉试验：v 屯留煤在CO2返炉前，净煤气的氢氮比为1.61.9之间，更适合于合成油。但增加CO2返炉后，氢氮比下降到1.4左右也是可行的，且解决了CO2的

13、出路问题。v 东胜利煤在负荷4000Nm3/h时,CO2返炉。在汽氧比调整到位时（降低了1Kg/Nm3），蒸汽量减少了3t/h，气化剂温度下降了约25，CO2返炉替代了部分蒸汽参与气化反应，相应减少同等摩尔数的蒸汽消耗，既节约了蒸汽，又实现了CO2的再利用，使得粗煤气中CO含量增加2.4左右，相应H2含量减少了2.28左右，一增一减为高氢煤气调节H/C比,为后续产品加工开辟了一条新的选择路线。四、潞安煤基油（屯留煤）实际运行状况 1、煤质变化v 试烧时粉煤较多，实际生产时煤中粉灰较多和大块矸石较多的情况频繁出现，而且两种现象交替、共同、单独出现等情况是变幻多样、纷繁复杂的。v 2009年8月因

14、煤中大块矸石相继导致煤锁至灰锁的所有液压阀门几乎全部密封泄漏而更换阀门，所有5台炉因矸石导致的问题累计停车检修时间达12天、工艺减负荷及停车200次左右。2009年9月因粉煤导致6#炉废热锅炉釜底及P001泵管线堵，停车检修5天。煤质问题大大增加了工艺生产和设备检修的工作负荷，而且大大增加了设备和人工成本。v 潞安集团出现煤质问题较多的原因v 备煤车间的破碎机长时间不能投用，v 备煤长时间打开除尘浇水开关，导致煤中水含量超高，顺着气化东墙外流。煤湿度大、流动性差、易堵塞。v 上煤随意性大，落地粉煤在不通知气化和总调时就上到煤仓，造成生产被动。v 气化车间因加强上部煤仓的管理，防止人为捅入矸石或

15、不捡矸石。v 应减少局部煤仓格栅的空隙，减少矸石落入。v 车间管理人员应参与到重要问题的反应和解决中。v2、氧负荷调节能力v 实际运行中，单炉氧负荷2#炉最高达到7800Nm3/h，且仅维持了30分钟；总负荷最高28000Nm3/h。原因是：v 高负荷后汽氧比无法投比值自动调节；v高负荷后炉篦转动不能故障，不然出口温度飞涨至700以上；v 高负荷后煤锁加煤跟不上，主要是排队泄压，在煤锁等待泄压的过程中气化炉上法兰温度已飞到联锁的250 以上；v 煤气水分析不合格不能外送，煤气水储槽液位高达56%；v 动力蒸汽供应不足，或大量排灰水，灰锁充水管线频繁堵。v 3、汽氧比v 潞安运行过程中，汽氧比最

16、低控制在5.4Kg/Nm3，此时炉内已容易发生结渣、沟流等现象。因汽提汽入炉，气化剂温度比试烧时的350低了7080。为提高气化剂温度，公司要求提高氧气预热器的低压蒸汽为中压蒸汽以提高氧气温度。v 4、灰中残炭v 潞安运行中，基本每台炉灰渣中都由少量残炭，但没有做过碳含量分析。操作中只要灰渣粒度适中、粗煤气分析合格，少量残炭是允许的。v 5、鲁奇炉故障v鲁奇炉自动化程度相对较低，设备故障率非常高。v 不影响生产或在线处理的有：v液压漏油；润滑漏油；煤气水管道堵塞；灰锁测压等仪表失真；中压蒸汽管线漏点；泵机械密封微漏；灰蒸汽管线堵塞；煤灰锁上下阀等密封微漏；煤溜槽或圆筒阀堵；其它v 需减负或停车处理的有：v因液压阀门密封泄漏，煤灰锁无法泄压；煤溜槽等长时间堵，CT011联锁；炉篦故障无法转动，导致CT029联锁；灰锁DV3堵塞无法泄压导致CT029联锁；煤气水循环泵20-P001故障导致CT030联锁；单个液压阀长时间不动作而停车；渣池液位超高淹没泵房，需减负荷；800#W002等堵塞无法处理大量煤气水而减负荷；粉煤操作中各种堵塞；其它。