我国首台四通道烧嘴德士古气化炉投料成功

中煤陕西公司与美国AP携手攻关

4月8日,中煤陕西能源化工集团有限公司与美国空气化工产品(上海)气化技术有限公司合作完成的“高浓度水煤浆的气化系统优化升级”科技项目——2号气化炉“四通道烧嘴”技术改造一次投料成功进入试运行阶段,成为我国首家掌握德士古气化炉“四通道烧嘴”技术的煤化工企业。通过改造,将达到延长气化炉烧嘴使用寿命、提高装置运行周期、节能降碳的目的。

中煤陕西公司煤化工厂区现有8台气化炉,单台气化炉日投煤量2000吨,均采用美国GE德士古水煤浆气化技术。与国内同类煤化工企业一样,该气化炉为“三通道烧嘴”喷头,从内向外的环隙分别通过氧气、煤浆、氧气。

目前,国内化工企业应用德士古水煤浆炉约220台,这些气化炉总体运行平稳,但是不能满足企业煤浆提浓技术迭代升级后的需求。

为提高气化水煤浆浓度、水煤浆气化效率和企业经济效益,中煤陕西公司采用“第三代煤浆提浓技术”对原煤浆制备单元进行了系统改造。改造完成后煤浆浓度由原来的58%~60%提升到64%~65%,随着煤浆浓度的大幅提高,水煤浆粒度分布、流变性和雾化性能发生了一定变化,“三通道烧嘴”喷头烧嘴无法满足高浓度水煤浆雾化要求,水煤浆雾化效果较差,碳转化率下降,粗渣及细渣残碳含量高、激冷室下降管和上升管之间结灰严重。

为此,中煤陕西公司与空气化工产品(AP)联合攻关,将“三通道烧嘴”改为“四通道烧嘴”,喷头介质分别为氧气、煤浆、氧气、煤浆。通过增加煤浆烧嘴通道,外环煤浆层起到冷却喷头的作用,显著改善煤浆雾化效果及烧嘴端面过氧燃烧状态,有利于延长烧嘴使用寿命,提高气化炉运行周期,降低劳动强度和作业风险,同时使煤浆雾化后均匀分布,实现更高效的反应路径。

2021年“高浓度水煤浆的气化系统优化升级”项目立项,被列为陕西省榆林市高新区重点科技计划项目。2023年,中煤陕西公司对2号气化炉进行首次改造试验并通过调试,2024年初择机进行全面测试。投产后,预计气化炉碳转化率提升1%,氧气消耗量降低0.4%,单台气化炉每年可节省原煤0.62万吨、氧气15万立方米。在显著降低生产成本的同时,单台气化炉减排煤渣0.37万吨,减少二氧化碳排放1.32万吨。

据悉,目前2号气化炉运行平稳。中煤陕西公司正在收集整理有关运行数据,待通过专家组论证验收后,将在煤化工一期、二期项目复制推广。(李军 刘扬)


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