尹擘，程利娟，賈斌

(1.新鄉(xiāng)中新化工有限責(zé)任公司，河南新鄉(xiāng)453800;2.河南煤化精細(xì)化工有限責(zé)任公司，河南安陽458000)

粉煤氣化工藝粉煤回收技術(shù)及應(yīng)用

尹擘1，程利娟1，賈斌2

(1.新鄉(xiāng)中新化工有限責(zé)任公司，河南新鄉(xiāng)453800;2.河南煤化精細(xì)化工有限責(zé)任公司，河南安陽458000)

針對(duì)粉煤氣化工藝在多爐運(yùn)行生產(chǎn)過程中單爐停車造成的粉煤儲(chǔ)存及處理方式的問題，對(duì)粉煤管線進(jìn)行改造，將單爐裝置停車后，系統(tǒng)中剩余的粉煤回收，在運(yùn)行系統(tǒng)中減少粉煤排放，實(shí)踐表明，改造后的路線能有效的減少粉煤的浪費(fèi)，降低運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化生產(chǎn)。

粉煤氣化;粉煤;改造;回收利用

0 引言

在煤化工產(chǎn)業(yè)中，煤氣化是龍頭，為下游產(chǎn)業(yè)提供原料氣，煤制甲醇、煤制合成氨、煤制乙二醇等都要將固態(tài)的原料煤轉(zhuǎn)化成CO、H2和CO2等原料氣，再進(jìn)行相應(yīng)后續(xù)工藝的反應(yīng)。為了更好的提高煤氣化的效率，國內(nèi)煤氣化技術(shù)由常壓向中高壓發(fā)展;由固態(tài)排渣向液態(tài)排渣發(fā)展，粉煤加壓氣化工藝就是其中一種先進(jìn)可靠具有商業(yè)化業(yè)績的氣化方法［1］。近年來，粉煤加壓氣化裝置在國內(nèi)具有代表性的有SHELL粉煤氣化技術(shù)、西安熱工院兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)、HT－L粉煤加壓氣化技術(shù)以及GSP粉煤氣化技術(shù)等。

粉煤氣化工藝發(fā)展迅速，在國內(nèi)荷蘭SHELL有安慶石化、湖北雙環(huán)、柳化、河南永城龍宇化工等裝置;HT－L爐有安徽臨泉化工、河南濮陽龍宇化工、河南新鄉(xiāng)中新化工、魯西化工等裝置［2］。SHELL粉煤加壓氣化工藝裝置單爐生產(chǎn)能力較大，一般只采用單爐生產(chǎn)，而HT－L粉煤氣化加壓工藝裝置單爐生產(chǎn)能力較小，除安徽臨泉化工和濮陽龍宇化工采用單爐生產(chǎn)外，其他項(xiàng)目均為雙爐甚至三爐等多爐生產(chǎn)方式，以彌補(bǔ)單爐生產(chǎn)能力小的缺點(diǎn)。

1 粉煤氣化磨煤及粉煤加壓工藝

1.1 磨煤及粉煤干燥技術(shù)

目前國內(nèi)的粉煤加壓氣化技術(shù)，均采用磨煤、粉煤干燥及粉煤的加壓輸送工藝。原料煤經(jīng)過磨煤機(jī)的研磨之后，所制得的粉煤粒度分布為＜5 μm，＜10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));＜90 μm，＞90%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));水分含量為2%～5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，氧含量＜8%。在粉煤的研磨過程中，調(diào)節(jié)磨煤機(jī)研磨壓力、循環(huán)風(fēng)量及旋轉(zhuǎn)分離器的轉(zhuǎn)速，研制出合格粒度的粉煤。在粉煤干燥操作中，不但要注意調(diào)節(jié)磨煤機(jī)出口溫度，而且對(duì)于原料煤的含水量也要控制，才能在研磨粉煤之后，保證粉煤的水分含量在指標(biāo)控制范圍之內(nèi)。

1.2 粉煤加壓輸送技術(shù)

在粉煤氣化工藝中，研制出的合格粉煤儲(chǔ)存在常壓的粉煤儲(chǔ)倉中，溫度為80℃左右，在正常生產(chǎn)中，一般在粉煤儲(chǔ)倉中儲(chǔ)存約60 t的粉煤，常壓的粉煤經(jīng)過粉煤鎖斗加壓，與粉煤給料罐的壓力一致后，送至粉煤給料罐(粉煤給料罐可以儲(chǔ)存約50 t的粉煤)，作為氣化原料輸送至氣化爐［3］。在國內(nèi)的粉煤加壓氣化裝置中，均是采用這種粉煤加壓工藝技術(shù)。

由于粉煤長期處于高壓環(huán)境中，極易板結(jié)，對(duì)粉煤輸送造成極大的危害，所以不能長時(shí)間存放在粉煤給料罐中。在氣化爐跳車且短時(shí)間內(nèi)不能點(diǎn)火的情況下，處理粉煤有兩種方法，其一，若停車時(shí)間在一周之內(nèi)，可以將粉煤輸送至粉煤儲(chǔ)倉中存放，并且保持粉煤儲(chǔ)倉中的惰性與高溫(80℃左右)環(huán)境，防止粉煤自燃和板結(jié)。其二，將粉煤對(duì)外排放，作為廢料運(yùn)出，這種處理雖然杜絕了粉煤在容器內(nèi)自燃的危險(xiǎn)，但是造成極大的浪費(fèi)。

2 粉煤回收技術(shù)

在粉煤氣化工藝流程中，粉煤作為原料，粒度極小，在企業(yè)內(nèi)部很難利用其他用途消化。目前，粉煤氣化工藝與固定床工藝相比，成本較高，各企業(yè)都在進(jìn)行各項(xiàng)技術(shù)更新，降低成本，而粉煤回收技術(shù)可以回收部分粉煤，提高企業(yè)效益。

2.1 粉煤回收裝置技術(shù)改造

在以往的粉煤氣化裝置中，SHELL粉煤氣化工藝單爐生產(chǎn)能力較大，一般不采用多爐運(yùn)行的方式。HT－L粉煤氣化工藝單爐生產(chǎn)能力較小，在國內(nèi)，只有安徽臨泉化工和濮陽龍宇化工采用單爐生產(chǎn)，其他項(xiàng)目均采用多爐同時(shí)運(yùn)行生產(chǎn)模式。粉煤回收裝置只能采用于多爐運(yùn)行生產(chǎn)模式裝置中。

在粉煤加壓氣化工藝中，粉煤給料罐與氣化爐之間是一對(duì)一輸送關(guān)系，在粉煤加壓氣化裝置中，粉煤流量計(jì)標(biāo)定在原始開車之前必須要完成的。由于粉煤流量計(jì)的標(biāo)定對(duì)粉煤粒度要求嚴(yán)格，研磨的粉煤經(jīng)過兩次循環(huán)標(biāo)定后，便排出粉煤儲(chǔ)倉，需要重新研磨粉煤進(jìn)行標(biāo)定。所以僅僅粉煤管線流量計(jì)的標(biāo)定可以消耗原煤達(dá)300～500 t，甚至有些企業(yè)可以高達(dá)800 t原煤以上。在多爐裝置生產(chǎn)運(yùn)行期間，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)單爐出現(xiàn)事故停車，如果事故處理迅速，可以及時(shí)將裝置運(yùn)行起來，但是事故無法短時(shí)間內(nèi)完成處理，將面臨著粉煤的存放問題，一般在裝置運(yùn)行期間，單爐粉煤儲(chǔ)存量約80～100 t，長時(shí)間停車的狀態(tài)，只能排放，造成極大的浪費(fèi)。

為了提高粉煤的利用率，經(jīng)研究，采用粉煤互換管線，通過在粉煤循環(huán)管線上添加支路，在裝置無法運(yùn)行期間，將粉煤直接輸送至運(yùn)行裝置的粉煤儲(chǔ)倉中，作為原料利用。具體管道設(shè)計(jì)如圖1所示。

此項(xiàng)目投資約為20萬，輸煤量約12 t/h。輸送期間，保證粉煤給料罐壓力為1.2～1.6 MPa，粉煤給料罐充氣錐流化氮?dú)饬髁繛? m3/h，粉煤速度為9～12 m/s。每次可節(jié)約粉煤100 t左右，節(jié)省了運(yùn)行成本。

圖1 管道設(shè)計(jì)圖

2.2 運(yùn)行中需要采取的措施

由于粉煤互換管線在正常運(yùn)行期間不使用，為了保證在使用期間，粉煤的正常輸送，所以一定要注意一下幾點(diǎn):①保證粉煤循環(huán)管線的手閥處于關(guān)閉位置，防止在輸送期間，粉煤進(jìn)入事故系列的粉煤儲(chǔ)倉。②保持粉煤給料罐的壓力穩(wěn)定，防止在輸送期間出現(xiàn)粉煤堵塞的情況，造成粉煤輸送困難。③注意運(yùn)行系列粉煤儲(chǔ)倉的壓力，防止在粉煤輸送期間，造成粉煤儲(chǔ)倉壓力高，防爆板爆裂。④在粉煤輸送完成之后，對(duì)粉煤互換管線進(jìn)行徹底吹掃，防止管線中積煤，導(dǎo)致管線堵塞。⑤在粉煤互換管線使用之后，及時(shí)恢復(fù)手閥，保證粉煤循環(huán)管線的正常使用。

3 結(jié)束語

隨著市場(chǎng)的發(fā)展，能源型生產(chǎn)企業(yè)的效益壓力越來越大，因此，對(duì)于煤氣化工藝流程的化工企業(yè)，有效的降低成本，提高能源的利用率，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競爭力，是每一個(gè)企業(yè)都應(yīng)該保持高度重視的問題。通過對(duì)粉煤回收技術(shù)分析、研究和應(yīng)用，達(dá)到有效的提高粉煤的利用率，這是一條被實(shí)踐證明的有效的途徑。

［1］滑體之.煤氣化工藝技術(shù)的選擇［J］.河南化工，2005，22(9):1－4.

［2］張金陽.煤氣化工藝選擇之我見［J］.河南化工，2008，25(1):8－10.

［3］孫永才，劉偉.航天爐粉煤加壓氣化技術(shù)淺析［J］.化肥工業(yè)，2010，37(1):55－57.

TQ536.4

B

1003－3467(2012)14/16－0022－02

2012－07－15

尹擘(1988－)，男，助工，從事粉煤氣化工藝的研究，E－mail:yinbo8808@126.com。