煤气化炉

河南理工大学毕业论文 [键入文字]

摘 要

矿山开采又引发了一系列生态环境问题，导致矿区生态退化与环境污染，严重制约了可持续发展战略。由于矿藏的不可移动性，以致矿山开采长期占用、破坏、污染土地，改变了区域土壤以及水系结构，破坏了动植物区系，引发一系列社会经济与生态环境问题，成为全球环境与发展面临的焦点问题之一。改变传统采煤方式，发展高科技新型采煤技术是我国资源枯竭型城市持续发展的重中之重的核心工作。

在我国，煤炭是我国的重要能源，占一次性能源的70%左右，煤炭资源开采造成的土地、生态破坏是巨大的。煤炭地下气化技术是一种高新的化学采煤技术，即是将埋藏在地下的煤炭就地进行有控制的燃 才烧，通过对煤的化学反应与热作用产生可燃气体输送出来。其以井下无人、无设备，集建井、采煤、气化三大工艺合为一体的三合一工艺特点，被誉为第二代采煤法，深受世界各国的重视。

关键词: 新技术采煤法; 煤气化;

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矿区地下煤气化实验探讨

1前言

土地是人类赖以生存的资本，珍惜和合理利用每一寸土地，切实保护好耕地是我国的基本国策之一。我国人多地少，人均占有的耕地仅为0.08公顷，然而，

Texaco（德士古）气化炉

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德士古气化炉是一种以水煤气为进料的加压气流床气化工艺。德士古气化炉由美国德士古石油公司所属的德士古开发公司在1946年研制成功的，1953年第一台德士古重油气化工业装置投产。在此基础上，1956年开始开发煤的气化。本世纪70年代初期发生世界性危机，美国能源部制定了煤液化开发计划，于是，德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛（Montebello）研究所建设了日处理15t的德士古气化装置，用于烧制煤和煤液化残渣。 目前国内大化肥装置较多采用德士古气化炉，并且世界范围内IGCC电站多采用德士古式气化炉。

典型代表产品我厂制造过的德士古气化炉典型的产品有：渭河气化炉、恒升气化炉、神木气化炉、神华气化炉等。1992年为渭河研制的德士古气化炉是国际80年代的新技术，制造技术为国内先例，该气化炉获1995年度国家级新产品奖。它的研制成功为化工设备实现国产化，替代进口做出了重要贡献。德士古气化炉是所以第二代气化炉中发展最迅速、开发最成功的一个，并已实现工业化。

一、德士古气化的基本原理

德士古水煤浆加压气化过程属于气化床疏相并流反应，水煤浆通过

喷嘴在高速氧气流的作用下，破碎、雾化

煤气化工艺技术的简要概述

关键词：煤气化技术，清华炉介绍，各种煤气化概述，工艺

浅议分析

王润滨（延长中煤榆林能源化工甲醇气化）

先后从事过2800cm、3200cmGE工艺，2800cm清华炉工艺，3200

西北多元料将工艺的原始开、试车工作

清华炉(非熔渣—熔渣氧气分级气化技术)

2007年10月23日清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）通过国家72小时连续运行考核。两年的运行实践和考核结果表明：消化吸收国外技术，自主开发创新的非熔渣—熔渣分级气化技术已经成熟，采用该技术的工业装置运行稳定，开工率高，自第一次化工投料始，年运转率达94%，年负荷率达120%，气化炉的投资／能力比传统水煤浆气化炉低20%，到2009年4月止又有五套清华炉气化装置投入建设之中。

1.清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）发展背景和技术简介

1.1、清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）简介

清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）从化学反应过程上与现有气流床煤气化技术有本质区别，是具有独立知识产权的新型专利技术。与传统气流床煤气化技术不同，清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）通过氧气的分级加入，将煤的气化反应过程从3个阶段变为5个阶段，即脱水分和挥发份→燃烧→气化→再燃烧→再气化。

二、名词解释

1、工业分析 在规定的条件下，将煤的组成划分为水分，灰分，挥发分和固定碳四种组分 2、元素分析 碳 氢 氧 氮 硫五个项目煤质分析的总称

3、低位发热量：指煤在空气中大气压条件下燃烧后产生热量扣除煤样中水和燃烧时生成的水的蒸发潜热后的值

4、灰熔点 固体燃料中的灰分，达到一定温度后，发生形变软化熔融时的温度

5、所谓气化强度，即单位时间、单位气化炉截面积上处理的原料煤质量或产生的煤气量。 6、气化炉单台生产能力是指单位时间内，一台炉子能生产的煤气量。 7、所谓的气化效率是指所制得的煤气热值和所使用的燃料热值之比

8、煤气产率是指每千克燃料(煤或焦炭)在气化后转化为煤气的体积，它也是重要的技术经薪指标之一． 9、煤气单耗，定义为每生产单位体积的煤气需要消耗的燃料质量，以kg／m3计。 10、水蒸气的消耗量是指气化1kg煤所消耗蒸汽的量． 11 比氧耗 每生产千立方有效气消耗的纯氧气量

12、料层高度：气化炉内，灰渣层、氧化层、还原层、干馏层和干燥层的总高度即为料层高度。 14、汽氧比是指气化剂中水蒸气和氧气的组成比例。 15 HGI 哈氏可磨性指数

16煤的反应性：指在一定温度条件下，煤与不同的气体介质相互作用的反应能力 17粘温

由于无烟煤资源面临枯竭，价格不断上扬。2003年，临猗公司十万吨甲醇项目煤气化装置计划采用美国德士古技术。为了避开昂贵的技术专利费问题，采用由具有甲级资质的北京中京设计软件有限公司设计，北京达立科公司和清华大学合作的非熔渣-熔渣分级气化技术，该技术尚在实验室阶段。

2003年6月公司从老合成氨系统先后抽调20余人有经验的化工操作工，先后到陕西渭河化肥厂、山东鲁南化肥厂、上海焦化厂、学习当时世界上最先进的煤气化工艺德士古水煤浆加压气化。

非溶渣—溶渣分级气化技术是由临猗公司、清华大学、北京达立科公司共同研发的具有自主知识产权的煤气化技术，其主要特点为：

1、水煤浆气化，以CO2为雾化剂，利用分步给氧技术，建立了两个气化区，喷嘴位于气化段内，减缓了喷嘴使用的恶劣条件，延长了喷嘴的使用寿命。 2、分级向气化炉内注入氧气；大部分氧气从炉顶部烧嘴同水煤浆一起进入气化炉，少部分氧气从炉上部侧壁氧气喷嘴进入气化炉。

为了确保装置的顺利投产，决定先采用德士古气化开车，2006年1月22日德士古水煤浆加压气化炉在我公司一次性投料成功。稳定运行一段时间后，着手对装置进行改造，改为非溶渣—溶渣分级气化技术。并于2007年9月2日非熔渣--熔渣分级气化炉在我公司一

1.工程概况

安徽六国化工合成氨尿素项目气化建安工程，整个气化工段气化炉共三台。气化炉位于气化框架○A轴－○B轴内, ○5－○6，○7－○8，○9－○10轴线跨度内。

气化炉设备规格Φ2800/Φ3200×16584（立式），设备总吊装重量为150t，支点标高EL22.500。气化炉筑炉由耐火材料厂家负责施工，待气化炉筒体安装就位后现场进行衬里。

炉体设四个大支耳，支撑梁满足吊装间距要求。

炉体本身上部带有二只管轴式吊耳，用于吊装，标准号HG/T21574-2008 ,管轴外径φ820mm，长350mm，护板厚度24mm，位置距封头焊缝1000mm，方位90°—270°。

依据设计条件，设备选用从框架底部提升的方式进行吊装。

2.编制依据

1) 东华工程科技股份有限公司设计的平面、立面图及气化炉装配图（H55-0248）； 2) 《大型设备吊装工程施工工艺标准》SHJ 3515-2003； 3) 《石油化工工程起重施工规范》SH/T3536-2002； 4) 150t履带吊性能表。

3.吊装方法简介

3.1.吊装方法

本方案采用框架自身作为承重结构，在框架顶部标高44m处设置临时吊装用H型钢组合钢梁二根，在钢梁上设置540t液压提升系统作

一：预热水流程：

答：三次水建X-1204—P-2211—203二楼球阀去预热水阀打开—FV-217—大滤网—激冷环—50旁路—去渣池球阀开—X-1204 新系统：LV-1309二次水—X-1303补水—渣池泵—FV-1408—气化炉—预热水风槽—X-1303(渣池) 三：高压煤浆泵的启动步骤：

1开车前的检查。○2水煤浆的工艺端的处理。○3驱动液端的工艺处理。○ 答：○4确认阀门。○5清水循环。6切换煤浆。 四：高压煤浆泵清水大循环需要确认哪些阀门：

答：1煤浆槽底出口阀关。2煤浆泵入口管线冲洗阀2只打开中间排放阀关闭。3入口管排放阀3只关闭。4关闭泵入口取样阀。5泵出口

排放阀2只全关。6煤浆泵至气化炉阀全关。7煤浆泵去气化炉主管线中的冲洗水阀全关（两道）。○8203九楼SBV01（煤浆切断阀）关闭。○9SRV01（九楼煤浆循环阀）打开。○10冲洗SBV01与SBV02之间冲洗水阀关及冲洗SBV01前两道阀全关。○11煤浆槽煤浆限流孔板旁路全关（两只）。12○去煤浆槽冲洗水法全开。13○煤浆循环管线去煤浆槽最后一道阀全关，阀前排放阀全开，并连接软管至203渣池地沟。

五：高压煤浆泵的巡检内容：

答：1观察泵进出

5号气化炉检修作业组织机构

为了加强气化炉检修工作的管理，使气化炉检修工作能有组织、有计划地安全、有序开展与进行，检修车间特成立了气化炉检修工作组织机构。 一、 安全作业指挥机构 1.总 指 挥：齐振元 2.副总指挥：聂章龙 胡贤贤 3.检 修 组：

组 长：胡贤贤 副组长：曹钦辉

成 员：检修工段全体员工 4.零备件、工具供应及协调组

组长：曹钦辉

成员：许海龙 关树强 闫武光 王志龙 车慧敏 赵鹏飞5..检修进度及质量保障组

组长：胡贤贤

成员：曹钦辉 张红岩 许海龙 关树强 闫武光 王志龙6.起重作业组

组长：郭卫东 副组长：张红岩 成员：起重二班全体员工 7.安全保障协调组

组长：刘树斌

副组长：胡贤贤 郭卫东 曹钦辉 成员：崔志明 各作业班班长 8.后勤保障组

组长：赵鹏飞 二、 职责

1. 负责制定和修订并完善检修的计划、方案和安全措施；

车慧敏 2. 负责检修工作的组织、实施以及安全措施的落实； 3. 负责检修工作所需的人员、物资等项目的组织与落实； 4. 负责组织参与检修工作的人员的技术指导；

5. 负责检修任务书、工作票，以及各种安全作业票证的签发与管理； 6. 负责

煤气化工艺流程

1、主要产品生产工艺

煤气化是以煤炭为主要原料的综合性大型化工企业，主要工艺围绕着煤的洁净气化、综合利用

，形成了以城市煤气为主线联产甲醇的工艺主线。

主要产品城市煤气和甲醇。城市燃气是城市公用事业的一项重要基础设施，是城市现代化的重要标志之一，用煤气代替煤炭是提高燃料热能利用率，减少煤烟型大气污染，改善大气质量行之

。合成甲醇尾气及变换气混合后，与剩余部分出低温甲醇洗净煤气混合后，进入煤气冷却干燥装置，将露点降至-25℃后，作为合格城市煤气经长输管线送往各用气城市。生产过程中产生的煤气水进入煤气水分离装置，分离出其中的焦油、中油。分离后煤气水去酚回收和氨回收，回收酚氨后的煤气水经污水生化处理装置处理，达标后排放。低温甲醇洗净化装置排出的H2S到硫回收装置回收硫。空分装置提供气化用氧气和全厂公用氮气。仪表空压站为全厂仪表提供合格的仪表空气。

小于5mm粉煤，作为锅炉燃料，送至锅炉装置生产蒸汽，产出的蒸汽一部分供工艺装置用汽，

一部分供发电站发电。

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3、主要装置工艺流程

3.1备煤装置工艺流程简述

备煤工艺流程分为三个系统：

（1）原煤破碎筛分贮存系统，汽运原煤至受煤坑经1#、2#、3#皮带转载至筛分楼、经节肢筛、破碎机、驰张筛加工后，6~5

关于气化炉事故问题探讨

【摘 要】煤炭是我国的主要能源，也是重要的化工原料。由煤气化生产煤气，是以煤为原料制造燃料气和合成原料气的重要途径之一。通过煤炭气化，可以是实现节能省煤，提高煤炭利用率，改善居民生活条件，改善环境污染，促进化工合成工业的发展。气化炉做为化工生产中主要生产制气设备，在生产过程中，紧急事故都是突法性的。因此，对事故的处理应做到果断、准确、有效。在保证设备、人身安全的前提下，应使生产过程能够持续进行，在正常生产无法保证的前提下，使设备安全地停止运行。本文主要探讨了气化炉突发事故问题，并深入的研究了其解决方法。

【关键词】气化炉；突发；事故；问题；探讨

煤的气化过程是一个在高温下或同时在高压下进行的复杂多相的物理化学反应过程，主要是煤中的碳（固相）与气化剂如氧气（或是空气），水蒸汽或二氧化碳等气体（气相）之间的反应。

气化方法分类，依操作压力分为常用和加压气化；依燃料在炉内的运行状态分为移动床、流化床、气流床、熔浴床气化；依照加热方式分为外热式、自热式、热载体气化；依气化热源分为太阳能气化，核能、电化学、等离子加热气化。

本文中主要介绍的PKM加压气化采用自热式，逆流移动床原理在压力下进行气化。

煤加压气化采用自热式，逆流移