煤鎖氣互充卸壓工藝在固定床熔渣氣化爐中的應用

徐 煜

（云南先鋒化工有限公司，云南 尋甸 655204）

煤鎖氣互充卸壓工藝在固定床熔渣氣化爐中的應用

徐 煜

（云南先鋒化工有限公司，云南 尋甸 655204）

介紹了煤鎖氣互充卸壓工藝在固定床熔渣氣化爐的應用情況。

煤鎖氣互充卸壓工藝；固定床熔渣氣化爐；運用

粉煤流化床和碎煤（型煤）固定床的加煤都是通過煤鎖來實現的，加煤過程中煤鎖要經歷卸壓、充壓這兩個交替過程，充壓用的氣體為來自煤氣冷卻工段或氣化爐出口總管的粗煤氣。目前大部分企業都是把煤鎖氣通過壓縮機加壓后，送入粗煤氣系統，對其進行回收。由于煤鎖氣量波動大，洗滌不干凈，氣中帶塵，導致壓縮機氣閥、活塞環等部件經常損壞，壓縮機系統檢修頻繁；而采用煤氣冷卻工段或氣化爐出口總管的粗煤氣對煤鎖進行充壓，會造成煤氣冷卻工段或氣化爐出口總管的粗煤氣流量及壓力的波動，響粗煤氣系統的穩定性。

1 煤鎖氣互充卸壓工藝

煤鎖氣互相充卸壓工藝，在氣化煤鎖上設有充卸壓管道，充卸壓管道上裝有控制閥，利用控制閥對煤鎖進行充壓、卸壓。當一臺煤鎖卸壓時，可將煤鎖氣卸至一個中間緩沖罐內，待另一臺煤鎖需要充壓時，使用中間緩沖罐緩存的煤鎖氣進行充壓。煤鎖下部還設有氣封管線和控制閥，用于實現煤鎖的氣封。加入氣封的氣體可以是二氧化碳或氮氣等惰性氣體，根據后工序產品決定加入的氣體種類，當后工序產品為合成氨時，可以加入氮氣，當后工序產品為甲醇、合成甲烷或燃料氣等其它產品時可加入二氧化碳。煤鎖氣互充卸壓工藝流程見圖1。

煤鎖氣互充卸壓工藝，適用于粉煤流化床加壓氣化、碎煤或型煤固定層（移動床）加壓固態排渣或液態排渣氣化。同時結合氣化爐的壓力及生產實際選擇中間緩沖罐的級數，可以是二級、三級或更高的級數。

1.1 工藝流程說明

1）煤鎖向氣化爐中加煤時，加煤煤鎖上的充卸壓控制閥和終充壓控制閥處于關閉狀態，氣封控制閥和煤鎖上閥處于開啟狀態，靠氣封封住氣化爐內的煤氣，防止氣化爐內的煤氣上串至煤鎖。

2）當煤鎖空后，煤鎖下閥和氣封控制閥關閉，開啟一次充卸壓閥將空煤鎖內的壓力卸放至中間緩沖罐，待壓力平衡后，煤鎖內的預壓經二次卸壓閥卸放至洗滌除塵裝置處理后放空。當煤鎖內的壓力降為常壓后，空煤鎖上充卸壓控制閥關閉。

3）空煤鎖上閥打開，向空煤鎖中加煤，空煤鎖加滿煤后，煤鎖上閥關閉，煤鎖一次充卸控制閥開啟，采用中間緩沖罐內緩存的煤鎖氣對煤鎖進行充壓，待壓力平衡時，關閉煤鎖的充卸壓控制閥，開終充壓閥，采用惰性氣，將煤鎖的壓力充至與氣化爐內壓力平衡。

4）終充壓控制閥關閉，充壓完畢。氣封閥和煤鎖下閥開啟，煤鎖向氣化爐中加煤，新循環開始。

1.2 煤鎖氣互充卸壓工藝優點

1）與傳統的從煤氣系統中取氣對煤鎖進行充壓相比，避免了因使用粗煤氣對生產系統煤氣負荷及壓力的影響。

圖1 煤鎖氣互充卸壓工藝流程Table 1 Coal gas composition of coal charge air lock mutual relief process

2）以二氧化碳或氮氣等惰性氣體取代粗煤氣并設有氣封管，減少了粗煤氣排放大氣的環保壓力，實現了環保效益。

3）取消了煤鎖氣壓縮機等裝置，降低了設備投資和運行、維護成本。

2 煤鎖氣互充卸壓工藝在固定床熔渣氣化爐中的應用

我公司先鋒褐煤潔凈化利用試驗示范工程的煤氣裝置為固定床熔渣氣化爐，采用公司具有自主知識產權的碎煤熔渣加壓氣化技術—YM氣化技術。

氣化爐均為雙煤鎖設置，每臺氣化爐煤鎖加煤系統設計一個中間緩沖罐，加煤時實現單臺氣化爐雙煤鎖間互充。煤鎖二次卸壓的煤鎖氣經布袋除塵后放空，系統不設置煤鎖氣壓縮機。本氣化裝置加煤系統根據后續工段甲醇合成工藝要求，終充壓及氣封的惰性氣體采用低溫甲醇洗裝置分離的二氧化碳。

采用傳統煤鎖加煤方式，煤鎖氣成分與粗煤氣成分一致，而采用煤鎖氣互充卸壓工藝后，煤鎖內的氣體90%以上均為惰性氣體。煤鎖氣互充卸壓工藝煤鎖氣成分見表1。

表1 煤鎖氣互充卸壓工藝煤鎖氣成分Figure 1 Coal charge air lock mutual relief flow chart

我公司YM氣化裝置為50萬t／a甲醇合成裝置提供225000 m3／h的粗煤氣，采用云南先鋒露天褐煤為原料。單臺氣化爐可生產45000 m3／h的粗煤氣，煤鎖系統需對氣化爐加煤4箱／h，每小時裝置可以回收950 m3煤鎖氣，可以節約氣體的壓縮功352800 kJ／h；與傳統方法相比，每小時節約粗煤氣540 m3，減少了粗煤氣排放對大氣的污染，每年降低生產成本近260萬元。

3 結語

煤鎖氣互充卸壓工藝能將煤鎖卸壓過程能量緩存于中間緩沖罐內，待煤鎖充壓時，利用這一部分能量，有效地實現了能量綜合利用。以二氧化碳或氮氣等惰性氣體取代粗煤氣作終充壓介質，并設有氣封管線，不需要設置龐大的煤鎖氣回收系統，降低了設備投資和維護運行成本，煤鎖放空氣除塵后直接高點放空，減小了環保壓力。

參考文獻：

［1］鄧淵等.煤炭加壓氣化［M］.北京：中國建筑工業出版社，1982.

［2］許世森，張東亮，任永強.大規模煤氣化技術［M］.北京：化學工業出版社，2006.

［3］賀永德.現代煤化工技術手冊［M］.北京：化學工業出版社，2004.

Application of Coal Charge Air Lock Mutual Relief Process in Fixed Bed Gasifier Slag

XU Yu

（Yunnan Pioneer Chemical Co.，Ltd.，Xundian 655204，China）

This paper introduces the application of the coal charge air lock mutual relief process in the fixed bed gasifier slag.

coal charge air lock mutual relief process；fixed bed gasifier slag，application

TQ022

A

1004—275X（2004）05-0065-03

12.3969／j.issn.1004-275X.2014.05.017

收稿：2014－07－25

徐煜（1976－），男，工程師，現主要從事生產技術管理工作。