煤气化工艺方案的选择

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初探煤气化工艺方案的选择

初探煤气化工艺方案的选择

初探煤气化工艺方案的选择随着能源需求的不断增加,煤作为一种丰富的化石燃料资源,越来越成为人们关注的焦点。

煤气化技术是将煤转化成可用于燃料、化学品和能源的气体产品,是煤能够得以广泛应用的关键技术。

在进行煤气化工艺方案的选择时,需要根据煤的性质、热力学参数和经济效益等多个方面进行综合考虑,下面就从这三个方面来初步探讨一下煤气化工艺方案的选择。

一、煤的性质煤的性质主要包括煤种、灰分、挥发分等指标。

在选择煤气化工艺方案时,需要根据煤的性质,确定合适的气化方式。

对于高挥发分的煤,常用的气化方式为流化床气化和喷锅气化,而对于低挥发分的煤,则更适合采用固定床气化等方式。

在确定煤种后,还需要进行煤的预处理,如煤的粉碎、干燥等,以达到更好的气化效果。

二、热力学参数热力学参数主要包括气化温度、气化压力、气化剂、气化反应等方面的指标。

在选择煤气化工艺方案时,需要根据热力学参数的调节,确定合适的气化反应条件。

在气化反应过程中,气化剂的选择很关键,常用的气化剂有氧气、水蒸气等,不同的气化剂会对气化产物有很大的影响。

同时,气化温度和气化压力也是决定气化效率和气化产物品质的重要因素。

因此,在选择煤气化工艺方案时,需要对煤的热力学参数进行分析和优化,以达到更高的气化效率和更好的产物品质。

三、经济效益在进行煤气化工艺方案的选择时,经济效益也是需要重视的方面。

煤气化工艺方案的选择,要从整个项目的角度出发,综合考虑技术的成熟度、建设投资、运营成本、产品市场和环保要求等多个方面,以实现最大经济效益和社会效益。

在现代化社会,环保要求越来越严格,因此,在选择煤气化工艺方案时,也需要优先考虑环保要求的满足程度。

总之,煤气化工艺方案的选择需要考虑到多个方面的因素,需要进行综合分析和协调,在选择方案时也要有整体观念,达到最佳综合效益。

作为一种关键的煤化工技术,煤气化工艺的发展将有助于推动煤的能源利用和清洁化,更好地满足人们的能源需求和环境保护要求。

煤气化工艺方案的选择

煤气化工艺方案的选择

初探煤气化工艺方案的选择1几种煤气化工艺及特点介绍煤气化是煤化工的龙头技术,是煤洁净利用技术的重要环节,C1化学的基础。

煤气化技术是发展煤基化学品、煤基液体燃料、联合循环发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础,是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术,对我国经济和保障国家安全具有重要的战略意义。

煤气化过程采用的气化炉炉型,目前主要有以下3种:固定床﹙UGI、鲁奇﹚;流化床﹙灰熔聚、UGAS、鲁奇CFB、温克勒、KBR、恩德等﹚;气流床﹙Texaco、Shell、GSP、PRENFLOW、国产新型水煤浆、二段干煤粉、航天炉等﹚。

1.1固定床制气工艺1.1.1常压固定床间歇制气工艺工艺特点是:常压气化,固体加料10-50mm,固体排渣,间歇气化,空气和蒸汽作气化剂,吹风和制气阶段交替进行,适用原料白煤和焦碳,气化温度800~1000℃。

代表炉型有美国的U.G.I型和前苏联的U.G.Ⅱ型。

工艺过程都比较熟悉,这里从略。

技术优点:历史悠久,技术成熟,设备简单,投资省,生产经验丰富。

技术缺点:技术落后,原料动力消耗高,炭转化率低70~75%,产品成本高,生产强度低,程控阀门多,维修工作量大,废气、废水排放多,污染严重,面临淘汰。

1.1.2常压固定床连续制气常压固定床连续制气工艺的技术特点:常压气化,固体加料,床体排渣,连续制气,富氧空气﹙氧占50%﹚或氧气加蒸汽做气化剂,无废气排放,适用煤种白煤和焦碳。

技术优点是:连续制气,炉床温度稳定,约为900~1150℃,操作简单,程控阀门少,维修费用低,生产强度大,碳转化率高,约80~84% 。

技术缺点:需要空分装置,投资比较大。

固定床连续制气工艺的技术突破在于以氧气或富氧空气加蒸汽做气化剂,由于气化剂中氧含量的增加,气化反应过程中,燃烧产生的热量与煤的气化和蒸汽分解所需要的热量能够实现平衡,可以得到稳定的反应温度和固定的反应床层,可以实现连续制气,不用专门吹风,无废气排放,生产强度和能源利用率都有了很大的提高。

煤化工气化方式的选择.pdf

煤化工气化方式的选择.pdf
线运行38台套,3000吨/天耗煤) 2、清华两段式气化炉;(750吨/天耗煤) 3、多元料浆气化炉;(1500吨/天) 冷壁炉:
清华盈德丰喜水冷壁;(600吨/天耗煤)
一、煤化工常用的气化方式
气流床(粉煤、国内) 激冷流程 1、HT-L加压粉煤气化炉(1200吨/天,七台在线); 2、SE干煤粉气化炉; 2、两段式干煤粉气化炉; 3、多喷嘴干煤粉气化炉; 4、齐耀柳化炉(柳化鹿寨2000吨/天)
二、气化技术的选择
4、全流程作经济性分析 对前、后工序的投资和运营作经济分析 前工序:煤的输送、研磨、储存; 后工序:三废处理、CO变换、气体净化、
气体压缩; 装置的维护及更换。
二、气化技术的选择
5、全流程的能耗 煤的输送:制备1吨煤的水煤浆10 kWh,制
备1吨干煤粉30 kWh,输送1吨水煤浆约2 kWh,输送1吨干煤粉60 kWh;粉煤要干燥 到含水分3%; 气化压力:水煤浆气化尽量高压,6.5 MPa 甚至到8.7 MPa;粉煤气化最高只能到4.0 MPa; 净化采用低温甲醇洗在4.0 MPa下能耗很高。
二、气化技术的选择
6、气化装置的环保性能的分析 气化形成的废水数量、组分处理难易; 气化形成的废渣处理方式; 气化废气的处理问题。
三、气化炉的选择误区
1、热壁炉与冷壁炉的比较
冷壁炉能扩大煤种范围,消化高熔点、高灰分的煤,实现 原料煤本地化;解决耐火砖磨损需换砖,不能长周期运行 问题;
同样多的煤有效气体产生量少了1%-1.5%:水煤浆的水分 近40%,被加热到反应温度,同时把热量传到水冷壁副产 蒸汽,因而多消耗了煤和氧气,氧耗增加使CO2也增加了, 相当于用氧气生产了蒸汽;
1、成熟、可靠且先进的工程技术和工艺技 术。成熟可靠是指有在线的运行装置;技 术先进是指:(1)产品质量好;(2)单 位产品的原材、辅材、公用工程的消耗低; (3)环保性能好;(4)系统本质安全。

初探煤气化工艺方案的选择

初探煤气化工艺方案的选择

初探煤气化工艺方案的选择煤气化是一种将煤炭转化为合成气的重要技术。

合成气是一种混合气体,主要成分是一氧化碳和氢气,可以用于生产合成燃料、化工原料、肥料等,同时也可以用于发电和供热。

煤气化技术在减少碳排放、提高能源利用效率等方面具有重要意义。

在选择煤气化工艺方案时,需要考虑到煤种特性、产品需求、环境影响等因素,以确保实现经济、环保和可持续发展的目标。

首先,选择适合的煤气化工艺是至关重要的。

目前,主要的煤气化工艺包括干燥气化、气体化、固体床气化和流化床气化等。

不同的煤气化工艺具有不同的优缺点,需要根据具体情况进行选择。

干燥气化工艺适用于低热值的煤炭,通过将煤炭预处理后进行气化,能够实现煤气中有机组分的高效转化。

气体化工艺是一种高效的煤气化工艺,具有操作简单、产品质量高等优点,但需要消耗大量的能源。

固体床气化工艺适用于高强度的煤气化,可以实现高效的碳转化,但也存在需要更多外部热输入的问题。

流化床气化工艺具有较高的热效率和碳转化率,适用于多种煤种,但运行成本较高。

其次,根据产品需求选择合适的煤气化工艺方案。

不同的煤气化工艺可以得到不同成分和比例的合成气,根据具体产品需求,如合成燃料、化工原料等,选择合适的工艺方案能够提高生产效率和产品质量。

再次,考虑环境影响是选择煤气化工艺方案的重要因素之一、煤气化过程中会排放大量的废气和废水,其中含有二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等有害物质,对环境造成污染。

选择低污染、低能耗的煤气化工艺方案,通过废气净化、循环利用等技术措施,可以减少对环境的影响。

最后,综合考虑经济性、可持续性等因素选择煤气化工艺方案。

煤气化技术的投资、运营成本较高,需要测算投资回收期、成本效益等指标,确保项目能够持续盈利。

同时,考虑到气化废物的处理、能源消耗等问题,选择符合可持续发展理念的煤气化工艺方案能够实现长期稳定的运营。

总之,选择适合的煤气化工艺方案是实现煤气化技术应用的关键。

需要根据煤种特性、产品需求、环境影响、经济性等多方面因素进行综合考虑,确保选取的方案能够实现经济、环保和可持续发展的目标。

煤炭气化—煤的气化方法的评价与选择

煤炭气化—煤的气化方法的评价与选择

2.原料煤对不同气化过程的影响
3.过程消耗 ⑴原料消耗 ⑵氧与蒸汽消耗 ⑶水与电的消耗
4.产品煤气的净化和后匹配 ⑴产品煤气的净化 ⑵产品煤气的后匹配
5.选择气化方法的判据
§ 3 、煤的气化
§ 3.1 煤气化的基本原理 § 3.2 气化炉的基本原理 § 3.3 固定(移动)床气化法 § 3.4 流化床气化法 § 3.5 气流床气化法
§ 3.6 煤的气化联合循环发电 § 3.7 煤炭地下气化 § 3.8 煤的气化方法的评价与选择 § 3.9 煤气的净化 § 3.10 煤气的甲烷化
•采 用 一 定 块 径 范 围 的 块 煤 ( 半 焦 、 焦 ) 或 成 型 煤 为 原 料 , 与 气 化 剂逆流接触,用反应残渣(灰渣)和生成气的显热,分别预热入炉 的气化剂和煤,所以气化炉的热效率较高。多数固定床气化炉用转 动炉栅把灰渣从炉底排出,少数固定床气化炉则排出液态渣。固定 床气化炉需用块状原料,反应速度较慢,在生成气中含有相当量的 焦油蒸气,并对煤质有一定的要求(如较高的灰熔点、较好的机械 强度和热稳定性)。在使用粘结性煤时,炉内应设置专门的破粘装 置。
§ 3.8 煤的气化方法的评价与选择
1.煤气化的工艺技术和特性 ⑴固定床气化工艺
先进的固定床气化工艺以鲁奇移动床加压气化为代表,其主要 优点:
可以使用劣质煤气化; 加压气化生产能力高; 氧耗量低(是目前三类气化方法中氧耗量最低的方法); 鲁奇炉是逆向气化,煤在炉内停留时间长达1h,反应炉的操作温 度和炉出口煤气温度低,碳效率高、气化效率高。 缺点: 固定床气化只能以不粘块煤为原料,不仅原料昂贵,气化强度低; 煤气中含酚类、焦油等较多,使净化流程加长,增加了投资和成本富氧和蒸汽为气化剂,在适当的煤粒度和气速 下,使床层中粉煤沸腾,气固两相充分混合接触,在部分燃烧产生的高温下 进行煤的气化。其工艺流程包括各煤、进料、供气、气化、除尘、废热回收 等系统,将原煤破碎至8mm以下,烘干后进人进煤系统,再经螺旋加料器 加人气化炉内,在炉内与经过预热的气化剂(氧气/蒸汽或空气/蒸汽)发 生气化反应,携带细颗粒的粗煤气由气化炉逸出,在旋风分离器中分离出较 粗的颗粒并返回气化炉,除去粉尘的煤气经废热回收系统进人水洗塔使煤气 最终冷却和除尘。 流化床气化法 采用一定粒度范围的细粒煤为原料,进入炉内的气化剂使 煤粒呈悬浮(流化)状态,流化床中混合、传热都很快,所以整个床层温度 分布均匀。这类气化法不受固定床气化法需用块煤的限制,取消了容易发生 故障的机械传动部分,生成气中基本上不含煤的挥发分。但流化床操作热效 率不高;灰分和未反应碳容易混杂,甚至粘结在一起,使碳的转化率降低; 热煤气夹带粉尘,其处理过程较复杂。另外,流化床气化法必须采用活性较 高的煤种。

初探煤气化工艺方案的选择

初探煤气化工艺方案的选择

初探煤气化工艺方案的选择引言煤气化是一种将煤炭转化为可燃性气体的化学过程。

随着能源需求的增长和对环境友好能源的需求,煤气化技术在能源行业中扮演着重要的角色。

选择适合的煤气化工艺方案对于确保高效能源生产至关重要。

本文将探讨煤气化工艺方案的选择。

煤气化工艺方案的分类煤气化工艺方案可以根据煤气化过程中所产生的气体组成和工艺特点进行分类。

根据气体组成,煤气化工艺方案可分为固定床煤气化、流化床煤气化和喷射流床煤气化三种。

固定床煤气化是煤气化过程中最传统的方法之一。

在固定床煤气化中,煤炭放置在固定的床层中,通过燃烧过程对煤进行加热并转化为煤气。

该方法具有操作简单、投资成本低等优势。

然而,由于需用气化剂氧气或空气进行反应,固定床煤气化的操作温度比较高,因此对设备材料要求较高。

流化床煤气化流化床煤气化是一种通过在催化剂的帮助下,在高温下将煤炭转化为煤气的技术。

在流化床煤气化中,煤炭颗粒通过高速流化床,与催化剂进行反应,产生煤气。

该方法具有反应速度快、煤炭利用率高的优势。

然而,流化床煤气化对催化剂的选择较为关键,同时也需要解决流化床内部的热传递和固体颗粒的回收问题。

喷射流床煤气化是一种将煤炭喷射到高温反应器中,利用高速气流将煤炭转化为煤气的工艺。

该方法具有煤炭颗粒均匀分布、热传递效率高等优势。

然而,由于煤炭在高温下的反应过程中会生成大量灰渣和焦炭,因此喷射流床煤气化需要解决灰渣和焦炭的分离和处理问题。

选择煤气化工艺方案的考虑因素在选择煤气化工艺方案时,需要考虑多个因素,包括煤性质、产气要求、产气效率和经济性。

煤性质煤性质对煤气化工艺方案的选择具有重要影响。

不同种类的煤炭具有不同的热值、灰分含量和挥发分含量等特性。

不同的煤炭在煤气化过程中的反应特点也不同,因此需要根据煤的性质选择适合的煤气化工艺方案。

产气要求根据煤气用途的不同,产气要求也各不相同。

有些应用需要高纯度的合成气体,而有些应用仅需要低纯度的燃料气体。

因此,在选择煤气化工艺方案时,需要明确产气的要求,以确定适合的工艺方案。

煤气化工艺技术的选择

煤气化工艺技术的选择

煤气化工艺技术的选择滑体之(中原大化集团有限责任公司,河南濮阳 457000) 2005-09-16煤炭通过气化转化成煤气是煤炭化工、整体煤气化联合循环发电、煤气化多联产等技术的关键和龙头技术。

自发展以煤为原料的石油替代能源战略在我国确立之后,各地纷纷上马或正在积极酝酿着各种规模的煤化工项目,掀起了又一轮煤化工热。

本文对我国煤气化技术的现状作简单介绍,并对如何科学选择煤气化工艺提出建议。

1 煤气化技术简介煤气化工艺以煤炭(块煤、焦炭或粉煤)为原料,采用空气、氧气、二氧化碳和水蒸气为气化剂,在气化炉内高温环境下进行热化学反应。

其主要气化反应是煤与气体介质之间的反应,即气、固两相之间的非均相反应,同时也有气体反应物之间的均相反应。

这些反应进行的程度决定于气化炉的操作条件,即温度、压力、气化剂与煤炭的接触时间及煤炭的化学反应活性、表面情况等。

其产品可作为燃料气、原料气或合成气,与气化炉炉型有关。

气化炉的分类按煤与气化剂的相对流动方式可分为逆流、并逆流和并流,与其相对应的则是固定床、流化床和气流床气化炉。

1.1 固定床气化炉常见的固定床(慢移动床)气化炉有间歇式气化炉(UGl)和连续式气化炉(鲁奇Lurgi)两种,目前都是已淘汰或落后的气化技术。

固定床间歇式气化炉国外已于20世纪60年代初废弃。

我国于2 0世纪40年代引进UGI炉,50年代改烧无烟煤,主要用于制氨和甲醇;至今尚有600余家在使用。

随着能源政策和环境的要求越来越高,不久的将来,会逐步为新的煤气化技术所取代。

连续式气化炉应用碎煤加压气化技术,20世纪30年代由德国鲁奇(Lurgi)公司开发成功,是逆向气化,煤在炉内停留时间长达1 h,反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低,碳转化率高,气化效率高,可以使用劣质煤气化,在世界各国得到广泛应用。

但气化炉结构复杂,炉内设有破粘和煤分布器、炉篦等转动设备,制造和维修费用大;入炉煤必须是不粘块煤,原料采购成本较高;出炉煤气中含焦油、酚等,污水处理和煤气净化工艺复杂、流程长、设备多,增加了投资和成本。

煤化工气化工艺技术的选择

煤化工气化工艺技术的选择

煤化工气化工艺技术的选择摘要:化工的高速发展离不开气化全过程。

气化全过程在能源化工生产过程中起着非常重要的作用。

在我国煤制气化工拥有悠长的发展史,并取得了一定的成果。

本文研究阐述了能源化工气化工艺的现况,论述了当代煤气化工艺的高速发展特性,对现代工业的发展具有重要实用价值和研究意义。

关键字:能源化工气;工艺;剖析1序言在水煤浆气化环节中,必须合理控制工艺主要参数,以确保水煤浆气化效果,制取更多合成气,以适应能源化工生产制造的需求。

阐述了在我国水煤浆气化技术性的现况,控制住了水煤浆气化影响因素,提升了水煤浆气化高效率,满足能源化工生产企业的经济发展规定。

2现代煤化工气化工工艺的高速发展特性2.1生产流水线运行安全平稳世界各国对能源化工气化工艺的要求有着不同的要求。

海外研究发现,空调蒸发器连续操作100天为工艺符合要求的,其设置规范有一定的缘故。

在我国,它是通过本年度经营去衡量的。

规定煤气化工艺在8000h里的泊车频次不得超过3次,即煤气化的泊车不受影响全部化工企业的泊车,因而,煤气化工艺的保障因素就是确保全部生产线设备安全稳定运行,不单单是空调蒸发器的连续操作日数。

2.2扩张单炉经营规模中国传统的每台气化炉规模为500~2000t/D,气化炉的经营规模将影响到使用效率。

气化炉可分为三类。

1000t/D以下的为中小型气化炉,1500~2000t/D为中小型气化炉,3000t/D为大中型气化炉。

中小型气化炉年使用时间可以达到8000h之上,仅有一部分中小型气化炉商品可以达到8000h。

大中型气化炉依然在设计过程中。

实践经验证明,大中型气化炉能够减轻企业的经营成本,那如果发生停产状况,将给企业带来重大损失。

因而,在挑选气化炉时,企业应充分考虑并选择合适的本公司的绝佳经营规模值。

2.3提升汽化炉内运作工作压力目前市面上唯一的气化炉是水煤浆气化炉,操作温度可高达8.7mpa,多种类型气化炉的操作温度为0.1~8.7mpa。

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初探煤气化工艺方案的选择1 几种煤气化工艺及特点介绍煤气化是煤化工的龙头技术,是煤洁净利用技术的重要环节,C1化学的基础。

煤气化技术是发展煤基化学品、煤基液体燃料、联合循环发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础,是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术,对我国经济和保障国家安全具有重要的战略意义。

煤气化过程采用的气化炉炉型,目前主要有以下3种:固定床﹙UGI、鲁奇﹚;流化床﹙灰熔聚、UGAS、鲁奇CFB、温克勒、KBR、恩德等﹚;气流床﹙Texaco、Shell、GSP、PRENFLOW、国产新型水煤浆、二段干煤粉、航天炉等﹚。

1.1固定床制气工艺1.1.1常压固定床间歇制气工艺工艺特点是:常压气化,固体加料10-50mm,固体排渣,间歇气化,空气和蒸汽作气化剂,吹风和制气阶段交替进行,适用原料白煤和焦碳,气化温度800~1000℃。

代表炉型有美国的U.G.I型和前苏联的U.G.Ⅱ型。

工艺过程都比较熟悉,这里从略。

技术优点:历史悠久,技术成熟,设备简单,投资省,生产经验丰富。

技术缺点:技术落后,原料动力消耗高,炭转化率低70~75%,产品成本高,生产强度低,程控阀门多,维修工作量大,废气、废水排放多,污染严重,面临淘汰。

1.1.2常压固定床连续制气常压固定床连续制气工艺的技术特点:常压气化,固体加料,床体排渣,连续制气,富氧空气﹙氧占50%﹚或氧气加蒸汽做气化剂,无废气排放,适用煤种白煤和焦碳。

技术优点是:连续制气,炉床温度稳定,约为900~1150℃,操作简单,程控阀门少,维修费用低,生产强度大,碳转化率高,约80~84% 。

技术缺点:需要空分装置,投资比较大。

固定床连续制气工艺的技术突破在于以氧气或富氧空气加蒸汽做气化剂,由于气化剂中氧含量的增加,气化反应过程中,燃烧产生的热量与煤的气化和蒸汽分解所需要的热量能够实现平衡,可以得到稳定的反应温度和固定的反应床层,可以实现连续制气,不用专门吹风,无废气排放,生产强度和能源利用率都有了很大的提高。

1.1.3 固定床加压气化工艺:前西德鲁奇公司(Lurgi)开发。

工艺特点:加压气化,固体加料,固体排渣,连续气化,氧气和蒸汽作气化剂,设有加压的煤锁斗和灰储斗,适用煤种:褐煤、次烟煤、活性好的弱粘结煤。

技术优点:加压气化3.1 MPa,生产强度大,碳转化率高约90%。

技术缺点:反应温度略低700~1100 ℃,甲烷含量较高,煤气当中含有焦油和酚类物质,气体净化和废水处理复杂,流程较长,投资比较大。

1.2 流化床工化工艺流化床气化工艺的总体特点是:以粉煤或小颗粒的碎煤为原料气化,气化剂以一定的速度通过物料层,物料颗粒在气化剂的带动下悬浮起来,形成流化床,由于物料层处于流化状态,煤粉和气化剂之间混合更允分,接触面积更大,煤粉和气化剂迅速地进行气化反应,反应产生的煤气出气化炉后去废热回收和除尘洗涤系统,反应产生的灰渣由炉底排出。

气流床反应物料之间的传热和传质速率更快,过程更容易控制,生产能力也有了较大的提高。

下面就流化床气化工艺发展过程中的几种工艺的技术特点分别作一下介绍。

1.2.1 温克勒﹙W inkier﹚常压流化床气化工艺:是前西德莱菌褐煤公司和伍德公司20世纪20年代开发的,是世界上最早的流化床气化工艺。

工艺特点:常压气化,粉煤进料粒度小于9.5mm,干法排渣 ,氧气或空气加蒸汽作气化剂,炉体上部有分离空间,使煤气当中夹带的半焦和灰颗粒分离,并且用一次空气加蒸汽进一步气化,气化温度815~1100℃,碳转化率70~73%,适用煤种:褐煤、次烟煤、弱粘结性煤。

主要技术问题:炉底的炉箅经常出现局部高温,结渣,偏炉现象。

炉出口气体带出物较多,排灰的含碳量较高。

2.2.2恩德常压流化床气化工艺:是朝鲜恩德郡七.七化工厂20世纪60年代在常压温克勒气化工艺的基础上开发的。

工艺特点:常压气化,粉煤进料粒度小于10mm,干法渣,氧气或空气加蒸汽作气化剂,取消了炉箅,改造为布风喷嘴向炉内送气,解决了炉底结渣的问题,气化温度950~1050 ℃,在炉气出口增设了旋风分离气,返料从炉底入炉循环使用。

技术优点:煤种适从性宽,可气化褐煤、次烟煤、弱粘结性煤,返料循环使用,碳转化率可达76%,极少产生焦油。

技术缺点:气化压力低,难以实现大规模生产,排灰含碳量高。

1.2.3循环流化床粉煤气化工艺CFB:20世纪70年代鲁奇公司开发。

工艺特点:该技术的工艺过程和恩德粉煤气化工艺比常相似,所有不同的是CFB技术的旋风分离器分离的粉尘直接从气化炉上部进入气化炉炉膛,多重循环,使循环物料和新鲜物料之比高达40倍以上,导致碳粒的反复气化,因而碳的转化率很高,可达90%。

由于夹带固体物料的速度大大低于气流速度,气体和固体间的滑动速度较大,因而物料和气化剂间的混介更充分,接触时间更长,气化效率较高。

可以用蒸气加空气、富氧空气、氧气作气化剂,但产气品质不一样。

技术优点:循环流化床气化,碳的转化率更高了,单炉生产能力大,煤种适应广。

技术缺点:排灰的含碳量仍然比较高。

1.2.4灰熔聚粉煤循环流化床汽化工艺:美国煤气研究所在美国能源部﹙DOE﹚的资助下于20世纪70年代开发。

该技术是在常压循环流化床气化工艺的基础上发展起来的,它的技术突破在于采用了灰聚熔技术,所谓灰聚熔指的是:在炉底中心有一个氧气或空气入口,该处由于氧气或空气的进入,形成一个局部的高温区,在这里灰渣中未反应的碳进一步反应,煤灰则在高温下开始软化并且相互粘结在一起,当熔渣的密度和重量达到一定的程度时灰球就会克服气流的阻力落入炉底。

灰熔聚技术极大地降低了排灰的碳含量,大幅度提高了碳的转化率,是循环流化床气化技术发展史上的重要里程碑,灰熔聚技术使循环流化床气化炉的碳转化率提高到96-98%,气化温度954~1038℃。

技术特点:灰熔聚循环流化床气化工艺具有循环流化床工艺的一切优点,而且大大提高了碳的转化率,气化剂分两路进入,从炉底排灰管进入一路气化剂的氧含量较高,以实现灰熔聚,U-Gas炉操作压力为0.69~2.41 MPa,有带压的煤斗和灰斗,煤气中无焦油,无废气排放。

目前的问题是出口气带灰较多,不能长周期运行。

1.2.5高压灰熔聚粉煤循环流化床汽化工艺:美国煤气研究所IGT20世纪80年代开发。

该技术是在常压灰熔聚粉煤循环流化床气化工艺的基础上发展起来的,也有进料的煤斗和排灰的灰斗,所不同的是它的操作压力可达2.7~3.4MPa。

该技术对设备阀门的要求比较高,尚未广泛推广开来。

1.3 气流床气化工艺气流床气化工艺的共同特点是:煤进料的粒度比粉煤流化床气化的进料粒度更小,反应物料被气化剂夹带,以气流床的形式进行反应,因而反应进行得更快。

一般要求反应的温度和操作的压力都比较高。

1.3.1柯伯斯-托切可粉煤气流床气化工艺:前西德﹙Kopper-Tobek﹚公司20世纪40年代开发。

流程简述:粉碎研磨合格的煤粉用氮气输送到煤储斗当中,再由螺旋给料机送至混合器,在混合器当中,粉煤在氧气和蒸气的携带下经烧嘴进入气化炉,氧气,蒸气和粉煤一起并流进入气化炉,在气化炉内发生强烈的氧化反应,产生高达2000℃的高温,反应后产生的水煤气先进入废热锅炉回收热量,然后进入洗涤除尘系统。

反应产生的灰份被炉内的高温融化沿气化炉的炉壁流入激冷槽内,冷却固化后由捞渣机排出。

该工艺的主要技术特点是:粉煤进料小于0.1mm,熔融排渣,常压气化,操作简单,产气当中无焦油和酚及烃类物资,甲烷含量低等特点。

要求煤的活性好,灰熔点适宜。

该技术的缺点是:氧耗高,对气化炉耐火砖的要求高,显热回收设备多,投资比较大。

1.3.2谢尔粉煤气流床气化工艺:谢尔﹙Shell﹚国际石油公司在柯伯斯-托切可粉煤气流床气化工艺的基础上开发的。

工艺过程:与柯伯斯-托切可粉煤气流床气化技术的工艺过程基本相同,所不同的是该工艺的废热锅炉和气化炉不是联体的,而是分开的,而且高温煤气在进入废热锅炉前先和洗涤冷却后的冷煤气混合激冷到1000℃以下再进入废热锅炉,有效地防了熔融灰渣粘结到废热锅炉壁上。

技术特点:粉煤进料粒度90%通过170目筛网,气流床反应,加压气化3.0~4.OMPa,气化温度1340℃熔融排渣,夹套水冷,煤种适应宽,几乎可以气化所有煤种,气化效率高,一般98%以上,产品气当中有效气成分在90%以上,无焦油类物资,适应于制气和商业化联合发电装置IGCC。

技术缺点是:技术费用高、投资大,采用的夹套水冷壁使用寿命只有25年,而且该技术难以实现国产化。

1.3.3德士古水煤浆加压气化工艺:美国德士古﹙T exaco﹚公司20世纪70年代开发。

工艺过程:磨制合格的水煤浆由泵加压后和氧气经特制的烧嘴喷入气化炉,水煤浆被高效雾化并蒸干水分后和氧发生复杂的氧化还原反应生成水煤气,生成的水煤气和熔渣一起进入气化炉下面的激冷室,熔渣被冷却固化后经锁灰斗收集排出,水煤气激冷后出气化炉激冷室去洗涤除尘系统。

技术特点:水煤浆进料,加压气化,纯氧作气化剂,熔融排渣, 原料适应范非比常广,碳转化率高94-98%,有效气成分高达84%,废物排放少,生产能力大,前景广阔。

水煤浆浓度65%,粒度99%通过14目筛网。

技术缺点:氧耗比较高,投资大、技术费用高。

2 其它制气技术2.1“热-电-煤气”三联产煤制气技术“热-电-煤气”三联产煤制气技术是在热电联产的基础上以较少的投资获得高品质、低成本煤气的一种制气方法。

该技术利用热电厂循环流化床锅炉的循环热灰对煤(次烟煤、褐煤等)进行干馏产出煤气经净化后供给用户。

“热-电-煤气”三联产煤制气的实质是:原料煤在送入锅炉之前先将煤中的挥发分提出,产出煤气。

提出挥发分的煤变成半焦。

半焦作为主要燃料直接送入锅炉炉膛燃烧。

锅炉产生蒸汽用于发电、供热,从而实现热、电、煤气三联产。

1-CFB锅炉燃烧室;2-旋风分离器;3-热灰输送阀;4-热分解反应器;5-煤斗;6-气液分离器;7-半焦输送阀;8-罗茨鼓风机图1 热-电煤气三联产工艺流程示意图优点:⑴原料煤为劣质煤(褐煤、次烟煤等),煤种在我国分布广,价格低。

⑵工艺过程反应条件温和(常压、中温)。

⑶工艺过程无氧化反应,基本上不增加CO2气体排放。

⑷节能效果显著,工艺部分与热电联产相结合,综合热效率可达90%。

局限:⑴制煤气工艺的实现必须依附于循环流化床锅炉的正常运行。

⑵对原料煤的煤种有一定的限制。

3 煤气化技术发展趋势世界现代煤炭气技术的特点及发展趋势是:⑴气化压力向高压发展气化压力由常压、低压﹙﹤1.0MPa﹚向高压﹙2.0~8.5MPa﹚气化发展,从而提高气化效率、碳转化率和气化炉能力,实现气化装置大型化和能量高效回收利用,降低合成气的压缩能耗或实现等压合成﹙如甲醇低压合成﹚,降低生产成本。

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