12、先进煤气化节能技术

先进煤气化节能技术(一)
粉煤加压气化技术粉煤加压气化技术
一、技术名称技术名称::粉煤加压气化技术
二、适用范围适用范围::化肥行业、电力行业(I G CC )
、城市煤气等 三、与该节能技术相关生产环与该节能技术相关生产环节的能耗现状节的能耗现状节的能耗现状::
同等产量条件下常压固定床技术:比氧耗380 N m 3O 2/k N m 3(C O+H 2);有效气成分C O+H 2,含量60%~70%;碳转化率78%;年消耗71万tc e 。
四、技术内容技术内容::
1.技术原理
固体煤炭粉碎后输送到气化炉,粉煤在有水蒸汽的条件下与纯氧发生反应,生产一氧化碳和氢气的混合气体。
2.关键技术
将干粉煤转换成合成气(氢气和一氧化碳混合气体),生产过程中能有效减少污染物排放并提高碳转化率。
3.工艺流程
固体煤炭—粉煤—加压输送至气化炉—C O+H 2混合气。
五、主要技术指标主要技术指标::
比氧耗:330~360 N m 3O 2/k N m 3(C O+H 2);
有效气成分C O+H 2含量:89%~92%;
碳转化率:>99%;
冷煤气效率:80%~83%;
煤气化热效率:95%。
六、技术应用情况技术应用情况::
获国家发明专利,已在河南濮阳龙宇化工20万t/a 甲醇工业示范项目、安徽临泉化工20万t/a 甲醇工业示范项目开车成功,正在实施山东瑞星化工90万t/a 合成氨原料路线技改等项目。
七、典型用户及投资效益典型用户及投资效益::
典型用户:山东瑞星化工90万t/a 合成氨项目、河南濮阳龙宇化工20万t/a 甲醇绑扎带
工业示范项目、安徽临泉化工20万t/a甲醇工业示范项目
1)山东瑞星化工有限公司。建设规模:90万t/a合成氨一期30万t项目。主要改造内容:采用先进的粉煤加压气化技术改造原有的常压固定床煤气化装置。节能技改投资额1.6亿元,建设期3年。年节能6.5万tc e,取得节能效益7800万元,投资回收期2年。
2)河南濮阳龙宇化工有限公司。建设规模:20万t/a甲醇工业示范项目。主要改造内容:采用先进的粉煤加压气化技术改造原常压固定床煤气化装置。节能技改投资额1.6亿元,建设期2年。年节能4.2万tc e,取得节能效益6000万元,投资回收期3年。
广前景和节能潜力:
八、推广前景和节能潜力
2008年我国合成氨产量约5000万t,甲醇产量约1100万t,两者折合总氨产品产量已超过6000万t,消耗能源1.1~1.2亿tc e。总氨产品产量中约75%以煤气化为源头,其中约50%采用常压固定床煤气化技术。预计到2015年可通过技术改造,使先进煤气化技术推广率达到本行业的30%(共推广1800万t/a总氨能力规模)。如果其中1/3采用粉煤加压气化技术,则届时可形成130万tc e/a的节能能力。
先进煤气化节能技术(二)
非熔渣非熔渣——熔渣水煤浆分级气化技术熔渣水煤浆分级气化技术
一、技术名称技术名称::非熔渣—熔渣水煤浆分级气化技术
二、适用范围适用范围::化工行业煤制合成气
三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状与该节能技术相关生产环节的能耗现状::
同等产量条件下常压固定床技术:比氧耗380 N m 3O 2/k N m 3(C O+H 2);有效气成分C O+H 2,含量60%~70%;碳转化率78%;年消耗71万tc e 。
四、技术内容技术内容::
1.技术原理
制浆用级配技术,使煤浆浓度比现有技术提高3%~5%;气化采用非熔渣—熔渣分级气化技术;洗气塔内件改造以减小系统压差;黑水闪蒸系统蒸汽综合利用。
2.关键技术
把一次给氧的连续气化过程分解为两次或多次给氧的气化过程,可改善炉内温度场分布和气化反应条件,提高煤种的适应性;进行全系统技术优化集成,在操作稳定性和装置投资经济性上都具有明显竞争优势。
3.工艺流程
原料通过给料机和燃料喷嘴进入气化炉的第一段,采用纯氧作为气化剂,采用其它气体(如与氧气以任意比混合的二氧化碳,氮气,水蒸汽等)作为预混气体,调节控制
第一段氧气的加入比例,使第一段的温度保证在灰熔点以下;在第二段再补充部分氧气,使第二段的温度达到煤的灰熔点以上,并完成全部气化过程。
该技术的要点是:1)氧气的分级供给,气化炉主烧嘴和侧壁氧气喷嘴分别加氧,使气化炉主烧嘴的
氧气量可脱离炉内部分氧化反应所需的炭和氧的化学当量比约束;2)由于氧气分级供给,可以采用氧含量从0%~100%的不同气体作为主烧嘴预混气体,调整火焰中心的温度和火焰中心的距离,降低气化炉主烧嘴端部的温度。
具体工艺流程见图1。
五、主要技术指标主要技术指标::
比氧耗:361 N m 3O 2/k N m 3(C O+H 2);
比煤耗:548 N m 3煤/k N m 3(C O+H 2);
碳转化率≥97.5%;
1N m3(C O+H
2)能耗降至13MJ以下。
图1  非熔渣—熔渣水煤浆分级气化技术工艺流程图
图1  非熔渣—熔渣水煤浆分级气化技术工艺流程图
技术应用情况:
六、技术应用情况
2007年12月,该技术通过中国石油和化学工业协会组织的技术鉴定,已在山西喜丰肥业集团公司10万t/a甲醇生产线上应用,取得良好节能效果。
七、典型用户及投资效益
典型用户及投资效益:
典型用户:山西阳煤丰喜肥业(集团)股份有限公司
1)建设规模:20万t/a甲醇气化装置。主要改造内容:采用级配磨煤技术、水煤浆分级气化和高压闪蒸蒸汽综合利用。节能技改投资额1.5亿元,建设期2年。年节能6万tc e,与固定床相比年增节能效益6000万元,投资回收期3年。
2)建设规模:18万t/a合成氨装置。主要改造内容:采用级配磨煤技术、水煤浆分级气化和高压闪蒸蒸汽综合利用。节能技改投资额1.5亿元,建设期2年。年节能5.7万tc e,与固定床相比年增节能效益5400万元,投资回收期3.5年。
推广前景和节能潜力:
八、推广前景和节能潜力
2008年我国合成氨产量约5000万t,甲醇产量约1100万t,两者折合总氨产品产量已超过6000万t,消耗能源1.1~1.2亿tc e。在这些总氨产品产量中,约75%的产量以煤气化为源头,其中约50%采用常压固定床煤气化技术。预计到2015年可通过技术改造,使先进煤气化技术推广率达到本行业的30%(共推广1800万t/a总氨能力规模)。如果其中1/3采用非熔渣—熔渣水煤浆分级气化技术,则届时可形成130万tc e/a 的节能能力。
先进煤气化节能技术(三)
多喷嘴对置式水煤浆气化技术
多喷嘴对置式水煤浆气化技术
:多喷嘴对置式水煤浆气化技术
技术名称:
一、技术名称
:化工行业煤制合成气
适用范围:
二、适用范围
三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状
与该节能技术相关生产环节的能耗现状:
同等产量条件下常压固定床技术:比氧耗380 N m3O55cao
2/k N m3(C O+H2);有效气成分C O+H2,含量60%~70%;碳转化率78%;年消耗71万tc e。
技术内容:
四、技术内容
1.技术原理
水煤浆、氧气进入气化室后,相继进行雾化、传热、蒸发、脱挥发分、燃烧、气化等6个物理和化学过程,煤浆颗粒在气化炉内经过湍流弥散、振荡运动、对流加热、辐
射加热、煤浆蒸发与挥发份的析出和气相反应等,最终形成以C O、H
2为主的煤气及灰渣。产生的合成气经分级净化达到后序工段的要求,同时采用直接换热式渣水处理系统。
2.关键技术
多喷嘴对置式水煤浆气化技术采用四喷嘴撞击流、预膜式喷嘴,加强混合,强化热质传递。关键技术设备包括:
1)由喷淋床与鼓泡床组成的复合床高温煤气洗涤冷却设备;
2)合成气“分级”净化。由混合器、分离器、水洗塔组成的高效节能型煤气初步净化系统;
电力线适配器
3)直接换热式含渣水处理系统;
4)预膜式长寿命高效气化喷嘴;
5)结构新颖的交叉流式洗涤水分布器;
6)国内首次成功实施停运气化烧嘴在线带压投料的操作技术。
3.工艺流程
通过喷嘴对置、优化炉型结构及尺寸,在炉内形成撞击流,以强化混合和热质传递过程,并形成炉内合理的流场结构。主要包括煤浆制备、输送单元,多喷嘴对置式水煤浆气化单元,煤气初步净化单元和含渣水处理单元,其中关键单元为气化、煤气初步净化和含渣水热回收。具体工艺流程见图1。
图1 多喷嘴对置式水煤浆气化工艺流程图
cgw主要技术指标:
五、主要技术指标
与引进的水煤浆气化技术相比,采用该技术可使比氧耗降低7.9%,比煤耗降低2.2%。
以北宿煤为原料,合成气有效气成分(C O+H
2)含量84.9%,比氧耗309N m3O2/
1000N m3(C O+H
2),降低7.9%;比煤耗 535kg/1000N m3(C O+H2),降低2.2%;碳转化率
98.8%,提高2~3个百分点;产气率2.20 N m3/kg;有效气成分提高2~3个百分点;
C O
2含量降低2~3个百分点。
六、技术应用情况
技术应用情况:
2005年通过中国石油和化学工业协会组织的工业示范装置现场168小时连续满负荷运行考核,2007年获国家科技进步二等奖,并拥有多项专利,具有完全自主知识产权。目前已推广至国内13家企业,共35台气化炉。与引进的气化技术相比,氧耗节约7%,煤耗节约2.2%,有效气成分提高2~3百分点。2008年7月与美国V a l e r o公司签订技术许可合同,实现了国产化煤气化技术的首次技术输出。
垂直母排:
七、典型用户及投资效益
典型用户及投资效益:
典型用户:兖矿国泰、兖矿鲁化、华鲁恒升、神华宁煤、江苏索普、江苏灵谷、安徽华谊、滕州凤凰等。
1)兖矿国泰化工有限公司。建设规模:两台日处理1150t煤多喷嘴对置式水煤浆气化炉。主要改造内容:配套新建24万t/a甲醇的煤气制备,节能技改投资额25000万元,建设期2年。年节能5.3万tc e,年节氧、节煤经济效益约5900万元,投资回收期4年。
旋流板塔
2)兖矿鲁南化肥厂。建设规模:一台日处理1150t煤多喷嘴对置式气化炉。主要
改造内容:配套新建24万t/a合成氨的煤气制备。节能技改投资额12000万元,建设

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