阅读内容

Shell气化炉掺烧褐煤的应用实践

[日期:2020-04-15] 来源:《中氮肥》2020年第2期  作者: [字体: ]

颜昌玉

(大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司,内蒙古 多伦027300

 

  [摘  要]大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司生产装置气化系统原始设计以褐煤为原料,由于原定供煤煤矿煤质不稳定且供应量不足,导致气化装置无法实现高负荷、稳定运行,企业长期处于亏损状态。为稳定装置生产,借鉴国内其他成功运行的Shell气化炉的运行经验,改设计煤种为烟煤,并通过精选优质褐煤与烟煤混配,以及增设干燥装置对高水分褐煤进行干燥提质,同时控制入炉煤合格的粒度、水分,实现了气化装置的长周期、稳定运行。经测算,相较于单烧烟煤,掺烧褐煤可为企业带来巨大的经济效益。

[关键词]Shell气化炉;煤的特征;原料煤的选择;烟煤;褐煤高比例混配掺烧;褐煤干燥提质;应用实践;经济性分析

[中图分类号]TQ544   [文献标志码]B   [文章编号]1004-9932202002-0018-05

 

0   

大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司(简称大唐多伦)生产装置设计年产460 kt聚丙烯、1 680 kt中间产物精甲醇,并副产38.8 kt/a硫磺。气化装置原始设计以褐煤为原料,通过干燥单元将设计水分为34.1%(质量分数,下同)的褐煤干燥至水分为10%12%,煤粉粒度<3 mm的控制在60%(质量分数,下同)以上,送气化磨煤系统,通过磨煤干燥进一步将煤粉中水分控制在5%7%;粒度5250 μm的煤粉进入Shell气化炉(共3台,单台炉投煤量2 870 t/d)进行气化反应,满负荷工况下产出741.8 km3/h的粗合成气送变换系统,其中含量为85%(干基,体积分数,下同)的有效气(H2+CO)经低温甲醇洗、甲醇合成、甲醇精馏(均采用鲁奇工艺)制得精甲醇(优等品),低温甲醇洗酸性气送克劳斯硫回收系统副产硫磺。

气化装置原设计采用锡林浩特胜利东二号煤矿的褐煤,由于该煤矿煤质不稳定且供应量不足,实际生产中经常出现气化炉堵渣、气化炉合成气冷却器(SGC)入口积灰以及气化炉炉膛烧嘴罩和烧嘴损坏等问题,导致装置无法实现高负荷、稳定运行,企业长期处于亏损状态。为稳定装置生产,后期借鉴国内其他成功运行的Shell气化炉的运行经验,改设计煤种为烟煤,并寻找合适煤源逐步提高褐煤的掺烧比例,通过近3 a的运行实践,装置运行的稳定性明显增强,产能得到释放。以下对Shell气化炉掺烧褐煤的摸索过程及经验作一总结。

1  气化用煤的特征

1.1  气化用煤的关键基本性质

1.1.1  可磨性指数

煤的可磨性标志着其粉碎的难易程度,是煤粉制备的一项重要指标。不同的煤种,其可磨性不同,煤中的水分、挥发分含量以及矿物质成分、结构、性质均会影响煤的可磨性。为达到入炉煤的粒度要求,需参照不同煤的可磨性指数来调整磨煤系统的给煤量、加载力、循环风量等。褐煤的可磨性指数一般较高,大唐多伦气化装置设计原料煤(褐煤)的可磨性指数在50左右。

1.1.2  灰熔点、粘度

灰熔点是煤燃烧或气化时的一项重要指标。燃煤灰渣是由多种金属氧化物和非金属氧化物组成的,工业上的灰熔点,一般指流动温度。煤灰熔融性主要取决于煤灰的化学组成,煤灰中Al2O3SiO2含量高,煤的灰熔点就高;Fe2O3CaOMgOK2ONa2O等碱性氧化物含量高,煤的灰熔点就低;但当煤灰中CaO含量高于30%时,CaO含量增高反而会提高煤的灰熔点。

煤灰的粘度是指煤灰在熔融状态下的内摩擦系数,表征煤灰在高温熔融状态下流动时的物理特性。当煤灰处于熔融状态时,相同温度情况下,使灰熔点升高的组分增多,煤灰的粘度降低;反之,煤灰的粘度增高。

灰熔点、粘度直接关系到气化炉炉膛反应温度及SGC入口温度控制,需通过调整最终实现气化炉炉壁动态安全挂渣及SGC入口不积灰。

1.2  气化用煤的关键工业指标

1.2.1  水分

煤的水分分为外水和内水,总和为全水。工艺上需控制入炉煤水分稳定,Shell气化炉入炉烟煤水分一般控制在1%3%、褐煤水分一般控制在5%7%,生产中需要控制好干燥机的供煤量、干燥温度及磨煤机出口温度等指标,以控制入炉煤粒度、水分合格。

1.2.2  灰分

煤的灰分是指煤完全燃烧后剩下的残渣。入炉煤中灰分的高低直接影响有效气的标煤耗以及排渣系统、除灰系统的处理能力等。

1.3  气化用煤的关键元素指标

硫是煤的关键元素指标。煤中的硫燃烧生成SO2COSH2S等,这些硫化物不仅腐蚀金属设备,使催化剂中毒,还会影响工艺操作及产品质量,而且也是环保监控的重要指标。对于大唐多伦生产装置而言,原料煤中的硫含量会对变换、低温甲醇洗、硫回收系统等产生直接影响,系统操作需根据原料煤中的硫含量进行相应的调整。

2  原料煤的选择及使用

2.1  设计煤种(褐煤)煤质分析数据(表1

更多内容详见《中氮肥》2020年第2

阅读:
录入:zdf

推荐 】 【 打印
相关新闻      
本文评论       全部评论
发表评论
  • 尊重网上道德,遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
  • 承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任
  • 本站管理人员有权保留或删除其管辖留言中的任意内容
  • 本站有权在网站内转载或引用您的评论
  • 参与本评论即表明您已经阅读并接受上述条款


点评: 字数
姓名:
内容查询