关于水煤浆的技术论文(2)
关于水煤浆的技术论文篇二
关于水煤浆气化技术在我国的应用发展
【摘要】本文从我国水煤浆气化技术的发展的历史背景谈起，阐释了水煤浆气化技术的发展历程以及其应用范围。通过对其应用发展的现状分析水煤浆气化装置在现代生活中的运行状态，并且在运行装置上以及设备的国产化趋势予以分析和探讨。
【关键词】水煤浆;气化技术;运行设备;运行水平;国产化
这几年来加压化的煤气化技术发展越来越成熟，比如：鲁奇(Lurgi)炉，德士古(TEXACO)炉，道化学(DOW)炉，谢尔(Shell)炉。TEXACO水煤浆气化技术是第二代煤气化技术在当前世界上发展较快的和普遍应用的。合成氨，甲醇，含氧化物，洁净煤气化联合循环发电等领域已成功应用该技术。安全与绿色是TEXACO水煤浆气化工艺最具有时代特色的优点，此外，它还有许多优点，如操作流程简单易操作，启动和停止比较方便，气化炉的结构也比较简单，加载和卸载的速度较快，煤种适用的范围广泛，合成气质量优，价格低廉，转化率可观。
一、我国水煤浆气化技术概述
八九十年代初，当时在我国有九家企业想改造老式的气头部分，从而引用了德士古水煤浆气化工艺技术，并与之签订了合作意向书，带动了许多企业准备采用德士古气化工艺，由此形成了一股“德士古水煤浆气化热”。但是，由于德士古气化工艺技术需要资金投资较大，氧气的消耗也比较高，再加上我国企业购买的设备调试后生产时出现开停车次数很多的现象等诸多因素，“德士古水煤浆气化热”并未得到广泛应用，以至于有些企业将注意力转向了谢尔干法气流床工艺，谢尔工艺对煤种的适应要求比前者更低，合成气中有效成分也相对前者较高，冷煤气更加高效率，氧气消耗也比较低。但通过调研，谢尔气化工艺的成本需求要相对高出两成到三成，而且干煤粉进料方式不是很成熟尚有些问题需解决，目前就煤气化联合循环发电主要在使用，还没有生产合成气的案例分析。
二、我国水煤浆气化设备的运行水平
鲁南化肥厂，这个全国水煤浆气化装置的第一示范点，给我国的水煤浆气化事业提供优秀的一手资料。当第一套水煤浆气化装置投入生产之后，发现了一系列需要解决的问题，如开车和停车的频率高等问题。因此，经过一步步的改善，装置的运行也不断趋于稳定，大量地应用于各大生产厂家。上海焦化就是继鲁南之后投产的厂家，紧接着，陕西渭河等都开始了水煤浆气化装置的使用，对其操作方法积累的丰富经验，不断地开发出新的设备，为我国水煤浆气化事业贡献力量。
(一)气化炉负载
山东鲁南的合成氨的能了在20世纪90年代末就已经高达十几万吨，经过计算，德士古气化炉的负载可以高于装备设计能力的1.33倍。这样的骄人成绩就是由于各种创新和改革的作用。从不断地提高运行时间开始，到提高气化炉的合理操作压力，再到提高水煤浆的浓度，都凝聚了工作人员的心血，进而提高转化效率。上海焦化德士古气化炉负荷以入炉氧流量计，生产时实际氧流量与设计氧流量之比已经超过了1：1。
(二)烧嘴使用额度
烧嘴的使用额度问题也是需要改革创新的因素之一。在上海焦化气化炉中，几乎没有出现过烧嘴使用问题，通常情况下，一个新的烧嘴可以连续使用超过三个月，即使在生产中出现问题，如果即使修复，也可以再继续使用至少两个月以上。在使用中还可以进行二次修复、三次修复或者是更多次修复后继续使用，最终更换烧嘴。
(三)高温热电偶
德士古公司出品的高温热电偶，其寿命时间长，经过上海焦化公司的进一步改进，使得它所生产的高温热电偶比德士古生产的寿命还要长。
(四)向火面耐火砖
德士古的水煤浆气化工艺对于煤的灰熔点要求不高，如果没有达到要求，可以选择加入石灰石作为助溶剂。正是由于灰熔点不高，造成了灰分中的氧化钙和三氧化二铁的含量高，对耐火材料具有很强的腐蚀能力，因此，对于向火面的要求就很高，相对来说，这种砖的价格就比一般砖的价格要高，砖的耐火性能也影响了整个企业的经济效益。随着科学技术的发展，开车时的耐火砖的使用寿命相比以前大大提高。例如，山东鲁南耐火砖的使用时间已经达到了一万四千小时，陕西渭河的筒体砖的使用时间达到平均1万小时，其锥底砖的使用时间也达到了平均七千小时。
三、我国水煤浆气化工程中的问题讨论
(一)空分装置
空分装置的选型对于德士古水煤浆气化工艺来说，占有很重要的地位。内压式这种选型使得德士古的空分装置不再进行氧气透平，还省去了使用氧气压缩机的步骤。在实际生产管理中，运行装置的减少可以减少管理的麻烦，更重要的是，减少了故障发生的概率。
(二)气化炉问题
在气化炉的问题上，德士古采用的是激冷环，一种新型的措施应用于水煤浆气化炉的实际工作中。从现场操作观察到，激冷环中激冷水的进入方向是以切线的方向来进入的，而不是传统认为的垂直进入，这种方法可以有效减少激冷环的结垢现象发生率。另一方面，从国内的设备运行水平看，激冷室的“带水”现象比较严重，这是由于压力负载的不断加大而产生的把激冷室的水带到洗涤塔所造成的，如此便直接影响到了系统运行的周期性。因此，对于激冷室的结构要进行进一步的改进，让激冷室中的气体和液体分开。
四、我国水煤浆气化设备国产化讨论
新时代背景下赋予我国能源市场上新的结构变化，以水煤浆为例的燃气燃料逐渐代替传统的固态煤，其优势更加显著。在我国，水煤浆的气化工艺势必会产生巨大的发展浪潮，因此，水煤浆技术和设备的国产化就发挥起了重要作用。从水煤浆气化工艺的静止设备、运输设备以及控制仪表这三个方面来进行研究讨论。
在静止设备方面，上海焦化就试用了航天部为其制造的烧嘴，试用效果良好;洛阳耐火砖的国产化为气化炉的工艺夯实了基础;国内各大生产公司都已经掌握了大部分的静止设备的使用经验。
在运输设备方面，棒磨机已经成为这方面的代表，运行平稳，技术成熟。在洗涤塔、冷凝液泵、破渣机、隔膜泵等设备也实现了国产化。
在控制仪表方面，最显著的成就是高温热电偶国产化的实现以及气化炉激冷室中减压阀的国产化，确保系统运行安全。
五、结语
从最早的德士古水煤浆气化工艺开始，是我国水煤浆气化事业从失败走向成功的旅程，也是在不断地改进和创新中蓬勃发展的。国产化的实现，为我国能源结构的优化提供动力，并且展现了一幅辽阔的发展前景图。
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