固定床气化与气流床水煤浆气化集成的能量与经济分析

针对煤制天然气工艺中固定床气化产生大量含有焦油、酚等难处理物质的废水,提出了将固定床气化和气流床水煤浆气化相结合的气化方式解决废水问题。考察了未分离焦油煤气水直接制浆和分离焦油后酚水再制浆的两种气化集成方式,以煤制天然气项目为基础对其进行能量与经济分析。结果表明:与单一气流床相比,固定床气化和气流床水煤浆气化耦合提高了系统冷煤气效率;当固定床与气流床水煤浆气化干基煤处理量比为2,未分离焦油煤气水直接制浆和分离焦油后酚水再制浆两种气化集成方式的气化系统煤耗分别为563kg·km-3(CO+H2+3.12×CH4)和599kg·km-3(CO+H2+3.12×CH4),氧耗分别为212m3 O2.km-3(CO+H2+3.12×CH4)和206m3 O2.km-3(CO+H2+3.12×CH4),冷煤气效率分别为84.44%和86.74%,总热效率分别为72.53%和74.87%,且副产焦油的气化集成方案与单一固定床气化方案相比,其天然气生产成本增加不明显,经济上可行。

气流床水煤浆气化系统中氯元素的分布

以神府煤为原料的气流床水煤浆气化装置作为对象,对其原煤、粗渣、细渣、制浆水和废水等样品进行取样并进行实验分析,得出了气化系统中氯元素的分布情况;用化工流程模拟软件Aspen Plus构建了系统的电解质模型,模拟计算了气化系统中氯元素的分布状况以及氯元素浓度在气化系统中的变化趋势。实验结果表明:计算得到气化炉内氯元素的转化率为93.86%;气化系统中大部分的氯元素以废水形式排出系统,粗细渣及其夹带溶液中占有一小部分,合成气中含氯很少;氯元素在煤中的赋存形态会影响它的释放过程,该煤中大部分以有机态存在,占有94.27%,易释放出去。模拟出的氯元素分布结果与实验分析结果基本保持一致,氯离子浓度最高的为出真空闪蒸的黑水中的450 mg/L。

基于定性趋势分析的气流床水煤浆气化炉烧嘴运行状态诊断

气流床水煤浆气化技术是一种清洁高效的煤炭能源利用技术,工艺烧嘴是该气化工艺过程的核心设备之一。烧嘴长时间使用会逐渐磨损烧蚀,存在安全隐患,而目前对烧嘴运行状态的诊断除烧嘴本身的联锁外仍主要依赖人员工程经验。定性趋势分析是一种基于过程历史的数据驱动方法,在过程监测和故障诊断中得到广泛应用。将定性趋势分析应用于气流床水煤浆工业气化装置的数据分析,探究不同烧嘴运行时长的气化装置生产数据之间的差异,提出了一种基于数据波动差异判断烧嘴运行状态的诊断方法。对比2个不同烧嘴运行时长的气化装置生产数据的趋势基元序列及基元分段数据变化率。结果表明,烧嘴运行时间增长主要体现在数据的波动频率及波动幅度两方面,烧嘴运行时间越长,煤浆流量、烧嘴压差、渣口压差及出口合成气CH4含量波动幅度越大,波动频率越高。实际应用中可以通过对比烧嘴数据的波动频率与波动幅度来判断烧嘴运行状态,主要监控趋势基元序列及趋势基元分段的数据变化率两类参数。当基元序列频繁出现相反趋势或数据变化率增大为初始参数的几倍时,可认为烧嘴运行状态已趋于不稳定,需要监控烧嘴运行或更换烧嘴。基于数据波动差异判断烧嘴运行状态的诊断方法能够帮助操作人员及时判断烧嘴运行状态,实现计算机辅助判断与工业大数据的结合。

三流道内外混水煤浆气化工艺烧嘴浅析

综述了水煤浆气流床加压气化装置应用的三流道内外混工艺烧嘴的结构特点和工作原理;分析了影响工艺烧嘴正常运行的因素和对烧嘴的性能要求;研究和探讨了工艺烧嘴的火焰长度以及国内外对烧嘴研究的进展。

煤制合成天然气工艺技术经济分析

在同一基础条件下,选择移动床液态排渣气化、移动床干排渣气化、水煤浆气流床气化进行煤制合成天然气工艺的技术经济分析比较。比较了这三种气化工艺流程、装置能力和原材料及动力消耗指标,分析了三种气化工艺的CO_2排放、工艺能耗及工艺废水处理等。技术经济分析表明:移动床液态排渣气化工艺合成天然气原料、动力消耗最低,投资最低,经济效益最好,随着该技术长周期运行可靠性的提高,可为煤制合成天然气提供最有竞争力的技术。