多噴嘴氣化爐在線倒爐切換的方法技術

本發明專利技術公開一種多噴嘴氣化爐在線倒爐切換的方法。該方法，在倒爐切換時，以N2和/或CO2替換噴嘴的內通道的氧氣，將節約的氧氣用于開啟備用爐。該方法，能夠實現倒爐過程負荷波動最小化，降低了切換過程對系統穩定性的影響，為以氣流床水煤漿氣化為龍頭的現代煤化工裝置的安全穩定運行提供重要保障；且在倒爐過程中，可以保證噴嘴霧化效果基本保持不變，保證了氣化工藝性能，保證了合成氣品質。該方法，可降低切換過程中氧氣的消耗量，有效節約了氧氣，減少了倒爐切換過程中合成氣的放空量，且能夠適當降低空分裝置的設計裕度。

On-line switchover method for multi-nozzle gasifier

The invention discloses a method for switching on-line reversal of a multi-nozzle gasifier. In this method, the oxygen in the inner passage of the nozzle is replaced by N2 and/or CO2 when the furnace is switched over, and the oxygen saved is used to open the standby furnace. This method can minimize the load fluctuation in the process of inverting the furnace, reduce the influence of switching process on the stability of the system, and provide an important guarantee for the safe and stable operation of the modern coal chemical plant with the entrained-flow coal-water slurry gasification as the leader. In the process of inverting the furnace, the atomization effect of the nozzle can be basically kept unchanged, the gasification process performance can be guaranteed and the quality of the syngas can be guaranteed. This method can reduce the consumption of oxygen in the switching process, effectively save oxygen, reduce the discharge of syngas in the switching process, and properly reduce the design margin of the air separation unit.

【技術實現步驟摘要】
多噴嘴氣化爐在線倒爐切換的方法
本專利技術涉及一種多噴嘴氣化爐在線倒爐切換的方法。
技術介紹
氣流床氣化技術因其處理負荷大、工藝技術指標先進和環境有好等優點，已成為當今煤氣化發展的主流技術。我國作為煤炭資源大國，迫切需要大型高效的氣流床煤氣化技術，以適應現代煤化工的快速發展。目前，國內外煤氣化技術種類較多，包括：多噴嘴對置式(OMB)、GE等水煤漿氣化技術；SE、Shell、GSP、HT-L等粉煤氣化技術。其中，多噴嘴對置式水煤漿氣化技術經過20多年的研發與工業運行，相繼完成日處理煤1000噸級、2000噸級、3000噸級工業示范，實現了工業裝置的“安全、穩定、長周期、滿負荷、優質”運行，十余年的工業運行充分證明了該技術在高效、節煤、節氧和大型化等方面的優勢。針對該技術，目前正在開展單爐日處理煤4000噸級工業示范。每臺多噴嘴對置式水煤漿氣化爐配備有四只工藝噴嘴。來自空分裝置的氧氣均分成4股，通過四只噴嘴進入氣化爐；水煤漿經兩臺高壓煤漿泵均分成4股，通過四只噴嘴進入氣化爐。每臺高壓煤漿泵對應控制第一對噴嘴的煤漿流量，與該對噴嘴的氧氣進料系統構成一套相對獨立的進料控制系統。多噴嘴對置式水煤漿氣化爐共由兩套相對獨立的氧氣和煤漿進料控制系統構成。鑒于上述進料控制系統的配置，多噴嘴對置式氣化爐在倒爐的過程中，一般先降低運行爐的第一對噴嘴的負荷，再將備用多噴嘴氣化爐第一對噴嘴先投料、升壓，并入生產系統運行，再逐漸將運行氣化爐的第一對噴嘴退出，將備用氣化爐其余噴嘴全部投料并入運行，最后將運行氣化爐剩余第一對噴嘴全部退出。上述倒爐切換方法對生產裝置的穩定運行有一定影響，切換過程中合成氣品質和有效氣(CO+H2)總量因燒嘴霧化效果變差、負荷降低等因素波動較大，且整個切換過程中合成氣放空量基本維持在氣化爐第一對噴嘴的開車放空量，造成較大的浪費。由此可見，尋求一種多噴嘴氣化爐在線倒爐切換方法，以進一步降低切換過程對系統穩定性的影響，在保證合成氣品質的同時，進一步減少合成氣放空量，是目前亟須解決的技術問題。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是為了克服現有的多噴嘴氣化爐在線倒爐切換方法對生產裝置的穩定運行有一定影響、切換過程中合成氣品質有所波動、切換過程中合成氣放空量較大的缺陷，而提供一種新型的多噴嘴氣化爐在線倒爐切換的方法。該方法，能夠實現倒爐過程負荷波動最小化，降低了切換過程對系統穩定性的影響，為以氣流床水煤漿氣化為龍頭的現代煤化工裝置的安全穩定運行提供重要保障；且在倒爐過程中，可以保證噴嘴霧化效果基本保持不變，保證了氣化工藝性能，保證了合成氣品質。該方法，可降低切換過程中氧氣的消耗量，有效節約了氧氣，減少了倒爐切換過程中合成氣的放空量，且能夠將空分裝置的設計裕度從5％-10％降低至3％-5％。該方法，用于日處理煤1000噸級以上(包括日處理煤3000噸級及4000噸級)的多噴嘴對置式水煤漿氣化爐的在線倒爐切換，更為平穩，且能夠滿足倒爐過程對后系統如變換、甲醇合成或合成氨等工段對裝置平穩性的要求。本專利技術通過以下技術方案解決上述技術問題：本專利技術提供一種多噴嘴氣化爐在線倒爐切換的方法，所述方法涉及的氣化爐包括至少一運行爐和一與所述運行爐完全相同的備用爐；所述運行爐具有四只噴嘴，所述噴嘴以水平對置的安裝方式布置在所述運行爐的中上部，所述噴嘴為具有外通道、中通道及內通道的三通道環形套管結構，所述運行爐在正常運行時，所述中通道為煤漿通道，所述外通道和所述內通道為氧氣通道；所述方法包括如下步驟：(1)所述運行爐的四只噴嘴的內通道的氧氣替換為N2和/或CO2，同時或之后，降低所述運行爐的四只噴嘴的中通道的煤漿流量至正常運行流量的75％-85％；(2)開啟所述備用爐的第一對噴嘴：所述備用爐的第一對噴嘴的外通道通入系統富裕的氧氣，所述備用爐的第一對噴嘴送入煤漿，所述備用爐的第一對噴嘴的內通道通入N2和/或CO2；其中，經所述備用爐的第一對噴嘴送入的煤漿先于經所述備用爐的第一對噴嘴的外通道通入的系統富裕的氧氣進入所述備用爐內；(3)所述備用爐升壓，所述備用爐產生的合成氣放空；待所述備用爐的合成氣出口壓力升至高于所述運行氣化爐的合成氣出口壓力時，關閉所述備用爐的合成氣出口放空閥，開始并氣；(4)繼續降低所述運行爐的第一對噴嘴的操作負荷，提高所述備用爐的第一對噴嘴的操作負荷，待所述備用爐的溫度、壓力及液位穩定后，關閉所述運行爐的第一對噴嘴；(5)開啟所述備用爐的第二對噴嘴：所述備用爐的第二對噴嘴的外通道通入系統富裕的氧氣，所述備用爐的第二對噴嘴送入煤漿，所述備用爐的第二對噴嘴的內通道通入N2和/或CO2；其中，經所述備用爐的第二對噴嘴送入的煤漿先于經所述備用爐的第二對噴嘴的外通道通入的系統富裕的氧氣進入所述備用爐內；(6)繼續降低所述運行爐的第二對噴嘴的操作負荷，提高所述備用爐的第二對噴嘴的操作負荷，待所述備用爐的溫度、壓力及液位穩定后，停止并氣，打開所述運行爐的合成氣出口放空閥，待通向所述運行爐的煤漿均反應完畢后，所述運行爐執行停車操作；調整所述備用爐至正常操作負荷即可。本領域技術人員須知，在采用本專利技術的方法之前，所述運行爐以正常運行負荷運行。上述方法中，所述運行爐和所述備用爐可為日處理煤1000噸級以上規模的氣化爐，例如可為日處理煤2000噸級、3000噸級或4000噸級的多噴嘴對置式水煤漿氣化爐。上述方法中，所述運行爐在正常運行時，經所述外通道送入的氧氣的體積流量占經所述外通道送入的氧氣的體積流量和經所述內通道送入的氧氣的體積流量總和的75％-85％，例如可為80％。步驟(1)中，所述運行爐的每只噴嘴中，經所述外通道送入的氧氣的體積流量與經所述內通道送入的N2和/或CO2的體積流量的比值可為現有技術中經所述外通道送入的氧氣的體積流量與經所述內通道送入的氧氣的質量流量的比值，例如可為5.67:1-9:1，例如可為7:1。步驟(2)中，系統的總氧量均來自空分裝置，且所述空分裝置產生的氧氣在供給一臺所述運行爐以正常運行負荷運行后，還留有剩余氧氣以抵抗系統的波動，所述剩余氧氣占所述系統的總氧量的百分比可為3％-5％。步驟(2)中，所述系統富裕的氧氣指的是系統的總氧量減去所述運行爐已經消耗的氧氣量。步驟(2)中，所述備用爐的第一對噴嘴中每只噴嘴的投料負荷至多為所述系統富裕的氧氣能夠開啟的最大投料負荷。較佳地，所述備用爐的第一對噴嘴中每只噴嘴的投料負荷為對應的該只噴嘴正常操作負荷的30％-50％。步驟(2)中，經所述備用爐的第一對噴嘴的內通道通入的N2和/或CO2的體積流量與所述備用爐的第一對噴嘴的中通道的煤漿的體積流量的比值可為現有技術中經所述備用爐的第一對噴嘴的內通道通入的氧氣的體積流量與所述備用爐的第一對噴嘴的中通道的煤漿的體積流量的比值。較佳地，經所述備用爐的第一對噴嘴的內通道通入的N2和/或CO2的體積流量為經所述備用爐的第一對噴嘴的內通道通入的N2和/或CO2的體積流量與經所述備用爐的第一對噴嘴的外通道通入的氧氣的體積流量總和的15％-25％。步驟(3)中，所述備用爐升壓后較佳地先進行如下操作：降低所述運行爐的第一對噴嘴的操作負荷，提高所述備用爐的第一對噴嘴的操作負荷。步驟(3)中，所述并氣指的是將所述備用爐的出口合成氣與所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種多噴嘴氣化爐在線倒爐切換的方法，所述方法涉及的氣化爐包括至少一運行爐和一與所述運行爐完全相同的備用爐；所述運行爐具有四只噴嘴，所述噴嘴以水平對置的安裝方式布置在所述運行爐的中上部，所述噴嘴為具有外通道、中通道及內通道的三通道環形套管結構，所述運行爐在正常運行時，所述中通道為煤漿通道，所述外通道和所述內通道為氧氣通道；其特征在于，所述方法包括如下步驟：(1)所述運行爐的四只噴嘴的內通道的氧氣替換為N2和/或CO2，同時或之后，降低所述運行爐的四只噴嘴的中通道的煤漿流量至正常運行流量的75％?85％；(2)開啟所述備用爐的第一對噴嘴：所述備用爐的第一對噴嘴的外通道通入系統富裕的氧氣，所述備用爐的第一對噴嘴送入煤漿，所述備用爐的第一對噴嘴的內通道通入N2和/或CO2；其中，經所述備用爐的第一對噴嘴送入的煤漿先于經所述備用爐的第一對噴嘴的外通道通入的系統富裕的氧氣進入所述備用爐內；(3)所述備用爐升壓，所述備用爐產生的合成氣放空；待所述備用爐的合成氣出口壓力升至高于所述運行氣化爐的合成氣出口壓力時，關閉所述備用爐的合成氣出口放空閥，開始并氣；(4)繼續降低所述運行爐的第一對噴嘴的操作負荷，提高所述備用爐的第一對噴嘴的操作負荷，待所述備用爐的溫度、壓力及液位穩定后，關閉所述運行爐的第一對噴嘴；(5)開啟所述備用爐的第二對噴嘴：所述備用爐的第二對噴嘴的外通道通入系統富裕的氧氣，所述備用爐的第二對噴嘴送入煤漿，所述備用爐的第二對噴嘴的內通道通入N2和/或CO2；其中，經所述備用爐的第二對噴嘴送入的煤漿先于經所述備用爐的第二對噴嘴的外通道通入的系統富裕的氧氣進入所述備用爐內；(6)繼續降低所述運行爐的第二對噴嘴的操作負荷，提高所述備用爐的第二對噴嘴的操作負荷，待所述備用爐的溫度、壓力及液位穩定后，停止并氣，打開所述運行爐的合成氣出口放空閥，待通向所述運行爐的煤漿均反應完畢后，所述運行爐執行停車操作；調整所述備用爐至正常操作負荷即可。...

【技術特征摘要】
1.一種多噴嘴氣化爐在線倒爐切換的方法，所述方法涉及的氣化爐包括至少一運行爐和一與所述運行爐完全相同的備用爐；所述運行爐具有四只噴嘴，所述噴嘴以水平對置的安裝方式布置在所述運行爐的中上部，所述噴嘴為具有外通道、中通道及內通道的三通道環形套管結構，所述運行爐在正常運行時，所述中通道為煤漿通道，所述外通道和所述內通道為氧氣通道；其特征在于，所述方法包括如下步驟：(1)所述運行爐的四只噴嘴的內通道的氧氣替換為N2和/或CO2，同時或之后，降低所述運行爐的四只噴嘴的中通道的煤漿流量至正常運行流量的75％-85％；(2)開啟所述備用爐的第一對噴嘴：所述備用爐的第一對噴嘴的外通道通入系統富裕的氧氣，所述備用爐的第一對噴嘴送入煤漿，所述備用爐的第一對噴嘴的內通道通入N2和/或CO2；其中，經所述備用爐的第一對噴嘴送入的煤漿先于經所述備用爐的第一對噴嘴的外通道通入的系統富裕的氧氣進入所述備用爐內；(3)所述備用爐升壓，所述備用爐產生的合成氣放空；待所述備用爐的合成氣出口壓力升至高于所述運行氣化爐的合成氣出口壓力時，關閉所述備用爐的合成氣出口放空閥，開始并氣；(4)繼續降低所述運行爐的第一對噴嘴的操作負荷，提高所述備用爐的第一對噴嘴的操作負荷，待所述備用爐的溫度、壓力及液位穩定后，關閉所述運行爐的第一對噴嘴；(5)開啟所述備用爐的第二對噴嘴：所述備用爐的第二對噴嘴的外通道通入系統富裕的氧氣，所述備用爐的第二對噴嘴送入煤漿，所述備用爐的第二對噴嘴的內通道通入N2和/或CO2；其中，經所述備用爐的第二對噴嘴送入的煤漿先于經所述備用爐的第二對噴嘴的外通道通入的系統富裕的氧氣進入所述備用爐內；(6)繼續降低所述運行爐的第二對噴嘴的操作負荷，提高所述備用爐的第二對噴嘴的操作負荷，待所述備用爐的溫度、壓力及液位穩定后，停止并氣，打開所述運行爐的合成氣出口放空閥，待通向所述運行爐的煤漿均反應完畢后，所述運行爐執行停車操作；調整所述備用爐至正常操作負荷即可。2.如權利要求1所述的多噴嘴氣化爐在線倒爐切換的方法，其特征在于，所述運行爐和所述備用爐為日處理煤1000噸級以上規模的氣化爐，較佳地為日處理煤2000噸級、3000噸級或4000噸級的多噴嘴對置式水煤漿氣化爐；和/或，所述運行爐在正常運行時，經所述外通道送入的氧氣的體積流量占經所述外通道送入的氧氣的體積流量和經所述內通道送入的氧氣的體積流量總和的75％-85％。3.如權利要求1所述的多噴嘴氣化爐在線倒爐切換的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述運行爐的每只噴嘴中，經所述外通道送入的氧氣的體...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭慶華，于廣鎖，龔巖，許建良，王輔臣，龔欣，劉海峰，王亦飛，陳雪莉，代正華，李偉鋒，梁欽鋒，郭曉鐳，王興軍，陸海峰，趙輝，劉霞，沈中杰，趙麗麗，
申請(專利權)人：華東理工大學，
類型：發明
國別省市：上海,31