第21卷第3期《燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)》Vol.21 No.32008年9月GAS TURBINE TECHNOLOGYSept.，2008IGCC聯(lián)產(chǎn)甲醇變換工藝的選擇張雷,陸麗萍(兗礦國(guó)泰化工有限公司,山東滕州277527)摘要:我公司是以新 型對(duì)置式多噴嘴氣化爐為龍頭的化電聯(lián)產(chǎn)新型潔凈煤利用企業(yè),其中IcCC聯(lián)產(chǎn)甲醇工藝為國(guó)家“863”示范裝置。自2005年10月投產(chǎn)以來(lái)運(yùn)行+分穩(wěn)定,其變換工藝既滿足甲醇生產(chǎn)的需要,又滿足Iccc中燃?xì)廨啓C(jī)的需要,由于其設(shè)計(jì)合理,對(duì)全系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行,優(yōu)化ICCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的排放指標(biāo),起到了非常突出的作用。關(guān)鍵詞:變換;ICCC;COS; NHD;脫硫中圈分類號(hào):TM611.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1009 - 2889(2008)03- 08 - 03我公司設(shè)計(jì)的日處理1000t煤新型氣化爐及配和水洗后送到變換與燃?xì)鉄峄厥展ば颉Ｋ簹庀冗M(jìn)套24萬(wàn)t甲醇、71.8MW發(fā)電裝置,其中的“ICCC聯(lián)人水煤氣廢熱鍋爐回收部分熱量,然后進(jìn)人水煤氣產(chǎn)甲醇系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與示范”是國(guó)家“863”計(jì)分離器分離冷凝水后分成兩部分:一部分進(jìn)人變換劃項(xiàng)目,屬能源技術(shù)領(lǐng)域潔凈煤利用技術(shù)中的一個(gè)爐使部分co和水蒸氣發(fā)生變換反應(yīng)生成H2和重要課題。項(xiàng)目始建于2003年,2005年10月一次CO2 ,再經(jīng)余熱回收和脫硫脫碳后合成甲醇;另一部投料成功,并于當(dāng)年實(shí)現(xiàn)全面達(dá)產(chǎn)。分進(jìn)入中溫有機(jī)硫水解槽將絕大部分COS水解成1我公司變換與燃?xì)鉄峄厥展に嚫攀鯤S,再經(jīng)過(guò)余熱回收后又分成兩路,一路配人變換氣中調(diào)節(jié)co含量,另一路經(jīng)燃?xì)饷摿蚝笏屯細(xì)庑滦蛯?duì)置式多噴嘴氣化爐產(chǎn)生的煤氣經(jīng)過(guò)分離發(fā)電,見(jiàn)圖1。廢熱鍋爐水冷器co在線分析脫硫、脫碳變換氣+合成甲解變換爐氣(唇)如水煤氣廢鍋|燃?xì)饷摿?+燃?xì)獍l(fā)電水煤氣分離器→唇)中溫有機(jī)硫水解槽圖1我公司變換與燃?xì)鉄峄厥展に嚭?jiǎn)圖收稿日期:2008-01-27改稿 日期:2008-05-06.作者簡(jiǎn)介:張雷(1978-),男,山東曲阜人,2003年畢業(yè)于武漢工業(yè)學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè),助理工程師。從事甲醇生產(chǎn)技術(shù)工作,現(xiàn)就職于兗礦國(guó)泰化工有限公司生產(chǎn)技術(shù)部。第3期ICCC聯(lián)產(chǎn)甲醇變換工藝的選擇工藝的流程,但是這種工藝也有較大缺點(diǎn),由于新型2裝置工藝特點(diǎn)對(duì)置式多噴嘴氣化爐使用的是高硫煤,因此煤氣中變換與燃?xì)鉄峄厥展ば虻闹饕康氖钦{(diào)節(jié)精制含有較高的COS(約500ppm,在煤氣變換的過(guò)程中氣中H/C比,以滿足甲醇生產(chǎn)需要的H/C為2.05~-部分cos水解生成H2S和CO2,-般變換爐出口2.15之間,同時(shí)回收余熱,并使燃?xì)庵械慕^大部分CoS含量可降至100ppm以下),另外部分不經(jīng)過(guò)變COS水解生成HS,以提高后續(xù)脫硫的效果,從而優(yōu)換爐的煤氣進(jìn)人后系統(tǒng),其攜帶有較高的CoS,由于化ICCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的排放指標(biāo)。.常溫下NHD溶液對(duì)COS的吸收率較低,因此加重了ICCC發(fā)電的主要優(yōu)點(diǎn)在于環(huán)保和較高的總能NHD脫硫和后續(xù)精脫硫系統(tǒng)的負(fù)荷;另外不經(jīng)過(guò)變利用率,由于氣化水洗塔之后的煤氣溫度大約在換爐的這部分煤氣由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)變換催化劑床層的200工以上,NHD脫硫需要在常溫下進(jìn)行,因此需要過(guò)濾作用,其攜帶的粉塵也容易造成脫硫NHD溶液對(duì)煤氣進(jìn)行余熱回收,再經(jīng)過(guò)NHD脫硫以后才送人中粉塵顆粒增加,使NHD溶液起泡、脫硫塔壓差升到燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)。這部分燃?xì)獠恍杞?jīng)過(guò)變換,由于高快[4]等后果,從而影響脫硫效果。變換過(guò)程中Co和水蒸氣反應(yīng)生成H2和CO2,會(huì)使(3)ICCC發(fā)電燃?xì)饷摿虻男枨竺簹獾臒嶂到档?不利于燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行和總能利我公司氣化工藝采用的是新型對(duì)置式多噴嘴氣用效率的提高?；癄t,煤是當(dāng)?shù)馗吡蛎?s含量約3%,因此氣化后煤(1)與全氣量變換工藝的比較氣中含有較高的COS(約500ppm),由于常溫下NHD甲醇裝置中的全氣量變換是將氣化來(lái)的所有氣溶液對(duì)CoS的吸收率較低,同等條件下其溶解度僅量全部經(jīng)過(guò)變換爐[2],通常通過(guò)控制入變換爐的汽/相當(dāng)于H2S的1/4左右[3],如果CoS不經(jīng)水解處理,氣比和嚴(yán)格控制變換爐催化劑的裝填量來(lái)控制變換將極大地影響NHD常溫燃?xì)饷摿虻男Ч?因此需要爐出口的Co含量達(dá)到后系統(tǒng)的生產(chǎn)需要。由新型將部分Cos水解生成H2S。我公司工藝設(shè)計(jì)通過(guò)增對(duì)置式多噴嘴氣化爐來(lái)的煤氣中Co含量大約在加一個(gè)中溫有機(jī)硫水解槽,將煤氣中的COS絕大部45%~50%左右,這種工藝要求控制入變換爐的汽/分水解轉(zhuǎn)化成H2S,使出口COS含量可降至50ppm氣比在0.3左右,以使變換爐出口co含量控制在以下,而Co不發(fā)生變換反應(yīng),保證了燃?xì)獾臒嶂禌](méi)21 %左右,由于汽/氣比較低，調(diào)節(jié)余地十分有限,因有損失。然后經(jīng)余熱回收后降溫至40C再送到此催化劑裝填量需要嚴(yán)格計(jì)算,如果裝填量過(guò)少或NHD燃?xì)饷摿蚬ば?使燃?xì)庵械牧虻玫礁咝摮呋瘎┦褂煤笃?變換爐出口Co含量可能過(guò)高,不優(yōu)化了IGCC 發(fā)電的排放指標(biāo)，保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)利于甲醇合成催化劑的長(zhǎng)期使用和甲醇產(chǎn)品質(zhì)量的行。調(diào)優(yōu)，同時(shí)也不利于甲醇系統(tǒng)生產(chǎn)的優(yōu)化運(yùn)行;如果(4)我公司變換與燃?xì)鉄峄厥展に嚨膬?yōu)點(diǎn)催化劑裝填量過(guò)多,變換爐出口的Co含量可能就我公司在設(shè)計(jì)過(guò)程中就注意到以上幾種工藝的會(huì)過(guò)低,精制氣中H/C比過(guò)高,甲醇合成放空氣量不足,雖然我們選擇了部分氣量變換的工藝流程,但大、能耗高,也不利于甲醇系統(tǒng)的最優(yōu)化運(yùn)行。同時(shí)沒(méi)有采用變換爐增加副線的部分氣量變換的工藝流在變換爐下層由于汽/氣比過(guò)低,而且溫度多在程,而是一-部分氣通過(guò)變換爐,控制較高的汽/氣比，400C以上,還容易發(fā)生甲烷化反應(yīng),使?fàn)t溫失控,因能防止變換爐床層超溫和甲烷化發(fā)生的可能,同時(shí)此其調(diào)節(jié)余地較小,對(duì)工藝操作條件要求相對(duì)比較不需要嚴(yán)格控制變換爐出口的CO含量,因此工藝嚴(yán)格。條件要求相對(duì)寬松。另一部分氣通過(guò)一個(gè)中溫有機(jī)(2)與部分氣量變換工藝的比較硫水解槽,將煤氣中的Cos絕大部分轉(zhuǎn)化成HS,經(jīng)由于全部氣量變換的調(diào)節(jié)余地較小,對(duì)工藝條余熱回收后降溫至40C ,一部分送到NHD燃?xì)饷摿蚣蟊容^嚴(yán)格,因此,有些甲醇廠對(duì)全部氣量變換工序,脫硫后再送去發(fā)電;另外- -部分配入到變換爐工藝流程進(jìn)行了技術(shù)改造,改造的途徑大多是給變后的變換氣中,來(lái)調(diào)節(jié)變換氣中的CO含量,滿足后換爐增加一-條副線,通過(guò)調(diào)節(jié)變換爐的副線來(lái)控制系統(tǒng)甲醇生產(chǎn)的需要。這個(gè)流程既避免了全氣量變部分氣量不經(jīng)過(guò)變換爐直接到變換爐出口,來(lái)調(diào)節(jié)換流程中調(diào)節(jié)余地較小,對(duì)工藝要求相對(duì)比較嚴(yán)格變換后的co含量,從而消除全氣量變換的不利因的不利因素,同時(shí)也避免了部分氣量變換的工藝流素。這就是大部分甲醇生產(chǎn)廠采用的部分氣量變換程中Cos對(duì)后系統(tǒng)的影響和煤氣中夾帶的粉塵對(duì)0燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)第21卷NHD脫硫溶液的污染問(wèn)題,還滿足了ICCC發(fā)電高優(yōu)化運(yùn)行。由于有中溫有機(jī)硫水解槽的CoS水解效脫硫的需要。由于Cos在變換與燃?xì)鉄峄厥展ぷ饔?減少了帶人后系統(tǒng)的COS含量,保證了變換序中的較好處理,使變換脫硫和燃?xì)饷摿蛑笜?biāo)均遠(yuǎn)氣脫硫和燃?xì)饷摿蛳到y(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。此變換與燃?xì)鈨?yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo),變換脫硫的設(shè)計(jì)指標(biāo)為80ppm,實(shí)際熱回收工藝在我公司的成功應(yīng)用,也對(duì)其他潔凈煤運(yùn)行只有20~40ppm;燃?xì)饷摿蛟O(shè)計(jì)指標(biāo)為10ppm,利用企業(yè)變換工藝的選擇和優(yōu)化ICCC發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行只有40~50ppm。同時(shí)由于發(fā)電的煤氣量排放指標(biāo)有很大的啟示。和生產(chǎn)甲醇的煤氣量可以相互調(diào)節(jié),保證了我公司IGCC-甲醇聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)電和甲醇生產(chǎn)的相互調(diào)節(jié),參考文獻(xiàn):使系統(tǒng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)合理[5]。[1]劉鳳娘，史向東，薑玉利.淺談ICCC型祜凈煤發(fā)電技術(shù)[J].東北電力技術(shù)20011).)3結(jié)束語(yǔ)[2]朱敏,孫西英,孫水奎.甲醇-熱電聯(lián)合生產(chǎn)裝置凈化工藝的選擇[J].中氮肥,006(2).我公司自2005年投產(chǎn)以來(lái),變換與燃?xì)鉄峄厥誟3]林民鴻,周彬,樊玲.NHD凈化技術(shù)的應(yīng)用與開拓[].化肥工業(yè)，系統(tǒng)運(yùn)行十分穩(wěn)定,在NHD脫硫前增加了CO在線2005<(1).檢測(cè)分析儀,通過(guò)調(diào)節(jié)配人變換氣中的燃?xì)饬?保證[4]何闖,康亞利,李德明.甲醉NHD脫硫系統(tǒng)阻力增大原因及措施了去合成甲醇的精制氣中CO含量穩(wěn)定,并能根據(jù)[J].中氬肥,2006(1).甲醇合成催化劑使用的不同階段調(diào)節(jié)CO含量、甲[s]卓之兵,肖云漢,李現(xiàn)勇,王彥峰. Iccc發(fā)電-甲醇聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的協(xié)醇生產(chǎn)與燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，使系統(tǒng)始終達(dá)到最調(diào)控制分析[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐。2003.8.Selection of the transformation technology for IGCC combined methanol productionZHANG Lei,LU Li - ping(Yankuang Cathay Coal Chemicals Co. Lud, Tenghou ,277527 China)Abstract:Our company is a new clean coal uilization enterpise ,that combined power and chemicale production using muli - spray nozle gasi-fer .Its technology for ICCC combined methanol production is the demonstraing unit of“863" plan in our county .Since October 2005 this unithas been operaling very stably . Itse transformnation technology not only applied methanol production but also applied gas turbine operation inICCC. Because the design is rational, it plays a key role for economic and stable operation of this system and reducing emission of ICCC powerplant.Key words: transformalion;ICCC;COS; NHD ;desulphurization林元)}CLN蒸汽注射限制NOx排放低于5ppm據(jù)(Gas Turbine World)2008年3~4月刊報(bào)道,國(guó)際動(dòng)力技術(shù)公司(IPT)在- -臺(tái)Allison 501- KB5燃?xì)廨啓C(jī)上應(yīng)用Cheng Low NOx (CLN)噴嘴按保守的蒸汽- -燃料注射比注射蒸汽,已經(jīng)取得了極低的NOx排放值。IPT公司的總裁RandyTurley說(shuō),這是一個(gè)里程碑,在證實(shí)CLN注射蒸汽可實(shí)現(xiàn)-位數(shù)的低NOx排放的同時(shí),還提高了設(shè)備的效率和輸出功率?，F(xiàn)在,IPT公司提出保證,501-KB5燃?xì)廨啓C(jī)按商業(yè)的CLN噴嘴注射蒸汽運(yùn)行時(shí),具體有:排放:對(duì)于商業(yè)改造機(jī)組的性能,IPT公司保證在1 895F(1 035C)透平進(jìn)口溫度時(shí),NOx為5ppm,CO為80ppm或更低。預(yù)算價(jià)格:總承包價(jià)235 000 ~ 295 000美元,不包括燃燒火焰筒和機(jī)組外的蒸汽供應(yīng)設(shè)備。(萬(wàn)點(diǎn)摘譯)