大型煤制烯烃项目之壳牌煤气化装置灰渣残碳量高的原因分析及解决措施

大唐多伦48万t/a煤制烯烃项目之壳牌煤气化装置以劣质褐煤为原料(国内壳牌煤气化装置中的首例),气化炉运行期间一度出现碳转化率偏低、灰渣中残碳量过高的问题。分析和研究了气化炉灰渣中残碳率过高的原因;采取了提高反应温度和压力、确保煤粉计量准确和气化炉内气流稳定;投用氧气预热器等技改措施。结果表明,由于提高了碳转化率和气化效率,气化炉灰中的残碳量由17%降低至2%,渣中的残碳量由5%降低至1%,达到了设计指标。

低压投煤技术在壳牌煤气化装置中的应用

壳牌煤气化装置低压投煤开车技术要求开工烧嘴在较低热负荷情况下的运行时间尽可能短,且气化炉压力在0.1～0.5 MPa(原设计为0.8～1.0 MPa)时就投用煤烧嘴,并通过煤烧嘴的运行来为气化炉升温升压,直至装置满负荷运行。分析了壳牌煤气化装置采用高压投煤开车存在的主要问题及其原因;对比了高压投煤和低压投煤的运行情况;提出了采用低压投煤技术的具体实施步骤以及对高压投煤技术的改进意见。结果表明:采用低压投煤技术1次投煤成功率接近100%,煤气化装置从点火到粗合成气外送的最短时间为0.5 h。

Shell气化炉堵渣问题的探讨

针对Shell气化炉堵渣影响装置长周期运行的问题,介绍了Shell气化炉中渣的形成过程,并从炉渣流动特性、原煤属性、炉内构造、操作管理等方面,分析了Shell气化炉堵渣的原因,提出了相应的解决和预防措施。实践证明,通过选择气化操作条件较宽、煤质和供煤量相对稳定的煤源,均质化配煤,加强生产操作管理控制等措施,可以减少Shell气化炉堵渣情况的频发。改变渣口尺寸,理论上也可显著减少堵渣情况的发生,但需进一步的工业实践验证。

Shell大型废锅流程干粉煤气化炉使用褐煤的探讨

2012年以来,大唐能源化工有限责任公司组织相关单位开展多伦煤气化运行技术攻关工作,随着煤质筛选、煤炭管理、操作优化、设备治理、技术改造等系列工作的开展,煤气化装置的运行可靠性得到提升。本文介绍了多种褐煤在大型废锅流程干粉煤气化装置的使用情况和褐煤应用过程中存在的问题及技术改造情况,经过改造,多伦项目3台气化炉运行负荷明显提高,达到历史最高负荷,已基本具备长周期稳定运行条件。

试论Shell煤气化装置煤粉管线的稳定性

Shell煤气化装置是通过控制氧煤比来控制气化炉炉膛温度和合成气组分,煤粉管线的稳定对装置长周期安全运行起到关键作用。分析探讨了煤粉管线在施工阶段、原始开车前的煤循环期间以及原始开车投煤过程中存在的问题和原因,提出并采取了相应的技改措施,结果表明,开车后煤粉管线和烧嘴系统运行比较稳定。

Shell煤气化装置点火烧嘴与开工烧嘴的试验及应用

点火烧嘴和开工烧嘴的正常投用是Shell煤气化装置顺利试车的重要环节。针对其他先期试车的装置曾出现的点火烧嘴无火焰检测信号、开工烧嘴易烧坏等问题,进行了点火烧嘴和开工烧嘴的模拟试验。通过调整进入点火烧嘴的煤气流量和空气流量,确定点火烧嘴头部火焰的强度,取得最佳测试数据;用清水代替柴油,用中压洁净氮气代替氧气,进行开工烧嘴的炉外试验,获得最优化操作参数。结果表明,点火烧嘴点火成功率为100%,火焰检测强度信号反馈时间为2 s;开工烧嘴点火成功率为100%,烧嘴烧坏次数为0,火焰强度保持在90%以上。点火烧嘴和开工烧嘴的正常投用为Shell煤气化装置一次点火投煤成功奠定了基础。

Shell褐煤气化模拟计算分析

以大唐多伦煤制烯烃项目Shell气化炉为研究对象,基于Gibbs自由能最小化法,通过反应平衡限制和热损失修正,建立了Shell褐煤气化平衡模型,计算结果与运行数据吻合较好。同时,研究了不同操作条件对气化性能的影响。结果表明:CO2载气流量和氧煤比是主要的影响因素,特别是氧煤比可以明显改变气化温度和产品煤气组成,随着氧煤比的增加,气化温度升高,有效气(H2+CO)组成先增加后减小,针对所用气化煤种,分析得出最佳氧煤比为0.76。

褐煤气化温度计算与煤烧嘴改造研究及应用

利用Shell褐煤气化平衡模型对大唐煤制烯烃项目Shell气化炉温度进行模拟计算,修订专利商计算温度,使气化炉操作温度更为精准;用CFD模拟渣口流体情况,实施1#炉烧嘴角度的改造。

关于Shell煤气化装置的投煤试车及载气切换

介绍了Shell粉煤气化装置投煤试车前的准备工作;分析了装置试运行期间的常见问题;从输送煤粉的载气由氮气切换为CO2以及炉温控制方面论述了气化炉工艺操作要点,提出了完善装置的建议。结果表明,投煤试车成功后,装置以90%负荷稳定运行,最高负荷达到97%,且有效气体产量稳定在8万m3/h。