DB13T 5662-2023 煤催化气化飞灰循环利用技术条件

—2023煤催化气化飞灰循环利用技术条件Technicalspecificationsforrecyclingofcatalyticcoalgasificationflyash2023-02-06发布2023-03-06实施河北省市场监督管理局发布—2023I目次前言.................................................................................II1范围...............................................................................12规范性引用文件.....................................................................13术语和定义.........................................................................14飞灰分类及性质.....................................................................2分类...........................................................................2基本性质.......................................................................2分类...........................................................................2飞灰返炉循环利用技术条件.......................................................2飞灰外排循环利用技术条件.......................................................35飞灰循环利用评价指标...............................................................4飞灰有效碳利用率...............................................................4飞灰循环利用效果评价...........................................................56取样...............................................................................5—2023II前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由廊坊市市场监督管理局提出。本文件由河北省市场监督管理局归口。本文件起草单位：新奥科技发展有限公司。本文件主要起草人：李克忠、武恒、刘雷、康新颖、隋盈鑫、张尚军、李鹏、祖静茹、王会芳、李庆堂。—20231煤催化气化飞灰循环利用技术条件1范围本文件规定了煤催化气化飞灰循环利用技术的术语和定义、飞灰分类及性质、工艺分类及技术指标、飞灰循环利用评价指标及取样。本文件适用于煤催化气化飞灰循环利用技术。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T212煤的工业分析方法GB/T475商品煤样人工采取方法GB/T476煤中碳和氢的测定方法GB/T483煤炭分析试验方法一般规定GB/T19077粒度分布激光衍射法MT/T739煤炭堆密度小容器测定方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。煤催化气化catalyticcoalgasification指煤在一定温度、压力下与水蒸汽、氧气组成的气化剂在催化剂的催化作用下进行气化反应，生成富含甲烷的煤气的工艺过程，反应器为流化床气化炉。气化原料gasificationrawmaterial包括负载催化剂煤粉、水蒸气、氧气。飞灰flyash指在煤催化气化流化床气化炉中气化原料发生反应产生的粗煤气携带出炉外的粉末状含碳物质。飞灰捕集效率flyashcaptureefficiency指在飞灰捕集工序中捕集到飞灰的质量与进入该工序粗煤气携带飞灰的质量之比，用%表示。飞灰输送固含量solidcontentofflyashtransportation指在飞灰输送工序中单位体积输送气携带飞灰的质量，用kg/m3表示。—20232飞灰有效碳利用率carbonutilizationefficiencyofflyash指飞灰中转化为煤气或用作副产蒸汽的碳的质量与循环利用飞灰中碳的质量之比，用%表示。4飞灰分类及性质分类根据煤催化气化飞灰中干燥基碳含量（Cd）进行分类，见表1。表1飞灰分类类别干燥基碳含量范围高碳飞灰Cd＞10%低碳飞灰2%＜Cd≤10%灰渣Cd≤2%飞灰的空气干燥基碳含量（Cad）按照GB/T476规定方法测定，按照GB/T483换算为干燥基碳含量（Cd）。基本性质4.2.1物理性质4.2.1.1堆密度指飞灰自然堆积状态下单位体积的质量。采用MT/T739规定方法测定，煤催化气化飞灰的堆密度范围为0.28g/cm3～0.35g/cm3。4.2.1.2粒度指飞灰颗粒的大小。煤催化气化飞灰的粒度采用GB/T19077规定方法测定，主要粒度范围为0μm～90μm。4.2.2组分煤催化气化飞灰组分包括水分、挥发分、灰分、固定碳，其中水分为空气干燥基，挥发分、灰分及固定碳为干燥基，上述指标采用GB/T212规定方法分析，并按照GB/T483进行基准换算。飞灰的挥发分范围为0%～15%，灰分范围为25%～70%，固定碳范围为3%～75%。飞灰循环利用工艺分类及技术指标。分类煤催化气化飞灰循环利用工艺主要特点为煤催化气化流化床气化炉排出的飞灰通过工艺系统循环返回气化炉或进入附属系统副产工艺所需物料后返回气化炉利用。根据工艺特点及飞灰干基碳元素含量可分为飞灰返炉循环利用和飞灰外排循环利用两种类型。飞灰返炉循环利用技术条件5.2.1飞灰返炉循环利用工艺—20233飞灰返炉循环利用工艺包括煤催化气化、飞灰捕集、飞灰输送3个工序，工艺流程图见图1。气化原料进入煤催化气化工序产生含飞灰粗煤气，实现煤炭有效转化，含飞灰粗煤气进入飞灰捕集工序捕集分离煤气中的飞灰，产生的洁净煤气送往下游工段利用；捕集的飞灰进入飞灰输送工序，根据干基碳元素含量分析，高碳飞灰通过气力密相输送的方式返回煤催化气化工序循环利用，经过循环利用后，灰渣从煤催化气化工序排出系统。煤催化气化工序飞灰捕集工序飞灰输送工序气化原料含飞灰粗煤气洁净煤气高碳飞灰灰渣图1飞灰返炉循环利用工艺流程图5.2.2飞灰返炉循环利用技术指标煤催化气化飞灰返炉循环利用工艺各工序技术指标见表2至表4。表2煤催化气化工序技术指标项目单位技术指标负载催化剂煤粉粒径mm≤5含飞灰粗煤气温度℃≥（露点温度+30）粗煤气中飞灰粒径μm≤90表3飞灰捕集工序技术指标项目单位技术指标洁净煤气含尘量mg/Nm3≤10洁净煤气温度℃≥（露点温度+10）飞灰捕集效率%≥95表4飞灰输送工序技术指标项目单位技术指标飞灰输送压力MPa（A）≥（流化床气化炉压力+0.4）飞灰输送气速m/s8～12飞灰输送温度℃≥（露点温度+10）飞灰输送固含量kg/m3350～420飞灰外排循环利用技术条件4.5.1飞灰外排循环利用工艺—20234飞灰外排循环利用工艺括煤催化气化、飞灰捕集、飞灰外排利用3个工序，工艺流程图见图2。气化原料进入煤催化气化工序产生含飞灰粗煤气，实现煤炭有效转化，含飞灰粗煤气进入飞灰捕集工序捕集分离煤气中的飞灰，产生的洁净煤气送往下游工段利用；捕集的飞灰根据干基碳含量分析，低碳飞灰通过气力密相输送的方式进入飞灰外排利用工序循环利用，飞灰循环利用采用飞灰直接燃烧副产过热蒸汽，过热蒸汽再返回煤催化气化工序利用，灰渣从飞灰外排利用工序排出系统。煤催化气化工序飞灰捕集工序飞灰外排利用工序气化原料含飞灰粗煤气洁净煤气灰渣过热蒸汽低碳飞灰图2飞灰外排循环利用工艺流程图4.5.2飞灰外排循环利用技术指标煤催化气化飞灰外排循环利用工艺各工序技术指标中，煤催化气化工序、飞灰捕集工序按照表2、表3规定执行，飞灰外排循环利用工序技术指标见表5。表5飞灰外排循环利用工序技术指标项目单位技术指标燃烧压力MPa（A）0.05～0.30燃烧温度℃900～1050副产过热蒸汽压力MPa（A）2.8～4.7副产过热蒸汽温度℃420～4605飞灰循环利用评价指标飞灰有效碳利用率飞灰有效碳利用率按公式（1）计算，统计期为稳定运行4小时。U=（1−mash×Cashmfly×Cfly）×100%……………………………（1）式中：U——飞灰有效碳利用率，%；mash——系统外排灰渣干基质量，kg；Cash——系统外排灰渣干基碳含量，%；mfly——系统循环飞灰干基质量，kg；Cfly——系统循环飞灰干基碳含量，%。—20235飞灰循环利用效果评价根据飞灰分类不同而选择对应的循环利用技术，为保证飞灰循环利用效果，采用飞灰有效碳利用率指标进行分级评价，针对不同利用级别实施生产运行操作措施，见表6。表6飞灰循环利用效果分级飞灰有效碳利用率范围分级U≥90%I级80%≤U＜90%II级70%≤U＜80%III级60%≤U＜70%IV级U＜60%V级飞灰循环利用效果分级中I级、II级、III级为系统正常运行，可根据运行指标进行微量调整；IV级需降低循环负荷，查找原因进行调整；V级需停止循环，分析原因进行处理。6取样取样方法按照GB/T475规定执行。