氣化爐技術資料

1、水冷壁煤氣化技術(晉華爐)開發(fā)及應用內 容一、氣化爐開發(fā)背景二、氣化爐特點三、氣化爐應用四、十三五新工藝技術研發(fā)五、結論 內 容一、氣化爐開發(fā)背景二、氣化爐特點三、氣化爐應用四、十三五新工藝技術研發(fā)五、結論技術核心概念：技術核心概念：將將燃燒領域燃燒領域的凝渣保護技術和自然循的凝渣保護技術和自然循環(huán)膜式壁技術引進氣化領域，解決原環(huán)膜式壁技術引進氣化領域，解決原水煤漿氣化技術的煤種限制瓶頸和高水煤漿氣化技術的煤種限制瓶頸和高能耗點火問題。形成了可適應高灰熔能耗點火問題。形成了可適應高灰熔點煤種，具備本質安全的點煤種，具備本質安全的世界第一個世界第一個水煤漿水冷壁煤氣化工藝水煤漿水冷壁煤氣化工藝。

2、600噸/天容量世界首套水煤漿水冷壁氣化工業(yè)裝置示范爐11年8月一次啟動成功連續(xù)運行。12年9月通過科技成果鑒定：具有顯著的創(chuàng)新性.，擁有自主知識產權.同時具有水煤漿耐火磚和干粉水冷壁氣化爐的優(yōu)點，綜合性能優(yōu)異，總體技術處于國際領先水平。第2代清華爐：水冷壁水煤漿水冷壁清華爐煤氣化技術水煤漿水冷壁清華爐煤氣化技術l 國外帶熱回收的水煤漿氣化全部用于IGCC發(fā)電u Wabash River電廠u Tampa電廠u Duke 電廠l 國內僅有一套帶熱回收型水煤漿氣化技術，采用美國GE技術l 國內沒有自主的熱回收型水煤漿氣化技術u回收高溫合成氣的熱量，生產高溫高壓蒸汽，提高整個氣化回收高溫合成氣的熱

3、量，生產高溫高壓蒸汽，提高整個氣化爐的能源轉化效率爐的能源轉化效率u2012年年10月國務院能源發(fā)展月國務院能源發(fā)展“十二五十二五”規(guī)劃，新開工規(guī)劃，新開工煤煤制天然氣制天然氣、煤炭間接液化煤炭間接液化、煤制烯烴煤制烯烴項目能源轉化效率分別項目能源轉化效率分別達到達到56%、42%、40%以上。以上。技術開發(fā)技術開發(fā)技術特點技術特點新型水煤漿氣化爐蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)，采用新型水煤漿氣化爐蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)，采用獨特環(huán)形獨特環(huán)形單筒體單筒體和和徑向雙面水冷壁徑向雙面水冷壁結構，能夠減小輻射廢鍋結構，能夠減小輻射廢鍋體積、提高熱效率，同時減低雙面水冷壁的布置比體積、提高熱效率，同時減低雙面水冷壁的布置比例

4、和維護工作量增加通道面積例和維護工作量增加通道面積蒸汽發(fā)生器借鑒了液態(tài)排渣旋風鍋爐的設計理念，蒸汽發(fā)生器借鑒了液態(tài)排渣旋風鍋爐的設計理念，能夠有效避免國外同類技術的堵渣和積灰問題。能夠有效避免國外同類技術的堵渣和積灰問題。2016年4月1日20時40分，清華大學山西清潔能源研究院牽頭，山西陽煤豐喜肥業(yè)（集團）有限責任公司和山西陽煤化工機械（集團）有限公司聯(lián)合研發(fā)的合成氣蒸汽聯(lián)產氣化爐在陽煤豐喜臨猗分公司一次點火、投料、并氣成功。各項指標達到了國內外以水煤漿為原料的同類裝置運行的先進水平首臺合成氣首臺合成氣/蒸汽聯(lián)產氣化爐蒸汽聯(lián)產氣化爐該技術評為:“2016年我國煤炭科技十大新聞年我國煤炭科技十

5、大新聞”之一“2016年度煤化工十大新聞年度煤化工十大新聞”之一 連續(xù)穩(wěn)定運行近一年半連續(xù)穩(wěn)定運行近一年半 最長連續(xù)滿負荷運行最長連續(xù)滿負荷運行122天天 接待企業(yè)參觀近接待企業(yè)參觀近90家，河南金大地、三家，河南金大地、三聚環(huán)保技術人員跟班運行達半年聚環(huán)保技術人員跟班運行達半年內 容一、氣化爐開發(fā)背景二、氣化爐特點三、氣化爐應用四、十三五新工藝技術研發(fā)五、結論晉華爐工藝流程晉華爐工藝流程晉華爐技術特點晉華爐技術特點（1） 穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好：水煤漿氣化工藝成熟，水煤漿進料穩(wěn)定、計量：水煤漿氣化工藝成熟，水煤漿進料穩(wěn)定、計量可靠可靠（2）煤種適應性強煤種適應性強：氣化溫度不受耐火材料限制，對原料

6、煤的：氣化溫度不受耐火材料限制，對原料煤的灰熔點無特殊要求；能夠氣化高灰份、高灰熔點、低揮發(fā)份、高灰熔點無特殊要求；能夠氣化高灰份、高灰熔點、低揮發(fā)份、高堿渣煤、褐煤等。堿渣煤、褐煤等。（3）系統(tǒng)運轉率高系統(tǒng)運轉率高：裝置運行連續(xù)穩(wěn)定，每年不再因為更換耐：裝置運行連續(xù)穩(wěn)定，每年不再因為更換耐火磚而停爐檢修，年運行時間可達到火磚而停爐檢修，年運行時間可達到8000h。（4）安全性強安全性強：輻射廢鍋及水冷壁采用熱能工程領域成熟的垂：輻射廢鍋及水冷壁采用熱能工程領域成熟的垂直管結構，保證水冷壁的安全運行。直管結構，保證水冷壁的安全運行。（5）能量利用率高能量利用率高：輻射廢鍋回收高溫高壓合成氣氣的

7、顯熱，：輻射廢鍋回收高溫高壓合成氣氣的顯熱，充分利用了水煤漿氣化能量集中便于回收的優(yōu)勢。充分利用了水煤漿氣化能量集中便于回收的優(yōu)勢。晉華爐技術特點晉華爐技術特點（6）系統(tǒng)啟動快系統(tǒng)啟動快：采用組合式燒嘴，點火升溫過程簡化，點火：采用組合式燒嘴，點火升溫過程簡化，點火、投料程序一體化完成。開車階段時間短，燃料氣消耗少，廢氣、投料程序一體化完成。開車階段時間短，燃料氣消耗少，廢氣排放少，對環(huán)境友好。排放少，對環(huán)境友好。（7）設計更優(yōu)化設計更優(yōu)化：根據后續(xù)工段的產品不同而采用不同的流程：根據后續(xù)工段的產品不同而采用不同的流程設計，對于需要變換的流程，可以根據具體情況設置不同等級的設計，對于需要變換的

8、流程，可以根據具體情況設置不同等級的廢鍋，將出氣化界區(qū)的合成氣汽氣比控制在合適的范圍，變換工廢鍋，將出氣化界區(qū)的合成氣汽氣比控制在合適的范圍，變換工段不需添加蒸汽。段不需添加蒸汽。（8）經濟效益好經濟效益好：輻射式蒸汽發(fā)生器所副產的高品質蒸汽可直：輻射式蒸汽發(fā)生器所副產的高品質蒸汽可直接利用，也可以利用工廠的尾氣進行過熱后加以利用。接利用，也可以利用工廠的尾氣進行過熱后加以利用。（9）整體投資少整體投資少：采用了水冷壁結構，不需要每年更換耐火材：采用了水冷壁結構，不需要每年更換耐火材料，不需要設置備用爐；設置輻射廢鍋后，整個系統(tǒng)的黑水循環(huán)料，不需要設置備用爐；設置輻射廢鍋后，整個系統(tǒng)的黑水循環(huán)

9、量大大減少。量大大減少。匯 報 內 容一、氣化爐開發(fā)背景二、氣化爐特點三、氣化爐應用四、十三五新工藝技術研發(fā)五、結論應用單位一：陽煤豐喜肥業(yè)（集團）有限責任公司應用單位一：陽煤豐喜肥業(yè)（集團）有限責任公司耐火磚氣化爐改造為晉華爐耐火磚氣化爐改造為晉華爐2015年年10月開始耐火磚氣化月開始耐火磚氣化爐的拆除施工，爐的拆除施工，2015年年12月月系統(tǒng)改造安裝完工，系統(tǒng)改造安裝完工，2016年年4月月1日一次開車成功。日一次開車成功。受已有煤漿泵的限制，改造受已有煤漿泵的限制，改造后的晉華爐單爐投煤量為后的晉華爐單爐投煤量為500噸噸/天，氣化壓力天，氣化壓力4.0MPa，每小時副產，每小時副產

10、5.4MPa飽和蒸飽和蒸汽汽30噸。項目改造投資大約噸。項目改造投資大約3000萬元，目前原煤、氧氣萬元，目前原煤、氧氣消耗與改造前一致消耗與改造前一致應用單位一：陽煤豐喜肥業(yè)（集團）有限責任公司應用單位一：陽煤豐喜肥業(yè)（集團）有限責任公司項目項目單位單位改造前改造前改造后改造后氣化溫度氣化溫度13501350氣化壓力氣化壓力MPa(G)4.04.0CO+H2mol%8080廢鍋蒸汽副產廢鍋蒸汽副產5.4MPakg/1000Nm3(CO+H2)0740水冷壁蒸汽副產水冷壁蒸汽副產4.5MPakg/1000Nm3(CO+H2)030循環(huán)水循環(huán)水t/1000Nm3(CO+H2)1710電電Kwh/

11、1000Nm3(CO+H2)3026經濟效益經濟效益陽煤豐喜聯(lián)產氣化爐經濟效益陽煤豐喜聯(lián)產氣化爐經濟效益：n采用合成氣蒸汽聯(lián)產氣化爐后，可使用高灰熔點煤，高灰熔采用合成氣蒸汽聯(lián)產氣化爐后，可使用高灰熔點煤，高灰熔點煤比現(xiàn)有原料煤價格低點煤比現(xiàn)有原料煤價格低150元元/噸，為保持對比數(shù)據基準一噸，為保持對比數(shù)據基準一致，單爐日投煤量以致，單爐日投煤量以750t計，綜合計算下來，計，綜合計算下來，每臺爐每年減每臺爐每年減少原料煤成本少原料煤成本3375萬元萬元。n合成氣蒸汽聯(lián)產氣化爐合成氣蒸汽聯(lián)產氣化爐在同負荷，同煤質的前提下，輻射廢在同負荷，同煤質的前提下，輻射廢鍋可鍋可副副產產23T/h蒸汽，

12、蒸汽，每年生產的高壓飽和蒸汽每年生產的高壓飽和蒸汽可增加可增加20002000萬萬元利潤（噸蒸汽按照元利潤（噸蒸汽按照110110元計算）元計算）。1000Nm3（CO+H2）可以副產0.651.1噸高壓蒸汽；采用6.5MPa氣化（或者8.7MPa）的氣化壓力會降低低溫甲醇洗和后續(xù)的壓縮功；不需要備用爐，整體投資更低.應用單位二：山西南耀集團昌晉苑焦化有限公司應用單位二：山西南耀集團昌晉苑焦化有限公司項目使用的煤種為項目使用的煤種為山西南耀高灰熔點煤山西南耀高灰熔點煤有效合成氣有效合成氣(CO+H2)產量產量71000Nm3/h氣化爐采用氣化爐采用6.5MPa、?2800mm/?3800mm根

13、據用戶實際情況和需求，該項目廢鍋根據用戶實際情況和需求，該項目廢鍋設計相對較小，項目主要優(yōu)勢體現(xiàn)在變設計相對較小，項目主要優(yōu)勢體現(xiàn)在變換不需要添加蒸汽，氣化爐每小時副產換不需要添加蒸汽，氣化爐每小時副產10.0MPa的飽和蒸汽的飽和蒸汽40噸。折合噸。折合每每1000Nm3有效氣副產蒸汽量為有效氣副產蒸汽量為0.56噸噸應用單位三：河南金大地化工有限責任公司應用單位三：河南金大地化工有限責任公司年產年產45萬噸合成氨搬遷改造項目萬噸合成氨搬遷改造項目氣化爐（氣化爐（6.5MPaG、?2800mm/?4200mm氣化室氣化室/熱回收室）熱回收室）高溫合成氣經廢鍋回收熱量后，可副產高溫合成氣經廢鍋

14、回收熱量后，可副產117.2t/h高品位飽和蒸汽（高品位飽和蒸汽（10MPaG）。）。 變換不用添加蒸汽或噴水，變換工段可產生變換不用添加蒸汽或噴水，變換工段可產生3.8MPa蒸汽蒸汽40t/h，1.3MPa蒸蒸汽汽19t/h， 0.5MPa蒸汽蒸汽34t/h。氣化和變換共氣化和變換共副產蒸汽副產蒸汽210t/h，折噸氨副產，折噸氨副產2.8噸蒸汽噸蒸汽。在變換不添加蒸汽的情況下，氣化爐每千標準立方米在變換不添加蒸汽的情況下，氣化爐每千標準立方米(CO+H2)可副產蒸汽可副產蒸汽0.74噸。噸。經設計院核算，氣化加變換的副產蒸汽總量比采用激冷流程的工藝多副產經設計院核算，氣化加變換的副產蒸汽總

15、量比采用激冷流程的工藝多副產蒸汽蒸汽1噸噸/噸氨，噸氨，氣化電耗降低氣化電耗降低8kWh/噸氨，循環(huán)水消耗降低噸氨，循環(huán)水消耗降低18kWh/噸氨噸氨社會影響社會影響合成氣蒸汽聯(lián)產氣化爐合成氣蒸汽聯(lián)產氣化爐投產以來，以其環(huán)保、安全、長周期穩(wěn)投產以來，以其環(huán)保、安全、長周期穩(wěn)定運行、高效率和高效益等優(yōu)點，得到了國內外客戶的高度關定運行、高效率和高效益等優(yōu)點，得到了國內外客戶的高度關注和信賴注和信賴先后有美國、朝鮮、韓國以及神華、中煤、惠生工程、華魯恒先后有美國、朝鮮、韓國以及神華、中煤、惠生工程、華魯恒升、煙臺萬華、三聚環(huán)保、新彊天業(yè)、新業(yè)、山西天澤等升、煙臺萬華、三聚環(huán)保、新彊天業(yè)、新業(yè)、山西

16、天澤等87家家中外客戶參觀考察中外客戶參觀考察簽訂合同簽訂合同20臺套，達成合作意向臺套，達成合作意向15家家匯 報 內 容一、氣化爐開發(fā)背景二、氣化爐特點三、氣化爐應用四、十三五新工藝技術研發(fā)五、結論全熱回收流程合成氣全熱回收流程合成氣/蒸汽聯(lián)產氣化爐蒸汽聯(lián)產氣化爐在已有的水煤漿水煤漿+水冷壁水冷壁+輻射式蒸汽發(fā)生器輻射式蒸汽發(fā)生器+激冷流程激冷流程氣化技術基礎上，進一步開發(fā)水煤漿水煤漿+水冷壁水冷壁+輻射式蒸汽發(fā)生器輻射式蒸汽發(fā)生器+對對流式蒸汽發(fā)生器流式蒸汽發(fā)生器流程，實現(xiàn)氣化爐熱量的“全熱回收全熱回收”（1）（2）（3）（4）（5）（6）MMM氧氣原料煤M添加劑新鮮水M工藝廢水濾液廢漿

17、沖洗水新鮮水脫鹽水M全熱回收流程合成氣全熱回收流程合成氣/蒸汽聯(lián)產氣化爐蒸汽聯(lián)產氣化爐n山西省科技重大專項山西省科技重大專項：氣化爐高溫合成氣對流式熱回收技術研究及工程示范（MH2016-02）n國家重點研發(fā)計劃國家重點研發(fā)計劃：廢鍋-激冷型高效節(jié)能的水煤漿氣化關鍵技術研究（2017YFB0602602）n國家重點研發(fā)計劃國家重點研發(fā)計劃：單爐日處理煤2000 噸級廢鍋-激冷型水煤漿氣化裝置工業(yè)示范（2017YFB0602605）煤氣化關鍵共性技術實驗平臺煤氣化關鍵共性技術實驗平臺依托神華科技創(chuàng)新項目，建設煤氣化技術研發(fā)中試基地，建成省級煤氣化工省級煤氣化工程技術中心程技術中心，力爭建成國家級

18、煤氣化工程中心煤氣化涉及的關鍵技術煤氣化涉及的關鍵技術進行研究，把中心建設成為煤種試燒基地煤種試燒基地，為煤氣化技術的發(fā)展提供行業(yè)的關鍵共性技術提供行業(yè)的關鍵共性技術，形成自主研究開發(fā)能力、關鍵部件的自主研究開發(fā)能力、關鍵部件的設計與產業(yè)化前期實驗驗證設計與產業(yè)化前期實驗驗證能力，為山西乃至全國煤炭清潔高效利用提供技術支撐氣化壓力：3MPaG規(guī)模（3噸煤/天，最長連續(xù)操作時間：8hr）包括操作單元粉煤輸送系統(tǒng)（熱壁）氣化爐渣水處理系統(tǒng)合成氣凈化系統(tǒng)尾氣處理（焚燒）系統(tǒng)氧氣、氮氣、水、水蒸氣等公用工程系統(tǒng)功能煤種試燒反應動力學實驗粉煤輸送實驗燒嘴等關鍵氣化設備測試氣化性能測試匯 報 內 容一、氣化爐開發(fā)背景二、氣化爐特點三、氣化爐應用四、十三五新工藝技術研發(fā)五、結論結論結論n晉華爐通過晉華爐通過“輻射式