HT-L煤氣化工藝是航天十一所借鑒荷蘭SHELL、德國(guó)GSP、美國(guó)TEXACO煤氣化工藝中先進(jìn)技術(shù)，配置自己研發(fā)的盤管式水冷壁氣化爐而形成的一套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、有效實(shí)用的煤氣化工藝?，F(xiàn)將該工藝在煤化工項(xiàng)目中的應(yīng)用介紹如下：

一、工藝介紹
1、磨煤與干燥系統(tǒng)
磨煤與干燥系統(tǒng)的工藝流程、運(yùn)行原理、控制參數(shù)都與SHELL工藝相同，兩套系統(tǒng)一開一備，單套能力35噸/小時(shí)，目的是制造出粒度小于90微米的大于80%、水含量小于2%的煤粉。沒有單獨(dú)的石灰石加入系統(tǒng)，只是利用皮帶秤通過比值調(diào)節(jié)將粒狀石灰石加到輸煤皮帶上，一塊進(jìn)入磨煤機(jī)研磨。

2、加壓輸送系統(tǒng)
加壓輸送系統(tǒng)的工藝流程、運(yùn)行原理、控制參數(shù)都與SHELL工藝相同，目的是將制出的合格煤粉利用壓差輸送至氣化爐進(jìn)行燃燒氣化。不同是V1205下面是三條腿，三條線輸送，到燒嘴處匯合從燒嘴環(huán)隙呈螺旋狀噴入爐膛。

3、氣化及凈化
 燒嘴設(shè)計(jì)同GSP，采用單燒嘴頂燒式氣化，氣化爐采用TEXACO激冷工藝，氣化爐升壓到1MPa時(shí)，煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比進(jìn)入氣化爐，穩(wěn)壓1小時(shí)掛渣，爐膛內(nèi)設(shè)置有8個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn)，可以作為氣化溫度的參考點(diǎn)，也可以判斷掛渣的狀態(tài)。設(shè)計(jì)氣化溫度1400-1600℃，氣化壓力4.0MPa。熱的粗煤氣和熔渣一起在氣化爐下部被激冷，也由此分離，激冷過程中，激冷水蒸發(fā)，煤氣被水蒸汽飽和，出氣化爐為199℃，經(jīng)文丘里洗滌器、洗滌塔洗滌后，194℃、固體含量小于0.2mg/m3的合成氣送去變換。

4、渣及灰水處理系統(tǒng)
渣及灰水處理系統(tǒng)的工藝流程、運(yùn)行原理、控制參數(shù)都與TEXACO工藝相同。渣經(jīng)破渣機(jī)，高壓變低壓鎖斗，排到撈渣機(jī)，進(jìn)行渣水分離，水回收處理利用；灰水經(jīng)高壓閃蒸、真空閃蒸后到沉降池，清水作為激冷水回收利用，漿水經(jīng)真空抽濾后制成濾餅。

二、技術(shù)特點(diǎn)
 1、原料的適應(yīng)性
  據(jù)設(shè)計(jì)方介紹，該工藝煤種適應(yīng)性廣，從煙煤、無煙煤到褐煤均可氣化，對(duì)于高灰份、高水分、高硫的煤種同樣適用。龍宇生產(chǎn)用過兩種煤，神木炭廠和永煤新橋，工況穩(wěn)定，有效氣含量基本能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但由于神木炭廠的煤灰分含量低（＜10%），掛渣情況不是太好，爐膛上部還可以，下部基本掛不上渣。永煤新橋煤運(yùn)行時(shí)間較短，還不能完全反應(yīng)其結(jié)渣性。附神木炭廠和永煤新橋的煤質(zhì)分析：
        內(nèi)水        硫份        灰分        揮發(fā)份        固定碳
神木炭廠        5.72        0.83        8.73        35.88        50.37
新橋礦        1.47        0.84        22.56        8.84        67.13

   2、單系列能力
現(xiàn)設(shè)計(jì)單臺(tái)氣化爐生產(chǎn)能力為有效氣體（CO+H2）4.2萬NM3/H，可生產(chǎn)甲醇15-20萬噸/年，正在研發(fā)年產(chǎn)甲醇35萬噸的配套氣化技術(shù)和設(shè)備。

  3、設(shè)計(jì)碳轉(zhuǎn)化率高，達(dá)到98%，渣中殘?zhí)伎刂圃?-2%，實(shí)際殘?zhí)己浚?.74%，3.98%，1.59%；設(shè)計(jì)有效氣含量90%，其中CO70%，H220%，實(shí)際見下面合成氣分析：
合成氣        氧氣        氮?dú)?nbsp;       一氧化碳        氫氣        二氧化碳
神木炭廠        0.01        6.12        52.57        27.0        14.3
新橋礦        0.02        2.53        54.92        27.13        15.4
注:煤粉輸送介質(zhì)為二氧化碳，負(fù)荷為60%

  4、熱效率
      總的熱效率為95-96%，實(shí)際冷煤氣效率為80-83%，蒸汽產(chǎn)量只有3T/H，大部分的熱量都由粗煤氣及熔渣帶入激冷水中，造成熱量損失。

  5、氧耗
設(shè)計(jì)生產(chǎn)每千方有效氣耗氧330-360Nm3，實(shí)際生產(chǎn)中用新橋礦煤，60%的負(fù)荷時(shí)產(chǎn)的有效氣及耗氧數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，每千方有效氣耗氧為382.45 Nm3。

  6、煤耗
  原設(shè)計(jì)用固定碳為74%的鶴壁煤作為原料煤，煤耗為600Kg/KNm3有效氣，實(shí)際生產(chǎn)中用新橋礦煤，60%的負(fù)荷時(shí)產(chǎn)的有效氣及煤、氧數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，每千方有效氣耗煤為693 Kg。

  7、污水排放
設(shè)計(jì)每小時(shí)有9.76噸污水排放到水處理裝置，實(shí)際運(yùn)行中最高排放量達(dá)到20噸/小時(shí)，但平均排放量小于10噸每小時(shí)，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

  8、氣化爐水冷壁
   氣化爐水冷壁采用盤管式，水管內(nèi)徑為DN40，保證水流量分配均勻，不會(huì)堵管使水流量過低造成爆管。但阻力較大，換熱效果差。

三、關(guān)鍵設(shè)備及儀表
1、磨煤機(jī)
磨煤機(jī)采用沈重的G168型，運(yùn)行效果較好，70%以下負(fù)荷磨輥加壓到6.5MPa,70%以上負(fù)荷加壓到7.5 MPa；磨出的煤粉80%以上小于90um，其中≤40um的占3-27%，一般在10%左右。售后服務(wù)較差。

2、燒嘴
HT-L氣化爐的燒嘴是航天十一所自己制造，與德國(guó)GSP氣化燒嘴相似，只是煤粉噴入的方向有一些改變。采用點(diǎn)火燒嘴、開工燒嘴、煤燒嘴一體，點(diǎn)火燒嘴在中心，使用0.2MPa的天然氣，開工燒嘴采用天然氣壓縮機(jī)出口的1.7 MPa的天然氣，爐膛升壓到1.0 MPa后，三條煤粉管線同時(shí)投煤（由于氧管線只有一條，氧煤比按總量控制），投煤后，開工點(diǎn)火燒嘴退出。設(shè)計(jì)方說，燒嘴一般損壞的都是燒嘴頭，燒嘴頭需半年到一年更換一次（價(jià)格說不清）。試車三個(gè)月來，已更換三個(gè)燒嘴，說是燒嘴本身沒有問題，只是為了試驗(yàn)減少燒嘴阻力。

3、HT-L氣化爐
氣化爐采用頂燒式，只要保證燒嘴壓差，一般不會(huì)燒壞燒嘴。水冷壁采用盤管式，循環(huán)水分配環(huán)管相對(duì)均勻引出DN40的四根水管，四根水管平行環(huán)繞而成水冷壁，管與管之間有掛釘和翅片，掛砌耐火材料，爐膛共有八組測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)溫元件鑲嵌在耐火材料表面，測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)顯示可達(dá)1200℃，但設(shè)計(jì)方要求不要超過1000度，如超過1000度表明掛渣不好或爐膛超溫。介紹說，安徽臨泉航天爐測(cè)溫點(diǎn)顯示1800℃，水冷壁很快燒壞了。爐體下部采用TEXACO的激冷工藝，起到洗滌和冷卻作用。

4、撈渣機(jī)
撈渣機(jī)采用青島四洲的，由于運(yùn)行時(shí)間短，負(fù)荷低，而且原料煤中灰分低，本體沒有出現(xiàn)什么問題，但渣水泵打量不夠，造成渣水溢流，準(zhǔn)備更換為石家莊某廠的渣水泵（原為上海凱泉泵）。

5、煤粉質(zhì)量流量計(jì)
煤粉質(zhì)量流量計(jì)采用德國(guó)的SWR型，微波測(cè)量，不是速度計(jì)、密度計(jì)分開檢測(cè)再在PLC中計(jì)算，而是速度計(jì)及密度計(jì)一體，直接輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定，但較實(shí)際偏低。原訂的美國(guó)熱電產(chǎn)品未使用。

6、煤粉調(diào)節(jié)閥
   煤粉調(diào)節(jié)閥用的是德國(guó)的SUFU，跟我廠一樣，但已出現(xiàn)一次由于堵雜物損壞閥桿的事情。

7、煤粉三通閥
煤粉三通閥是北京航天十一所的產(chǎn)品，動(dòng)作較慢，一般大于15秒，我廠采用丹麥的，動(dòng)作時(shí)間在10秒左右。

8、氣化爐產(chǎn)蒸汽流量表指示不準(zhǔn)，龍宇操作工無蒸汽產(chǎn)量控制氧煤比操作經(jīng)驗(yàn)，參考爐膛溫度變化趨勢(shì)及合成氣組分。

四、問題
1、螺旋輸送機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)堵料、螺桿斷等問題，準(zhǔn)備更換為南京的。

2、三條煤粉循環(huán)管線跳一條，就要停爐，以免造成偏燒損壞水冷壁、燒嘴，這對(duì)長(zhǎng)周期運(yùn)行造成很大困難，必須保證煤粉的清潔，不造成煤粉閥的堵塞。曾出現(xiàn)過V1204的電容式料位計(jì)斷，堵塞煤粉閥，造成停車。

3、由于蒸汽產(chǎn)量較少，流量測(cè)量不準(zhǔn)，使用二氧化碳輸送煤粉時(shí)，沒有可以參考的參數(shù)調(diào)節(jié)氧煤比，操作盲目。

4、灰水經(jīng)過兩次閃蒸后溫度降至70-80℃，經(jīng)沉降后打到真空抽濾機(jī)，水溫較高，容易造成濾布變形跑偏或打折損壞濾布。

5、由于蒸汽產(chǎn)量較少，外蒸汽管網(wǎng)壓力低，造成氣化負(fù)荷目前沒有作更高的嘗試。

6、煤粉質(zhì)量流量表單位為噸/小時(shí)，造成氧煤比串級(jí)控制時(shí)波動(dòng)太大，現(xiàn)氧煤比控制為手動(dòng)。

五、推廣與應(yīng)用分析
1、HT-L煤氣化工藝是適合我國(guó)國(guó)情的由航天十一所自主研發(fā)的一種煤粉加壓氣化技術(shù)，雖然沒有中試裝置，但各個(gè)單元的技術(shù)都有成熟的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，直接實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，沒有設(shè)計(jì)缺陷和運(yùn)行瓶頸。

2、投資少。河南龍宇15萬噸甲醇項(xiàng)目總投資6.4億元，其中氣化裝置投資3.1億元，比同規(guī)模SHELL工藝投資要少三分之一。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

3、國(guó)產(chǎn)化率高。
HT-L煤氣化裝置許多設(shè)備如：粉煤鎖斗閥、破渣機(jī)、燒嘴、氣化爐、煤粉循環(huán)三通閥、渣水循環(huán)泵、激冷水泵、鍋爐水循環(huán)泵、熱風(fēng)爐等都是由北京航天十一所設(shè)計(jì)、制造或委托制造的，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)、操作維護(hù)方便，也帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展有重大意義。

4、HT-L煤氣化工藝雖然熱效率低，熱量損失大，但在以后的運(yùn)行和設(shè)計(jì)中可以進(jìn)行技改，增加廢熱利用裝置，降低能耗。

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