《U-gas气化工艺优化及应用》

随着可持续发展理念的不断深入,对化工企业生产管理也提出更高的要求,化工企业生产中出现的环境问题又成为企业发展的难点,这就要求实际发展中注重落实环保政策方针,引入清洁生产理念,推动化工企业的进一步发展。

义马煤业综能新能源有限责任公司采用的U-gas气化炉是全国首套工业化装置,采用高灰分、高含硫量的劣质原料煤生产合成气。综能公司1.0MPa U-gas气化炉是世界上运行压力最高的工业化装置,因无高温、高压的螺旋冷渣机,现采用间歇性排渣方式。但间歇性排渣容易使炉渣在气化炉内部停留时间不一致,造成排渣残碳过高,或者停留时间过长,造成结渣,不利于气化炉稳定操作。

经过与美国SES公司、东华工程科技股份有限公司以及洛阳石化工程设计有限公司进行技术交流、论证,研究小组讨论对气化炉排渣方式、排渣放空除尘方式、开停车期间放空气除尘方式、飞灰综合利用进行改进。该项研究将推动U-gas气化技术向前发展,为相关行业提供示范性先例。

(1)新型流化床气化炉用高温固态排渣控制系统利用固体的流化态原理,用高压气体通入排渣阀内部,使固体颗粒悬浮于运动的流体之中,从而使颗粒具有流体的某些表观特征,具有与液体类似的流动性。排渣阀采用类似“L”形状,当排渣阀内通入高压气体时,灰渣具有流动性;通过调整气固比例及排渣阀门前后压差,达到控制灰渣流量的目的。从而控制排渣速度,使气化炉达到连续排渣的目的。

(2)该项目对新型高温耐磨弯头的研发,将进、出气管道设计为倒开口的U型内直角结构,大大缓冲了高压气体对于弯头的直接冲击,减少高压气体对弯头的磨损,降低维修成本。

(3)该项目对U-Gas气化炉开停车期间放空水洗除尘装置进行研发。安装开工洗涤塔及内部喷淋装置并设计安装喷淋污水水循环系统,减少环境污染,改善作业环境,同时有效缩短开车时间,节省费用,提高气化系统设备的运行安全性。

(4)该项目对U-Gas气化炉排渣泄压放空气除尘装置现有气化炉结构进行改进,利用旋风分离器及放空管线扩容加折流板组件,设置高压放空气限流装置,从而达到除尘,泄压、降噪音的多重作用。

(5)该项目对飞灰再燃烧系统研发,减少飞灰对环境的污染,保证再燃烧效率。

该项目对U-gas气化炉进行研发,通过对高温固态排渣控制系统、高温耐磨弯头、放空水洗除尘装置以及飞灰再燃烧系统的研发改进,不仅使企业的生产成本大幅降低,保证气化炉长周期工作生产更加安全、稳定,同时也保证了工作过程中对环境的保护与资源的再利用。新型气化炉技术的研发,帮助企业提高气化装置安全稳定性能,降低生产成本,也大大推动了U-gas气化技术的发展,其中气化炉的高温固态排渣控制系统的成功研发,在全国尚属首例,为国内气化技术起到良好的引领作用。

成果说明

1.2015年07月-12月完成1#气化炉飞灰再燃烧系统,2016年1月推行至2#、3#系统的应用实施; 2.2016年01月—2016年04月,完成流化床气化炉用高温固态排渣控制系统,2016年06月推行至2#、3#系统的应用实施; 3.2016年05月—2017年09月,完成U-gas气化炉开停车期间放空气水洗除尘装置,2017年11月推行至2#、3#系统的应用实施; 4.2017年10月—2017年02月,完成U-gas气化炉排渣泄压放空气除尘装置,2017年04月推行至2#、3#系统的应用实

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