Texaco煤气化工艺技术指标与经济效益评价系统的设计.doc

Texaco煤气化工艺技术指标与经济效益评价系统的设计Texaco煤气化工艺技术指标与经济效益评价系统的设计Texaco煤气化工艺技术指标与经济效益评价系统的设计Texaco煤气化工艺技术指标与经济效益评价系统的设计Texaco煤气化技术是由美国Texaco公司在重油气化的基础上开发成功的第二代煤气化技术，属于加压气流床气化工艺。与其它气化工艺相比，Texaco水煤浆气化工艺以水煤浆形式加料，简化了干粉煤给料及加压煤仓加料的问题，取消了气化前的干燥,节约能量。同时，气化采用1300~1500℃的高温，气化压力达6.5MPa，气化效率高，煤转化效率高(达98%以上)，无焦油等污染物,是一种工艺先进、可靠的气化工艺。国内目前运行中的Texaco气化装置有山东鲁南化肥厂、上海焦化厂、淮南化工集团以及陕西渭河化肥厂4套装置，这项新技术的应用与投产运行,使我国煤气化技术的应用又获得了进一步的发展。目前各厂对这一新技术的技术指标、经济效益评价基本上都采用手工作业的方式,手工输入数据，用Excel等应用软件处理数据、输出报表，缓慢而且繁琐,工作量大，周期也比较长，无法及时、准确地评价工艺流程的运行状况。国外一些公司虽然推出了计算、统计软件,但由于在设计时更多考虑广泛适用性,因此对于个别厂家来说，并不是很适合。笔者针对陕西渭河化肥厂的具体生产情况，开发了基于VB6。0环境的Texaco煤气化工艺技术经济指标评价系统,并成功地应用于工厂的技术经济分析中。1Texaco煤气化工艺流程分析1。1Texaco煤气化工艺流程Texaco煤气化技术属于加压气流床并流气化工艺，气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理和CO变换等工序。煤、石灰石（助熔剂)、添加剂和NaOH经称量后加入磨煤机中，与一定量的水相混合，磨成一定粒度分布、浓度为65％～70％的水煤浆，通过滚筒筛滤去较大颗粒后进入磨机出口槽，最后经磨机出口槽泵和振动筛送至煤浆槽中。煤浆槽中煤浆由高压煤浆给料泵送气化炉工艺喷嘴，与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在l300～1400℃温度下进行部分氧化生成粗煤气，经气化炉底部的激冷室激冷后，气体和固渣分离。粗煤气经喷嘴洗涤器进入碳洗塔,冷却除尘后进入CO变换工序。气化炉出口灰水经灰水处理工段4级闪蒸处理后，部分灰水返回碳洗塔作洗涤水，经泵进入气化炉，其余送废水处理。熔渣被激冷固化后进入破渣机,特大块渣经破碎进入锁斗,定期排入渣池，由捞渣机捞出定期外运。1。2Texaco煤气化工艺中的关键设备1。2.1气化炉气化炉是圆柱形加压容器，内衬耐火材料，由上部燃烧室和下部激冷室组成，中间有激冷环，着下降管，具体结构见图1。上部的燃烧室内衬4层耐火材料：第一层为高温层（向火面），主要成份为Cr2O3，主要是抗煤融渣的侵蚀,其次是抗高温、高压气流和气流夹带的未氧化的煤粒及煤融渣的冲刷;第二层为保护层，主要材料是Al2O3，有部分Cr2O3，主要作用是为绝热创造条件，同时也充当安全衬里的作用,即在高温层整体厚度减薄时，确保装置在短期内继续运行；第三层亦为保护层,Al2O3含量很高，主要作用是提供绝热，以保证壳体温度在设计范围内；第四层为可压缩层，采用陶瓷毡，当产生热膨胀时,防止因壳体不均匀而使得保温层与壳体之间产生的压力不均匀。气化炉激冷室主要由激冷环、下降管和上升管组成。激冷水经过激冷环分配室的小孔喷射进入激冷室,沿下降管内表面流下，与煤气并流接触,完成降温、增湿、除灰等作用。1。2.2烧嘴Texaco气化工艺中使用的烧嘴有预热烧嘴和工艺烧嘴2种。气化炉养护及气化炉预热的初始阶段，使用预热烧嘴。工艺烧嘴用于煤气化阶段，水煤浆及氧化剂通过工艺烧嘴进入气化炉反应室，发生气化反应。Texaco工艺烧嘴端部结构见图2.工艺烧嘴是煤气化的关键设备之一，其雾化性能直接影响产品气的成份和转化率；其寿命及运转状况直接影响到气化的技术指标与经济效益；火焰的刚性直径和长度不但影响气化的技术指标与经济效益，同时也影响着气化炉的寿命。因此烧嘴的设计、制造、安装及更换都是非常重要的。1.2.3磨煤机和煤浆泵磨煤机与煤浆泵是煤浆制备系统的主要设备。煤浆泵的作用是将水煤浆泵送至气化炉,所以其运行状况直接关系到整个装置的运行。磨煤机又分球磨机、棒磨机等不同的型式，是制备高浓度水煤浆的关键设备。2技术指标与经济效益评价的基础2.1评价的理论基础气化炉中总反应可表示为:2.2评价的工艺基础2。2。1原料煤的工业分析数据Texaco煤气化工艺对原料煤的适应性较强,但最好选择灰熔点为1300℃左右、灰含量低于20％的煤种。作为低灰熔点的煤种，甘肃华亭煤被选作气化原料煤，其工业分析数据与热值见表1，原料煤元素分析见表2。2.2.2气化装置运行参数气化装置运行参数见表3、表4与表5。2.3评价指标的计算方法在