航天爐工藝及主要設(shè)備參數(shù)

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1、航天爐工藝及主要設(shè)備參數(shù)介紹1、生產(chǎn)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(shè)計(jì)的示范裝置，設(shè)計(jì)日消耗原料煤約929.64噸，消耗氧氣約48.6萬(wàn)立方米。在4.0MPa條件下通過(guò)氣化反應(yīng)，生產(chǎn)CO+H2為1.22×106Nm3/d，經(jīng)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(chǎn)粗合成氣的工藝。HT-L粉煤氣化工藝采用了盤(pán)管式水冷壁氣化爐，頂噴式單燒嘴，干法進(jìn)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(duì)粉

2、煤進(jìn)行部分氣化，產(chǎn)生以CO、H2為主的濕合成氣，經(jīng)激冷和洗滌后，飽和了水蒸汽并除去細(xì)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(gè)單元：其中1500單元為磨煤?jiǎn)卧?600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?dú)廨斔头勖海刑刭|(zhì)的粉煤燒嘴送入高

3、溫高壓的氣化室完成氣化反應(yīng)，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(chǎn)生中壓蒸汽，煤中的灰分形成熔渣，與高溫合成氣一同進(jìn)入激冷室進(jìn)行水激冷后排出氣化爐。1.2氣化爐主要結(jié)構(gòu)氣化爐主要由氣化爐外殼、螺旋盤(pán)管和水冷壁和激冷室內(nèi)件組成，氣化爐外殼為三類壓力容器，螺旋盤(pán)管和水冷壁由氣化室主盤(pán)管、渣口盤(pán)管、爐蓋盤(pán)管三部分組成，盤(pán)管內(nèi)水循環(huán)為強(qiáng)制循環(huán)，通過(guò)汽包副產(chǎn)中壓飽和蒸汽，水冷壁向火側(cè)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(hù)爐壁，氣化爐上部為氣化段，下部

4、為熔渣激冷段，氣化段位圓柱形反應(yīng)室，激冷段內(nèi)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(diǎn)1、干粉進(jìn)料，煤被磨制成20-100μm粉煤顆粒，并經(jīng)過(guò)熱氣干燥，惰性氣體輸送，介質(zhì)為CO2或N2，加壓氣化強(qiáng)化燃燒，提高單位體積產(chǎn)氣率，與常壓爐相比在同樣生產(chǎn)能力下航天爐氣化強(qiáng)度高、設(shè)備尺寸小、結(jié)構(gòu)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(yīng)范圍廣，對(duì)煤的灰熔點(diǎn)要求范圍寬，碳轉(zhuǎn)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

5、結(jié)構(gòu)為多頭并聯(lián)結(jié)構(gòu)可以保證管程流阻分布均勻，強(qiáng)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(chǎn)時(shí)主要測(cè)定和控制的參數(shù)1.4.1氣化煤種的煤質(zhì)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(guò)分析了解合成氣的品質(zhì)和爐內(nèi)的反應(yīng)情況1.4.3灰渣的產(chǎn)量和殘?zhí)糠治?，了解爐內(nèi)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(cè)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(zhuǎn)化情況1.4.8

6、激冷室液位，判斷激冷室工作狀態(tài)1.4.9盤(pán)管出口水密度，判斷爐溫及盤(pán)管工作狀況1.4.9軟化水分析包括燒嘴冷卻水、盤(pán)管冷卻水和激冷水，水質(zhì)的好壞對(duì)穩(wěn)定運(yùn)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(lái)自原料煤貯倉(cāng)的碎煤在磨煤機(jī)內(nèi)磨成煤粉，并由高溫惰性氣流烘干。粉煤的顆粒尺寸分布規(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(wù)磨煤及干燥單元的任務(wù)是將輸煤?jiǎn)卧蛠?lái)的原料煤，經(jīng)過(guò)磨

7、煤機(jī)研磨、熱惰性氣體干燥、在粉煤袋式過(guò)濾器內(nèi)進(jìn)行風(fēng)粉分離等工序加工，生產(chǎn)出充足而合格的煤粉輸送到1600單元，同時(shí)盡可能的降低各項(xiàng)消耗。2.1.2、工藝流程本單元主要是將從貯存和運(yùn)輸系統(tǒng)送來(lái)的粒度小于30mm的原料煤，每小時(shí)60T的負(fù)荷貯存在原料煤貯倉(cāng)中，運(yùn)輸系統(tǒng)間斷運(yùn)行，原料煤貯倉(cāng)中的煤量少時(shí)，通知煤場(chǎng)啟動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)開(kāi)始輸煤，原料煤貯倉(cāng)的重量高時(shí)，通知煤場(chǎng)停運(yùn)運(yùn)輸系統(tǒng)。原料煤再經(jīng)過(guò)本單元的加工處理，每小時(shí)生產(chǎn)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(guò)程中產(chǎn)生少量的廢料送渣場(chǎng)。來(lái)自

8、原料煤貯倉(cāng)的碎煤經(jīng)振動(dòng)料斗、稱重給煤機(jī)計(jì)量以46.48t/h(根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整）的量送入到磨煤機(jī)中，被軋輥在研磨臺(tái)上將原煤磨成粉狀，并由來(lái)自惰性氣體發(fā)生器（56000Nm3/h、260℃）的高溫惰性氣體進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行干燥和輸送，出磨煤機(jī)的溫度為104~110℃。由惰性氣體輸送干燥的粉煤進(jìn)入粉煤袋式過(guò)濾器進(jìn)行風(fēng)粉分離后，每小時(shí)約38.735T、104~11