HT-L气化工艺介绍

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1、HT-L气化装置介绍目录一、装置概况二、工艺流程三、关键设备四、施工过程介绍一、装置概况 我国是一个贫油、少气、富煤的国家，煤炭的利用除了作为一次能源，还包括用煤制造二次能源、化工原料等。随着经济的发展，煤炭的综合利用越来越受到关注。 煤炭气化是指在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤与气化剂发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等气体。 煤炭气化工艺按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有：1、固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可是为不动，因此称之为固定床气化。如：

2、常压固定床间歇式气化（UGI）、鲁奇加压连续气化（Lurgi）2、流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤层内温度均一，易于控制，提高转化率。 如：灰融聚（U-Gas、ICC）、循环流化床（CFB) 3、气流床气化：它是一种并流气床，用气化剂将粒度为20100m的煤粉带入气化炉内，也可将其先制成水煤浆，然后用泵打入气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。壳牌、航天炉及德士古炉均属于气流床。 本装置为航天粉煤加压气化装置，是由航天长征化学工程股份

3、有限公司设计。航天炉是其核心设备，航天炉属于粉煤加压气流床气化炉，利用纯氧和少量水蒸汽为气化剂，高压CO2或N2输送粉煤，由特制的粉煤烧嘴送入高温高压的气化室完成气化反应，生成以CO和H2为主要成分的合成气，煤中的灰分形成熔渣与高温合成气一同进入激冷室进行水激冷后排出气化炉。 粉煤加压气化装置相对于灰融聚气化装置自动化程度高，开、停车一键启动。现将其单炉有关运行参数进行介绍：进煤量：35-37吨/小时进氧量：1-2万方/小时产气量：5万方/小时（净化气）残炭率：小于5% 优点：产气量大、现场相对干净、检修量小、碳的转化率高、冷煤气效率高、煤种适应性好、盘管式水冷壁副产中压蒸汽，能量利用率高。

4、缺点：框架高、造价高、专利专有设备多。 气化框架总高为76米，设备总高为84米。两套装置共有设备313台，动设备103台，静设备210台。二、工 艺 流 程 本气化装置是由四个单元组成。 原料煤由备煤车间煤场通过皮带进入磨煤及干燥单元（1500单元），经磨煤机研磨并干燥的粉煤（50-90微米占90%）到煤加压及进煤单元（1600单元），再经高压CO2或N2输送至气化及合成气洗涤单元（1700单元），气化并洗涤后送入后系统。第四个单元为渣水处理单元（1800单元），本单元将气化炉产出的渣和洗涤后的黑水进行处理利用。 一：1500单元 磨煤：本单元的任务是对原料煤进行研磨、烘干，为气化炉提供合格的

5、粉煤。 原料煤从备煤经过管式皮带输送给原料煤储仓（V-1501容积为510m)，原料煤再从其中由称重给煤机（X-1501）进入中速磨煤机(A-1501)；原煤由上到下进入磨煤机进行研磨。研磨好的粉煤烘干后输送到粉煤袋式过滤器(S-1501)。经过过滤器分离后，粉煤经旋转卸料阀及粉煤螺旋输送机(X-1503)输送至粉煤贮罐(V-1601)。分离出的气体经过惰性气体发生器(F-1501)加热后由循环风机（K-1502）吹入磨煤机，由此形成循环。15单元共有三套，正常是两开一备，方便磨煤单元设备检修。本单元中的设备包括：静设备：原料煤贮仓、惰性气体发生器、粉煤袋式过滤器等共15台。动设备：磨煤机MP

6、S235、循环风机、密封风机、称重给煤机、稀释风机、振动料斗等共37台。 本单元施工重点： MPS235型辊盘式磨煤机安装；DN1200风煤、粉煤管线安装。 1）MPS235型辊盘式磨煤机安装 工作原理 MPS型磨煤机是具有三个固定磨辊的外加力型辊盘式中速磨煤机。 三个辊子在一个旋转磨盘上作辊压运动。需粉磨的物料从磨机的中心落煤管落到磨盘上。旋转磨盘借助于离心力将物料运动至碾磨辊道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊圆周方向均布于磨盘辊道上，磨辊施加的碾磨力由液压缸产生。通过静定的三点系统碾磨力均匀作用至三个磨辊上，磨盘、磨辊的压力通过底板、拉杆和液压缸传至基础。物料的碾磨和干燥同时进行。热气通过喷

7、嘴环均匀进入磨盘 周围，将经碾磨的物料烘干并输入至磨机上部的分离器。在分离器中，粗细物料分开，细粉排出磨机，粗粉重新返回磨盘碾磨。难以破碎的杂物热气流不能吹走，它们通过喷嘴环落入磨机下部的热空气室中，经刮板至石子煤箱中排除。清除废料的过程在磨机运行期间也能进行。 磨煤机加载系统原理图 各部件吊装顺序及方法 吊装程序及步骤 根据磨煤机A-1501A/B/C设备重量、高度、分布情况，采用吊车将其放置拖排滚杠，用卷扬机拖至基础附近，然后利用卷扬机及顶部30t电葫芦进行吊装组对。 吊点设置和起吊运输方案：磨煤机本体吊装需在磨煤机本体中心上方装设两个吊点，在每台磨煤机通道上方由两台电葫芦分别利用两个吊点

8、，同时起吊，按顺序依次将磨煤机各部件吊装就位。 吊装示意图 2）DN1200风煤、粉煤管线安装 二、1600单元 粉煤加压：该单元采用锁斗来完成粉煤的连续加压及输送。 在一次加料过程中，常压煤粉贮罐（V-1601）内的粉煤通过重力作用进入粉煤锁斗(V-1602)。粉煤锁斗内充满粉煤后，即与粉煤贮罐及所有低压设备隔离，然后进行加压，当其压力升至与粉煤给料罐(V-1603)压力相同时，且粉煤给料罐内的料位降低到足以接受一批粉煤时，打开粉煤锁斗与粉煤给料罐之间的平衡阀门进行压力平衡，然后依次打开粉煤锁斗和粉煤给料罐之间的两个切断阀，粉煤通过重力作用进入粉煤给料罐。粉煤锁斗卸料完成后，通过将气体排放至

9、粉煤贮罐过滤器进行泄压，泄压完成后重新于粉煤贮罐经压力平衡后联通，此时，一次加料完成。为了保证到烧嘴的煤流量的稳定，在粉煤给料罐和气化炉之间通过控制粉煤给料罐的压力保持一个恒定的压差0.70.8Mpa.16单元的主要设备有：粉煤储罐、粉煤锁斗、粉煤给料罐等设备。其中粉煤给料罐为压力容器，工作压力为4.7Mpa；粉煤锁斗为压力容器，会有间断的充压泄压。 静设备：14台 动设备：2台三、1700单元17单元 气化及合成气洗涤：本单元任务是将粉煤在高温下与纯氧发生不完全燃烧反应，转化成所需要的以有效气，同时副产蒸汽。该单元是HT-L加压粉煤气化工艺的核心。主要由氧气系统、粉煤进料系统、气化系统、气化

10、汽水系统、合成气洗涤系统及排渣系统组成。氧气系统：来自空分的氧气（约25，5.0Mpa）经氧气预热器（E-1709）加热至180后与中压过热蒸汽（约420，4.9Mpa）混合后作为氧化剂经烧嘴的氧气/蒸汽通道送入气化炉。 氧气流量与粉煤流量为比例控制，以防止气化炉超温。 粉煤进料系统：来自1500单元的粉煤用高压二氧化碳（开车时为氮气）通过三条粉煤输送管线采用密相输送方式，送入气化炉烧嘴的煤粉通道。煤粉的流量通过粉煤管线上的温度、压力悬浮密度、速度的测量仪表以及特殊的粉煤流量调节阀进行控制。气化系统：粉煤、氧气、蒸汽通过烧嘴进入气化炉进行反应。反应后的合成气经初步洗涤后到下个工序。 排渣系统：

11、在气化炉底部的激冷室中产生的粗渣被破渣机（H-1701）破碎，然后通过渣锁斗系统排至捞渣机。为了确保顺利排渣，在气化炉激冷室和渣锁斗之间设有一台锁斗循环泵，使渣水在渣锁斗和气化炉激冷室之间进行循环。17单元的设备较多，主要设备有 静设备：气化炉、洗涤塔、汽包、文丘里洗涤器、激冷水过滤器等设备 动设备：烧嘴冷却水泵、中压汽包循环水泵、锁斗循环水泵、激冷水泵、捞渣机、破渣机等。 其中泵类设备共有：18台 四、1800单元18单元 渣水处理:本单元的任务是处理从上个工序排出的黑水，达到排出标准。 从气化炉激冷室和洗涤塔底部来的黑水在减压后送入高压闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸蒸汽经高压闪蒸分离罐后，分离出来的

12、冷凝液送到除氧器，蒸汽一部分送去除氧器作为除氧蒸汽用，其余部分送出界区作为工艺蒸汽。除氧器的水由除氧水泵给了高压闪蒸汽提塔经处理后，由洗涤塔给料泵输送洗涤塔保持液位。洗涤塔塔底水由激冷水泵给了气化炉激冷室保持其液位。高压闪蒸罐底部的水和固体通过液位控制进入到真空闪蒸罐。在真空闪蒸罐的黑水进一步进行闪蒸，闪出其中溶解的少量气相组分。真空闪蒸罐顶蒸汽经过真空闪蒸冷凝器冷却，再经真空闪蒸分离罐分离后，不凝气由真空闪蒸真空泵排至大气，分离罐底液体进入灰水槽。真空闪蒸罐底部的液体和固体混合物自流进入沉降槽。本单元的设备有静设备：除氧器、沉降槽、灰水槽、真空闪蒸罐、高压闪蒸罐等动设备：密封/冲洗水泵、低压

13、灰水泵、沉降槽底流泵、洗涤塔给料泵等。三、关 键 设 备型号：HTL-4/S-32/32SG-I/Q工作介质:粉煤、氧气、蒸汽额定生产能力：122万 Nm/d气化压力：4MPa气化温度：14001700炉体材料：15CrMoR+316L水冷盘管材料：15CrMoHTLHTL粉煤气化炉粉煤气化炉气化烧嘴气化烧嘴物料名物料名称称状态状态正常正常流量流量kg/s最大流最大流量量kg/s温温度度 压力压力 Mpa 煤粉煤粉固固7.769.3804.1氮气氮气气体气体0.670.89804.1氧气氧气气体气体6.296.921804.15蒸汽蒸汽气体气体0.240.693005.0液化气液化气气体气体0

14、.14200.3点火氧点火氧气气气体气体0.67200.44、对煤质的要求及用煤的处理、对煤质的要求及用煤的处理 HTL煤气化工艺的原料是干煤粉，用高压氮气或加压CO2输送入气化炉，对煤种的适用范围宽，能够以当地煤种为原料，而且碳转化率超过99。该工艺过程对煤的特性，例如煤的粒度、粘结性、含水量、含硫量、含氧量及灰分含量均不敏感，但对于灰熔点较高的煤如灰熔点1400须加入助熔剂(石灰石)，改变溶渣性能。7、气化装置关键技术指标: 产气率： 1.6478 Nm3/Kg 比煤耗：606.9 Kg/KNm3 比氧耗：330360 Nm3/KNm3 碳转化率：99% 冷煤气效率：80 83% 热效率： 95%9、布置图 立面布置图