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1、废锅煤气化技术优势将日趋明显在11月20日召开的2014年(第四届)全国石油和化工煤气化炉与热交换器技术及设备交流会上,中国五环工程有限公司副总工程师白保明就煤气化技术应用进行了深入探讨。气流床技术代表着煤气化技术发展到了一个新的高度,其热回收方式分为废锅流程和激冷流程。据白保明介绍,废锅流程的代表性技术有SHELL的废锅技术、GE的半辐射废锅、E-GAS的火管式废锅。具有热效率高、副产的中/高压蒸汽用途广、能有效降低操作成本、一期建设投资高等特点。激冷流程代表性技术有西门子的GSP炉、科林炉、多元料浆炉、对置四喷嘴、清华炉,以及航
2、天炉、宁煤炉、东方路、五环炉、二段炉等。具有装置流程简单、投资省、煤种适应性更宽、运行跟稳定、热能效率低、副产的中压蒸汽用途窄等特点。白保明指出,废锅流程虽然建设期投资高,但从运行成本、能效指标、经济效益上来说,废锅流程与激冷流程比较都要好出许多。特别是国家对现代煤化工中能效指标、环保指标、CO2的排放等要求越来越高情况下,废锅流程的优势将越来越明显。目前已经具备成功运行经验的废锅流程主要有:Shell干煤粉气化技术、GE水煤浆气化技术和CB&I公司的E-Gas二段式水煤浆气化技术。据白保明透露,上述三种技术的废热锅炉国产化进度不一
3、。其中,壳牌公司一直致力于装备国产化,2011年以前除设备外壳在国内制造外,内件一直在国外制造。GE半辐射废锅,由于设计和制造难度较大,国内目前还没有生产厂商,GE公司希望能在国内制造生产辐射废锅。E-Gas火管式废锅除热管材料需要进口外,从设计和制造来说不存在技术难题,CB&I公司正在国内寻找合格的合作伙伴。链接:废锅又称余热锅炉,利用生产过程中的高温物流作为热源来生产蒸汽的换热器,它既是工艺流程中高温物流的冷却器,又是利用余热提供蒸汽的动力装置。如在乙烯装置中,将从管式炉出来的裂解气(温度高达800~900℃)直接送入急冷废热锅
4、炉,在0.1s内温度降到350~600℃,这样既可以防止因过度裂解而降低乙烯收率,又可生产10MPa以上的高压蒸汽,对提高整个工厂的热效率和经济效益起着重要作用。目前,在硝酸、硫酸、合成氨及石油炼制工业等许多生产过程中都普遍使用废热锅炉,使生产过程所需的动力和热能得以全部或部分自给。;p0f%j3S6
5、%P0z"]!F 分类 根据结构形式,废热锅炉可分为管壳式和烟道式。管壳式废热锅炉的结构与管壳式换热器无多大区别,并同样有固定管板式、浮头式及U型管式等。烟道式废热锅炉的结构与普通锅炉相似,由耐火砖砌成炉膛,炉膛内装设管束,高温气体
6、通过炉膛,将管束内流动的水加热汽化。&H%? g1d;S-["s)q!o G 根据高温气体通过管内还是管外,废热锅炉分为火管废热锅炉和水管废热锅炉。火管废热锅炉是高温气体在炉管内流动。沸水从汽包经下降管流入锅炉底部,在管壁受热,变为汽水混合物,由上升管返回汽包。火管废热锅炉结构简单,因壳体承受蒸气压力,适用于生产压力不高的蒸汽。水管废热锅炉是沸水流过管内,高温气体流经管外。因锅炉壳体不承受蒸气压力,适用于生产高压蒸汽。根据沸水的流动形式,水管废热锅炉又可分为:①自然循环式,管内沸水流动的推动力是下降管内的水与上升管内的汽水混合
7、物之间的重度差。为保证一定的循环量,汽包需有足够的安装高度。②强制循环式,在下降管路中安装循环泵,借以提高管内沸水流速,防止气泡停滞恶化传热。因这种锅炉在运转、维修、投资等方面有许多不利因素,仅在特殊场合采用。-X%N&x8H-],] P2J-O+{,n#n#P5c*s+Q(N&p6n7E9a 特点 与普通锅炉相比,废热锅炉的主要特点是:①高温高压,如合成氨生产中重油气化炉后的废热锅炉,进口气温为1350℃,压力为3.2~4.0MPa;②急冷,在某些工艺过程(如石油烃裂解制乙烯)中,为减少副反应,须尽快地将气体降温,因而废热锅炉
8、应具有高的传热速率;③严格控制气体出口温度,高温气体(如裂解气)冷却时,若温度低于高沸点组分的露点,这些组分将冷凝析出。如果其中含有腐蚀性气体(如SO3),还会形成酸雾,腐蚀设备;④粉尘含量高,某些高温气体含有粉尘(如硫酸厂沸腾炉出口炉气含尘量约200g/m3,石油裂解气则含有炭黑等微粒),必须在结构上充分考虑粉尘堵塞和冲刷磨蚀;⑤低的压力降,气体的压力降必须控制在工艺条件许可的范围内;⑥密封,有些高温气体是易燃、易爆或有毒的,这时密封常成为废热锅炉生产设计中的难题。