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1、山东瑞星航天气化炉及贵州开阳科林气化炉 考察报告 1、两个项目的概况 瑞星集团有限公司是一家以煤化工为主，集生物化工、精细化工、热能发 电、设备制造为一体的综合性大型化工制造企业，该企业投资建设的 1500 吨能力 HT-L气化炉是30万吨/年合成氨装置原料气项U,与之配套建设的有35000Nm3/h 空分（开封空分厂）、宽温耐硫变换、低温屮醇洗脱硫脱碳（大连理工）、ECOSA 湿法制酸硫回收（上海科洋）。装置建设期约 2 年 3 个月（山于资金问题建设期延 长），总投资 16 亿元。贵州开阳化工有限公司位于贵州省贵阳市开阳县，是兖矿集团与贵州开磷集 团共同投资建设的煤化工企业。一期 50 万
2、吨合成氨于 2010 年底开工建设，2012 年 6 月完成建设安装任务。该项 LII1I 中国天辰化学工程公司负责总体设计，大地工 程公司、宝钢设计院、贵州东华工程公司等参与部分设计，多家化建公司负责建 设。该项日空分装置为法液空成套提供，供氧能力 5.8 万 Nm3/h,气化采用引进科 林气化技术基础上并经过开发创新的科林炉。（3+1 顶喷式干煤粉加压气流床气化 技术）、合成气净化采用耐硫变换、大连理工大学低温中醇洗，合成气精制采用杭 州中泰的液氮洗工艺，氨合成采用瑞士卡萨利中压氨合成工艺。硫回收采用超级克 劳斯工艺。2、两套装置运行情况 考察期间，山东瑞星 1500t/d HT-L粉煤气
3、化炉进煤量 51.3t/h（干燥基，含 水 2%）,耗氧量 27100 Nm3/h,日产合成氨 1100 吨，运行较为平稳，该气化炉自 原始开车以来，所使用煤种主要是神府煤，未使用过其他煤种。开阳化工 2X1200t/d 科林气化炉于 2012 年 10 月气化炉首次点火开工，并于 2013 年1 月打通整个合成氨流程。2013 年 1 月底产出合成氨，2013 年 7 月以后，进入较为稳定运行阶段。双炉运行时日产合成氨 1460 吨，达到设计负荷的 97%,考察期间，A 炉日投煤量达到 960 吨（收到基），原料煤为银山煤；B 炉日投煤量 达到 888 吨（收到基），原料用煤为大宏煤。项目
4、开阳气化炉运行情况 瑞星气化炉运行情况 数 据 来 源 采用煤 种 A 炉银山煤、B 炉大宏煤 神府煤 采 用 煤 种 灰 熔 点 银山煤 1460 C 大宏煤 1350 C 1250 C 采用煤 种灰分 银山煤26%大宏煤 26%30%,1213%釆用煤 种热值 银山煤 5500 左右大卡 大宏煤 5500 左右大卡 5700-6000 大卡 烧 嘴 是 否 易 损 坏 运行 1 个月后更换，更换 后正常 运行 1 个月后更换，更 换后正常 连续运行 2 个月（检查 维修后运行 6 个月）是 否 添 加 助 溶 剂 银山煤加 2%的石灰石 大宏煤无需添加助溶 剂 从未加入过助溶剂 入炉粉 A
5、 炉 41t/h（干燥基）B 炉 39.96t/h（干燥 51.3 t/h（干燥基）在 物化工精细化工热能发电设备制造为一体的综合性大型化工制造企业该企业投资建设的吨能力气化炉是万吨年合成氨装置原料气项与之配套建设的有空分开封空分厂宽温耐硫变换低温屮醇洗脱硫脱碳大连理工湿法制酸硫回收上海科集团与贵州开磷集团共同投资建设的煤化工企业一期万吨合成氨于年底开工建设年月完成建设安装任务该项中国天辰化学工程公司负责总体设计大地工程公司宝钢设计院贵州东华工程公司等参与部分设计多家化建公司负责建设该项粉加压气流床气化技术合成气净化采用耐硫变换大连理工大学低温中醇洗合成气精制采用杭州中泰的液氮洗工艺氨合成采用
6、瑞士卡萨利中压氨合成工艺硫回收采用超级克劳斯工艺两套装置运行情况考察期间山东瑞星粉煤气化炉进煤煤量 基）线 显 示 空分装 置设计 制氧量 58000Nm3/h（两炉共用）58000Nm3/h（两炉共 用）35000 Nm3/h 配氧量 A 炉 22660 Nm3/h B 炉 22552 Nm3/h 27100 Nm3/h 在 线 显 示 输煤采 用介质 及量 氮气：A 炉 1826Nm3/h 氮气：B 炉 2156Nm3/h 氮气：2250Nm3/h 在 线 显 示 气化压 力 A 炉 3.87MPa B 炉 3.82MPa 3.84 MPa 在 线 显 示 粗合成 气量 A 炉 85056
7、.67Nm3/h（干 基）B 炉 82390.24Nm3/h（干基）107800 Nm3/h（干基）补蒸汽 量 A 炉 4.079t/h B 炉 4.392 t/h 4.19t/h 在 线 显 示 氧煤比 A 炉 0.48（按氧碳摩尔 比）按质量比为 0.789 B 炉 0.47（按氧碳摩 尔比）按质量比 0.806 0.754（质量比）在 线 显 物化工精细化工热能发电设备制造为一体的综合性大型化工制造企业该企业投资建设的吨能力气化炉是万吨年合成氨装置原料气项与之配套建设的有空分开封空分厂宽温耐硫变换低温屮醇洗脱硫脱碳大连理工湿法制酸硫回收上海科集团与贵州开磷集团共同投资建设的煤化工企业一期
8、万吨合成氨于年底开工建设年月完成建设安装任务该项中国天辰化学工程公司负责总体设计大地工程公司宝钢设计院贵州东华工程公司等参与部分设计多家化建公司负责建设该项粉加压气流床气化技术合成气净化采用耐硫变换大连理工大学低温中醇洗合成气精制采用杭州中泰的液氮洗工艺氨合成采用瑞士卡萨利中压氨合成工艺硫回收采用超级克劳斯工艺两套装置运行情况考察期间山东瑞星粉煤气化炉进煤 示 气化岛 补水量 A 炉 81.4t/h（脱盐水）B 炉 78t/h（脱盐水）100 t/h（脱盐水）在 线 显 示 气化岛 排水量 两炉共 63t/h 两炉共 63t/h 53 t/h 粗合成 气成分 C02：A 炉 5.0%B 炉 6
9、.0%6.9%在 线 显 示 CO：A 炉 59.5%B 炉 58.9%56.5%H2：A 炉 28.2%B 炉 26.9%29.5%N2：A 炉 6.0%B 炉 7.0%6.9%H2S:A 炉 1.3%B 炉 1.1%无检测 CH4 A 炉 139.4ppm B 炉 76.8ppm 2000 ppm 有效气 体含量 C0+H2 A 炉 87.5%B 炉 8688%8687%,低于设计值 23%比煤耗 A 炉 636.7Kg/1000Nm3（收 到基）B 炉 657Kg/1000Nm3 659kg/1000Nm3 比氧耗 A 炉 306Nm3/1000Nm3 B 炉 311Nm3/1000Nm
10、3 288.9Nm3/1000Nm3 灰渣比 4:6 4:6 5:16:1 灰中碳 含量 30 40%30 40%38 45%渣中碳 含量 12%12%23%最高不超过 5%物化工精细化工热能发电设备制造为一体的综合性大型化工制造企业该企业投资建设的吨能力气化炉是万吨年合成氨装置原料气项与之配套建设的有空分开封空分厂宽温耐硫变换低温屮醇洗脱硫脱碳大连理工湿法制酸硫回收上海科集团与贵州开磷集团共同投资建设的煤化工企业一期万吨合成氨于年底开工建设年月完成建设安装任务该项中国天辰化学工程公司负责总体设计大地工程公司宝钢设计院贵州东华工程公司等参与部分设计多家化建公司负责建设该项粉加压气流床气化技术合
11、成气净化采用耐硫变换大连理工大学低温中醇洗合成气精制采用杭州中泰的液氮洗工艺氨合成采用瑞士卡萨利中压氨合成工艺硫回收采用超级克劳斯工艺两套装置运行情况考察期间山东瑞星粉煤气化炉进煤吨氨煤 耗 1.52t（收到基，两炉共 计）1.52t（收到基，两炉 共计）1.351.38t（收到 基）吨氨电 耗 180KWh（全厂）180KWh（全厂）300011（仅气化部分和 空分、硫回收等）运行最 长周期 45 天 45 天 60 天 因气化 炉停车 情况 12 年 9 月前因炉子改造 2 次，12 年 9 月后运行正常 12年 9月前因炉子改 造2 次，12 年 9 月后 运行正常 公用工程及仪表故障停
12、 车多，无因炉子问题停 车 单炉最 长运行 周期（烧嘴）4 个月 4 个月 6 个月 粗合成 气含尘 量 小于 0.8 mg/Nm3 小于 0.8 mg/Nm3 小于 10 mg/Nm3 山东瑞星化工集团航天炉及配套合成氨装置自 2013 年 3 月开车成功以来，最 长连续稳定运行时间为 2 个月，没有发生过因气化装置本身故障所导致装置停车事 故，所发生的停车事故主要是因为公用工程方面的原因和联锁误动作导致，如若排 除公用工程和仪表等外界方面的干扰因素，航天炉粉煤气化装置可以连续稳定运行 6 个月以上；实际使用煤种基本上是神府煤，因该煤种灰熔点低于 1250C,所以没 有添加助溶剂；气化炉配套
13、的烧嘴没有发生过烧坏现象，更换周期一般为 6 个月，均是利用其他原因导致的停车及检修机会进行更换，未因为烧嘴更换而专门停车；水洗塔后粗合成气含尘量10mg/Nm3,曾出现过变换工段前脱毒槽压差增大而导致 系统停车，未对变换系统造成致命性影响。后来经过工艺优化，没有再发生过堵塞 现象。该公司从未对洗涤后的煤气进行过粉尘检物化工精细化工热能发电设备制造为一体的综合性大型化工制造企业该企业投资建设的吨能力气化炉是万吨年合成氨装置原料气项与之配套建设的有空分开封空分厂宽温耐硫变换低温屮醇洗脱硫脱碳大连理工湿法制酸硫回收上海科集团与贵州开磷集团共同投资建设的煤化工企业一期万吨合成氨于年底开工建设年月完成
14、建设安装任务该项中国天辰化学工程公司负责总体设计大地工程公司宝钢设计院贵州东华工程公司等参与部分设计多家化建公司负责建设该项粉加压气流床气化技术合成气净化采用耐硫变换大连理工大学低温中醇洗合成气精制采用杭州中泰的液氮洗工艺氨合成采用瑞士卡萨利中压氨合成工艺硫回收采用超级克劳斯工艺两套装置运行情况考察期间山东瑞星粉煤气化炉进煤测，航天院方面保证粉尘含量10 mg/Nm3o 开阳气化炉自 2013 年 3 月开车以来，使用过青龙煤、大宏煤、回归煤、砍圆 煤、银山煤等 10 多种贵州当地煤种，均为高灰分、高灰熔点、高硫分煤碳，灰分 普遍在 2030%,在作为气化原料煤使用时，灰熔点超过 1400C
15、以后，需要加入适 量助溶剂以降低灰熔点。科林炉主要有以下儿方面的特点：1、开阳科林炉是国内首套使用高灰分、高灰熔点、高硫分煤作为原料煤的气 化炉，通过工艺调整，通过一年多的运行，前对以上各种煤种适应性良好，能够 实现气化炉的稳定运行。2、科林炉采用多烧嘴顶置结构设计，炉内流场分布更加合理，有利于炉内煤 粉与氧气的混合，能够提高煤的转化率；也更有利于气化炉的大型化，符合煤化工 未来发展的趋势。3、科林炉设置有安全烧嘴，能够保证气化炉停车后的安全，且停车后不必立 即泄圧置换，因此气化炉停车后重启更加方便，用时更短。4、科林炉灰水处理、净化除尘系统借鉴了水煤浆多年来的稳定运行经验，技 术成熟可靠，效
16、果良好，各项指标完全能够满足环保要求和生产需求。口询，开阳 气化炉合成气洗涤后粉尘含量已经lmg/Nm3，说明气体净化除尘系统运行效果良 好。5、科林炉大部分设备均已实现国产化，投资费用较低，开阳 2X1200t/d 科 林气化部分共投资 6 个亿，山东瑞星 1500t/d HT-L炉粉煤气化部分共投资 3.5 个 亿。考察结论:航天炉是国内开发的具有完全自主知识产权的粉煤气化装置，在国内已经有 多套成功运行经验，装置运行稳定性良好，煤种适应性较广，但是没有高灰、高 硫、高灰熔点煤种长期运行经验，大多使用山西煤，或配煤使用。物化工精细化工热能发电设备制造为一体的综合性大型化工制造企业该企业投资
17、建设的吨能力气化炉是万吨年合成氨装置原料气项与之配套建设的有空分开封空分厂宽温耐硫变换低温屮醇洗脱硫脱碳大连理工湿法制酸硫回收上海科集团与贵州开磷集团共同投资建设的煤化工企业一期万吨合成氨于年底开工建设年月完成建设安装任务该项中国天辰化学工程公司负责总体设计大地工程公司宝钢设计院贵州东华工程公司等参与部分设计多家化建公司负责建设该项粉加压气流床气化技术合成气净化采用耐硫变换大连理工大学低温中醇洗合成气精制采用杭州中泰的液氮洗工艺氨合成采用瑞士卡萨利中压氨合成工艺硫回收采用超级克劳斯工艺两套装置运行情况考察期间山东瑞星粉煤气化炉进煤科林炉 U 前在国内仅有一套装置运行，运行经验较少，但是其前身为
18、徳国 GSP 气化炉，而且大量吸收的水煤浆气化炉技术，通过这套装置的运行经验积累和 不断改造，LI 前运行较为稳定。而且科林炉是国内 LI 前为止唯一一套使用“三高”煤炭的气化炉，且能够保证稳定运行；气化炉灰、渣排放比例较低，煤炭转化率 高。通过与航天炉对比，科林炉具有五大优势：1、煤种适用范围更广泛，可以大 量使用平煤煤炭作气化原料，2、气化炉内流场设讣更合理，3、灰水处理系统更加 成熟，4、煤炭转化率高，能源利用完全。5、科林炉大部分设备均已实现国产化，相对航天炉投资更低。物化工精细化工热能发电设备制造为一体的综合性大型化工制造企业该企业投资建设的吨能力气化炉是万吨年合成氨装置原料气项与之配套建设的有空分开封空分厂宽温耐硫变换低温屮醇洗脱硫脱碳大连理工湿法制酸硫回收上海科集团与贵州开磷集团共同投资建设的煤化工企业一期万吨合成氨于年底开工建设年月完成建设安装任务该项中国天辰化学工程公司负责总体设计大地工程公司宝钢设计院贵州东华工程公司等参与部分设计多家化建公司负责建设该项粉加压气流床气化技术合成气净化采用耐硫变换大连理工大学低温中醇洗合成气精制采用杭州中泰的液氮洗工艺氨合成采用瑞士卡萨利中压氨合成工艺硫回收采用超级克劳斯工艺两套装置运行情况考察期间山东瑞星粉煤气化炉进煤