纯氧连续气化技术的应用ppt

纯氧连续气化技术的应用

2021年4月

1关于昌昱3昌昱纯氧连续气化技术简介气化炉主要规格及技术参数昌昱纯氧连续气化技术特点主要内容245昌昱纯氧连续气化技术消耗指标6纯氧连续气化应用案例纯氧连续气化部分业绩7识产权的固定床纯氧连续气化、东昱炉水煤浆气化、GAG炉熔渣气化、高效干粉气化等的生产企业。总部设在南昌国家经济技术开发区，拥有江西实业有限公司南昌和河南昌昱实业有限公司两个生产，五个造气装置整体技术服务和设备维护保养中心。总部南昌设立了煤气化研发中心，有硕士、博士20多名，并建立了煤气化中试平台，能为用户完成多煤种

1关于昌昱

昌昱实业有限公司是一家从事煤气化技术研发、装备制造、工程承建、气体运营等的综合性企业集团，是国内唯一一家拥有多个自主知

1关于昌昱

公司的主要产品包括间歇气化煤气炉、富氧气化煤气炉、纯氧气化煤气炉、纯氧加压气化炉、CO发生炉、东昱水煤浆气化炉、GAG炉熔渣气化炉及其配套工艺设备。公司现有员工1200余人，其中科研技术人员120余人，总资产2.86亿，年销售收入5.8亿。1关于昌昱昌昱煤气化中试平台装置

1关于昌昱

昌昱公司生产设备精良，检测手段齐全，质量体系完备，拥有中国最先进的水玻璃自硬沙铸钢生产线，单件钢水重量可达10T，大型热处理炉2座，拥有Φ5000大型立式车床，大型落地镗床、数控机床、铣齿机、自动焊接中心等280余台设备，同时具备无损检测站2个，检测设备齐全。

2纯氧连续气化技术介绍

固定床纯氧连续气化生产水煤气的方法(专利号：ZL201110447151.8)是河南昌昱实业有限公司开发成功的一种节能环保的气化技术，为固定床造气技术的发展带来了质的飞跃和突破，使固定床造气技术焕发出了新的生命活力。2纯氧连续气化技术介绍2.1流程简述

原料小粒煤由煤仓进入自动加煤机，自动定时、定量加入炉中。制气用的气化剂O2气来自空分工序，蒸汽来自外管网和自产蒸汽，纯氧和气化剂经计量和比例调节进入混合罐中混合，温度控制到200℃从底部进入造气炉，在炉内高温条件下，与小粒煤进行氧化还原反应，连续生产水煤气。

反应生成的水煤气温度约450-550℃,自炉顶排出，经过高效除尘器进行除尘后，进入防堵塞高效组合式热量回收装置，从除尘器出来的高温煤气，首先进入设置在高效旋风除尘器上部的预换热器，含细尘煤气与换热管接触碰撞，灰尘落入旋风除尘器中回收处理，高温煤气部分热量回收后，煤气进入主换热器，主换热器为二段式，上段为过热段，下段为蒸发段，预换热器和主换热器蒸发段副产的0.2MPa的蒸汽，进入主换热器的上段过热。过热后蒸汽去造气炉系统。回收热量后的煤气温度约150-170℃进入净化洗涤塔底部，在塔中用来自造气污水处理系统的闭路循环冷却水喷淋冷却洗涤，将其冷却到40℃并洗涤其中夹带的尘埃和焦油后，进入水煤气总管去后续工段。2.2流程简图

2纯氧连续气化技术介绍2纯氧连续气化技术介绍2.3工艺路线

2.4主要设备选择1）煤气炉

固定床纯氧低压气化炉，设计气化压力90KPa，整体配置合理，测碳采用高温雷达测碳仪，密封可靠，测量精确；自动加煤机增加充压卸压装置，炉底两侧下渣改为不停炉下灰装置，密封性良好；采用纯氧专用炉箅，布气、破渣、排渣功能良好；炉底防流措施完善，气化强度高，单炉水煤气产量达到低压气化强度达到1500m3/m2.h以上，灰渣残炭量≤3％，有效气体成份含量高，操作弹性大、工况稳定，节能降耗效益高。

2纯氧连续气化技术介绍

2）高效旋风除尘器：内衬用耐热耐磨铸钢，保证除尘效率达到90％以上。3）采用新型组合式热量回收器，由预换热器和主换热器二台设备组成,可有效地防止灰尘堵塞，换热效率高，使用寿命长。

2纯氧连续气化技术介绍

2.5自控系统

采用先进、可靠的分散式控制系统（DCS）对装置进行监测、控制和优化，能够实现先进的过程控制（APC）。

该系统不仅可以实现生产系统的回路控制、纯氧连续气化煤气炉程控阀系统的程序控制、煤气炉的联锁逻辑控制以及温度、压力、液位、流量、分析参数等工艺参数的显示、报警功能等通用控制功能，而且可以实现自动加煤、不停炉下灰等专用控制功能，有力保证生产的安全、节能、高效、环保、连续稳定的运行。如下：1）纯氧连续加压造气过程各工艺阀门的程序逻辑控制2）自动加煤及碳层高度测量和加炭量控制3）连续气化不停炉下灰装置4）煤气炉气化剂的氧气\蒸汽比值自动调节5）炉条机转速的控制和调节6）油压控制系统

2纯氧连续气化技术介绍

2.6DCS及SIS应包括以下安全联锁及调节

（1）大布料阀与小布料阀联锁、小布料阀与给料阀联锁、上灰门与下灰门联锁、放空阀与煤气总阀联锁。煤锁吹除阀与煤气放空阀联锁、煤锁吹除阀及放空阀与大小布料阀联锁。

（2）单炉氧气支管流量调节减压阀，单炉蒸汽支管流量调节减压阀，单炉氧气与蒸汽流量比值联锁调节，氧气总管设流量。

（3）单炉锅炉给水与夹锅汽包、废锅汽包液位调节联锁调节。（4）事故紧急停车：单炉氧气切断阀。（进入全厂SIS系统）

（5）进蒸汽缓冲罐自产低压饱和蒸汽和外供低压过热蒸汽减压调节阀。

（6）煤气总管设氧气在线分析仪，并设有氧气浓度超标与切断氧气及蒸汽进口调节阀的联锁。

（7）阀站的设计能保证在突然断电时，蓄能器释放的压力油可确保各化工阀门处于安全停车位置。

（8）DN800等阀门全行程动作时间不超过3秒。

2纯氧连续气化技术介绍

3气化炉主要规格及技术参数炉型直径（m）∮2600∮28003000320036003800单炉发气量（Nm3/h）8000920010600120001500017000组分COH2CO2N2CH4O2V%38-4140-4416-170.31.50.2无烟煤V%42-4636-3914-160.30.50.2焦炭3.1气化炉主要规格：气化压力：90KPa气化强度：1500m³/m².h3.2出炉煤气组成（粗煤气）：碳转化率98%灰渣残碳：小于3%

4昌昱纯氧连续气化技术特点

此技术是以小粒焦或小块煤为原料，利用所配套的纯氧连续气化炉，在高温条件下连续与纯氧和水蒸汽（或CO2）进行氧化还原反应制取煤气。

所产煤气广泛应用于煤化、焦化、石化、冶金、造纸、陶瓷等行业，一是用来作化工原料气，用于生产合成氨、尿素、醋酸、甲醇、多元醇、烯烃、LNG等，也可用来工艺补碳、制氢气、提一氧化碳等，还可用来作高热值的工业燃气。

纯氧连续气化原料适应性广，焦炭、无烟煤、烟煤、由粉煤制成的型煤都可以用来制气；炉型设备先进，发气量高，操作弹性大；所产煤气气质好，有效成份高，热值高；煤气带出物少，灰渣残炭低，炭转化率高；蒸汽分解率高，煤气中夹带的冷凝水少；配有自动加煤、自动测炭、不停炉下灰、汽氧比自调等先进装备，实现远程自动化操控，所用操作人员少；此工艺无废水排放，无废气放空，无噪声，现场干净卫生；装置能长周期稳定运行，维修量少，维护费用低；相对粉煤气化和水煤浆气化等工艺，该气化工艺投资省，建设期短，见效快。

4.1高安全性：流程简单，单向气化，无煤气倒流串气；

加煤和下渣采用氮气置换保护，碳层测量采用高温雷达测碳仪，密封可靠，无泄漏。

自动化程度高，安全（联锁）措施完备，基本可实现无人置守。

设备加大加厚安全裕度大，关键部位采用耐磨耐高温材料，炉底运转部件采用锂基脂进行润滑，设备安全稳定运行周期长。4.2环保：

造气冷却洗涤水闭路循环使用，无废水排放。

连续气化生产无废气排放。

灰渣残碳小于3%，炉渣可用作建筑材料。

现场环境友好，干净卫生，无泄漏，无噪声（造气无鼓风风机、加压罗茨风机）。4昌昱纯氧连续气化技术特点

4.3节能：原料煤消耗低，碳转化率大于98%蒸汽分解率高大于60%氧气消耗低有效气成分高80%-85%煤气热值高2400-2600Kcal/Nm34.4投资小：同等规模下，与气流床比较，投资降低60%以上。4.5建设周期短：常规建设周期：6-8个月4.6原料适应性广：小粒煤、无烟煤、焦碳、兰碳、型煤等4.7操作弹性大：60%-120%4昌昱纯氧连续气化技术特点

4.8运行维修费用低：

设备能实现长周期稳定运行，维护工作量小，维修费用低，备炉费用小低。4.9气化强度高：

气化强度≥1500m³/m².h4.10符合国家产业政策：

《工业信息化合成氨行业准入条件2013》新建合成氨装置应采用先进的技术和装备，鼓励采用具有自主知识产权的国产化技术。以为原料的新建合成氨装置应采用连续气化工艺。

《发改工业20061350号》及发改委2011第9号令《产品结构指导目录2011》都将固定床间隙气化技术定为限制类，而连续纯氧气化技术都不在限制之列。4昌昱纯氧连续气化技术特点5昌昱纯氧连续气化技术消耗指标单炉气化能力40-160t/d(干煤)，单炉产气量4000-14200（CO+H2），操作压力0.09MPa，有效气体成分（CO+H2）80-85%，气化强度1500m3/m2.h，比煤耗480-500kg/km3(CO+H2),比氧耗220-240kg/km3(CO+H2),比汽耗630-720kg/km3(CO+H2)，碳转化率大于98%。

5昌昱纯氧连续气化技术消耗指标5.11000Nm3粗水煤气消耗指标

序号消耗项目单位额定消耗压力（MPa）备注1小块煤kg380小粒焦kg4002氧气（小块煤）Nm31800.12MPaG浓度≥99.6％氧气（小粒焦）Nm32000.12MPaG浓度≥99.6％3外来蒸汽kg3000.2MPaG260℃4脱氧水kg3602.5MPaG104℃5循环水（闭路循环）t150.4MPaG＜32℃6电耗kwh1.25气化系统

5昌昱纯氧连续气化技术消耗指标5.2吨氨消耗指标

序号消耗项目单位额定消耗压力（MPa）备注1小块煤t1.02小粒焦t1.042氧气（小块煤）Nm34830.12浓度≥99.6％氧气（小粒焦）NM35170.12浓度≥99.6％3外来蒸汽kg8100.2260℃4除氧水kg9652.5104℃5循环水（闭路循环）t400.4MPaG＜32℃6电kwh3.5气化装置

6纯氧连续气化应用案例

6.1在合成氨行业的应用吉林通化股份有限公司年产30万吨合成氨装置，采用的就是昌昱公司的低压纯氧连续气化技术，该公司配套建设了10台Ф3200气化炉，没有气柜和罗茨机，煤气经脱硫后直接送压缩机，工艺流程更短、更节能，目前该套气化装置各项运行指标达到或超过设计值，无废气放空，无污水排放，现场干净卫生，节能安全，系统稳定，操作人员少，维修量少，经济效益显著，为今后在全国合成氨企业推广应用做出了典范。6.2在冶金、陶瓷行业的应用随着天然气价格的不断上扬，冶金、陶瓷等行业燃气成本不断上升，特别是冬季，经常会出现天然气限供或断供的现象，严重影响企业的正常生产，甚至停产，采用纯氧连续气化技术，利用价格低廉的小粒焦或小仔煤作原料，生产高热值工业清洁燃气，成本只有天然气的50%左右。如河南明泰铝业股份有限公司，选用昌昱公司6台Ф3200纯氧连续气化炉，生产50000Nm3/h水煤气，就完全替代了14300Nm3/h天然气，取得了较好的经济效益，每年为企业降低生产成本约16000万元，大大提升了企业在同行中的竞争力。

6纯氧连续气化应用案例

6.3在焦化行业的应用采用纯氧连续气化技术，利用价格较低、难以销售出去的小粒焦来产煤气，一是可以消化掉小粒焦，提高其附加值；二是可用来顶出更多的焦炉气去制LNG，提高焦炉气的利用价值；三是使配套的甲醇装置有了可靠的气体来源，使合成气成分达到甲醇合成反应所需的比例（也叫煤气补碳方式），这样甲醇系统能满负荷高效运行，可避免氢气过量放空或送去燃烧而被大量浪费的现象。黑龙江隆鹏煤炭发展有限责任公司和七台河吉伟清洁能源有限公司，这是焦化行业首次将纯氧连续气化技术应用到焦炉气制LNG、回炉气置换及甲醇装置补碳的实例应用。由于企业产业结构得到了合理调整，在前几年大多数焦化企业焦炭销不动、价格下滑、亏损严重的情形下，以上二个企业却率先走出了困境，并取得较好的经济效益和社会效益。目前已在30个焦化企业得到应用。6.4在醇类化工行业的应用以昌昱纯氧连续气化炉所生产的水煤气，因煤气中无氮气，水煤气中大部分为CO和H2，相比间隙气化生产甲醇，生产设备数量更少,非常适合用来生产甲醇或多元醇。内蒙古家景镁业有限公司，同样由昌昱承建了10台Ф3200纯氧气化炉，年产30万吨甲醇，目前系统运行稳定产品供不应求，经济效益非常好。

6纯氧连续气化应用案例

6.5在醋酸行业的应用这几年，醋酸行情看涨，而以纯氧连续气化生产煤气制醋酸工艺最有优势。该技术是以焦炭为原料，以氧气和二氧化碳为气化剂，在纯氧气化炉中发生氧化还原反应便可制得粗一氧化碳气，粗一氧化碳经多道处理，便可得到大量制醋酸的原料气。目前河北建滔化工有限公司、河南顺达化工有限公司，这二家醋酸生产企业，采用的制气技术均是昌昱实业的纯氧气化炉，这二套气化装置开出了全国较高水平，气质好，消耗低，单炉发气量大，为企业创造了较好的经济效益。同时生产过程中要消耗大量的二氧化碳，所以也为环保事业作出了较大贡献。

6纯氧连续气化应用案例

6.6在石化炼化行业的应用传统上炼厂制氢原料以天然气和炼厂干气为主，也有以甲醇为原料的，近年来由于原油质量劣化和对清洁成品油需求的不断升级，炼厂氢气用量大幅增加。目前由于制氢用的天然气价格不断上涨，从而导致企业生产成本不断上升，经济效益下滑，许多石化炼油企业甚至大幅亏损。为降低制氢成本，采用煤炭或焦炭纯氧连续气化制水煤气提氢气是一新兴选择。近年来中国的茂名、淄博、九江、南京、安庆等地炼厂建设了一系列大规模煤制氢装置。在氢气需求量大、天然气价格较高的情况下，煤制氢经济性更好。山东京博石油化工有限公司是一家大型石化加工企业，原来一直是用天燃气作制氢原料和燃气。2014年该公司决定选择昌昱公司的纯氧连续气化技术，以小块煤或小粒焦制取水煤气替代天然气，第一期建设了9台Ф3200气化炉。目前装置运行非常稳定，制氢成本比原来下降近40%，企业效益大增，估计一年左右就收回了投资。由于经济效益明显，现在许多石化炼油厂都在选用纯氧连续气化技术生产水煤气替代天然气制氢，这对企业降低成本摆脱困境是一条非常好的途径。

7纯氧连续气化部分业绩

序号客

户

名

称工程名称工程内容1江苏善俊清洁能源科技有限公司纯氧造气系统φ2.8M纯氧造气炉7台、气化系统总包工程2河南明泰铝业股份有限公司纯氧造气、脱硫系统φ3.2M纯氧造气炉4台(第一期)、φ3.2M纯氧造气炉2台（第二期），整个系统总包工程3七台河吉伟煤焦有限公司纯氧造气系统φ2.8M纯氧造气炉3台，气化系统总包工程4七台河市隆鹏煤炭发展有限责任公司纯氧造气系统φ3.2M纯氧造气炉3台（一期）φ3.6M纯氧造气炉20台（一期）气化系统总包工程5山东京博石油化工控股有限公司纯氧造气、脱硫、压缩系统φ3.2M纯氧造气炉9台等装置总包工程6河南驻马店昊华顺达化工纯氧造气φ2.8M纯氧造气炉13台7内蒙宜化海吉化工醋酸工程φ2.74M一氧化碳造气炉3台8河北英都气化有限公司醋酸工程φ2.74M一氧化碳炉10台，气化系统总包工程9山东国泰化工有限公司醋酸工程φ2.74M一氧化碳造气炉4台10黑龙江华本生物能源股份有限公司纯氧造气系统φ3.6M纯氧造气炉2台，气化系统总包工程

7纯氧连续气化部分业绩

序号客

户

名

称工程名称工程内容11鹤岗市鹤翔新能源有限公司(在建)纯氧造气系统φ3.6M纯氧造气炉5台，气化系统总包工程12内蒙古源通煤化集团有限责任公司纯氧造气系统φ3.2M纯氧造气炉3台，气化系统总包工程13淄博齐翔腾达化工股份有限公司纯氧造气、脱硫系统φ3.2M纯氧造气炉11台，气化及脱硫系统总包工程14河南骆阳骏化有限公司纯氧造气φ3.2M纯氧造气炉12台，气化系统总包工程15山东太阳纸业集团纯氧造气系统φ2.8M纯氧造气炉2台、气化系统总包工程16七台河宝泰隆煤化工股份有限公司纯氧造气系统

φ3.6M纯氧造气炉22台、气化系统总包工程17山西孝义市鹏飞实业有限公司纯氧造气系统φ3.2M纯氧低压造气炉4台、气化系统总包工程18山东郓城鲁发化工有限公司（在建）纯氧造气φ3.2M纯氧造气炉3台，气化系统总包工程19吉林通化化工股份有限公