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时间:2018-07-22
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1、多喷嘴对置式气化技术优势介绍通过5年多的工业应用,投入运行的多喷嘴对置式水煤浆气化装置数量不断增加,运行周期不断延长,运行指标不断优化,与同类技术相比,显示出了突出的技术优势,优势如下:1、适合规模大型化根据多喷嘴对置式水煤浆气化炉结构特点,在同一水平面上布置四只喷嘴,每只喷嘴仅需分担相对较小的负荷,便可达到整炉较大的处理能力,在规模大型化方面具有明显的优势,特别是在1500吨以上的气化炉投资及运行优势突出。单喷嘴气化炉仅有一只工艺喷嘴,在操作压力确定的情况下,加大生产能力需要增加喷嘴间隙,而较大的喷嘴间隙会影响雾化效果,造成碳转化率
2、降低,因而提高气化负荷会受到限制。目前国内投用的单喷嘴水煤浆加压气化炉单炉日投煤量超过1500吨的数量很少,而已运行的1500及1500以上吨级的多喷嘴气化炉已达到11台,其中单炉能力2000吨/天的气化炉有5台,另有14个装置49台(套)日处理煤量1500吨以上的气化炉在建设或运行,建设中最大的气化炉日投煤量达到2500吨。目前单炉日投煤量3000吨的气化炉工艺软件包正在编制过程中。2、有效气体成分(CO+H2)高,碳转化率高影响碳转化率的因素很多。气化炉炉型确定后,气化炉的操作炉温、入炉煤浆粒度分布、工艺喷嘴的雾化效果、物料在炉内
3、停留时间等成为主要因素,其中喷嘴的雾化效果和物料停留时间对其影响较大。多喷嘴对置式气化炉采用预膜、外混式三通道喷嘴,三股物流射出喷嘴,煤浆的内外侧为高速流动的氧气,氧气通过高速剪切、振动等方式使煤浆实现初级雾化,初级雾化的物料再相互撞击形成二次雾化,增强了雾化效果,提高了物料在炉内停留时间,避免了部分物料从喷嘴口直接运动到渣口形成短路,增强了气化炉内介质的传质传热,有利于气化反应的进行,煤气中的有效气成份高,最高可达84%,渣中可燃物含量低,一般在~5%以下。而单喷嘴顶喷气化炉由于垂直下喷,物料在炉内停留时间相对较短,如煤浆颗粒较大或
4、气化炉负荷过高(雾化不好),部分原料煤来不及完全转化便通过渣口排出燃烧室外,因此碳的转化率会相对低一些,炉渣中残碳含量会相对高些,一般在20~30%。通过对部分工况相近的装置运行数据对比,相同工况下的多喷嘴气化炉比单喷嘴气化炉有效气成份高2~3百分点,而渣中可燃物一般较相同工况下的单喷嘴气化炉低10~20百分点。在甲醇(或氨)生产中,原料煤的成本占总成本的70%左右。多喷嘴对置式气化炉由于有较高的碳转化率和有效气成份,吨甲醇(氨)耗煤同比低4~5%左右,煤的综合利用率高于其它水煤浆气化炉型,加之有较高的有效气成份,长期运行将带来可观的
5、经济效益。3、废水排放量少,环保压力小由于多喷嘴对置式气化炉碳转化率高,渣中含碳量低,气化渣和滤饼粘度低,更容易进行渣、水分离,有利于现场的清洁管理,真空过滤机排出的滤液可全部用来研磨煤浆,从而有效减轻环保的压力。根据对几套运行装置的统计,在保证水系统正常浓缩倍数的情况下,处理每吨煤产生的废水量约为0.3吨,由于经过高温反应,排水中酚类、焦油等有机污染物基本没有,氨氮含量也较少,这些污水对污水处理工艺要求也较低,经过常规处理即可以实现全部回收利用或达标排放。目前运行的多套装置上,制浆系统采用有机物含量高、难于处理的精馏、合成废水作为工
6、艺水制取水煤浆,有效降低了污水处理系统的压力,减少了废水排放,节约了水资源。4、粗煤气分级洗涤除尘,效果显著气化炉出口的粗煤气含有较多的飞灰,由于飞灰亲水性较差,很难被润湿增重从而依靠重力实现固液分离。根据粗煤气的这一特点,多喷嘴气化炉系统粗煤气净化采用分级洗涤除尘方式。高温煤气经洗涤冷却室冷却降温除渣后先进入混合器,在混合器内和水充分接触润湿,然后经旋风分离器分离出约80%的固体颗粒,再在水洗塔内进行二次洗涤。采用这种分级洗涤除尘方式,可确保煤气的洗涤效果,防止煤气带灰进入变换炉,从而延长变换催化剂寿命,降低变换炉阻力。此外,由于采
7、用分级洗涤除尘,入水洗塔的合成气含尘量较少,使水洗塔洗涤水中含固量大幅降低,从而保证气化炉激冷水的质量,可有效防止激冷环内结垢堵塞现象的发生。单喷嘴气化炉的粗煤气经文丘里洗涤器加湿后直接进入洗涤塔,合成气洗涤基本都是在水洗塔内完成,在大流量合成气洗涤时效果会受到影响。另外,单喷嘴气化装置合成气中的细灰大量存在于洗涤塔中的洗涤水内,这部分水作为气化炉激冷水使用,必将增加进入气化炉激冷水系统的细灰含量,增加激冷水管线及激冷环结垢堵塞的机会。5、高效的热回收多喷嘴对置式气化技术采用直接换热式废热回收工艺。从气化炉、旋风分离器、水洗塔出来的三
8、股黑水减压后进入蒸发热水塔蒸发室,黑水在蒸发室进行闪蒸,闪蒸出的水蒸汽通过上升管进入蒸发热水塔上部热水室填料层(或塔盘),与低压灰水直接换热,低压灰水被加热后作为合成气洗涤水使用。使用这种回收热量技术,闪蒸汽和灰水温差小
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