劣质煤复合粉煤气化技术成功

 

北京兴荣泰化工科技有限公司开发的新一代劣质煤复合粉煤气化技术成功应用于通辽金煤化工有限公司15万吨/年煤制乙二醇联产10万吨/年草酸装置的循环流化床气化炉技术改造项目，以褐煤粉煤为原料的62500Nm³/h粉煤气化炉装置，试验性运行219小时，并通过了各种工况下的操作运行考验，各项技术已经基本成熟，系统运行连续稳定，基本达到设计要求，标志着由我国自主开发的新一代干粉煤复合粉煤气化炉研发成功。 

    据北京兴荣泰化工总经理邰学林介绍，该技术利用特殊的循环流化床气化炉替代现有气流床干粉煤气化技术的干燥和磨粉装置，同时具有初级气化功能，将循环流化床气化炉所生产的煤气煤粉在2000℃左右的高温下二次气化，从而实现不需要干燥磨粉，不需要添加助熔剂，在更高的温度下完成千粉煤的气化过程。

传统的循环流化床气化属于低温常压工艺，不能使煤中的有机物完全分解，对环境危害大。通辽金煤化工有限公司以褐煤为原料，拥有3套循环流化床粉煤气化装置。改造前，3套装置每小时耗褐煤约100吨，产煤气约lOOOOONm³，产飞灰量约30吨。产生的飞灰大部分随着水力除灰系统和洗涤水进入到沉淀池，变成湿灰。这些煤灰热值在2000千卡以上，残碳在20%～30%之间，湿灰和灰水难处理是公司面临的巨大难题。

     该项目不但降低飞灰残炭、飞灰量和污水中氨氮等有机污染物含量，显著降低对环境的污染，同时也明显提高煤中碳的转化利用率和粗煤气中有效气含量，降低氧耗和煤耗，达到企业降低成本、节能降耗的目的。

    该装置由北京兴荣泰公司提供专利许可、初级气化炉的技术改造方案和自热式煤气煤粉逆流气流床气化炉的技术设计，中国天辰工程有限公司完成配套工程设计，2016年5月24日至6月2日通过219小时连续稳定试验性运行考验。

    初步试生产表明，复合粉煤气化技术每干立方米有效气消耗原料褐煤折标煤为570kg左右，氧气消耗为340Nm³左右，电耗为30kWh左右，气化循环冷却水消耗为15t左右；一次水消耗为0.75t左右；副产5.4MPa、540℃次高压蒸汽1000kg左右。煤气中的飞灰残炭小于1%，气化循环水氨氮只有原循环流化床气化炉的10%左右，气化冷却水中的悬浮物为原来循环流化床气化炉0.3%左右，无酚类和石油类废水排放。

从技术和试运行结果来看，如果原料煤破碎筛分投产后，入炉煤粒度达到设计要求，每千立方米有效气的煤耗和氧气消耗还可以下降10%左右，有效气含量提高10个百分点左右，其他消耗还能进一步降低。

复合煤粉气化炉技术特点

    复合粉煤气化炉是由一台内循环流化床粉煤气化炉和一台自热式煤气煤粉逆流气流床气化炉及其配套设施所组成的于粉煤气化装置。该气化装置使用流化床粉煤气化技术，将粉煤进行部分气化生产出高温煤气和煤粉，然后进入自热式煤气煤粉逆流气流床气化炉，高温煤气首先和氧气发生燃烧反应生成二氧化碳和水蒸气，同时产生2000℃以上的高温区，在此高温下，煤粉和二氧化碳、水蒸气发生化学反应生产出一氧化碳和氢气，从而实现了在更高的温度下完成煤的气化反应过程。

    由于煤粉和二氧化碳、水蒸气的反应是吸热反应，离开高温反应区的煤气温度逐渐降低，离开气化炉的煤气温度已经大大低于灰熔点，原料煤中宝贵的化学能尽可能转化为煤气的化学能，实现了更高的冷煤气效率。由于气化温度在2000℃左右，因而不需要添加助熔剂即可顺利完成熔渣气化过程，同时具有更高的碳转化率和更少的飞灰、更低的飞灰残炭以及，更低的炉渣残炭含量。

    由于熔渣气流床气化炉内的耐火砖没有熔渣冲刷，因而耐火砖使用寿命大大延长。由于初级气化炉是流化床粉煤气化炉，使用螺旋给料机进料、，因而除水分含量高于25%的褐煤外，原料煤只需要破碎即可，避免了粉煤干燥磨粉容易发生爆炸的危险，也避免了干燥磨粉系统的废气和粉尘排放的环境污染问题。(姜小毛)