简介:关于本文可作为气化技术方面的大学硕士与本科毕业论文气化技术论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
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摘 要：该文简述了水煤浆气化技术在我国的应用及发展,介绍了水煤浆气化技术工艺流程,并就水煤浆气化工程设计若干问题进行了探讨.
关键词：水煤浆气化 应用及发展 工艺流程 工程设计
中图分类号：X784 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2013)07(c)-0249-02
我国是以煤炭为主要燃料和原料的国家,煤炭消耗占全国能源总耗量约72%,充分体现了我国能源以煤为主的特点.截止目前,我国已连续5年成为全球最大煤气化市场.煤气化技术是煤炭清洁高效转化的核心技术,是发展煤基化学品合成(氨,甲醇、乙酸、烯烃等)、液体燃料合成(二甲醚、汽油、柴油等)、多联产系统、制氢、燃料电池、直接还原炼铁等过程工业的基础.煤气化技术若按炉型分,主要有固定床、流化床、气流床三种.其中气流床按照进料形式不同,分为干粉煤气化和水煤浆气化.以水煤浆为原料,与氧气在气化炉内进行部分氧化反应,最终获得合成气(以CO、H2为主),这一过程称之为水煤浆加压气化.
1.水煤浆气化技术的应用及发展
水煤浆气化技术最具有代表性的是美国Texaco公司于70年论文范文发并推出的第2代煤气化技术,即加压水煤浆气化技术.该技术早在70年代末80年代初完成示范工作并实现工业化,并先后在美国、日本、德国及我国鲁南、上海三联供、渭河建成投产多套工业生产装置[1].
经过近年的发展,运行实践探索,我国在水煤浆气化技术方面积累了丰富的操作、运行、管理及制造经验.经过多年科技攻关,我国在水煤浆气化领域,形成了较为完整的气化理论体系,并研究开发出拥有我国自主知识产权、达到国际领先水平的水煤浆气化技术[2].
目前,我国拥有自主知识产权的煤气化技术有西北化工研究院的多元料浆气化技术、华东理工大学的多喷嘴对置式气化技术和清华炉水煤浆水冷壁气化技术.水煤浆气化以气化炉内是否衬有耐火保温材料分为两大阵营,热壁炉和水冷壁炉.其中仅清华炉水煤浆水冷壁气化技术为水冷壁炉,其余气化技术为热壁炉.
多元料浆气化技术是由西北化工研究院开发的大型煤气化技术,其研究开始于20世纪60年代后期,经历了实验室探索研究、基础研究、中间试验和工业化示范试验,于2001年实现工业化应用.该技术以煤、石油焦、石油沥青等含碳物质和油（原油、重油、渣油等）、水等经优化混配形成多元料浆,多元料浆与氧通过喷嘴混合后瞬间气化.本技术具有原料适应性广、气化指标先进、技术成熟可靠、投资论文范文低等特点,整套工艺以及料浆制备、添加剂技术、喷嘴、气化炉、煤气后续处理系统等已获得多项国家专利.其水煤浆气化技术各项技术指标与国外引进技术相当,在合成氨和甲醇领域都有成功的使用经验,到目前为止已投产的和在建的装置超过30套,是目前推广业绩较好的国内大型煤气化技术.
华东理工大学的多喷嘴对置式气化技术是“九五”期间由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司合作开发的.2000年10月通过原国家石油和化学工业局组织的鉴定和验收.2009年06月15日单炉日处理2000t煤的多喷嘴对置式水煤浆气化装置在江苏灵谷化工有限公司顺利投料运行,成为目前国内单炉处理能力最大的水煤浆气化装置.总体上讲,相对于单喷嘴气化炉,对置式多喷嘴强化了热质传递,碳转化率达到98%以上,气化效果优于单喷嘴气化炉.与同类技术相比,多喷嘴对置式气化技术优势主要有：适合规模大型化；有效气体成分(CO+H2)高,碳转化率高；粗煤气分级洗涤除尘,效果显著；先进的带压连投技术等.
煤气化技术:免费秸杆气化炉生产技术
清华炉水煤浆水冷壁气化技术目前已开发了水煤浆进料的两代煤气化技术.第二代水煤浆水冷壁气化炉（清华炉）是清华大学在第一代耐火砖炉型上发展的一种新型气化炉,利用水冷壁代替耐火砖作为保护.首台示范装置(单炉煤处理规模600t/d）于2011年8月22日在山西阳煤丰喜临猗公司一次投料成功,第一次运行创造了安全连续运行140天的好成绩,创造了世界煤气化历史上第一次投料连续稳定运行的最长记录.清华炉水煤浆水冷壁技术是在气化炉的燃烧室内采用水冷壁型,气化炉内件本身是一台膜式水冷壁,安装在整个气化炉外壳中.气化炉运行时,气化反应段膜式壁固化的灰渣层,能够对气化炉内壁起保护作用,防止炉壁受到熔渣的侵蚀,达到“以渣抗渣”的效果.水冷壁清华炉煤气化技术对煤种适应性强,能够消化高灰份、高灰熔点、高硫煤,易于实现气化煤本地化.同时,清华炉煤气化技术炉温高,残炭含量低,废渣易于收集处理,废水无难处理污染物；制浆用水可以使用工厂难以处理的有机废水,对环境友好.
2.水煤浆气化工艺流程介绍
2.1 制浆系统
由原料煤贮运系统来的小于6mm的洗粉煤进入料仓后,经圆盘给料机给料到称重胶带输送机上,计量送入煤磨机,与一定量的水混合磨成一定粒度分布的(约65%)水煤浆.煤浆出煤磨机前由煤磨机出口处配带的滚筒筛预筛,将煤浆中8目以上大粒煤筛除后,煤浆进入煤磨机出料槽,经煤磨机出料槽泵输送至煤浆振动筛再次筛除大颗粒煤及杂物等,合格的煤浆自流至煤浆槽,再经煤浆给料泵送至气化炉使用.磨煤时按一定比例将添加剂由泵加入煤磨机中,以改善煤粒表面性能,使煤粒在水中均匀分散,从而提高煤种的成浆性能.
2.2 粗煤气系统
氧气及经高压料浆泵加压后水煤浆通过工艺烧嘴喷入气化炉内,进行高温气化反应,生成粗煤气.水煤浆气化反应在气化炉的燃烧室中进行,原料中的未经过转化的组份和由部分灰形成的液态熔渣与生成的粗煤气一起进入气化炉下部的激冷室,在激冷室中与来自灰水循环泵的激冷水接触,通过汽化部分激冷水对粗煤气和夹带的固体及熔渣进行淬冷、降温.熔渣在水中淬冷固化,并沉入气化炉底部水浴中；粗煤气与水直接接触激冷后大部分细灰留在水中,含少量灰分的粗煤气从气化炉旁侧的出气口引出.气化炉激冷室中的黑水送往闪蒸及水处理系统.
2.3 锁斗系统
气化炉激冷室底部的粗渣及固体颗粒,经安装在气化炉出口处的破渣机破碎后通过循环水流的循环作用带入锁斗.从气化炉排出的大部分灰渣沉降在锁斗底部,锁斗顶部较清的水,经锁斗循环泵循环进入气化炉激冷室水中.气化炉联锁排渣系统的排渣循环时间预先设定,排渣周期一般大约为30分钟,渣池中设置捞渣机的部分与渣池另一部分通过关闭隔板阀暂时隔开,以便渣沉降到捞渣机上,由捞渣机送出渣池.
2.4 粗煤气洗涤系统
出气化炉的粗煤气被送入文丘里管中,与来自灰水循环泵的水混合,细灰在文丘里洗涤器中被水完全浸湿,湿粗煤气进入洗涤塔底部与水接触,大部分夹带的细灰在此从粗煤气中除去.粗煤气进入洗涤塔顶部的塔板,用来自变换工段的高温变换冷凝液将粗煤气再洗涤一次,洗涤后粗煤气基本上不含细灰,出洗涤塔后送到变换系统.
2.5 烧嘴冷却水系统
由于气化炉燃烧室温度很高,为了保护工艺烧嘴必须对其进行冷却.烧嘴冷却水由烧嘴冷却水槽经烧嘴冷却水泵及烧嘴冷却水换热器送入工艺烧嘴冷却盘管.出冷却盘管的烧嘴冷却水经烧嘴冷却水气液分离器分离出气体后回到烧嘴冷却水槽循环使用.在烧嘴冷却水泵出现故障时,烧嘴冷却水由事故烧嘴冷却水槽进入冷却盘管对烧嘴进行冷却.水冷壁气化技术中,烧嘴冷却水由锅炉水循环泵送入烧嘴冷却水盘管,出冷却盘管的烧嘴冷却水返回汽包中副产蒸汽.
2.6 闪蒸及水处理系统
气化工段激冷室和洗涤塔排出的黑水含有较多的细渣、残煤等悬浮物及少量的溶解固体、溶解气体,不能直接循环利用.闪蒸及水处理系统就是将气化工段排放的黑水,经相应的处理后,送回气化工序循环利用,以最大限度地降低装置的污水排放量和生产耗水量.从气化炉及洗涤塔排出的黑水送入高压闪蒸系统及真空闪蒸系统,释放出不凝气体同时排出浓缩黑水,经过闪蒸以后的浓缩黑水送往沉降槽,澄清后的水在气化装置中循环使用.澄清槽中设置缓慢转动的澄清槽耙料机,将沉淀的细渣推至沉降池底部出口,然后送往真空带式过滤机过滤,过滤后的滤饼送往界外处理.
3.水煤浆气化工程设计中若干问题的探讨
3.1 煤浆管线
水煤浆粘度在600～3000mPa·s,粘度非常大,因此煤浆管线需要采取措施考虑防止堵塞：首先,需尽量采用5D长半径弯管,尽量防止煤浆管道的磨蚀；其次,在煤浆管线上需设置冲洗水接口,方便煤浆管线的冲洗,且地沟需要设置合理,否则煤浆容易在沟内堆积.有条件时可以设置灰水管线在地沟端部,方便煤浆在地沟中流入临时渣池；再次,导淋放净管线尽量设置DN100以上,防止在排放过程中堵塞.
3.2 单喷嘴气化炉工艺烧嘴管线配置需考虑气化炉的热膨胀
由于气化炉在运行过程中,燃烧室温度非常高,会出现热膨胀,在设计过程中,工艺烧嘴管线的布置,需要考虑气化炉的热膨胀,尽可能将管线的自由状态接口高度设置为气化炉膨胀后的位置.
3.3 除氧水泵管线
设置在脱氧水槽出口的除氧水泵,进口管线过滤器需选用过滤网目数较低的滤网,在装置运行过程中,水质较差时滤网易堵,容易造成除氧水泵汽蚀.
除氧水泵回流管线经常发生震动,由于除氧水泵出口回流管线上减压阀在减压后灰水汽化产生气体,导致管道震动.因此在回流管线与脱氧水槽连接口出增加限流孔板辅助减压,可有限减缓震动.
3.4 黑水管道和闪蒸系统
在水煤浆气化工艺中,黑水管道应尽量避免弯头,管道尽量避免出现袋形.闪蒸系统某些部位,由于闪蒸、冲刷、磨损,容易造成泄漏影响生产,在设计中可以设计为可拆卸式,便于检修.在黑水系统中易堵的部位可设置盲法兰,方便水论文范文插入冲洗.同时,黑水管道的导淋不可设置过小,防止堵塞,尽量设置DN40以上.
4.结语
经过多年的实践和研究开发,在水煤浆气化技术方面,中国已经建立了试验研究,中间试验,工业化生产等科研与应用基地,形成了具有研究开发能力、工程设计与生产实践经验的科技骨干队伍,在许多关键技术方面取得了可喜的技术进步与科技创新成果.我们相信,这些成果必将为中国传统产业的改造提升和清洁能源的发展应用提供可靠的技术支撑,同时也将进一步带动煤气化技术领域相关技术的进步与发展.
参考文献
[1] 张素林.水煤浆气化技术的特点及应用[J].山西化工,2001,23（1）：53-55.
[2] 龚欣,于遵宏.水煤浆气化技术在中国的应用及其进展[J].节能与环保,2001(9):21-23.
总结：本论文是一篇免费优秀的关于气化技术论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
煤气化技术引用文献:
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