水媒浆加压气化装置用锁渣阀的研制
浅议锁渣阀的设计与应用
浅议锁渣阀的设计与应用 发布时间：2010-12-14 10:27:00 点击数：43 德士古水煤浆气化工艺流程分为制浆系统、合成气系统、烧嘴冷却系统、锁斗系统、闪蒸和水处理系统等。水煤浆气化工艺是在1350℃、40MPa以上的高温、高压条件下，使水煤浆和氧气进行氧化还原反应，使煤部分变成煤气。煤气经过激冷水浴、洗涤、除尘制成水蒸汽饱和的合成气送出，而煤中部分未燃尽的碳和不可燃的灰分在高温下形成熔渣经水冷却和破渣机破碎，通过锁斗定期排入渣池。德士古煤气化技术的应用至今已经有30多年的历史，该技术在中国也已经有着10多年的应用经验了，是目前国内所使用的较为成熟的煤气化技术。随着国内煤化工产业的不断升温，德士古水煤浆加压气化制取水煤气的生产工艺被大量采用。整个生产过程不仅存在高温、高压、易燃、易爆的气体介质和固体颗粒介质，还要求整个排渣集渣过程服从程序控制。在锁斗系统中，调节阀用于具有高温、高压和高磨蚀等特点的集渣和排渣循环过程，开关频率高且在高压条件下具有严密密封性。因此，锁渣阀必须具有完善的结构设计、合理的材料配置、良好的制造工艺和设备、先进的表面处理技术和免维护的高输出力矩的执行机构，以确保其安全、快速、连续不间断地长寿命工作。 一、锁斗系统工况特点 锁斗系统主要由渣罐、锁渣阀、排渣阀、冲洗水罐等组成，并设置了一套复杂的自动循环控制系统，用于定期收集炉渣。在排渣时锁斗和气化炉隔离锁斗循环分为减压、清洗、排渣和充压部分，每个循环约30min，保证在不中断气化炉运行的情况下定期排渣。锁斗系统一般由4台阀门形成一组，其中2台阀门用于进口集渣和锁渣，一台阀门用于出口排渣，一台用于锁斗冲洗水切断。在集渣时需给渣罐充压，渣罐压力与气化炉接近时打开锁渣阀。集渣后，关闭锁渣阀门，对渣罐卸压，排到常压后打开排渣阀门。排渣结束并冲洗完渣罐后，关闭排渣阀，然后对渣罐充压，依次重复循环。在整个循环过程中运行的工艺介质一般为占20%固体颗粒的渣水混合物，混合物中固体颗粒最大的粒度可达50mm。阀门入口压力一般为4.4MPa（最高达8.4MPa），温度为140～260℃。 （1）渣水混合物中具有无数大大小小的硬质颗粒掺杂在高速流体中流动，对阀门内件撞击并冲刷，使阀杆与轴孔、阀座与关闭件接触表面间产生严重摩擦，从而发生剧烈磨损，使阀门打不开或关不严。 （2）工况系统4.4～8.4MPa压力所形成的高速流体对阀门内件，如阀座、阀杆和关闭件等造成极大冲击，极易对内件表面快速冲蚀，使内件损坏。 （3）渣水混合物本身具有一定的腐蚀性，容易腐蚀被固体颗粒介质冲击破坏而暴露的新鲜表面，从而使阀门加速损坏。 （4）锁渣阀的口径一般为DN300及以上，口径较大，在高压力流体介质的作用下，对阀门密封面将形成较大的密封比压。同时，阀门在高压状态下开启，而固体颗粒介质的摩擦阻力较大，容易造成阀门卡阻现象，因而阀门实际开启力矩远远大于一般流体介质在相同压力下的力矩。 （5）渣水混合物的灰渣极易积沉并粘附在关闭件表面，微小的灰渣甚至会侵入阀座组件的内部，造成阀座活动失效，使阀门泄漏甚至无法使用。 二、阀门结构设计 锁渣阀采用的是金属硬密封固定式球阀结构（图1），该阀与其他球阀相比，有许多特点。 （1）采用全通径、防火和防静电设计。通道圆整平滑，流道通畅，尽可能保证介质不积沉，同时进口通道表面增加保护层，耐冲刷。 （2）阀杆采用防尘、防脱出结构设计，并且结构设计确保阀杆只承受阀门启闭扭矩，介质的推力由支承座和下轴承担，使阀杆的受力情况大大改善，确保阀杆能够长期可靠地工作。 （3）采用双阀座双向密封设计，进口端阀座和出口端阀门可同时密封，确保了阀门的密封性能。前端阀座采用阀前密封形式，后端阀座采用阀后密封形式，即使前端阀座密封失效，后端阀座仍能有效保持密封，也尽可能地减小了高压力流体对密封表面形成的高密封比压，降低了阀门的操作扭矩。 （4）阀座后面采用碟形弹簧加载，减少了圆柱形压缩弹簧容易受到微小灰渣的影响，而且在碟形弹簧两侧采用防尘圈进行保护，防止杂质及脏物进入到碟形弹簧腔体，有效防止碟形弹簧
煤气化工艺的优缺点及比较
13种煤气化工艺的优缺点及比较 我国是一个缺油、少气、煤炭资源相对而言比较丰富的国家，如何利用我国煤炭资源相对比较丰富的优势发展煤化工已成为大家关心的问题。近年来，我国掀起了煤制甲醇热、煤制油热、煤制烯烃热、煤制二甲醚热、煤制天然气热。有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目，这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤加压气化技术作评述，供大家参考。 1、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术 这是目前我国生产氮肥的主力军之一，其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气，要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。从发展看，属于将逐步淘汰的工艺。 2、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术 这是从间歇式气化技术发展过来的，其特点是采用富氧为气化剂，原料可采用8-10mm 粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。 3、鲁奇固定层煤加压气化技术 主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气，不推荐用以生产合成气。 4、灰熔聚流化床粉煤气化技术 中科院山西煤炭化学研究所的技术，2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行，实现了工业化，其特点是煤种适应性宽，可以用6-8mm以下的碎煤，属流化床气化炉，床层温度达1100℃左右，中心局部高温区达到1200-1300℃，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。床层温度比恩德气化炉高100-200℃，所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤，以及石油焦，投资比较少，生产成本低。缺点是气化压力为常
水煤浆气化及变换操作
水煤浆气化及变换操作知识问答 1 煤气化的基本概念是什么？ 答：煤的气化是使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤转变为燃料用煤气或合成用煤气。 2 煤气化必备的条件是什么? 答:煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。 3 简述煤气化工艺的分类。 答:煤气化工艺按照操作压力分为常压气化和加压气化；; 1）按照操作过程的连续性分为间歇式气化和连续气化；; 2）按照排渣方式分为液态排渣和固态排渣；; 3）按照固体原料（煤）反应物料在炉内的运动过程状态分为固定床、流化床、气流床和熔融床（熔渣池）。 4 气流床煤气化工艺按照气化炉的进料状态都有哪些分类?其代表技术有哪些？ 答：气流床煤气化工艺按照气化炉的进料状态分为干法粉煤进料和湿法水煤浆进料。 国外技术:干法粉煤进料的代表技术为荷兰壳牌干煤粉气化工艺(SHELL Process），德国未来能源公司的GSP气化技术；湿法水煤浆进料的代表技术为美国GE公司的水煤浆气化工艺(GEGP)。另外，德国未来能源公司的GSP气化技术，能够以干煤粉和水煤浆两种进料方式进料。 国内技术:湿法水煤浆进料的技术有西北化工研究院的多元料浆技术和华东理工大学的四喷嘴对置气化技术，干法煤粉进料的技术为西安热工研究院的两段式气化技术。 5 气流床气化技术有哪些特点? 答:气流床气化技术的主要特点: (1)采用干粉形式或水煤浆形式进料；; (2)加压、高温气化；;
(3)液态排渣；; (4)气化强度大；; (5)气化过程中不产生有机污染物，具有良好的环保效应。 6 试简要叙述煤气化技术发展的趋势。 答：随着技术的不断进步，煤气化技术由常压固定床向加压气流床气化技术发展的同时，气化炉能力也向大型化发展，反应温度也向高的温度（1500～~1600℃）发展，固态排渣向液态排渣发展，这主要是为了提高气化效率，碳转化率和气化炉能力，实现装置的大型化和能量高效回收利用，降低合成气的压缩能耗或实现等压合成，降低生产成本，同时消除或减少对环境的污染。 7 水煤浆加压气化工艺装置由哪儿部分组成? 答:水煤浆加压气化工艺主要由水煤浆制备和储存、水煤浆加压气化和粗煤气的洗涤、灰水处理和粗渣/细渣的处理等四部分组成。 8 煤的工业利用价值通过哪些项目来判断?其各自包含哪些内容? 答:煤的工业利用价值可通过工业分析和元素分析测定判断。 工业分析的内容包括水分Mt(内水M in 、外水M f ）、灰分(A)、挥发分（V）、固定 碳(FC）、硫分(S)、发热值(Q)、可磨指数(HGI）、灰熔点（IT/F1;DT/F2;ST/F3;FT/F4)等。 元素分析包括C、H、O、N、S、Cl以及灰分中各种金属化合物的含量。 9 水煤浆加压气化的技术经济指标有哪些?它们各自的含义是什么？ 答:水煤浆加压气化的技术经济指标主要有碳转化率、冷煤气效率，比煤耗、比氧耗、氧耗、有效气产率、气化强度、O/C原子比。 各自的含义为: (1)碳转化率煤气中携带的碳占入炉总碳的比率，% (2)冷煤气效率煤气的高位热值与入炉煤的高位热值的比率，% (3)比煤耗每生产1000Nm3有效气消耗的干煤量，kgCoal/kNm3(CO+H 2 ) (4)比氧耗每生产1000Nm3有效气消耗的氧气量，Nm3O 2/kNm3(CO+H 2 ) (5)氧耗单位重量的煤气化所需要消耗的氧量，Nm3O 2 /Tcoal (6)有效气产生率单位体积的煤气中有效气CO+H 2 所含的比例，% (7)气化强度单位容积的反应器在单位时间生产的干煤气量，Nm3/m3·h
德士古气化炉液位低联锁问题的探讨(修改)
德士古气化炉液位低联锁问题的探讨 华桂义 （南化公司 合成氨部，江苏 南京 210048） 摘要：德士古气化炉在我国成功应用后，发现迅速，但德士古气化炉在技术应用上还存一些问题需要我们去进一步完善。 关键词：德士古气化炉；气化炉液位联锁；气化炉跳车；锁斗跳车 一、 引言 中石化南化大化肥“油改煤”工程于2004年3月全面施工，2005年11月A炉竣工，2006年1月11日A炉一次投料成功，2006年9月3日B 炉一次投料成功。至2008年5月30日，煤气化装置共经历了50次的开停车。期间，我们对装置进行了大量的改造，目前装置运行状况良好。 本文就德士古气化炉液位低联锁问题进行探讨。 二、 流程说明 南化德士古水煤浆气化炉共两套，采用德士古激冷流程，气化炉内径3.2m、操作压力8.5Mpa、温度1300℃，投煤量1500t/d。灰水处理分高、中、低及真空四级闪蒸。 本文以A系列气化炉流程为例，流程图如下所示：
正常操作时，气化炉（R3201A）激冷水调节阀FV110采用手动或自动调节，气化炉黑水排放阀LV103采用手动调节①。 锁斗（V3208A）上锁渣阀和中锁渣阀（KV108/KV109）一般采用两种运行模式。即循环切换模式和固定选用模式。循环切换模式指锁斗第一个循环时KV108作为通道，开关KV109，第二个循环时KV109作为通道，开关
KV108，依次循环。固定选用模式指锁斗选择一个阀门（如KV108）作为固定通道，锁斗所有循环都开关另一个阀门（如KV109）。当锁斗跳车时，锁斗上锁渣阀、中锁渣阀都将关闭。 三、 气化炉液位联锁 气化炉液位联锁原先设定：当气化炉液位低于5%时,气化炉跳车，同时锁斗跳车（KV108/109关闭）、气化炉排水切断阀XV157关闭。 气化炉液位快速低于5%，说明气化炉系统可能向外界大量泄漏液体(或内部调节失控)，联锁动作关闭XV157可以确保气化炉系统不会向闪蒸系统窜气；锁斗跳车（关闭KV108和KV109）可以确保气化炉黑水不会在锁斗泄压时从锁斗全部泄出。 GE这样设计联锁的目的，是防止事故扩大化，但这种设计并不利于生产的连续稳定。 实际生产中，笔者单位曾发生过这样的事故：2007年7月6日， B气化炉，锁斗上锁渣阀KV208②内漏，当时锁斗采用的循环切换模式。KV209作为通道，KV208关闭后，锁斗打开KV245/KV215向V3209B泄压，由于KV208内漏严重，在15秒内气化炉液位从30%降至5%，气化炉联锁跳车，同时锁斗联锁跳车（KV209/KV245/KV215关闭），XV257联锁关闭。 在这种突发情况下，操作人员是没法进行处理的，只能眼睁睁地看着气化炉跳车。 由于气化炉液位低于5%前，锁斗及XV257没有任何联锁动作。假设锁
鲁奇加压气化炉工艺操作
鲁奇加压气化炉工艺操作 新疆广汇新能源造气车间－－程新院 一、相关知识 1、影响化学平衡的因素有三点：①反应温度（T）、②反应压力（P）、 ③反应浓度（C）。勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡条件之一（T、P、C），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 2、气化炉内氧化层主反应方程式 ① 2C+O?＝CO?（－Q）ΔH＜０ ②2C+O?＝2CO（－Q）ΔH?＜０ ΔH＜ΔH? 3、气化炉内还原层主反应方程式 ③C＋CO?＝2CO（＋Q）ΔH?＞０ ④C＋H?O＝CO+H?（＋Q）ΔH?＞０ ⑤C＋2H?＝CH?（＋Q）ΔH5＞０ ΔH?＞ΔH?＞ΔH5 ｜ΔH｜＞ΔH?＞｜ΔH?｜＞ΔH?＞ΔH? 4、煤灰熔点对气化炉的影响 鲁奇气化炉的操作温度介于煤的DT（变形温度）和ST（软化温度）之间。若入炉煤的灰熔点高，则操作时适当降低汽氧比，相应提高炉温，蒸汽分解率增加，煤气水产量低，气化反应完全，有利于产气。但是受气化炉设计材料的制约，汽氧比不能无限制降低，否则可能会烧坏炉篦及内件。因此受设备材质的局限，煤灰熔点不能太高，
一般控制在1150℃≦DT≦1250℃。反之，若煤灰熔点低，则操作时要适当提高汽氧比，相应降低炉温（防止炉内结渣，造成排灰困难），蒸汽分解率降低，煤气水产量增加，气化反应速度减缓，不利于产气。因此入炉煤的灰熔点要尽可能在一定的范围内，不能变化太大。二、汽氧比的判断 鲁奇加压气化炉汽氧比是调整控制气化过程温度，改变煤气组份，影响副产品产量及质量的重要因素。汽氧比过低，会造成气化炉结渣，排灰困难，不利于产气；汽氧比过高，会造成灰细或排灰困难，煤气水产量增加等。因此，在不引起灰份熔融的情况下，尽可能采用低的汽氧比。汽氧比的高低应该结合煤气组份中有效气体的含量、灰样和指标参数做出准确的判断！ 1、从煤气组份1判断汽氧比的高低 我们在实际操作中一般都根据CO2、CO、H2、CH?来判断汽氧比的高低，下面分情况进行说明。 1：我公司白石湖煤产气组份 ａ、煤气组份中CO2和CH?同时降低，CO和H2同时升高，这种情况最容易判断，根据还原层反应方程式 ③C＋H?O＝CO+H?ΔH?＞０ ④C＋CO?＝2COΔH?＞０
锁渣阀G1610
G1610锁渣、锁斗阀及冲洗水阀 一、应用场合概述 煤气化装置锁渣阀用于煤气化后煤渣的排放，煤气化装置条件非常苛刻，煤制油、煤改油、煤气化等煤化工项目对阀门的要求非常严格，要求阀门具有高耐磨耐冲刷、防结垢、防结疤、快速切断等功能。高压（一般采用Class600至Class900压力级）、高温、介质（煤渣）硬度非常高、启闭频繁（半个小时动作一次）、口径大（一般为DN300～DN450）、启闭速度快（一般为3秒至10秒）、而且要求煤气化阀门的密封性能好，可靠性高。煤气化炉锁斗阀是煤化工装置中关键的主力控制阀门，由于使用工况要求很高，所以对煤化工用阀门的技术要求难度很大。 煤化工专用锁渣、锁斗阀及冲洗水阀的介质为含用固态矿渣和灰分的高温渣水，不但对阀体的流道具有较大的冲蚀，对阀门的球体及阀座等动部件及密封面冲蚀和磨蚀更大，要求阀内件必须经过高技术的硬化处理使阀门具有较高的耐磨性能。产品除了考虑硬化材质硬度外，更重要的考虑到硬化工艺，以 达到除了硬度指数以外的其它指数达到要 求，如：厚度、与基材结合力度、在温度骤 变工况的硬度值及结合力、局部超大压力因 素、局部大颗粒因素。由于集渣和排渣的周 期为30分钟，因此在正常生产中该阀的开 关次数频繁，高压到低压，高温到低温的交 替变化较大，要求阀门除标准产品具有的非 常好的使用寿命和较高的密封等级外，更要 考虑完全满足严酷工况的设计和制造，检测 工艺。 二、遵循的行业规范和标准 G1610锁渣阀是固定球阀，其结构设计和生产工艺遵循以下标准和规范
结构特征 两体式阀体结构 弹簧加载式阀座密封防阀杆喷出 本质火灾安全 动负载阀杆填料应用范围 口径：12＂/DN300；14＂/DN350；16＂/DN400；18＂/DN450；压力：ANSI CLASS 600 900 温度：-46℃～+500℃ 硬化处理：HVOF或热熔喷涂处理 三、产品规格范围及简介 G1610锁渣、锁斗阀及冲洗水阀 1、阀体结构为两片全通径、金属密封固定球式球阀，整体式法兰。作为固定球的结构，当上游介质超大压力作用在球体上时，大部分应力会经轴枢及时消解于阀体及管线上，其它作用于阀杆的应力则会消解于阀杆上下轴套，延长阀门的使用寿命，尤其在锁斗阀的应用上，因开关频繁，若采用浮动球，则阀杆与阀球连接处容易损坏。由于固定球的密封是靠阀座后的弹簧驱动形成密封面，若介质中含有大量的颗粒，这些颗粒若卡在阀球与阀座间，固定球结构可避免阀门被卡死的现象。
煤炭加压气化技术的研究及开发_步学朋
收稿日期:2001Ο02Ο15 作者简介:步学朋(1962-),男,山东济南人,硕士,高级工程师,从事煤炭气化的研究工作。 特约专稿 煤炭加压气化技术的研究及开发 步学朋,彭万旺 (煤炭科学研究总院北京煤化学研究所,北京 100013) 摘 要:简要介绍了北京煤化学研究所在加压固定床气化———包括D 650mm 中试和D 100mm 小试气化技术,D 300mm 和D 100mm 加压流化床气化技术,加压气流床气化数学模拟等方面的研究和开发情况,给出了典型煤种在不同气化炉、不同操作条件下的试验数据,讨论了我国煤炭气化技术的发展前景。关键词:固定床气化;流化床气化;加压气化;气流床气化 中图分类号:TQ546 文献标识码:A 文章编号:1005Ο2798(2001)03Ο0014Ο05 煤炭气化是将固体煤炭转变为煤气,它广泛应 用于生产化工合成气(如合成氨、甲醇等)、工业燃料气、城市煤气等领域,是洁净煤技术的重要组成部分。随着煤炭液化技术的发展和商业化以及先进的整体煤气化联合循环发电技术(IGCC )、第二代PF 2BC 及燃料电池(IGFC )的开发应用,煤炭气化技术将起到越来越重要的作用。 煤炭科学研究总院北京煤化学研究所从50年代开始,先后开展了煤炭地下气化、常压移动床发生炉气化试验研究、D 200mm 文氏管排灰流化床气化炉试验、单双筒熔渣池气化炉研究,开发了D 116m 水煤气两段炉和D 0185m 、D 2m 一段、两段发生炉及上下鼓风反火炉并用于矿区气化、制备工业燃料气等。80年代以来,又开展了煤炭加压气化技术研究,下面将简要介绍这方面的研究及开发情况。 1 加压固定床气化技术研究开发 111 D 650mm 中试气化技术 70年代末,北京煤化所承担国家科委建立中试 气化试验装置的任务,1983年进行设备安装,中试装置的气化炉内径为650mm ,燃料层高度为2m ,运行压力为2～215MPa (最高3MPa ),气化强度(煤气)为850～1500Nm 3/h ?m 2,耗煤量为200～500kg/h ,炉出口温度上限为560℃。 1984年5月开始煤种试验,先后成功地进行了 沈北、蔚县、黄县、依兰、窑街等五个典型中国煤种的 半工业性试验,累计运行1000多小时。D 650mm 气化炉试验操作稳定,结果重现性好,取得的数据完整可靠。其中龙口褐煤、蔚县长焰煤和依兰煤的气化试验结果分别为相应的三个城市煤气化工程项目的可行性研究报告所采用,窑街长焰煤的试验结果则直接被国外设计单位所采用,作为兰州城市煤气工程设计的依据。表1为典型试验结果及依兰煤与东德的D 316m 气化炉上进行的工业性试验结果对比。 可见D 650mm 加压中试装置操作比较稳定,结果波动较少。对照依兰煤中试和工业装置两个试验结果,可见在近似的操作条件下,其一致性很好,粗煤气中主要组分差异小于3%。在中试装置上进行不同工艺条件对比试验所得出的最佳汽氧比(510kg/Nm 3)及不需要搅拌装置等结论完全被P KM316m 炉试验结果所证实,主要消耗指标十分 接近。由此可以认为,D 650mm 中试结果用于工业 设计是可靠的。 112 D 100mm 加压小试气化及煤炭加压气化基础特性研究 由于中试费用较高,为进行大量煤种试验,有必要开发小型试验装置。为此北京煤化所牵头承担“七五”“中国煤种资源数据库”的攻关工作,作为其中一部分,北京煤化所开展了“煤炭加压气化基础特性研究”,开发了D 100mm 固定床气化小型试验装置。气化炉设计压力为510MPa ,运行压力为310MPa ,气化炉高度为315m ,气化炉配置操作参
水煤浆气化装置灰水系统除硬技术探究
水煤浆气化装置灰水系统除硬技术探究 摘要：近年来，随着我国经济的不断发展和社会的不断进步，各个领域都有了 一定上的技术提升。这些化肥生产的公司也在生产的装置上，以及技术上进行了 相应的改变。随着我国节能环保的不断推出，以及绿色发展的不断进行水煤浆气 化系统结垢装置方面存在的问题，严重的干扰的相关企业的正常发展。下面将结 合河南的某化肥公司进行水煤浆气化装置中灰水槽的钙含量以及硬度进行相应的 分析，同时，针对三种除应技术进行对比，分别包括电絮凝除硬技术、酸性气除 硬技术以及膜吸收除硬技术，通过对比后最终选用的处理技术为酸性气除硬技术。关键词：水煤浆；灰水系统；除硬技术 引言：用于水煤浆气化工艺可以更好地利用资源，为企业创造更多的经济效益， 因此备受关注。但是在水煤浆气化灰水系统的运行中发现，水煤浆企划装置系统 存在着严重的结垢问题。为了更好地解决存在的污垢问题，维持系统的长时间稳 定运转，提高企业的经济效益，就要对灰水系统的除硬技术进行研究，在原有的 雏鹰基础上进行相应的提升，降低水煤浆气化装置长时间的结垢难题。下面将对 水煤气化装指灰水系统除应技术进行相应的研究和分析，并提出自己的观点，以 供相关企业参考。 一、水煤浆气化灰水系统 1.1水煤浆气化灰水系统中存在的问题 由于我国能源分布存在着缺少石油天然气，但存在着丰富的煤的特点，因此，基 于我国的能源分布更好地利用煤炭资源，降低在使用过程中的污染问题，是现阶 段符合我国国情发展以及能源多元化的重要手段，利用一定的技术进行煤炭资源 的清洁利用处理，是推动我国能源更好地利用以及经济发展的重要手段。这其中 最常出现的就是水煤浆气化灰水系统的使用。但水煤浆气化灰水系统的应用过程 中还存在着大量的问题。由于在水煤浆系统运行的初期所需要的补水量非常大， 系统经过一次脱盐用的水量高达每小时125立方米，这个过程中，造成氨水的量 消耗的极大，同时，在废水排除系统外管道出现了严重的腐蚀和结垢现象。这些 问题主要表现在以下几个方面： （1）水煤浆系统的系统补水和系统的各处冲水所需要用的水量巨大。在进行拖 延补水的过程中，大量高品质的水被补入灰水系统内，造成了高品质水的浪费。（2）高压闪蒸系统在实际的运行中达不到所要求的设计参数。由于达不到实际 工作所需，因此水中的酸性物质在高压闪蒸的过程中，不能被有效地处理，因此 导致设备的运行期间都处于酸性状态，对设备造成了一定的腐蚀性。 （3）灰水系统的处理中，排水过程没有相应的设置工艺指标。在进行灰水系统 的工艺指标设计时，是根据相关设备的液体位置进行分析来调整灰水系统的高低，没有根据相应的指标进行设计，因此导致灰水系统存在着浓缩性倍数整体较低的 情况。 （4）灰水系统中所使用的水质情况不够稳定。由于回水系统中的水质不够，稳定，存在着波动较大的情况，因此导致药剂的浓度波动也偏大，不能够更好地处 理水中的钙和镁离子美的聚集情况，对后期的管道和设备出现结垢的情况创造了 一定条件。 （5）灰水系统的水资源利用率较低。在实际运行的过程中，由于系统的补水量 消耗大，因此导致对水资源的利用率较低。例如在实际应用的过程中一吨安的取 水情况约为15立方米，而排出的水则达到七立方米，因此，在系统的应用过程
粉煤加压气化技术
粉煤加压气化技术简介 一、背景 “九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂（水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心）、中国天辰化学工程公司共同承担了国家“十五”科技攻关计划课题“粉煤加压气化制合成气新技术研究与开发”，建设具有自主知识产权的粉煤加压气化中试装置。装置处理能力为15～45吨煤/天，操作压力2.0～2.5Mpa，操作温度1300～1400℃。 该课题于2001年年底启动，2002年10月完成研究开发阶段中期评估，中试装置进入设计施工阶段。2004年7月装置正式投运，首次在国内展示了粉煤加压气化技术的运行结果，填补了国内空白，技术指标达到国际先进水平。中试装置于2004年12月6日至9日顺利通过科技部组织的现场72 小时运行专家考核，2004年12月21日于北京通过科技部主持的课题专家验收。同年，该成果入选2004年度煤炭工业十大科学技术成果。 二、装置流程与技术优势 1、整个工艺流程如图1，具体流程为：原煤除杂后送入磨煤机破碎，同时由经过加热的低压氮气将其干燥，制备出合格煤粉存于料仓中。加热用低压氮气大部分可循环使用。料仓中的煤粉先后在低压氮气和高压氮气的输送下，通过气化喷嘴进入气化炉。气化剂氧气、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉，并在高温高压下与煤粉进行气化反应。出气化炉的高温合成气经激冷、洗涤后并入造气车间合成气管线。熔融灰渣在气化炉激冷室中被激冷固化，经锁斗收集，定期排放。洗涤塔出来的黑水经过二级闪蒸，水蒸汽及一部分溶解在黑水中的酸性气CO 2、H2S 等被迅速闪蒸出来，闪蒸气经冷凝、分离后与气化分厂生产系统的酸性气一并处理，闪蒸黑水经换热器冷却后排入地沟，送气化分厂生产装置的污水处理系统。
GE水煤浆气化工艺操作规程
GE水煤浆气化操作规程 编写：陈广庆冯长志赵旭清 审核：李美喜仇庆壮 审定：董忠明 批准：石集中 新能能源公司气化车间 二○○八年十二月 目录 第一章：工艺说明 4 一、岗位任务 4 二、岗位管辖范围 4 三、工艺原理7 四、工艺流程8 五、联锁说明15 第二章：工艺参数34 一、重要设计数据34 二、正常操作数据38 三、仪表报警值及联锁值38 第三章：操作规程39 一、开车39 1原始开车（第一套气化系统开车）39 2正常开车（第二套气化系统开车）64 3倒气化炉系统65 4短期停车后开车65 5长期停车后开车65 二、正常操作65 1正常维护操作65 2加减负荷操作66 三、停车67 1 正常停车（第一套气化系统停车）67 2 正常停车（第二套气化系统停车）74 3长期停车（大修停车）76
4紧急停车76 四、事故处理78 第四章：安全与环保91 一、人身安全91 二、设备安全92 三、环保92 附录：92 表1.设备一览表92 表2.安全阀一览表92 表3.工艺参数控制报警连锁一览表92 图1.GE水煤浆气化工艺流程图 129 第一章工艺说明 一、岗位任务 气化岗位是把煤浆制备工序生产的合格水煤浆与空分装置生产的氧气（纯度＞99.6%）在一定的工艺条件下进入气化炉内进行部分氧化反应，生成以CO、H2、CO2为主要成份的合成气，经增湿、降温、除尘后送入下游变换工序；同时，将系统中产生的黑水送入闪蒸、沉降系统处理，以达到回收热量及灰水再生、循环使用的目的，产生的粗渣及细渣送出界区外。二、岗位管辖范围 岗位的管辖设备： 序号设备名称设备位号数量（台）备注 1 气化炉R1201A/B/C 3 2 洗涤塔T1201A/B/C 3 3 研磨水槽V1105 1 4 烧嘴冷却水槽V1201 1 5 烧嘴冷却回水分离罐V1202A/B/C 3 6 事故烧嘴冷却水罐V1203 1 7 激冷水过滤器V1204A～F 6 8 气化炉密封水罐V1205A/B/C 3 9 消音器水封罐V1206A/B/C 3 10 锁斗冲洗水罐V1207A/B/C 3 11 锁斗V1208A/B/C 3 12 渣池V1209A/B/C 3 13 高压氮气贮罐V1210A/B 2 14 集渣池V1211 1 15 高压闪蒸罐V1301A/B/C 3 16 高压闪蒸分离器V1302A/B/C 3 序号设备名称设备位号数量（台）备注 17 低压闪蒸罐V1303A/B/C 3 18 真空闪蒸罐V1304A/B/C 3 19 第一真空闪蒸分离器V1305A/B/C 3 20 第二真空闪蒸分离器V1307A/B/C 3 21 除氧器V1309 1 22 沉降槽V1310 1
气化装置主要设备介绍解读
一、气化炉 1、气化炉描述 本装置使用3台多元料浆加压气化炉（两开一备）。 气化炉是以氧气为气化剂对多元料浆进行加压气化，制取合成甲醇原料气的关键设备。该设备的主要功能是制取粗合成气：一氧化碳（CO）和氢气（H2）。由煤浆制备工序来的水煤浆与空分工序来的氧气在气化炉顶部的特殊喷嘴混合、并在气化炉燃烧室内燃烧（反应温度达~1400℃），产生高温煤气和熔渣。这些反应物在反应压力的作用下，顺着燃烧室下部的中心管（浸液管）向下到下半部急冷室中的急冷水液面以下一定位置，将气体冷却并顺着急冷室中设置在中心管外的套管（通风管）与中心管的环形流道向上流出，进入急冷室上部的气相空间并由急冷室上部的急冷气出口输送到后续工序。燃烧室内产生的高温煤气在急冷室中与急冷水直接接触、冷却后，形成了～253℃的饱和水煤气，为变换提供符合要求的反应气；而与此同时，燃烧室产生的高温熔渣在急冷室下部的水中冷却、向下部沉淀，并及时经直联在急冷室下部的破渣机进行破碎、定时由破渣机下部的锁斗排放到渣水处理工序。 气化炉分为上下两个部分，上部为燃烧室，下部为激冷室。燃烧室由钢壳和耐火衬里两部分组成，钢壳内径φ2800，厚88mm，采用单层卷板结构，球形封头，开孔接管一律采用厚壁管加强。气化炉燃烧室高温段壳体内衬为总厚约559mm的耐火材料，顶部喷头入口处（封头）的衬层随温度的减弱适当减薄。耐火衬里由高铬刚玉砖、低铬刚玉砖、低硅刚玉砖、刚玉浇注料、高铝型硅酸铝纤维针刺毯等组成。配比好的多元料浆和氧气通过顶部烧嘴喷入燃烧室内，在高温高压下发生气化反应，生成合成甲醇所需的高温原料气，在反应压力的作用下，高温原料气和熔渣通过燃烧室的下锥口进入激冷室内，与激冷水充分接触冷却后产生的激冷气通过激冷室上部设置的激冷气出口排出，产生的黑水和炉渣通过激冷室下部设置的排渣口进入锁斗，定期排放。由于反应后的高温原
多喷嘴对置式水煤浆气化技术工程设计介绍
多喷嘴对置式水煤浆气化技术工程设计介绍 0 前言 进入新的世纪以来，世界能源状况对我们国家的建设产生了重大影响，国家的能源安全、经济的快速发展、我国资源的基本构成等因素，使煤炭的综合利用以及煤化工事业受到了广泛的关注，同时也促成了空前规模的煤化工建设热潮，来自方方面面的投资正使煤化工以前所未有的速度发展。该领域的装置规模、技术水平都有了整体的提升，新技术开发、装备制造能力以及生产管理水平也取得了可喜的进步。随着一批大型煤化工装置陆续投产，人们在探询各种技术路线优劣时也能够更客观冷静，在总结和比选各种技术的特点时，也增加了几分把握。如果说这些投产的装置在当初建设时还算大型的话，现在看来这只是进入更大规模装置建设的起点，也是国有大型煤炭、电力和石化企业进入煤化工领域的试水之举。特别是“十一五”期间，国家对能源的消耗和废弃物的减排提出了明确的定量要求，由于煤气化对此举足轻重的影响而必将更加引人注目。可以肯定地说，煤制油、煤制烯烃必将催生更大规模的煤化工装置。煤气化技术作为煤化工装置的龙头自始至终是人们探索和争论的焦点，选择何种煤气化技术也是投资者在决策时最需要慎重考虑和把握的，实践也证明选择是否适合自己的煤气化技术对煤化工项目是至关重要的。现以多年来参与水煤浆气化工程设计的经历，就多喷嘴对置式水煤浆气化装置工程设计谈一点体会。 1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工艺特点 目前己投入生产运行大型煤气化装置，采用水煤浆气化的装置普遍有较高的运转率，水煤浆气化的可靠性已无可争议，以GE(德士古)水煤浆气化技术为代表的单喷嘴水煤浆气化得到了广泛地认同，近年来研发成功的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，也成功实现了在大型装置上的工业化运行。“九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司承担了国家重点课题《新型(多喷嘴对置)水煤浆气化技术开发》，进行了中间试验研究，有关部门组织了鉴定和验收。“十五”期间进行了工业性示范装置的建设，由中国天辰化学工程公司负责进行多喷嘴对置式水煤浆气化装置和配套工程的设计，在兖矿国泰化工有限公司进行工程建设，工程列入“十五”期间的国家“863”计划。气化装置设置2台日处理1150t煤、气化压力4.0MPa，以日处理20t煤的中间试验装置为基础进行工程放大。该装置于2005年7月21日一次投料成功，于12月11日至19日进行了现场考核，其生产负荷和技术指标均达到了预定的设讨寸旨标，各项技术经济指标优于国外同类技术，说明工业化放大设计是成功的。我国已拥有自主知识产权的先进煤气化技术，标志着我国现代煤化工技术完全依赖国外技术的时代已经结束。 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的化学反应原理与单喷嘴水煤浆气化技术相同，但其过程机理与受限射流反应器的单喷嘴水煤浆气化炉又有很大的不同，多喷嘴对置式水煤浆气化炉采用撞击流技术来强化和促进混合、传质、传热。位于气化炉直筒段上部的4个工艺喷嘴在同一水平面上，相互垂直布置，通过4 股射流的撞击可以使反应更充分并显著提高碳转化率。从考核和生产企业总结的数据来看，碳转化率均可提高约1％～2％，有效气成分可提高约2％，相应的比氧耗降低约7.9％，比煤耗降低约2.2％。多喷嘴对置式水煤浆气化技术粗煤气初步净化和渣水处理的配置，较好地解决了粗煤气带灰和设备管道结垢堵塞问题。采用复合床洗涤冷却技术液位平稳，减弱了粗煤气的带水带灰现象，通过在
德士古水煤浆加压气化说明
德士古水煤浆加压气化属于先进的第二代煤气化技术。炉型主要分为激冷型和废热锅炉型，国内引进的鲁南、渭河、上海焦化、淮南等几套德士古煤气化装置均采用激冷型气化炉。从厂家运行的实际情况来看，都存在着合成气偏流问题，现就此作简明介绍，仅供有关技术人员和操作人员参考。 1 工艺过程简述 德士古水煤浆加压气化的基本工艺过程是用高压煤浆泵将煤浆送入烧嘴，同时将来自空分的高压氧也送入烧嘴，氧走烧嘴的外环隙和中心管，煤浆走内环隙，二者一起由烧嘴喷入气化炉中，充分混合雾化，在1350～1400 ℃温度下进行气化反应，生成的高温合成气和熔融渣一起流经渣口，激冷环、下降管，进入激冷室的激冷水中。高温合成气和熔融渣与激冷水直接接触激冷，激冷的目的是将高温气体直接冷却到该压力下的饱和蒸汽温度，将熔融渣冷却后沉积，实现气渣分离。分离出的渣经破渣机，通过锁斗定期排入渣池，由捞渣机捞出装车外运。激冷水是由激冷水泵从洗涤塔抽出，送入激冷环，并沿下降管内壁旋转均匀分布下流。激冷水在下降管内壁形成的水膜，不仅避免高温气流及熔渣与下降管内壁直接接触而保护下降管，同时也逐渐降低气体温度。在激冷水中激冷后的合成气沿下降管和上升管的环隙空间均匀鼓泡上升，出激冷室后，经文丘里洗涤器和洗涤 摘要：结合渭化德士古气化装置运行实际情况，从加强原料煤质量管理，选择适当的操作温度和抓好备炉工作等3方面论述了德士古气化炉稳定运行的要点。 关键词：德士古煤气化炉稳定运行要点 我厂德士古水煤浆气化装置是目前国内运行中压力等级最高的一套装置，它的长周期稳定运行，不仅可以使我集团公司的生产水平再上新台阶，同时也为我国的煤化工发展提供有益借鉴。结合我公司实际运行情况及本人多年操作经验，仅就德士古气化炉稳定运行的要点浅谈一下笔者的看法。 1. 加强原料煤的质量管理，提高煤浆浓度 为了进一步提高气化炉的生产能力，实现气化炉长周期，安全稳定运行，并达到高产、优质、低耗之目的。首先要加强煤的质量管理，固定碳、化学活性、机械强度、热稳定性、灰熔点等指标入厂前要严格把关，力求提高；尽量降低硫份、灰分等杂质的含量。把灰分的含量作为重点来抓，灰分应尽可能的低。同时做好煤浆的制备工作，稳定煤浆浓度，并尽可能的提高煤浆浓度。 1.1加强煤的质量管理 之所以将灰分作为重点，主要从以下几方面考虑：首先，灰分直接影响煤中的有效成分，进而影响煤气化的效率。实践证明，灰分增高1%，在入炉煤浆量同样情况下，生产能力下降约1.8%，这样将严重制约我装置的高负荷运行。 其次，灰分中以SiO2为主，依据我们厂多年的原料煤分析情况，灰分高时，煤中煤矸石就多，SiO2就高，这样导致煤灰中CaO+Fe2O3+MgO/SiO2+AL2O3比值降低，而该酸碱比直接与灰的粘度和灰熔点有关，每当灰分升高时，我们炉温被迫
锁渣阀技术规格书
锁渣阀技术规格书
1．0 概述 锁渣阀是气化装置最重要的阀门。每台气化炉三个锁渣阀：气化炉下部下渣口与锁渣罐相连的管道上两个,上面一个常开，以备下面的锁渣阀故障时使用；锁渣罐排放口一个,锁渣阀必须在垂直管道上安装,介质从上向下。它们参加排渣程序控制。它们耐受高温、高压和灰渣的直接磨蚀，开关次数频繁，要求在高压差情况下，双向严密密封，对阀门结构和材质要求很高。因此，供应厂商应详细阅读该技术规格书，简述本公司产品的结构特点、性能优点。所有球阀必须符合本规格书的各项要求，保证阀门的整体使用性能。 本技术要求仅是锁渣阀一般技术要求，不妨碍供货厂商按照自己的经验提供更好的技术方案，例如阀门结构、材质和附件等，在标书中需要注明。供货厂商对所提供的产品完全符合数据表的工艺条件要求，不应因本技术规格书内容的疏漏或不完全而作为提供不符合工艺条件的不合格产品的借口。 2．0范围和标准 2．1范围 2．1．1本技术规格书适用于60万吨项目的锁渣阀的设计、制造、文件和技术要求。2．1．2所供切断球阀必须符合或高于本文件所附《仪表数据表》的要求，阀门国外成套原装进口。 2．1．3 供货厂商按自己的经验提供完整的两年正常操作和开车备件表，由用户和工程公司校准并同意。 2．2标准和规范和设计基础 2．2．1标准规范 下列标准和规范将遵照执行： 炼油厂仪表安装手册 API RP550 气动调节阀 GB/T 4213—92 ISA 调节阀密封泄漏 ANSI/ISA B16.104, FCI 70-2 爆炸性环境用防爆电气设备 GB 3836—2000，IEC 60079—1998 仪表防护 GB 4208—93，IEC 529
煤气化技术简介及装置分类
煤气化技术简介及装置分类 煤气化是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。目前，国内自行开发和引进的煤气化技术种类众多，但总体上可以分为以下三大类： 一、固定床气化技术 以鲁奇为代表的加压块煤气化技术。鲁奇加压气化炉是由联邦德国鲁奇公司于1930年开发的，属第一代煤气化工艺，技术成熟可靠，是目前世界上建厂最多的煤气化技术。鲁奇气化炉是制取城市坑口煤气装置中的心脏设备。它适应的煤种广﹑气化强度大﹑气化效率高﹑粗煤气无需再加压即可远距离输送。鲁奇气化技术的特点为：采用碎煤加压式填料方式，即连接在炉体上部的煤锁将原料制成常温碎煤块，然后从进煤口经过气化炉的预热层，将温度提高至300℃左右。从气化剂入口吹进的助燃气体将煤点燃，形成燃烧层。燃烧层上方是反应层，产生的粗煤气从出口排出。炉篦上方的灰渣从底部出口排到下方连接的灰锁设备中，所以气化炉与煤锁﹑灰锁构成了一体的气化装置。鲁奇炉的代表炉型即第三代MARK－IV/4型Ф3800mm加压气化炉, 炉体由内外壳组成，其间形成50mm的环形水冷夹套，是一种技术先进﹑结构更为合理的炉型。我公司为河南义马、大唐克旗等制做了多台鲁奇式气化炉。 图1 鲁奇加压块煤气化装置
二、流化床气化技术 以恩德炉、灰熔聚为代表的气化技术。恩德炉粉煤流化床气化技术是朝鲜恩德“七.七”联合企业在温克勒粉煤流化床气化炉的基础上，经长期的生产实践，逐步改进和完善的一种煤气化工艺。灰融聚流化床粉煤气化技术根据射流原理，在流化床底部设计了灰团聚分离装置，形成床内局部高温区，使灰渣团聚成球，借助重量的差异达到灰团与半焦的分离，在非结渣情况下，连续有选择地排出低碳量的灰渣。目前，中科院山西煤化所山西省粉煤气化工程研究中心开发的加压灰熔聚气化工业装置已经成功应用于晋煤集团天溪煤制油分公司1 0万吨/年煤基MTG合成油示范工程项目，该项目配备了6台灰熔聚气化炉（5开1备），气化炉操作压力0.6MPa，日处理晋城无烟煤1600吨，干煤气产量125000Nm3/h（配套30万吨/年合成甲醇）。 图2 灰熔聚气化反应装置 三、气流床气化技术 1、以壳牌、GSP、科林、航天炉、伍德、熔渣-非熔渣为代表的气流床技术 壳牌干煤粉气化工艺于1972年开始进行基础研究，1978年投煤量150 t／d的中试装置在德国汉堡建成并投人运行。1987年投煤量250～400 t／d的工业示范装置在美国休斯敦投产。在取得大量实验数据的基础上，日处理煤量为2000 t的单系列大型煤气化装置于1993年在荷兰Demkolec电厂建成，煤气化装置所产煤气用于联合循环发电，经过3年多示范运于1998年正式交付用户使用。目前，我国已经引进23套
加压气化工艺仿真操作手册
仿真培训系统软件说明书 仿真培训系统操作说明书 北京东方仿真软件技术有限公司 2０11年12月 加压气化工段
目录 目录?I 第一章工艺概述?１ 1.1煤化工技术简介1? 1.1．１煤的性质简述 (1) 1.1.2煤化工简介1? 1.１.３煤气化概述?２ 1.2加压气化工艺2? 1.2．1加压气化简述 (2) 1.２.2加压气化的影响因素 (4) 1.2.3加压气化工艺流程5? １.3工艺仿真范围 (6) 第二章设备概述 (8) 2.１设备一览表 (8) 2.２设备简介 (9) 2.２．1煤斗(Ｂ003） (9) 2.2.2煤锁（B00１)9? 2.2.３气化炉(C001) (9) 2.2.4灰锁(B０04）·················································································································１0 2.２.5洗涤冷却器（B0０６)·····································································································１1 2．2.6废热锅炉(W-00１) (11) ２.２.7火炬（B-008)11? 2.3阀门一览表1?２ 2．3．1控制阀 (12) ２.3.2现场调节阀1?２ 2.3..３现场开关阀 (14) 2.3．4安全阀1?６ ２.３.5电磁电动阀16? 第三章自控及仪表1?８ 3.1控制仪表一览表?１8 3.２显示仪表一揽表 (18) 3.3报警一揽表 (20) 第四章开车操作 (21) 4．1职责范围 (21) 4．1．1 中控岗位职责及管辖范围21? 4.1.2巡回岗位职责及管辖范围21? 4.2冷态开车?２2 4.2.1夹套建立液位22? 4．2．２废锅壳程建立液位 (22) 4.2.3废锅集水槽建立液位2?３ 4.２．4开车煤气系统投用 (23) 4.2.５煤锁气系统投用24? ４.2.6暖管及蒸汽吹扫 (25)