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粉煤气化用煤成套技术开发及应用项目

2020-11-18
12月上旬,巴陵石化粉煤气化用煤成套技术开发及应用项目,荣获湖南省第三届职工科技创新奖。该技术在行业内首次提出和制定了壳牌粉煤气化入炉煤的质量标准和原料煤采购标准,提出了多元混配工艺调节入炉煤关键属性的概念,开发了二(多)元混配煤工艺,具有自主知识产权,年降本挖潜创效逾6000万元。目前,该技术已在中石化湖北化肥厂、中国寰球工程公司等国内相同装置推广应用。

  中国石化与壳牌合资运营的岳阳中石化壳牌煤气化公司的粉煤气化装置,是巴陵石化制氢的“原料头”改造项目中关键装置,系引进壳牌公司技术。该装置2006年底投产至2010年试运行期间,因原料煤成分复杂、气化炉适应性差、排渣系统易堵渣,导致装置频繁停车,不仅每次停车直接损失数百万元,而且严重影响下游化工装置正常生产。

  为解决气化炉频繁堵渣问题,实现装置长周期运行,巴陵石化和岳阳中石化壳牌煤气化公司组织专业技术人员成立攻关课题组。通过对周边各省、市原料煤资源和同类型壳牌粉煤气化炉用户进行调研,课题组确定原料煤灰组成是影响煤气化装置稳定运行的关键。

  课题组组长冯正坤介绍,巴陵石化从设计源头开始分析煤成分,建立了原料煤资源质量数据库;从壳牌气化炉液态排渣工艺设计理念和以渣抗渣原理,研究了与用煤煤种的对应关系;从国内同类型壳牌粉煤气化炉开始,分析对比其装置运行和用煤特点;研究入炉原料煤灰组成与渣流动性之间的关系;研究入炉原料煤灰组成与气化操作空间之间的关系,制定了使用“低硫、低氧化铁、高硅铝比原煤,在相对低温、渣流动性较低条件”下操作气化炉的原则。

  与此同时,课题组还制定粉煤气化入炉煤质量标准和原料煤采购标准;提出多元混配工艺调节入炉煤关键属性概念,开发多元混配煤工艺、关键设备、混配比例在线监控方法、动态的用煤经济技术评价模型,以及原料煤采购质量过程“六点”(即出矿点、发运点、到港点、入库点、混配点、上煤点)控制法等技术手段,从源头抓好原料煤采购质量和入炉前指标控制,有效解决了气化炉适应性差、频繁堵渣等问题。目前,课题组已完成了二元和多元混配煤技术开发和工业应用,形成了数十个多元配方和成套混配工艺,完全满足装置长周期运行需要。

  冯正坤说,该项技术成功应用于巴陵石化煤气化装置,成效体现在混配煤装置*度高、效率高;大幅度减少堵渣事故;稳定了气化炉操作温度,提高了碳转化率;满足装置长周期高负荷生产需求;扩大了原料煤适应能力,稳定了原料煤供应;提高原料煤采购质量合格率;延长了换煤周期;降低了有效气成本、减少吨氨煤耗和吨氨综合能耗等八个方面,装置负荷从原来的80%左右提高至95%左右,有效气煤耗数据接近设计值,*长连运纪录为225天。仅计算因堵渣减少的非计划停车所节约的能耗、物耗和增产带来的效益,2011~2014年因优化用煤新增产值7.82亿元,总效益2.42亿元,年均创效达6052万元。装置实现长周期高负荷运行后,副产酸性气体大幅减少,可全部通过下游硫化氢制酸装置回收,副产物硫化氢量较2010年以前减少73%,尾气实现达标排放。

  技术创新助推煤气化装置扬“煤”吐“气”,促进了安全运营和绩效提升,11月中旬,岳阳中石化壳牌煤气化公司顺利通过壳牌Gas-GAME(全球*资产管理系统)全面审查,成为国内第一家、全球第七家通过Gas-GAME认证的企业。
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