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[讨论] HT-L粉煤气化工艺与当今世界先进煤气化技术的性能比较

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一、HT-L粉煤气化装置的技术特性
粉煤气化装置的技术特性干煤粉进料:20 ~90微米煤粉颗粒惰性气体输送:氮气或二氧化碳高压气化炉:2.0~4.0MPaA优点:⒈干煤粉进料气化效率高严格控制进料煤粉的水含量。与湿法比较,1Kg水煤浆可以减少蒸发0.35Kg水,节约~2600KJ的能量,折算标煤0.113Kg(5500Kcal/Kg),占进煤量的17 %。粉煤气化比水煤浆气化:冷煤气效率提高10%,氧耗量降低15 ~25 %。有效气产量提高6%。⒉先进成熟的干煤粉密相输送技术悬浮速度7 ~10m/s,固气比480Kg/m3,载气量少。⒊强化燃烧,提高了单位体积的产气率,气化强度高在同样生产能力下,与常压炉相比,设备尺寸最小,结构紧凑,占地面积小,燃烧效率提高。
气化炉膛允许操作温度:1400 ~1900℃优点:⒈煤种适应性范围广煤的灰熔点可选范围宽(1250 ~1650℃),气化原料可选范围广;⒉碳转化率高、粗合成气品质好,CH4含量低碳转化率设计值≥99.5%,出口合成气有效气体(CO+H2)体积≥90%,CH4体积≤130PPm。⒊提高反应速率,可缩短反应停留时间高温、高压提高反应速率。与水煤浆气化工艺比,更容易达到平衡状态。平均炉内停留时间10S。⒋干煤粉纯氧燃烧,提高火焰中心温度,火焰短燃烧器火焰的中心温度:1800~2150℃。
   单烧嘴顶烧组合燃烧器优点:⒈燃烧火焰、炉内物料流场与炉膛结构有较好的符合炉内煤粉热解区、火焰燃烧区、烟气射流区、烟气回流区以及二次反应区分布合理。反应停留时间满足气化要求⒉燃烧负荷调节范围大负荷调节范围:60%~120 %⒊燃烧器结构设计合理、具有良好的燃烧性能中心氧与旋流煤粉混合充分,煤粉反应完全;火焰形状、稳定性好;⒋安装、调试、维护方便集高能电点火装置、液化气(柴油)点火烧嘴、火检为一体,独立冷却水外盘管,拆装维护方便。⒌精良的加工制造工艺关键材料采用进口材料或同类特制国产材料,焊接和组装工艺严格按规范执行,整体热处理消除热应力。⒍烧嘴的设计寿命**延长水冷夹套式烧嘴冷却方案,可保证烧嘴长周期运行稳定可靠。设计寿命20年,烧嘴头部局部维护时间6月一次。
密闭式盘管水冷壁辐射室结构,设计寿命20年优点:⒈水流量分布均匀“四进四出”结构可以保证管程流阻分布均匀。⒉控制盘管内水汽化率,调节炉内热平衡水汽化率6.5%,蒸汽产量~22000Kg/H(满负荷)。⒊盘管焊接接头少单根直管可达12m。⒋盘管轴向热膨胀量较小盘管热应力分析表明,径向热膨胀量6mm。⒌多组冷却水盘管便于维护和更换烧嘴盘管、渣口盘管分别进水,易于调节和更换⒍制造加工工艺成熟专用盘管热弯、焊接、组装、检验生产线。
“自我修复式”耐火材料结构,维护量少优点:⒈“自我修复式”耐火材料结构,提高材料的使用寿命水冷壁外可以形成稳定的固渣层3~5mm,“以渣抗渣”,抵抗气体和熔渣的冲刷和磨损⒉水冷壁降低耐火材料的蚀损率保证SiC材料的使用温度<1400℃,保证高温强度不降低⒊耐火材料的组合结构,降低炉膛散热损失炉内向外依次有液渣、固渣、SiC耐火材料、水冷壁、惰性气体保护层、高铝不定型耐火材料、外保温层,散热损失小⒋耐火材料的选材具有低的气孔率、较高的高温强度、较好的热稳定性不定型耐火材料最大粒径小于4mm,高温耐压强度≥85N/mm2,永久热变形≤0 .73%,有效的不定型结构设计⒌耐火材料的施工、养护、维护和更换方便,价格低
急冷、水浴式合成气冷却及洗涤方案,可靠性好优点:⒈技术方案成熟可靠Texaco工艺成熟结构,理论分析和模拟计算结果与实际情况符合很好。⒉对急冷环有成熟的工程业绩和分析数据对急冷环结构有长期的研究,形成独有的急冷环技术。⒊合成气急冷效果明显降低合成气流速、保持液膜厚度有助于急冷。⒋除渣、除灰效果明显水浴比喷淋、气体降温更有利于合成气中固相的除去⒌合成气中增加的饱和水可直接用于变换工序
    燃烧效率高、环保性能好优点:⒈冷煤气效率、热效率都高于湿法工艺控制煤粉进料水含量降低能量消耗,冷煤气效率比湿法提高10%,热效率提高6%⒉高温煤气化,C转化率高于湿法工艺C转化率≥99.5%,比湿法工艺提高1%,降低固渣排放⒊纯氧燃烧,比常压炉降低空气排烟损失额定工况热效率不小于95%⒋盘管冷却水副产中压蒸汽回收炉内燃烧热量3~5%⒌控制N2进炉量,可以降低NOx的排放固气比达12:1,载气量较少⒍废水有害成分极少,生化处理后可直接排放;固渣捕集完全,可用做建筑材料或深埋,对环境无其他污染。
    连续运行时间长、生产调幅能力强优点:⒈采用成熟的工艺路线充分吸收现有煤化工工艺及粉煤锅炉成熟技术,生产工艺流程容易打通,降低投资风险和研制周期;⒉关键设备有大量的工程业绩和专业制造厂家Texaco 炉、燃烧器、水冷壁等都已国产化和在其他类似的工业产品中使用,产品的质量可以保证⒊粉煤燃烧器的使用周期长烧嘴头部的冷却条件比Texaco 炉好,冷却盘管降低烧嘴头部的局部温度,可以延长材料的使用寿命⒋粉煤燃烧器更换维护方便⒌炉膛操作比Shell炉方便单烧嘴的点火、燃烧负荷调节、控制系统都比多烧嘴优越⒍水冷壁提高耐火材料的使用寿命,更换维护简便
采用HT-L粉煤气化工艺的技术优势
   高温煤气化,高效节能。碳转化率高( ≥99% ) ,冷煤气效率高( ≥82% ),有效气体成分( ≥90% ;煤种的适用范围广,燃料可以多元化,煤种可以本地化;􀁺控制系统自动化程度高,有完善的安保联锁系统;环保性能好,排放的污染物少;具有自主知识产权,工艺成熟可靠,主要设备完全国产化;

HT-L粉煤气化工艺与当今世界先进煤气化技术的性能比较
项 目 HT–L Shell Texaco GSP 比氧耗(Nm3/KNm3) 330~360 330~360 410~430 330~360 有效气成分CO+H2(%) 89~91 89~93 78~81 89~91 碳转化率(%)>99 >99 >98 >99 冷煤气效率(%) 80~83 80~83 71~76 80~83 煤气化热效率 (%) ~95 9686 ~90 原料煤输送形式 干粉,气体输送 干粉,气体输送 水煤浆,泵输送干粉,气体输送烧嘴寿命 10年,每6个月维修头部 10年,每1.5年维修头部每1.5个月维修头部 10年,每6个月维修头部 水冷壁或耐火砖 寿命水冷壁结构简单,属圆筒盘管 型,水路简单,易制造,寿命 >10年,副产中压饱和蒸汽 水冷壁呈多段竖管排列,水路复杂,合金钢材质,制造 难度大,寿命>10年,副产 中压饱和蒸汽和过热蒸汽昂贵的耐火砖只能用 一年,不产蒸汽 水冷壁结构简单,属圆筒 盘管型,水路简单,易制造,寿命>10年,但只副 产低压蒸汽 原料煤的适应性气化原料煤几乎函盖从褐煤到 无烟煤的所有煤种,可以实现原料煤本地化 气化原料煤几乎函盖从褐煤 到无烟煤的所有煤种,可以 实现原料煤本地化 对煤种要求高(灰熔点低于1250度,成浆性好),无法实现原料 煤本地化 气化原料煤几乎函盖从褐煤到无烟煤的所有煤种, 可以实现原料煤本地化 电耗 低 因有激冷气压缩机和反吹气压缩机,所以电耗较高。

 

发表于 2018-7-25 09:09:24

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