航天爐工藝及主要設備參數(shù)

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1、航天爐工藝及主要設備參數(shù)介紹1、生產工藝介紹本裝置為HT-L粉煤加壓氣化裝置，是由北京航天院設計的示范裝置，設計日消耗原料煤約929.64噸，消耗氧氣約48.6萬立方米。在4.0MPa條件下通過氣化反應，生產CO+H2為1.22×106Nm3/d，經洗滌后送變換。HT-L粉煤氣化工藝是一種以干煤粉為原料，采用激冷流程生產粗合成氣的工藝。HT-L粉煤氣化工藝采用了盤管式水冷壁氣化爐，頂噴式單燒嘴，干法進料及濕法除渣，在較高溫度（1400～1700℃）及壓力（4.0MPa左右）下，以純氧及少量蒸汽為氣化劑的氣化爐中對粉煤進行部分氣化，產生以CO、H2為主的濕合成氣，經激冷和洗滌后，

2、飽和了水蒸汽并除去細灰的合成氣，送入變換系統(tǒng)。該HT-L粉煤加壓氣化裝置包括1500、1600、17000、1800四個單元：其中1500單元為磨煤單元、1600單元為粉煤加壓及輸送單元、1700單元為氣化及合成氣洗滌單元、1800單元為渣及灰水處理單元。1500單元、1600單元、1700單元、均為雙套裝置、1800單元為單套裝置。1.1航天爐工藝原理航天爐屬于粉煤加壓氣流床，利用純氧和少量蒸汽為氣化劑，二氧化碳或氮氣輸送粉煤，有特質的粉煤燒嘴送入高溫高壓的氣化室完成氣化反應，生成以CO和H2為主要成分的合成氣，氣室多余的熱量由水冷壁吸收產生中壓蒸汽，煤中的灰分形成熔渣，與高

3、溫合成氣一同進入激冷室進行水激冷后排出氣化爐。1.2氣化爐主要結構氣化爐主要由氣化爐外殼、螺旋盤管和水冷壁和激冷室內件組成，氣化爐外殼為三類壓力容器，螺旋盤管和水冷壁由氣化室主盤管、渣口盤管、爐蓋盤管三部分組成，盤管內水循環(huán)為強制循環(huán)，通過汽包副產中壓飽和蒸汽，水冷壁向火側敷有耐火材料一方面為了減少熱損失，另一方面為了掛渣，充分利用渣層的隔熱功能，以渣抗渣保護爐壁，氣化爐上部為氣化段，下部為熔渣激冷段，氣化段位圓柱形反應室，激冷段內有激冷環(huán)、下降管、上升管和渣池水分離擋板等主要部件。1.3航天爐主要特點1、干粉進料，煤被磨制成20-100μm粉煤顆粒，并經過熱氣干燥，惰性氣體輸

4、送，介質為CO2或N2，加壓氣化強化燃燒，提高單位體積產氣率，與常壓爐相比在同樣生產能力下航天爐氣化強度高、設備尺寸小、結構緊湊、占地面積小、燃燒效率高。2、一般操作溫度為1400-1850℃，煤種適應范圍廣，對煤的灰熔點要求范圍寬，碳轉化率99%，有效氣CO﹢H2體積比90%左右，CH4氣體體積僅有幾十至幾百PPm3、水冷壁結構為多頭并聯(lián)結構可以保證管程流阻分布均勻，強制循環(huán)可以防止局部傳熱惡化發(fā)生爆管故障。1.4氣化爐正常生產時主要測定和控制的參數(shù)1.4.1氣化煤種的煤質分析，已確定合理的氧煤比等操作條件1.4.2合成氣分析，通過分析了解合成氣的品質和爐內的反應情況1.4.

5、3灰渣的產量和殘?zhí)糠治?，了解爐內工況和氣化效率1.4.4粉煤、氧的溫度、壓力和消耗情況1.4.5氣化爐溫度測量、包括爐膛溫度，上錐段溫度，合成氣出口溫度，環(huán)腔溫度，氣化爐外壁溫度1.4.6渣口壓差，判斷渣口是否堵渣1.4.7排渣狀況，判斷爐溫和碳轉化情況1.4.8激冷室液位，判斷激冷室工作狀態(tài)1.4.9盤管出口水密度，判斷爐溫及盤管工作狀況1.4.9軟化水分析包括燒嘴冷卻水、盤管冷卻水和激冷水，水質的好壞對穩(wěn)定運行和爐子的壽命有影響。2.1、磨煤及干燥單元（1500單元）該單元使用常規(guī)的煤研磨及干燥，來自原料煤貯倉的碎煤在磨煤機內磨成煤粉，并由高溫惰性氣流烘干。粉煤的顆粒尺寸分

6、布規(guī)格和粉煤的水分含量要滿足以下要求：顆料尺寸≤90μm占90％（重量）顆料尺寸≤5μm占10％（重量）水分含量典型值＜2％（wt）2.1.1、任務磨煤及干燥單元的任務是將輸煤單元送來的原料煤，經過磨煤機研磨、熱惰性氣體干燥、在粉煤袋式過濾器內進行風粉分離等工序加工，生產出充足而合格的煤粉輸送到1600單元，同時盡可能的降低各項消耗。2.1.2、工藝流程本單元主要是將從貯存和運輸系統(tǒng)送來的粒度小于30mm的原料煤，每小時60T的負荷貯存在原料煤貯倉中，運輸系統(tǒng)間斷運行，原料煤貯倉中的煤量少時，通知煤場啟動運輸系統(tǒng)開始輸煤，原料煤貯倉的重量高時，通知煤場停運運輸系統(tǒng)。原料煤再經過

7、本單元的加工處理，每小時生產出38.735T、106℃的粉煤送到1600單元，貯存在粉煤貯罐中。在磨煤的過程中產生少量的廢料送渣場。來自原料煤貯倉的碎煤經振動料斗、稱重給煤機計量以46.48t/h(根據生產負荷進行調整）的量送入到磨煤機中，被軋輥在研磨臺上將原煤磨成粉狀，并由來自惰性氣體發(fā)生器（56000Nm3/h、260℃）的高溫惰性氣體進入磨煤機進行干燥和輸送，出磨煤機的溫度為104~110℃。由惰性氣體輸送干燥的粉煤進入粉煤袋式過濾器進行風粉分離后，每小時約38.735T、104~11