空冷器
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三、配套技术的研究进展
3.1 新型高效料浆添加剂的开发 已开发出高效的料浆添加剂 对于同一煤种，相同的添加量， 对于同一煤种，相同的添加量，该添加剂和目前市场上常用的添 加剂相比，可提高浓度2 加剂相比，可提高浓度2-3% 3.2 原料范围扩大化 低级煤（褐煤、长焰煤） 低级煤（褐煤、长焰煤） 低温改制（炉外原料的处理）+气化工艺 低温改制（炉外原料的处理） 高灰份、 高灰份、高灰熔点煤的应用研究 气化炉内的设计创新（炉膛、渣口、激冷器） 气化炉内的设计创新（炉膛、渣口、激冷器） 非熔渣气化固态排灰气化操作方法（炉内） 非熔渣气化固态排灰气化操作方法（炉内） 经过了百吨级的考核试验 石油焦、石油沥青、粉焦、煤液化残渣、生物质等以及纸浆废液、 石油焦、石油沥青、粉焦、煤液化残渣、生物质等以及纸浆废液、 制药废水、焦化废水等含碳废弃物资源化利用，生产CO+H 的粗煤气。 制药废水、焦化废水等含碳废弃物资源化利用，生产CO+H2 的粗煤气。
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增加清灰清垢措施， 增加清灰清垢措施，延长了使用周
不易堵塞 气化炉下降管不易被烧坏
热壁式气化炉简图
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使用情况
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耐火砖使用寿命长 筒体向火面12000～20000h，渣口砖～ 筒体向火面12000～20000h，渣口砖～7500h 12000
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激冷器使用效果好， 激冷器使用效果好，稳定运行周期长 寿命已超过6年 寿命已超过6
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多元料浆气化技术 创新进展
西北化工研究院 二零一一年四月
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主要内容
1、工艺过程的优化 、 2、关键设备的创新 、 3、配套技术的研究进展 、
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4、单炉投煤量1000-1900t/d气化炉的运行情况 、单炉投煤量 气化炉的运行情况 5、 5、工程放大技术及经验 6、专利的完善 、
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3） 喷嘴
专利号： 专利号：ZL200420041980.1 小试到工业化装置的研究、 小试到工业化装置的研究、工 业装置的施工图设计、 业装置的施工图设计、不同等级的工 程放大技术基础 喷嘴创新： 喷嘴创新： 结构尺寸合理，操作条件优化， 结构尺寸合理，操作条件优化， 强化雾化效果， 强化雾化效果，雾化流场与气化炉结 构匹配性好。 构匹配性好。对延长向火面耐火砖的 使用寿命有益。 使用寿命有益。 鑫立在西北院喷嘴优化设计、 鑫立在西北院喷嘴优化设计、加 工工艺、材料选择方面的指导下， 工工艺、材料选择方面的指导下，生 产的喷嘴，雾化效果良好， 产的喷嘴，雾化效果良好，气化指标 优良，使用的周期超过100 100天 优良，使用的周期超过100天。
耐火砖
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形成了不同规模等级的气化炉： ◆ 形成了不同规模等级的气化炉：
投煤量 500t/d 500t/d 750t/d 800t/d 1000t/d 1200t/d 1500t/d 1800t/d
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炉膛容积 13.0m3 14.5m3 13.0m3 14.5m3 14.5m3 26.8m3 25.8m3 26.8m3
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二、关键设备的创新
1、 磨机 、 2、气化炉 、 3、喷嘴 、 4、洗涤塔 、 5、 5、高温热水器 6、空冷设备 、
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西北化工研究院 1） 磨机 ）
磨机是料浆制备系统的核心设备。 磨机是料浆制备系统的核心设备。采 用多元料浆气化工艺的大型煤化工装置现 已选用大型棒磨机，制备出的料浆浓度高， 已选用大型棒磨机，制备出的料浆浓度高， 减小了因料浆含水量大而造成的输送能量 损耗和气化热量损耗、减少氧耗， 损耗和气化热量损耗、减少氧耗，从而保 证了较高的气化效率和原料利用效率， 证了较高的气化效率和原料利用效率，事 半功倍；且制备料浆电耗低，噪音小。 半功倍；且制备料浆电耗低，噪音小。目 前单台磨机（ 前单台磨机（Φ4400）的产能可以配套单 的产能可以配套单 台投煤量2000t/d气化炉运行需求。 气化炉运行需求。 台投煤量 6.5MPa 6.5MPa 6.5MPa 4.0MPa 6.5MPa 6.5MPa
气化炉规格 Φ2800×13000 Φ2800/3200×14000 Φ2800 Φ2800×13000 Φ2800/(3200,3600)×14000 Φ3200/(3600,3800) Φ3200/(3600,3800) Φ3200/(3600,3800)×19000
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4） 洗涤塔
洗涤塔的高径比、内件（下降管、 洗涤塔的高径比、内件（下降管、 上升管、塔盘、旋流板、除沫器） 上升管、塔盘、旋流板、除沫器）结 构及尺寸的优化； 构及尺寸的优化； 洗涤水鼓泡洗涤、分级洗涤，粗 洗涤水鼓泡洗涤、分级洗涤， 煤气的洗涤除尘、 煤气的洗涤除尘、除沫的效果进一步 提高。 提高。 近年运行的装置没有发生过因粗 煤气的带水带灰影响生产的情况。 煤气的带水带灰影响生产的情况。
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设计的筛孔塔盘具有生产能力大、 设计的筛孔塔盘具有生产能力大、塔盘效
高温热水器结构简图
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率高、压力降低、结构简单等特点。 率高、压力降低、结构简单等特点。
西北化工研究院 6）空冷器 ）
在气化工艺中，采用空冷器代替常规换热器使用， 在气化工艺中 ， 采用空冷器代替常规换热器使用 ， 在维修 和延长设备使用寿命以及节约用水方面效果显著， 和延长设备使用寿命以及节约用水方面效果显著 ， 特别适合在 我国北方多煤缺水地区使用。 我国北方多煤缺水地区使用。
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1830 46.49 33.73 19.03 0.40 0.10 230ppm 425 669 45（考核值) （考核值
950～ 1860 ～ ～45.52 ～33.61 ～19.14 ～0.41 ～0.15 ～250ppm 415～428 ～ 622 ～650 单炉平均运行周期在60天以上 单炉平均运行周期在 天以上 16
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4.1陕西咸阳化工有限公司 万t/a甲醇项目 陕西咸阳化工有限公司60万 甲醇项目 陕西咸阳化工有限公司
工 况 开车时间 气化炉规格 设计条件
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实际运行 2009年2月 年 月 φ3.2上×φ3.8下
φ3.2上×φ3.8下 火 石 嘴 煤 （ Ad=18.69% ， （ Ad=19.52， FT为 1252℃ ， 制 ， 为 ℃ FT 为 1270 ℃ ， 制浆浓 度为 原料特性 浆浓度62～ 浆浓度 ～64wt%） ） 67wt%） ） 1380 1350~1380 气化操作温度℃ 气化操作温度℃ 6.5 气化操作压力MPa 气化操作压力 ～6.0 95 装置负荷（ 单炉投浆量m3/h） 装置负荷 （ 单炉投浆量 ） ～105 单炉投煤量 t/d CO H2 气 CO2 体 N2+Ar 成 CH4 分 Vol% H2S 比氧耗Nm3/KNm3（CO+H2） 比氧耗 （ ） 比煤耗kg/KNm3（CO+H2） （ 比煤耗 ） 单炉运行周期， 单炉运行周期，天 2011-10-19
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四、单炉投煤量1000-1900t/d气化炉的运行情况 单炉投煤量 气化炉的运行情况
目前，采用多元料浆气化技术并已投运的单炉投煤量在 目前，采用多元料浆气化技术并已投运的单炉投煤量在1000t/d— 1900t/d的装置有： 的装置有： 的装置有 1) 内蒙伊泰集团煤制油项目 2) 陕西咸阳化学工业有限公司甲醇项目 3) 内蒙久泰甲醇项目 4) 甘肃华亭中煦煤化有限公司甲醇项目 其余三套装置运行状况如下： 其余三套装置运行状况如下：
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一、工艺过程的优化
1.1 料浆系统 通过料浆添加剂系统加入PH调节剂，省去 制备 计量、 制备、 通过料浆添加剂系统加入 调节剂，省去PH制备、计量、输送系统 调节剂 1.2 气化系统 增大气化炉激冷灰水单台过滤器的过滤面积、能力，不设备用灰水过滤器， 增大气化炉激冷灰水单台过滤器的过滤面积、能力，不设备用灰水过滤器，气化单 系列可省过滤器（ 台 系列可省过滤器（2台）前后的四个高压阀门 洗涤塔的洗涤进水分级进入洗涤塔， 洗涤塔的洗涤进水分级进入洗涤塔，粗煤气的洗涤效果提高 对于大型气化系统，气化系统和灰水处理系统一一对应设置，系统的运行、 对于大型气化系统，气化系统和灰水处理系统一一对应设置，系统的运行、维护条 理化、顺畅， 理化、顺畅，气化系统无需配置开工冷却器 1.3 灰水处理系统 澄清槽底部沉降的浓缩细渣水经过细渣水泵直接送真空过滤机过滤， 澄清槽底部沉降的浓缩细渣水经过细渣水泵直接送真空过滤机过滤，不设细渣水水 带搅拌系统) 单系列减少2台 罐（带搅拌系统 、单系列减少 台（1开1备）输送泵的设置 开 备 抽真空系统的真空泵前泵后的回收凝液、密封水的分离罐（ 台），高位设置 高位设置， 抽真空系统的真空泵前泵后的回收凝液、密封水的分离罐（2台），高位设置，依 靠自然位差流入灰水槽，不设输送泵。 靠自然位差流入灰水槽，不设输送泵。 气化工艺过程设置更趋合理、实用，投资省，运行管理方便、费用低。 气化工艺过程设置更趋合理、实用，投资省，运行管理方便、费用低。
洗涤塔结构简图
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