煤鎖氣互充卸壓工藝在固定床熔渣氣化爐中的應(yīng)用

徐 煜

（云南先鋒化工有限公司，云南 尋甸 655204）

煤鎖氣互充卸壓工藝在固定床熔渣氣化爐中的應(yīng)用

徐 煜

（云南先鋒化工有限公司，云南 尋甸 655204）

介紹了煤鎖氣互充卸壓工藝在固定床熔渣氣化爐的應(yīng)用情況。

煤鎖氣互充卸壓工藝；固定床熔渣氣化爐；運(yùn)用

粉煤流化床和碎煤（型煤）固定床的加煤都是通過(guò)煤鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)的，加煤過(guò)程中煤鎖要經(jīng)歷卸壓、充壓這兩個(gè)交替過(guò)程，充壓用的氣體為來(lái)自煤氣冷卻工段或氣化爐出口總管的粗煤氣。目前大部分企業(yè)都是把煤鎖氣通過(guò)壓縮機(jī)加壓后，送入粗煤氣系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行回收。由于煤鎖氣量波動(dòng)大，洗滌不干凈，氣中帶塵，導(dǎo)致壓縮機(jī)氣閥、活塞環(huán)等部件經(jīng)常損壞，壓縮機(jī)系統(tǒng)檢修頻繁；而采用煤氣冷卻工段或氣化爐出口總管的粗煤氣對(duì)煤鎖進(jìn)行充壓，會(huì)造成煤氣冷卻工段或氣化爐出口總管的粗煤氣流量及壓力的波動(dòng)，響粗煤氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1 煤鎖氣互充卸壓工藝

煤鎖氣互相充卸壓工藝，在氣化煤鎖上設(shè)有充卸壓管道，充卸壓管道上裝有控制閥，利用控制閥對(duì)煤鎖進(jìn)行充壓、卸壓。當(dāng)一臺(tái)煤鎖卸壓時(shí)，可將煤鎖氣卸至一個(gè)中間緩沖罐內(nèi)，待另一臺(tái)煤鎖需要充壓時(shí)，使用中間緩沖罐緩存的煤鎖氣進(jìn)行充壓。煤鎖下部還設(shè)有氣封管線和控制閥，用于實(shí)現(xiàn)煤鎖的氣封。加入氣封的氣體可以是二氧化碳或氮?dú)獾榷栊詺怏w，根據(jù)后工序產(chǎn)品決定加入的氣體種類，當(dāng)后工序產(chǎn)品為合成氨時(shí)，可以加入氮?dú)?，?dāng)后工序產(chǎn)品為甲醇、合成甲烷或燃料氣等其它產(chǎn)品時(shí)可加入二氧化碳。煤鎖氣互充卸壓工藝流程見(jiàn)圖1。

煤鎖氣互充卸壓工藝，適用于粉煤流化床加壓氣化、碎煤或型煤固定層（移動(dòng)床）加壓固態(tài)排渣或液態(tài)排渣氣化。同時(shí)結(jié)合氣化爐的壓力及生產(chǎn)實(shí)際選擇中間緩沖罐的級(jí)數(shù)，可以是二級(jí)、三級(jí)或更高的級(jí)數(shù)。

1.1 工藝流程說(shuō)明

1）煤鎖向氣化爐中加煤時(shí)，加煤煤鎖上的充卸壓控制閥和終充壓控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)，氣封控制閥和煤鎖上閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，靠氣封封住氣化爐內(nèi)的煤氣，防止氣化爐內(nèi)的煤氣上串至煤鎖。

2）當(dāng)煤鎖空后，煤鎖下閥和氣封控制閥關(guān)閉，開(kāi)啟一次充卸壓閥將空煤鎖內(nèi)的壓力卸放至中間緩沖罐，待壓力平衡后，煤鎖內(nèi)的預(yù)壓經(jīng)二次卸壓閥卸放至洗滌除塵裝置處理后放空。當(dāng)煤鎖內(nèi)的壓力降為常壓后，空煤鎖上充卸壓控制閥關(guān)閉。

3）空煤鎖上閥打開(kāi)，向空煤鎖中加煤，空煤鎖加滿煤后，煤鎖上閥關(guān)閉，煤鎖一次充卸控制閥開(kāi)啟，采用中間緩沖罐內(nèi)緩存的煤鎖氣對(duì)煤鎖進(jìn)行充壓，待壓力平衡時(shí)，關(guān)閉煤鎖的充卸壓控制閥，開(kāi)終充壓閥，采用惰性氣，將煤鎖的壓力充至與氣化爐內(nèi)壓力平衡。

4）終充壓控制閥關(guān)閉，充壓完畢。氣封閥和煤鎖下閥開(kāi)啟，煤鎖向氣化爐中加煤，新循環(huán)開(kāi)始。

1.2 煤鎖氣互充卸壓工藝優(yōu)點(diǎn)

1）與傳統(tǒng)的從煤氣系統(tǒng)中取氣對(duì)煤鎖進(jìn)行充壓相比，避免了因使用粗煤氣對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)煤氣負(fù)荷及壓力的影響。

圖1 煤鎖氣互充卸壓工藝流程Table 1 Coal gas composition of coal charge air lock mutual relief process

2）以二氧化碳或氮?dú)獾榷栊詺怏w取代粗煤氣并設(shè)有氣封管，減少了粗煤氣排放大氣的環(huán)保壓力，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保效益。

3）取消了煤鎖氣壓縮機(jī)等裝置，降低了設(shè)備投資和運(yùn)行、維護(hù)成本。

2 煤鎖氣互充卸壓工藝在固定床熔渣氣化爐中的應(yīng)用

我公司先鋒褐煤潔凈化利用試驗(yàn)示范工程的煤氣裝置為固定床熔渣氣化爐，采用公司具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碎煤熔渣加壓氣化技術(shù)—YM氣化技術(shù)。

氣化爐均為雙煤鎖設(shè)置，每臺(tái)氣化爐煤鎖加煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)中間緩沖罐，加煤時(shí)實(shí)現(xiàn)單臺(tái)氣化爐雙煤鎖間互充。煤鎖二次卸壓的煤鎖氣經(jīng)布袋除塵后放空，系統(tǒng)不設(shè)置煤鎖氣壓縮機(jī)。本氣化裝置加煤系統(tǒng)根據(jù)后續(xù)工段甲醇合成工藝要求，終充壓及氣封的惰性氣體采用低溫甲醇洗裝置分離的二氧化碳。

采用傳統(tǒng)煤鎖加煤方式，煤鎖氣成分與粗煤氣成分一致，而采用煤鎖氣互充卸壓工藝后，煤鎖內(nèi)的氣體90%以上均為惰性氣體。煤鎖氣互充卸壓工藝煤鎖氣成分見(jiàn)表1。

表1 煤鎖氣互充卸壓工藝煤鎖氣成分Figure 1 Coal charge air lock mutual relief flow chart

我公司YM氣化裝置為50萬(wàn)t／a甲醇合成裝置提供225000 m3／h的粗煤氣，采用云南先鋒露天褐煤為原料。單臺(tái)氣化爐可生產(chǎn)45000 m3／h的粗煤氣，煤鎖系統(tǒng)需對(duì)氣化爐加煤4箱／h，每小時(shí)裝置可以回收950 m3煤鎖氣，可以節(jié)約氣體的壓縮功352800 kJ／h；與傳統(tǒng)方法相比，每小時(shí)節(jié)約粗煤氣540 m3，減少了粗煤氣排放對(duì)大氣的污染，每年降低生產(chǎn)成本近260萬(wàn)元。

3 結(jié)語(yǔ)

煤鎖氣互充卸壓工藝能將煤鎖卸壓過(guò)程能量緩存于中間緩沖罐內(nèi)，待煤鎖充壓時(shí)，利用這一部分能量，有效地實(shí)現(xiàn)了能量綜合利用。以二氧化碳或氮?dú)獾榷栊詺怏w取代粗煤氣作終充壓介質(zhì)，并設(shè)有氣封管線，不需要設(shè)置龐大的煤鎖氣回收系統(tǒng)，降低了設(shè)備投資和維護(hù)運(yùn)行成本，煤鎖放空氣除塵后直接高點(diǎn)放空，減小了環(huán)保壓力。

參考文獻(xiàn)：

［1］鄧淵等.煤炭加壓氣化［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1982.

［2］許世森，張東亮，任永強(qiáng).大規(guī)模煤氣化技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

［3］賀永德.現(xiàn)代煤化工技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

Application of Coal Charge Air Lock Mutual Relief Process in Fixed Bed Gasifier Slag

XU Yu

（Yunnan Pioneer Chemical Co.，Ltd.，Xundian 655204，China）

This paper introduces the application of the coal charge air lock mutual relief process in the fixed bed gasifier slag.

coal charge air lock mutual relief process；fixed bed gasifier slag，application

TQ022

A

1004—275X（2004）05-0065-03

12.3969／j.issn.1004-275X.2014.05.017

收稿：2014－07－25

徐煜（1976－），男，工程師，現(xiàn)主要從事生產(chǎn)技術(shù)管理工作。