多喷嘴气化炉在线倒炉切换的方法技术

本发明专利技术公开一种多喷嘴气化炉在线倒炉切换的方法。该方法，在倒炉切换时，以N2和/或CO2替换喷嘴的内通道的氧气，将节约的氧气用于开启备用炉。该方法，能够实现倒炉过程负荷波动最小化，降低了切换过程对系统稳定性的影响，为以气流床水煤浆气化为龙头的现代煤化工装置的安全稳定运行提供重要保障；且在倒炉过程中，可以保证喷嘴雾化效果基本保持不变，保证了气化工艺性能，保证了合成气品质。该方法，可降低切换过程中氧气的消耗量，有效节约了氧气，减少了倒炉切换过程中合成气的放空量，且能够适当降低空分装置的设计裕度。

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.

【技术实现步骤摘要】
多喷嘴气化炉在线倒炉切换的方法
本专利技术涉及一种多喷嘴气化炉在线倒炉切换的方法。
技术介绍
气流床气化技术因其处理负荷大、工艺技术指标先进和环境有好等优点，已成为当今煤气化发展的主流技术。我国作为煤炭资源大国，迫切需要大型高效的气流床煤气化技术，以适应现代煤化工的快速发展。目前，国内外煤气化技术种类较多，包括：多喷嘴对置式(OMB)、GE等水煤浆气化技术；SE、Shell、GSP、HT-L等粉煤气化技术。其中，多喷嘴对置式水煤浆气化技术经过20多年的研发与工业运行，相继完成日处理煤1000吨级、2000吨级、3000吨级工业示范，实现了工业装置的“安全、稳定、长周期、满负荷、优质”运行，十余年的工业运行充分证明了该技术在高效、节煤、节氧和大型化等方面的优势。针对该技术，目前正在开展单炉日处理煤4000吨级工业示范。每台多喷嘴对置式水煤浆气化炉配备有四只工艺喷嘴。来自空分装置的氧气均分成4股，通过四只喷嘴进入气化炉；水煤浆经两台高压煤浆泵均分成4股，通过四只喷嘴进入气化炉。每台高压煤浆泵对应控制第一对喷嘴的煤浆流量，与该对喷嘴的氧气进料系统构成一套相对独立的进料控制系统。多喷嘴对置式水煤浆气化炉共由两套相对独立的氧气和煤浆进料控制系统构成。鉴于上述进料控制系统的配置，多喷嘴对置式气化炉在倒炉的过程中，一般先降低运行炉的第一对喷嘴的负荷，再将备用多喷嘴气化炉第一对喷嘴先投料、升压，并入生产系统运行，再逐渐将运行气化炉的第一对喷嘴退出，将备用气化炉其余喷嘴全部投料并入运行，最后将运行气化炉剩余第一对喷嘴全部退出。上述倒炉切换方法对生产装置的稳定运行有一定影响，切换过程中合成气品质和有效气(CO+H2)总量因烧嘴雾化效果变差、负荷降低等因素波动较大，且整个切换过程中合成气放空量基本维持在气化炉第一对喷嘴的开车放空量，造成较大的浪费。由此可见，寻求一种多喷嘴气化炉在线倒炉切换方法，以进一步降低切换过程对系统稳定性的影响，在保证合成气品质的同时，进一步减少合成气放空量，是目前亟须解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有的多喷嘴气化炉在线倒炉切换方法对生产装置的稳定运行有一定影响、切换过程中合成气品质有所波动、切换过程中合成气放空量较大的缺陷，而提供一种新型的多喷嘴气化炉在线倒炉切换的方法。该方法，能够实现倒炉过程负荷波动最小化，降低了切换过程对系统稳定性的影响，为以气流床水煤浆气化为龙头的现代煤化工装置的安全稳定运行提供重要保障；且在倒炉过程中，可以保证喷嘴雾化效果基本保持不变，保证了气化工艺性能，保证了合成气品质。该方法，可降低切换过程中氧气的消耗量，有效节约了氧气，减少了倒炉切换过程中合成气的放空量，且能够将空分装置的设计裕度从5％-10％降低至3％-5％。该方法，用于日处理煤1000吨级以上(包括日处理煤3000吨级及4000吨级)的多喷嘴对置式水煤浆气化炉的在线倒炉切换，更为平稳，且能够满足倒炉过程对后系统如变换、甲醇合成或合成氨等工段对装置平稳性的要求。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题：本专利技术提供一种多喷嘴气化炉在线倒炉切换的方法，所述方法涉及的气化炉包括至少一运行炉和一与所述运行炉完全相同的备用炉；所述运行炉具有四只喷嘴，所述喷嘴以水平对置的安装方式布置在所述运行炉的中上部，所述喷嘴为具有外通道、中通道及内通道的三通道环形套管结构，所述运行炉在正常运行时，所述中通道为煤浆通道，所述外通道和所述内通道为氧气通道；所述方法包括如下步骤：(1)所述运行炉的四只喷嘴的内通道的氧气替换为N2和/或CO2，同时或之后，降低所述运行炉的四只喷嘴的中通道的煤浆流量至正常运行流量的75％-85％；(2)开启所述备用炉的第一对喷嘴：所述备用炉的第一对喷嘴的外通道通入系统富裕的氧气，所述备用炉的第一对喷嘴送入煤浆，所述备用炉的第一对喷嘴的内通道通入N2和/或CO2；其中，经所述备用炉的第一对喷嘴送入的煤浆先于经所述备用炉的第一对喷嘴的外通道通入的系统富裕的氧气进入所述备用炉内；(3)所述备用炉升压，所述备用炉产生的合成气放空；待所述备用炉的合成气出口压力升至高于所述运行气化炉的合成气出口压力时，关闭所述备用炉的合成气出口放空阀，开始并气；(4)继续降低所述运行炉的第一对喷嘴的操作负荷，提高所述备用炉的第一对喷嘴的操作负荷，待所述备用炉的温度、压力及液位稳定后，关闭所述运行炉的第一对喷嘴；(5)开启所述备用炉的第二对喷嘴：所述备用炉的第二对喷嘴的外通道通入系统富裕的氧气，所述备用炉的第二对喷嘴送入煤浆，所述备用炉的第二对喷嘴的内通道通入N2和/或CO2；其中，经所述备用炉的第二对喷嘴送入的煤浆先于经所述备用炉的第二对喷嘴的外通道通入的系统富裕的氧气进入所述备用炉内；(6)继续降低所述运行炉的第二对喷嘴的操作负荷，提高所述备用炉的第二对喷嘴的操作负荷，待所述备用炉的温度、压力及液位稳定后，停止并气，打开所述运行炉的合成气出口放空阀，待通向所述运行炉的煤浆均反应完毕后，所述运行炉执行停车操作；调整所述备用炉至正常操作负荷即可。本领域技术人员须知，在采用本专利技术的方法之前，所述运行炉以正常运行负荷运行。上述方法中，所述运行炉和所述备用炉可为日处理煤1000吨级以上规模的气化炉，例如可为日处理煤2000吨级、3000吨级或4000吨级的多喷嘴对置式水煤浆气化炉。上述方法中，所述运行炉在正常运行时，经所述外通道送入的氧气的体积流量占经所述外通道送入的氧气的体积流量和经所述内通道送入的氧气的体积流量总和的75％-85％，例如可为80％。步骤(1)中，所述运行炉的每只喷嘴中，经所述外通道送入的氧气的体积流量与经所述内通道送入的N2和/或CO2的体积流量的比值可为现有技术中经所述外通道送入的氧气的体积流量与经所述内通道送入的氧气的质量流量的比值，例如可为5.67:1-9:1，例如可为7:1。步骤(2)中，系统的总氧量均来自空分装置，且所述空分装置产生的氧气在供给一台所述运行炉以正常运行负荷运行后，还留有剩余氧气以抵抗系统的波动，所述剩余氧气占所述系统的总氧量的百分比可为3％-5％。步骤(2)中，所述系统富裕的氧气指的是系统的总氧量减去所述运行炉已经消耗的氧气量。步骤(2)中，所述备用炉的第一对喷嘴中每只喷嘴的投料负荷至多为所述系统富裕的氧气能够开启的最大投料负荷。较佳地，所述备用炉的第一对喷嘴中每只喷嘴的投料负荷为对应的该只喷嘴正常操作负荷的30％-50％。步骤(2)中，经所述备用炉的第一对喷嘴的内通道通入的N2和/或CO2的体积流量与所述备用炉的第一对喷嘴的中通道的煤浆的体积流量的比值可为现有技术中经所述备用炉的第一对喷嘴的内通道通入的氧气的体积流量与所述备用炉的第一对喷嘴的中通道的煤浆的体积流量的比值。较佳地，经所述备用炉的第一对喷嘴的内通道通入的N2和/或CO2的体积流量为经所述备用炉的第一对喷嘴的内通道通入的N2和/或CO2的体积流量与经所述备用炉的第一对喷嘴的外通道通入的氧气的体积流量总和的15％-25％。步骤(3)中，所述备用炉升压后较佳地先进行如下操作：降低所述运行炉的第一对喷嘴的操作负荷，提高所述备用炉的第一对喷嘴的操作负荷。步骤(3)中，所述并气指的是将所述备用炉的出口合成气与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多喷嘴气化炉在线倒炉切换的方法，所述方法涉及的气化炉包括至少一运行炉和一与所述运行炉完全相同的备用炉；所述运行炉具有四只喷嘴，所述喷嘴以水平对置的安装方式布置在所述运行炉的中上部，所述喷嘴为具有外通道、中通道及内通道的三通道环形套管结构，所述运行炉在正常运行时，所述中通道为煤浆通道，所述外通道和所述内通道为氧气通道；其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)所述运行炉的四只喷嘴的内通道的氧气替换为N2和/或CO2，同时或之后，降低所述运行炉的四只喷嘴的中通道的煤浆流量至正常运行流量的75％‑85％；(2)开启所述备用炉的第一对喷嘴：所述备用炉的第一对喷嘴的外通道通入系统富裕的氧气，所述备用炉的第一对喷嘴送入煤浆，所述备用炉的第一对喷嘴的内通道通入N2和/或CO2；其中，经所述备用炉的第一对喷嘴送入的煤浆先于经所述备用炉的第一对喷嘴的外通道通入的系统富裕的氧气进入所述备用炉内；(3)所述备用炉升压，所述备用炉产生的合成气放空；待所述备用炉的合成气出口压力升至高于所述运行气化炉的合成气出口压力时，关闭所述备用炉的合成气出口放空阀，开始并气；(4)继续降低所述运行炉的第一对喷嘴的操作负荷，提高所述备用炉的第一对喷嘴的操作负荷，待所述备用炉的温度、压力及液位稳定后，关闭所述运行炉的第一对喷嘴；(5)开启所述备用炉的第二对喷嘴：所述备用炉的第二对喷嘴的外通道通入系统富裕的氧气，所述备用炉的第二对喷嘴送入煤浆，所述备用炉的第二对喷嘴的内通道通入N2和/或CO2；其中，经所述备用炉的第二对喷嘴送入的煤浆先于经所述备用炉的第二对喷嘴的外通道通入的系统富裕的氧气进入所述备用炉内；(6)继续降低所述运行炉的第二对喷嘴的操作负荷，提高所述备用炉的第二对喷嘴的操作负荷，待所述备用炉的温度、压力及液位稳定后，停止并气，打开所述运行炉的合成气出口放空阀，待通向所述运行炉的煤浆均反应完毕后，所述运行炉执行停车操作；调整所述备用炉至正常操作负荷即可。...

【技术特征摘要】
1.一种多喷嘴气化炉在线倒炉切换的方法，所述方法涉及的气化炉包括至少一运行炉和一与所述运行炉完全相同的备用炉；所述运行炉具有四只喷嘴，所述喷嘴以水平对置的安装方式布置在所述运行炉的中上部，所述喷嘴为具有外通道、中通道及内通道的三通道环形套管结构，所述运行炉在正常运行时，所述中通道为煤浆通道，所述外通道和所述内通道为氧气通道；其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)所述运行炉的四只喷嘴的内通道的氧气替换为N2和/或CO2，同时或之后，降低所述运行炉的四只喷嘴的中通道的煤浆流量至正常运行流量的75％-85％；(2)开启所述备用炉的第一对喷嘴：所述备用炉的第一对喷嘴的外通道通入系统富裕的氧气，所述备用炉的第一对喷嘴送入煤浆，所述备用炉的第一对喷嘴的内通道通入N2和/或CO2；其中，经所述备用炉的第一对喷嘴送入的煤浆先于经所述备用炉的第一对喷嘴的外通道通入的系统富裕的氧气进入所述备用炉内；(3)所述备用炉升压，所述备用炉产生的合成气放空；待所述备用炉的合成气出口压力升至高于所述运行气化炉的合成气出口压力时，关闭所述备用炉的合成气出口放空阀，开始并气；(4)继续降低所述运行炉的第一对喷嘴的操作负荷，提高所述备用炉的第一对喷嘴的操作负荷，待所述备用炉的温度、压力及液位稳定后，关闭所述运行炉的第一对喷嘴；(5)开启所述备用炉的第二对喷嘴：所述备用炉的第二对喷嘴的外通道通入系统富裕的氧气，所述备用炉的第二对喷嘴送入煤浆，所述备用炉的第二对喷嘴的内通道通入N2和/或CO2；其中，经所述备用炉的第二对喷嘴送入的煤浆先于经所述备用炉的第二对喷嘴的外通道通入的系统富裕的氧气进入所述备用炉内；(6)继续降低所述运行炉的第二对喷嘴的操作负荷，提高所述备用炉的第二对喷嘴的操作负荷，待所述备用炉的温度、压力及液位稳定后，停止并气，打开所述运行炉的合成气出口放空阀，待通向所述运行炉的煤浆均反应完毕后，所述运行炉执行停车操作；调整所述备用炉至正常操作负荷即可。2.如权利要求1所述的多喷嘴气化炉在线倒炉切换的方法，其特征在于，所述运行炉和所述备用炉为日处理煤1000吨级以上规模的气化炉，较佳地为日处理煤2000吨级、3000吨级或4000吨级的多喷嘴对置式水煤浆气化炉；和/或，所述运行炉在正常运行时，经所述外通道送入的氧气的体积流量占经所述外通道送入的氧气的体积流量和经所述内通道送入的氧气的体积流量总和的75％-85％。3.如权利要求1所述的多喷嘴气化炉在线倒炉切换的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述运行炉的每只喷嘴中，经所述外通道送入的氧气的体...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭庆华，于广锁，龚岩，许建良，王辅臣，龚欣，刘海峰，王亦飞，陈雪莉，代正华，李伟锋，梁钦锋，郭晓镭，王兴军，陆海峰，赵辉，刘霞，沈中杰，赵丽丽，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31