煤气化技术简介
煤气化技术介绍

煤气化技术介绍一、起源煤气化技术是指把经过适当处理的煤送入反应器如气化炉内,在一定煤气化技术工艺流程的温度和压力下,通过氧化剂(空气或氧气和蒸气)以一定的流动方式(移动床、硫化床或携带床)转化成气体,得到粗制水煤汽,通过后续脱硫脱碳等工艺可以得到精制一氧化碳气。
1857年,德国的Siemens兄弟最早开发出用块煤生产煤气的炉子称为德士古气化炉。
这项工艺引进中国后在二十世纪九十年代由山东省鲁南化肥厂经过广大工程技术人员的努力,发明了自主知识产权的对置式四喷嘴气化炉,目前已经在国内得到广泛推广应用,特别是兖矿集团煤化工项目在多处使用次技术,取得了显著的经济效益。
还有经过其他许多开发商的开发,到1883年应用于生产氨气。
煤气化技术是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。
二、原理煤干馏过程,主要经历如下变化:当煤料的温度高于100℃时,煤中的水分蒸发出;温度升高到200℃以上时,煤中结合水释出;高达350℃以上时,粘结性煤开始软化,并进一步形成粘稠的胶质体(泥煤、褐煤等不发生此现象);至400~500℃大部分煤气和焦油析出,称一次热分解产物;在450~550℃,热分解继续进行,残留物逐渐变稠并固化形成半焦;高于550℃,半焦继续分解,析出余下的挥发物(主要成分是氢气),半焦失重同时进行收缩,形成裂纹;温度高于800℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。
当干馏在室式干馏炉内进行时,一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触,发生二次热分解,形成二次热分解产物(焦炉煤气和其他炼焦化学产品)。
煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。
煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件(主要是温度和时间)。
随着干馏终温的不同,煤干馏产品也不同。
低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦,煤气产率低,焦油产率高;高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭,煤气产率高而焦油产率低。
中温干馏产物的收率,则介于低温干馏和高温干馏之间。
煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷,可作为燃料或化工原料。
煤气化技术的基本原理

煤气化技术的基本原理煤气化是一种将煤转化为合成气(Syngas)的技术,合成气是由氢气(H2)、一氧化碳(CO)和少量的甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)组成的气体混合物。
煤气化技术的基本原理是通过高温和压力将煤与氧气(或水蒸气)反应转化为可燃气体。
1.干煤气化:干煤气化是指在缺乏水蒸气的条件下,将煤转化为合成气。
在干煤气化过程中,煤被分解成固体炭和气体产物。
首先,煤被加热至高温,煤中的有机物质开始分解。
然后,产生的气体与煤中残留的炭反应,生成合成气。
2.水煤气化:水煤气化是指在存在水蒸气的条件下,将煤转化为合成气。
在水煤气化过程中,水蒸气与煤反应,生成氢气和一氧化碳。
水煤气化通常在高温和高压下进行,以提高反应效率和产气质量。
3.煤热解:煤热解是将煤在缺乏氧气的条件下加热,使其发生裂解反应,产生可燃气体。
煤热解可以通过煤干馏或焦化过程实现。
在煤热解过程中,煤中的有机物质被分解为固体炭、液体烃和气体产物。
液体烃和气体产物可以进一步加工提炼为石油产品或作为燃料使用。
1.碳气化反应:C+H2O->CO+H2煤中的碳与水蒸气反应,生成一氧化碳和氢气。
这个反应是煤气化过程中生成合成气的主要途径之一2.碳气化反应:C+2H2->CH4煤中的碳与氢气反应,生成甲烷。
这个反应也可以在煤气化过程中生成合成气。
3.热解反应:C->C+C煤中的高分子有机物质在高温下发生裂解反应,生成固体炭。
煤气化技术的应用广泛,可用于生产合成气、液体燃料、化学品和氢气等。
合成气可用于发电、制造合成燃料、合成化学品和进行化学反应。
煤气化技术在能源转型和减少对化石燃料的依赖方面具有重要地位。
然而,煤气化技术也面临一些挑战,如高能耗、环境污染和废弃物处理等问题。
因此,在推广和应用煤气化技术时,需要综合考虑技术、经济和环境等方面的因素。
煤气化技术简介

量较高 (>30%) 时,气化炉的经济性会急剧下降。因而要求煤炭灰熔点
FT<1500℃,灰含量在8%~20%之间; (4) Shell气化炉要把煤炭的含水量降低到很小的值 (烟煤的含水量降至2%, 褐煤降至 6%),因此在煤炭处理的时候需要有烘干设备,不宜利用含水量
较高的煤炭;
(5) 干法进料系统的粉尘排放远大于水煤浆进料系统; (6) 气化炉结构过于复杂,加工难度大。
按进料方式分类 按气化介质分类
水煤浆气化
粉煤气化
纯氧或富氧气化
空气气化
Texaco
Shell、GSP、 三菱
Shell、Texaco GSP、BGL
三菱
2. 典型的煤气化技术
2.1 煤气化技术
研发机构 GE 西门子 Shell 英国煤气公司 日本三菱公司 华东理工与兖矿集团 华东理工 西安热工研究院 西北化工研究院 北京航天万源煤化工 气化技术 Texaco水煤浆加压气化技术 GSP干煤粉加压气化技术 Shell干煤粉加压气化技术 BGL气化技术 吹空气煤气化技术 多喷嘴水煤浆气化技术 四喷嘴对置式干煤粉加压气化技术 两段式干煤粉加压气化技术 多元料浆单喷嘴顶置气化技术 航天炉
循环发电。
2. 典型的煤气化技术
2.2 Texaco气化炉
结构组成: 由喷嘴、气化室、激冷室(或 废热锅炉)组成。 水煤浆(58~62wt%)供料 液态排渣炉 内壁衬里有多层耐火砖 水煤浆和氧气从炉顶的燃烧 器高速连续喷入气化室,高 温状态下工作的喷嘴设有冷 却水装置,水煤浆喷入气化 炉内迅速发生反应,数秒钟 内完成气化过程。 气化炉的下部因冷却方式不 同有2种形式,一种激冷型 冷却方式,一种废热锅炉型。
空分装置投资。
煤气化技术简介

煤气化技术煤气化已有100多年的发展历史,先后开发了200多种气化工艺或气化炉型,有工业化应用前景的十余种。
煤气化可分为完全气化和不完全气化两大类:完全气化是指煤及其它固体原料与气化剂进行一步法化学反应,生成可燃气或合成气;不完全气化是指固体原料进行热加工时,除生成可燃气外还有含碳固体产物(如煤炼焦过程)。
这些产物又可进行加工利用。
国外为了提高燃煤电厂热效率,减少环境污染,对煤气化联合循环发电技术作了大量工作,促进了煤气化技术的开发。
目前已成功开发出了对煤种适应性广、气化压力高、生产能力大、气化效率高、污染少的新一代煤气化工艺,主要有荷兰壳牌(Shell)的粉煤气化工艺、德国克鲁伯—考柏斯(Krupp—Koppers)的Prenflo工艺,美国德士古(Texaco)和Destec 的水煤浆气化工艺以及德国黑水泵的GSP工艺等。
本章着重介绍我厂油改煤改造工程所引进的Shell粉煤气化工艺技术。
第一节煤气化技术分类及其发展一、煤气化技术分类最常用的气化分类方法是按煤和气化剂在气化炉内的相对运动来划分,大体可分成三种:逆流:固定床、移动床。
煤(焦)由气化炉顶部加入,自上而下经过干燥层、干馏层、还原层和氧化层,最后形成灰渣排出炉外;气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和还原层(两者合称气化层)。
代表炉型为常压UGI炉和加压Lurgi炉,主要用于制取城市煤气。
固定床气化的局限性是对床层均匀性和透气性要求较高,入炉煤要有一定的粒(块)度及均匀性。
煤的机械强度、热稳定性、粘结性和结渣性等指标都与透气性有关,因此,固定床气化炉对入炉原料有很多限制。
并逆流或返混流:流化床、沸腾床。
气化剂由炉底部吹入,使细粒煤(<6mm)在炉内呈并逆流反应,通常称为流态化或沸腾床气化。
煤粒( 粉煤)和气化剂在炉底锥形部分呈并流运动,在炉上筒体部分呈并流和逆流运动。
为了维持炉内的“沸腾”状态并保证不结疤,气化温度应控制在灰软化温度(ST)以下。
煤的气化技术

煤的气化技术煤的气化技术是一种将煤转化为气体的过程,通过高温和高压的条件下,将煤转化为一种可燃性气体,这种气体可以用于发电、燃料和化学品生产等领域。
煤的气化技术已经被广泛应用于世界各地,特别是在中国,由于煤资源丰富,煤的气化技术已经成为中国能源领域的重要组成部分。
煤的气化技术的优点在于它可以将煤转化为一种更清洁的能源形式。
相比于直接燃烧煤,煤的气化技术可以减少大量的污染物的排放,例如二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等。
此外,煤的气化技术还可以提高煤的利用率,因为煤的气化技术可以将煤中的大部分能量转化为气体,而直接燃烧煤只能利用煤中的一部分能量。
煤的气化技术的应用领域非常广泛,其中最重要的应用领域之一是发电。
煤的气化技术可以将煤转化为一种可燃性气体,这种气体可以用于发电。
相比于直接燃烧煤,煤的气化技术可以提高发电效率,并减少大量的污染物的排放。
此外,煤的气化技术还可以将煤转化为一种更适合于燃料电池的氢气,这种氢气可以用于发电。
除了发电之外,煤的气化技术还可以用于燃料生产。
煤的气化技术可以将煤转化为一种可燃性气体,这种气体可以用于生产合成气、合成油和合成烃等燃料。
这些燃料可以用于汽车、飞机和船舶等交通工具的燃料,也可以用于工业生产中的燃料。
此外,煤的气化技术还可以用于化学品生产。
煤的气化技术可以将煤转化为一种可燃性气体,这种气体可以用于生产合成氨、合成甲醇和合成乙烯等化学品。
这些化学品可以用于肥料、塑料和化纤等领域。
总之,煤的气化技术是一种非常重要的能源转化技术,它可以将煤转化为一种更清洁、更高效的能源形式。
煤的气化技术已经被广泛应用于世界各地,特别是在中国,由于煤资源丰富,煤的气化技术已经成为中国能源领域的重要组成部分。
未来,随着环保意识的不断提高和能源需求的不断增长,煤的气化技术将会得到更广泛的应用。
煤气化技术培训课件

煤气化技术培训课件xx年xx月xx日CATALOGUE目录•煤气化技术概述•煤气化技术的种类与特点•煤气化技术的工艺流程及设备•煤气化技术的操作与安全•煤气化技术的应用实例及效果•煤气化技术的未来发展及趋势01煤气化技术概述煤气化技术是指将固体或液体燃料转化为合成气体的过程,其中合成气体主要由一氧化碳、氢气和二氧化碳组成。
煤气化技术的定义煤气化技术具有高效、清洁、灵活等特点,能够适应不同的燃料类型和不同的产品需求。
煤气化技术的特点煤气化技术的定义国外发展历程自19世纪中叶以来,煤气化技术得到了广泛的应用和不断改进。
早期的煤气化技术主要是基于固定床反应器,后来逐渐发展出了流化床反应器和气流床反应器等先进的煤气化技术。
国内发展历程我国在煤气化技术方面也取得了长足的进步。
20世纪80年代以来,我国逐渐引进了国外先进的煤气化技术,并在此基础上进行了不断的研发和创新。
煤气化技术的发展历程能源领域煤气化技术被广泛应用于能源领域,如电力、热力、燃料等。
通过煤气化技术可以将固体或液体燃料转化为合成气体,进而用于生产电力或热力,也可以将合成气体用于生产各种燃料,如甲醇、乙醇等。
煤气化技术的应用场景化工领域煤气化技术也被广泛应用于化工领域,如合成氨、甲醇、乙炔等。
通过煤气化技术可以将合成气体转化为各种化工产品,满足工业生产和人民生活的需求。
其他领域除能源和化工领域外,煤气化技术还被广泛应用于冶金、陶瓷、玻璃等行业,以及农村地区和分布式能源等领域。
02煤气化技术的种类与特点气化技术的种类以煤为原料,在高温高压下进行气化,主要产物为煤气、焦油和半焦。
固定床气化技术流化床气化技术气流床气化技术等离子体气化技术以煤为原料,在高温高压下与气化剂进行反应,生成煤气、焦油和半焦。
以煤为原料,在高温高压下与气化剂进行反应,生成煤气、半焦和少量焦油。
以煤为原料,在高温高压下利用等离子体进行气化,生成煤气、半焦和少量焦油。
固定床气化技术设备简单,操作方便,气化效率高,适用于各种煤种。
煤气化技术

煤气化技术煤气化技术是将固体煤转化为气态或液态燃料的一种技术,其主要目的是提高煤的利用率,减少对传统燃料的依赖,达到节能、环保的目标。
本文将从煤气化技术的基本原理、应用领域以及优缺点等方面进行详细阐述。
一、煤气化技术的基本原理所谓煤气化技术,就是将煤通过高温、高压、无氧条件下的气化反应,将煤中的碳、氢、氧等元素与水蒸气或其他工业气体反应,生成一种能源燃气和化工原料的技术。
基本反应式为:C + H2O → CO + H2C + CO2 → 2COH2O + CO → H2 + CO2以上反应产生的气体主要包括一氧化碳(CO)、氢气(H2)和二氧化碳(CO2),其中一氧化碳和氢气是煤气化的两种主要产物,也是煤气化的主要目的。
二、煤气化技术的应用领域煤气化技术可以应用在多个领域,包括:1. 燃料领域:将煤气用作机械动力、燃料燃烧等用途。
2. 化工领域:将煤气用作化工原料,制取烯烃、乙烯、合成氨等。
3. 能源领域:将煤气用作化学燃料,如用合成气生产合成烃等。
4. 环保领域:将煤气用作城市燃气,以代替传统的煤炭、石油等燃料。
5. 冶金领域:将煤气用作高炉燃料,以代替传统的焦炭。
6. 电力领域:利用燃气发电、燃气轮机等,将煤气转化为电能。
三、煤气化技术的优缺点1. 优点:(1)提高煤的利用率:通过煤气化技术,可以将煤中的碳、氢等元素都充分利用,大幅提高煤的利用率。
(2)节约能源:煤气化技术可以将煤转化成可替代传统能源的煤气,实现节能减排。
(3)环保:煤气化技术可以减少尘埃、烟气等污染物的排放,达到环保的目的。
2. 缺点:(1)设备配置复杂:煤气化设备、反应器、气体清洗装置等的设计和制造较为复杂,需要高技术水平的研发和生产。
(2)能源成本高:虽然煤气化技术可以提高煤的利用率,但其能源成本相对较高,需要大量的电力和气体,从而影响了其应用范围和经济效益。
(3)反应过程精确控制难度大:煤气化是一个复杂的反应过程,其反应速度、温度、压力等参数均需要精确控制,一旦发生偏差,就可能影响到产物的质量和产量。
煤气化技术及其应用前景

煤气化技术及其应用前景煤气化技术是一种将煤炭转化为合成气的过程,该合成气可以用作燃料或化学原料。
煤气化技术在能源领域具有重要的意义,它可以提高煤炭资源的利用效率,减少对传统能源的依赖,并减少环境污染。
本文将探讨煤气化技术的原理、应用领域以及未来的发展前景。
煤气化技术的原理是通过高温和压力条件下,将煤炭与氧气或蒸汽反应,产生合成气。
合成气主要由一氧化碳(CO)、氢气(H2)和少量的甲烷(CH4)组成。
这些气体可以通过合成气的净化和转化,得到燃料气、石化产品、化学品等。
煤气化技术有多种方法,包括固定床煤气化、流化床煤气化和床内煤气化等。
每种方法都有其特点和适用范围,根据煤种和需要的产品,选择适合的煤气化技术是至关重要的。
煤气化技术的应用领域广泛。
首先,煤气化技术可以用于发电。
合成气可以作为燃料,直接供给燃气轮机或内燃机发电。
与传统燃煤发电相比,煤气化发电可以减少大气污染物的排放,提高发电效率。
其次,煤气化技术可以用于石化行业。
合成气可以用作合成油、合成烃和合成醇的原料,用于生产汽油、柴油、乙烯等产品。
此外,煤气化技术还可以用于化学工业。
合成气可以用于合成氨、甲醇、二甲醚等化学品,广泛应用于农药、塑料、合成纤维等领域。
煤气化技术的应用前景看好。
一方面,煤气化技术可以提高煤炭资源的利用率。
煤炭是我国主要的能源资源之一,但传统的燃煤方式存在能源浪费和环境污染的问题。
通过煤气化技术,可以将煤炭转化为合成气,提高能源利用效率。
另一方面,煤气化技术可以减少对传统能源的依赖。
传统能源如石油和天然气资源有限,而煤炭资源丰富。
通过煤气化技术,可以将煤炭转化为替代燃料,减少对进口能源的依赖。
此外,煤气化技术还可以减少环境污染。
煤炭燃烧会产生大量的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等有害气体,而煤气化技术可以通过净化和转化,减少这些污染物的排放。
然而,煤气化技术也面临一些挑战。
首先,煤气化技术的投资成本较高。
煤气化设施的建设需要大量的资金和技术支持,这对于一些发展中国家来说可能是一个难题。
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煤气化技术简介我国是富煤炭、缺油气、可再生能源总量有限的国家,在我国的煤炭储量中劣质煤占总储量的80%以上.近些年,煤化工在全球范围内得到了迅速发展;生产合成气的原料主要有煤、石油焦、石油和天然气,但石油焦、石油和天然气在当地无资源,相比较而言,煤炭资源丰富,对于我国这样一个煤炭资源相对丰富的国家,煤化工在我国化学工业中将占有越来越重要的地位。
煤气化生产的合成气,是制备合成氨、甲醇、液体燃料、天然气等多种产品的原料,煤气化工艺技术的进步带动着煤化工技术的整体发展,可以保证以煤为原料生产合成气制作下游产品的可靠性和稳定性。
煤气化是一个热化学过程。
以煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程.煤气化是煤化工的“龙头”,也是煤化工的基础。
煤气化工艺是生产合成气产品的主要途径之一,通过气化过程将固态的煤转化成气态的合成气,同时副产蒸汽、焦油、灰渣等副产品.一、煤气化技术分类及概况目前以煤为原料生产合成气的煤气化技术按照气化炉内物料流动方式来划分,主要有三大类:固定床(或称为移动床)、流化床和气流床。
其中具有代表性的煤气化技术如下:各种气化技术已经发展多年,但在目前的情况下,并没有一种气化技术可以适用于所有的工程项目。
气化技术的选择要综合从原料煤种、装置规模、产品方案、业主的详细要求,从整个工厂的角度具体分析确定气化方法。
固定床气化的煤质适应范围较广,除黏结性较强的烟煤、热稳定性差的煤以及灰熔点很低的煤外,从褐煤到无烟煤均可气化.固定床气化的缺点是单炉产气量略小,反应温度较低,蒸汽的分解率低,气化装置需要大量的蒸汽。
气化装置所产生的废水中还含有大量的酚、氨、焦油,污水处理工序流程长,投资高大。
由于出气化炉的煤气中的甲烷含量较高,对于煤制城市煤气或天然气项目,有较高的优势.碎煤固定层加压气化采用的原料煤粒度为6~50mm,气化剂采用水蒸汽与纯氧作为气化剂.该技术氧耗量较低,原料适应性广,可以气化变质程度较低的煤种(如褐煤、泥煤等),得到各种有价值的焦油、轻质油及粗酚等多种副产品。
该技术的典型代表是鲁奇加压气化技术和BGL碎煤熔渣气化技术。
流化床气化首次工业化大规模应用是温克勒用于粉煤气化,该技术在1922年获得专利之后,就广泛应用于化工合成、冶金、干燥、燃烧、换热等工业过程中。
流化床气化的优点是床层温度均匀,传质传热效率高,煤的适用性广,产品煤气中基本不含有焦油和酚类物质。
缺点是对煤的颗粒度要求较高,且气体中带出细粉过多,影响了碳转化率。
目前,流化床技术在中小型煤化工项目中有所应用,对于大型煤化工项目,正在进一步开发。
粉煤流化床加压气化又称之为沸腾床气化,这是一种成熟的气化工艺,在国外应用较多,该工艺可直接使用0~6mm碎煤作为原料,备煤工艺简单,气化剂同时作为流化介质,炉内气化温度均匀,典型的代表有德国温克勒气化技术,山西煤化所的ICC灰融聚气化技术和恩德粉煤气化技术。
虽然近年来流化床气化技术已有较大发展,相继开发了如高温温柯勒(HTW)、U-Gas等加压流化床气化新工艺以及循环流化床工艺(CFB),在一定程度上解决了常压流化床气化存在的带出物过多等问题,但仍然存在煤气中带出物含量高、带出物碳含量高且又难分离、碳转化率偏低、煤气中有效成分低,而且要求煤高活性、高灰熔点等多方面问题。
气流床气化是最清洁,也是效率最高的煤气化类型。
粉煤在1200—1700℃时被氧化,高温保证了煤的完全气化,煤中的矿物质成为熔渣后离开气化炉。
气流床所使用的煤种要比移动床和流化床的范围更广泛.使用氧气可以使气化更有效,并可避免水煤气被氮气稀释,水煤气的热值也将高于空气氧化炉所产生的水煤气的热值.气流床气化单炉产量大、气化压力和效率高,适用于甲醇、醋酸、合成氨、IGCC等大型、超大型的化工装置,也可为大型的石油化工装置提供氢气。
气流床加压气化技术大都以纯氧作为气化剂,在高温高压下完成气化过程,粗煤气中有效气(CO+H2)含量高,碳转化率高,不产生焦油、萘和酚水等,是一种环境友好型的气化技术.气流床气化技术主要分为水煤浆气化技术和粉煤气化技术,水煤浆气化技术的典型代表有:GE水煤浆加压气化技术、华东理工大学的多喷嘴对置式水煤浆气化技术、清华大学非熔渣—熔渣氧气分级气化技术以及西北化工研究院的多元料浆气化技术.粉煤气化技术典型代表有Shell的SCGP粉煤气化技术、西门子公司的GSP粉煤气化技术、科林干粉煤加压气化技术、西安热工研究院的两段式干粉煤加压气化技术和北京航天动力研究所的HT—L气化技术等.二、各种气化技术简介(一)固定床气化技术移动床气化又称固定床气化,属于逆流操作。
分为常压与加压两种。
常压法比较简单,但要求用块煤,低灰熔点的煤难以使用。
加压法是常压法的改进和提高,常用O2与水蒸气为气化剂,对煤种适应性大大提高.属于这类炉型的气化炉有UGI炉、鲁奇(Lurgi)炉和液态排渣鲁奇(BGL)炉等。
1、UGI炉固定床气化炉常压UGI炉以块状无烟煤或焦炭为原料,以空气和水蒸气为气化剂,在常压下生产合成原料气或燃料气。
该技术是20世纪30年代开发成功的,设备容易制造、操作简单、投资少。
但是,这种常压煤气化技术设备能力低、三废量大以及必须使用无烟块煤等缺点变得日益突出。
①UGI 炉单炉生产能力小.即使是最大的3。
6m炉,单炉的产气量也只有12000m3/h(标)左右,使得气化炉数量增多,布局十分困难。
② UGI炉生产现场操作环境恶劣。
一层潮湿,二层闷热,三层升腾的蒸汽让人难以忍受。
③一个制气循环分为吹风、上吹、下吹、二次上吹、空气吹净5个阶段。
气化过程中大约有1/3的时间用于吹风和倒换阀门,有效制气时间少,气化强度低。
另外,需要经常维护气化区的适当位置,加上阀门开启频繁,部件容易损坏,因而操作与管理比较繁琐。
④来自洗气箱和洗气塔的大量含氰废水和吹风气,对河流和空气造成严重污染。
⑤ UGI炉对煤质的要求极为严格,原料必须是25~80mm的无烟块煤,入炉煤必须经过筛选,筛选下来的粉煤和碎煤只能低价卖出或烧锅炉。
⑥ UGI炉碳转化率低,渣中含碳量高达22%以上,造成煤的大量浪费。
⑦ UGI炉出炉煤气中CO+H2只有70%左右,而且炉出口温度低,气体含有相当量的煤焦油,给气体净化带来困难。
UGI炉目前已属于落后的技术,国外早已不再采用。
我国的中小氮肥厂仍有3000多台UGI炉在运转。
2、Lurgi(鲁奇)加压气化炉鲁奇碎煤加压气化技术是20世纪30年代由联邦德国鲁奇公司开发的,是目前世界上建厂数量最多的煤气化技术。
Lurgi加压气化炉压力2.5~4.0MPa,气化反应温度800~900℃,固态排渣,以小块煤(对入炉煤粒度要求是6mm以上,其中13mm以上占87%,6~13mm占13%)为原料、蒸汽—氧气连续送风制取中热值煤气。
①鲁奇碎煤气化技术对煤种和煤质的要求较高,只能使用弱黏结烟煤和褐煤,灰熔点大于1500℃。
对强黏结性、热稳定性差、灰熔点低以及粉状煤则难以使用.②生产能力大,自工业化以来,单炉生产能力持续增长。
③气化炉结构复杂,炉内设有破黏结煤分布器、炉箅等转动设备,制造和维修费用大.④进料用灰锁上、下阀的使用寿命最长仅为5~6个月,而且长期依赖进口.⑤出炉煤气中含有焦油、酚等,煤气净化和污水处理工艺复杂、流程长、设备多,炉渣含碳5%左右。
与UGI炉相比,Lurgi炉有效的解决了UGI炉单炉生产能力小的问题.同时由于在生产中是用了碎煤,也使煤的利用率得到相应提高。
3、液态排渣鲁奇(BGL)炉1984年鲁奇公司和英国煤气公司联合开发了BGL液态排渣鲁奇炉,该炉操作压力2.5~3.0MPa,气化反应温度1400~1600℃。
炉结构比传统Lurgi 炉简单,取消了转动炉箅。
与固态排渣法相比较,液态排渣加压气化法的主要特点是:①气化强度高,上产能力大;②水蒸气耗量低,水蒸气分解率高;③煤气中可燃组分增加,热值提高;④煤种适应性增强;⑤碳转化率、气化效率和热效率均有提高;⑥对环境污染减少。
液态排渣法固定床加压气化具有一系列优点,因而受到广泛重视。
但是由于高温、高压的操作条件,对于炉衬材料、熔渣池的结构和材质以及熔渣排出的有效控制都有待于不断改进。
(二)流化床气化技术流化床煤气化又叫沸腾床煤气化,它是以小颗粒煤为气化原料,细粒煤在自下而上气化剂的作用下,保持连续不断的和无秩序的沸腾和悬浮状态运动,迅速地进行混合和热交换,以至整个床层温度和组分均一,使气、固两相流态化,煤与气化剂在一定温度和压力条件下反应生成煤气。
1、流化床煤气化技术迅速发展的原因1)生产强度比固定床大;2)以小颗粒碎煤为原料,适应采煤技术发展;3)对煤种煤质适应性强,可利用如褐煤等高灰劣质煤为原料,以实现原料本地化。
一般流化床煤气化炉不能从床层中排出低碳灰渣,这是因为要保持床层中高的煤灰比和维持稳定的不结渣操作,流化床内必须混合良好.因此,排出的灰渣组分与炉内混合物料组分基本相同,故排出的灰渣含碳量较高(15%~20%).针对上述问题提出了灰粘聚(灰融聚、灰熔聚、灰团聚)的排灰方式,即提高流化床局部区域温度,使煤中的灰分在软化(ST)而未熔融的状态下,相互碰撞粘结成含碳量较低的灰渣球,有选择地排出炉外.它与传统的固态和液态方式不同.与固态排渣相比,降低了灰渣中的含碳量;与液态排渣相比,减少了灰渣带走的显热损失;从而提高了气化过程的碳的利用率,它是煤气化排渣技术的重大发展.灰粘聚流化床气化技术早在20世纪50年代法国南希大学就进行过小型实验,证明灰粘聚流化床技术是可行的.在此基础上美国开发了U—gas和KRW两种工艺,取得了大量数据和成功经验,为商业化奠定了良好的基础条件。
2、流化床技术的原理气化剂从气化炉底部以一定的速度进入气化炉内,使床层内的煤粒沸腾流化起来,气、固两相充分混合接触反应,使碳的氧化更完全。
从气化炉上部带出的飞灰经旋风分离器分离出的细灰煤粉返回炉内进行循环,从而提高过程的总效率。
气化炉内设有中心管且在气化炉底部设置灰粘聚分离装置,在炉内上部形成局部高温区,使灰渣粘聚成球,借助灰渣与煤粉的质量差异对灰渣选择性控制排出,降低灰渣中的含碳量.灰粘聚循环流化床技术不同于早期的流化床技术就在于:早期流化床技术带出物损失的碳和灰渣中损失的碳均比较高,且它仅适用于高化学反应活性的低灰褐煤等煤种,而灰粘聚循环流化床技术不仅解决了带出物损失的碳和灰渣中损失的碳均比较高的技术问题,而且煤种扩大到褐煤、烟煤、无烟煤、焦煤等。
3、流化床技术特点灰粘聚循环流化床气化技术是国内自主开发的粉煤气化技术,它具有以下特点:1)煤种适应性广,可使用冶金焦、瘦煤、烟煤、无烟煤、长焰煤、气煤、褐煤等。