科林粉煤气化技术(CCG)简介
国内最全的煤气化技术简介

国内最全的煤气化技术简介(最新整理)本文收集、整理、并汇总了国内当前大多数煤气化工艺(包括水煤浆、干煤粉、碎煤等加压气化工艺;固定床、流化床、气流床气化工艺;激冷流程、废锅流程;水冷壁、耐火砖等冷壁炉和热壁炉型),可作为煤化工、煤气化专业技术人员参考资料,是目前网络上公开交流的较为全面的一篇资料。
1、“神宁炉”粉煤加压气化技术(宁夏神耀科技有限责任公司)以高旋流单喷嘴大通量粉煤加压气化炉为目标载体,以多煤种理化特性数据为基础,构建了气化炉流场、传热分析等模型;基于燃烧器强动量传导机制,揭示了顶置式旋流气化场湍流燃烧的动力学机理;揭示了氧气和煤粉的强化反应规律,独创了高效无相变水冷壁反应室与“沉降-破泡式”激冷室相耦合的气化炉。
“神宁炉”干粉煤气化技术能源转化效率高,有效气成分≥91%,碳转化率≥98.5%。
固体灰渣好处理,灰渣中不含苯、酚、焦油等大分子有机物废物。
气化系统吨煤污水排放量控制在0.4—0.5t,废水处理后可完全回用。
高效、中空、高能点火系统,实现高压、惰性环境下点火成功率98%以上。
采用组合式燃烧器通道结构,控制火焰形成,确保气化炉内壁挂渣均匀。
2、“科林炉”CCG粉煤加压气化技术(德国科林工业技术有限责任公司)技术特点:(1)煤种适应性广:适用于各种烟煤、无烟煤、褐煤及石油焦等,对强度、热稳定性、结渣性、粘结性等没有具体要求。
对高灰分、高灰熔点、高硫含量的“三高”煤等低品质的煤种拥有很好的工业化业绩。
(2)技术指标高:因燃烧器采用多烧嘴顶置下喷的配置方式,原料在气化炉内碰撞混合更加充分,气化炉炉膛及顶部挂渣均匀,可实现较高的气化温度(1400~1700℃),碳转化率高达到99%以上,合成气中不含重烃、焦油等物质,有效合成气成分90~93%,冷煤气效率80~83%。
(3)投资低:根据项目规模不同,可提供日投煤量750吨/天至3000吨/天的不同气化炉炉型设计,主要设备制造已完全实现国产化,整个装置的投资建设成本低,建设周期短。
11 科林煤气化技术(CCG)介绍

科林设备制造 公司
科林出口公司负责技术转让等商务工作 科林中国公司负责在亚洲的业务拓展
科林技术公司
科林生物制油 公司
CHOREN Fuel Lubmin
VerwaltungsGmbH
科林工业集团自身有一整套研发、设 计、关键设备制造和工厂运行的能力。
科林中国公司
科林出口公司
科林美国公司
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干煤粉烧嘴的寿命和检修周期大大长于水煤浆烧嘴
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水冷壁结构优势(与耐火材料热壁炉比较)
寿命长,检修少,在线率高。水冷壁的寿命可达10年以上, 每年检 修一次。如果是采用耐火砖结构则需每年更换, 拱顶砖的寿命更短 采用水冷壁结构,在开停车时不存在热壁炉的烘炉问题,从冷态开 车到满负荷仅需要一个小时,可以快速响应下游对合成气需求 采用水冷壁进行以渣抗渣,可以气化高灰熔点高灰分煤种 因为气化反应温度高,基本不会形成任何碳氢化合物(如甲烷 等),因而简化了对气体净化的要求
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多喷嘴顶置下喷
多喷嘴顶置下喷方案在德国黑水泵厂的气化炉有过8年的实际运转经验。 多喷嘴布置保证了粉煤在反应空间分布均匀,流场形成比单喷嘴方案要好。 多喷嘴方案可在开车过程实现各个烧嘴先后点火,开车过程中就能够完全配 合后续设备合成气需求逐步升量的方案。 多喷嘴方案的负荷调节余地比单喷嘴方案要大。而且放大更为容易。2000吨 以上投煤量的气化炉基本上很难使用用单喷嘴方案。 喷嘴顶置下喷的方案可以使高温粗气及灰渣方向流向相同以确保燃烧室排渣 顺畅 如某一烧嘴故障,系统还可短时间继续运行
Stammbetrieb VEB Schwarze Pumpe 黑水泵主厂 Braunkohleveredelung Lauchhammer Braunkohleveredelung Espenhain Grogaserei Magdeburg Verbundnetz Gas Leipzig
CCG气流床粉煤加压气化技术

CHOREN Coal GasifierCCG气流床粉煤加压气化技术CCG煤气化技术开发历程科林粉煤加压气化炉简称为CCG(Choren Coal Gasifier),该技术起源于前东德黑水泵工业联合体(Gaskombinat Schwarze Pumpe,简称GSP)下属的燃料研究所,于上世纪70年代石油危机时期开始开发,目的是利用德国当地褐煤提供城市燃气。
1979年在弗莱贝格市建立了一套3MW中试装置,完成了一系列的基础研究和工艺验证工作。
试验煤种来至于德国、中国、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、澳大利亚、捷克等国家,获得了大量煤种试验数据。
1984年在黑水泵市(SCHWARZ PUMPE)建立了一套130MW(日投干褐煤量为720吨)的干煤粉水冷壁气化炉工业化装置,气化当地褐煤用作城市燃气,有运行8年的工业化生产经验。
之后改用工业废液废油为原料,继续运行。
1990年燃料研究所和黑水泵气化厂的技术骨干发起成立了科林的前身公司UET,继续致力于煤气化技术的研发,经过不断的技术优化及实践,推出了先进的粉煤加压气化技术-CCG。
煤气化工艺描述(1)工艺描述CCG气化工艺过程主要是由进料、气化与激冷系统组成。
原料煤被碾磨为100%<200u.90%<65 u的粒度后,经过干燥,通过浓相气流输入系统送至烧嘴,在反应室内与氧气(年老煤种还需添加少量水蒸气)在高温高压的条件下反应,产生以一氧化碳和氢气为主的合成气。
根据煤中灰组分和灰熔融特性,气化温度控制在1400℃—1700℃之间(高于灰熔点200度左右)。
反应温度可通过氧气流量进行调节(控制炉内化学反应剧烈程度)。
反应室内壁为水冷壁,由于形成了固态渣保护层,因此反应所产生的液态灰渣不会直接接触水冷壁,避免了水冷壁高温损坏的风险。
生成的合成气及液态灰渣离开燃烧室向下流动,在激冷室中直接被水冷却,液态灰渣被水浴固化成颗粒状,冷却后的灰渣经过锁斗排出系统,从渣池中分离并通过捞渣机运出。
科林气化工艺流程

一、装置能力产品规模:生产合成气(CO+H2):110,000Nm3/h年操作时间:8000 小时技术来源:科林工业技术有限责任公司二、装置工艺过程(单元)的组成及其名称本项目气化装置:包括褐煤预干燥、干煤粉输送、粉煤制备、气化框、渣水处理、气化机柜室、气化装置变电所、气化装置综合楼、气化装置总图、气化给排水管网、气化装置外线、石油液化气站。
三、工艺流程简述来自界区外的原料褐煤(粒度小于10mm)首先经胶带输送机10L010A/B 输送至干燥机进料缓冲仓。
干燥机进料缓冲仓中的褐煤通过管式干燥机自带的布料器均匀进入管式干燥机的干燥管,在干燥机内被0.4MPa(g)低压饱和蒸汽加热升温至约90℃,使褐煤表面吸附的水分蒸发。
褐煤含水量从进料的35%降低至干燥后的13%左右。
与褐煤一起进入干燥机的空气吸收了水分以后经干燥机排气除尘器与干煤粉分离,达标排入大气。
干燥后的褐煤经下料阀下料至1#刮板输送机,1#刮板输送机上设有采样点,通过人工取样使用便携式水含量分析仪检测出料的水分含量,根据水分含量调整管式干燥机的转速或蒸汽的进入量,保证干燥后褐煤的含水量。
干燥褐煤经2#刮板输送机,1#斗式提升机斗提,3#刮板输送机输送至气化装置磨煤厂房料仓。
自界区外的低压蒸汽送至4 台管式干燥机加热褐煤,产生的冷凝水送至低压冷凝水收集罐,然后经低压冷凝水输送泵送至界区外。
在装置开车时,由于干燥机温度低,产生的冷凝水温度也较低,需要单独通过常压冷凝水收集罐收集,闪蒸出的蒸汽直接从安全地点排入大气。
粒度为10mm 以下的粉煤和粉煤,控制流量连续送入原煤仓,原煤仓的碎煤经煤称量给料机与从石灰石螺旋给料机出来的石灰石粉一起进入磨煤机制粉。
原煤的磨细和干燥是在磨煤机中同时进行的,磨煤系统自循环惰性气是从循环风机出口进入热风炉,并与热风炉燃烧产生的高温气体混合形成合格的惰性干燥气体。
惰性干燥气进入磨煤机后,把一定细度的煤粉带到位于磨煤机上部的分离器进行分离。
粉煤加压气化技术

粉煤加压气化技术
粉煤加压气化技术是一种将煤粉在高压下与氧气进行化学反应,产生大量合成气的技术。
该技术具有高效、节能、环保等优点,可以将煤转化为可用于化工、能源等领域的多种化学品和燃料。
该技术的核心是气化反应器,其构造与普通燃烧炉相似,但设计要求更高。
在反应器内,煤粉经过破碎、干燥、热解等过程,最终转化为一种或多种气体,主要包括一氧化碳、氢气、二氧化碳、甲烷等。
该技术的应用领域广泛,可以生产合成气、合成甲醇、合成氨、合成油和合成乙烯等化学品,也可以生产燃气、发电、加热等能源产品。
此外,该技术还可以与化工、冶金等行业的其他技术相结合,形成产业链,提高资源利用效率。
虽然该技术具有许多优点,但也存在一些挑战和问题。
例如,气化反应的过程中会产生大量的废水和废气,需要进行处理和净化;反应器的运行需要高压、高温等条件,需要耐磨、耐高温的材料支持;煤粉的质量和含硫、含灰等杂质的影响也会对气化反应产生影响。
总体而言,粉煤加压气化技术是一种重要的能源和化工技术,具有广阔的应用前景和发展空间。
未来,随着技术的不断进步和完善,该技术将逐渐成为可持续发展的重要支柱之一。
- 1 -。
科林粉煤气化技术(CCG)简介

科林粉煤气化技术(CCG)简介德国科林工业集团二零一零年七月1. 公司简介德国科林工业集团是全球著名的煤气化、煤干燥和生物质气化技术提供商。
该集团是前东德燃料研究所 (DBI)和黑水泵工业联合体(Gaskombinat Schwarze Pumpe,简称GSP)气化厂最大的后裔公司。
科林(CHOREN)名称的由来是:“C-Carbon-碳H-Hydrogen-氢O-Oxygen-氧REN-RENewable-可再生”。
科林集团总部位于德国弗莱贝格市,原东德燃料研究所旧址,著名的黑水泵气化厂就在附近。
戴姆勒奔驰汽车公司、德国大众汽车公司为科林的战略投资者。
目前集团拥有近300名研发及工程技术人员,其中主要技术骨干为前徳燃所和黑水泵厂的员工。
科林公司的发起人Wolf博士即为前东徳燃料研究所研发部部长,煤气化运行总监贡瓦先生是前黑水泵气化厂厂运行主任。
科林集团拥有40多年气流床气化技术研发、设计、设备制造、建设以及运行的经验,可以为客户提供粉煤气化技术(CCG)和生物质气化技术(Carbo-V®)从工艺包设计到关键设备制造和开车运行等一系列综合性服务。
此外,科林集团也是蒸汽流化床煤干燥技术的创始人和专利持有人,在全世界煤干燥领域,特别是褐煤干燥领域具有多年成功运行经验。
科林能化技术(北京)有限公司是科林集团的全资子公司,负责集团在亚太地区的业务。
2. 技术来源及技术开发背景科林高压干粉煤气化炉简称为CCG炉(Choren Coal Gasifier),该技术起源于前东德黑水泵工业联合体(Gaskombinat Schwarze Pumpe,简称GSP)下属的燃料研究所,于上世纪70年代石油危机时期开始开发,目的是利用当地褐煤提供城市燃气。
1979年在弗莱贝格市建立了一套3MW中试装置,完成了一系列的基础研究和工艺验证工作。
试验煤种来至于德国、中国、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、澳大利亚、捷克等国家。
煤气化技术巡展之:CCG?科林干粉气流床煤气化技术

煤气化技术巡展之:CCG®科林干粉气流床煤气化技术科林未来能源技术(北京)有限公司韩国灿副总经理在2018中国国际煤化工发展论坛上介绍CCG科林干煤气化技术发展历程实验室研究1970年,科林前身-德意志燃料研究所DeutschesBrennstoff Institut (DBI)开始研究干粉煤气化技术。
中试装置1979年,建成3MW中试装置,试烧世界多地约100个煤样,形成数据库资源和丰富的配煤理论。
工业化示范装置1984 年,在弗莱贝格黑水泵气化厂Schwarze Pumpe 建成200MW(日投煤量750吨)工业化示范装置,供应东德工业重镇---德累斯顿的化工园区,以及东德3/4城市燃气。
1990 年,DBI研发部部长 Wolf 博士带领研究所和黑水泵厂技术骨干创立科林公司,股东包括戴姆勒-奔驰公司、荷兰皇家壳牌公司、大众汽车公司,总投资1亿欧元。
1997 年,在黑水泵气化厂工业化装置基础上完成工艺技术优化,形成科林CCG粉煤气化技术。
2012 年,得到国家发改委和北京市商委的批复,中方资本100%控股德国科林公司,拥有全部的数据库、商标和知识产权。
在保留原有技术团队基础上,吸引专家团队加入。
2013年,在中国成立运营公司---科林未来能源技术(北京)有限公司,总部设在北京,技术及研发中心位于德国萨克森州德累斯顿市,致力于煤炭的清洁高效利用。
技术特点1、全球唯一独特的3+1顶置下喷布置水冷壁结构气化技术。
点火烧嘴和煤粉烧嘴结构简单;维修更换容易;单支或两支煤粉烧嘴失效后气化炉仍可继续运行;带压投料,投料快捷简单;煤线在线校正,简洁快速;正常运行后,点火烧嘴作为长明灯一直运行;跳车后,确保不泄压,并根据需要,快速投料。
4小时内实现冷态开车,半小时内实现热态开车;多烧嘴气化炉火焰燃烧区域更宽;从而确保高转化率和高成渣性(渣/灰比>7:3)。
2、气化指标优异操作参数:1200-1700℃,25-40 bar;效率参数:有效气CO+H2 >92%,碳转换率C%: >99%;冷煤气效率: ~83%;消耗参数:煤耗(kg/kNm3(CO+H2))<550;氧耗(Km3/kNm3(CO+H2)) <300。
科林粉煤气化工艺

1、前言中国目前是世界上最大的煤炭生产和消费国,煤炭的年产量在12亿吨以上,随着我国石油和化学工业产业发展与能源、资源短缺矛盾的上升及西、北部煤炭资源的开发,新型煤化工产业蓬勃发展,但西、北部煤种大部分为褐煤,这就为煤气化工艺的选择增加了许多局限性。
由于褐煤制浆性不好,对煤质改性的研究尚未达到工业化生产的需要,具有工业化生产基础的水煤浆气化工艺列在了选择范围之外,适用范围广、能耗低的粉煤气化技术成为被选择的对象。
但由于废锅流程的粉煤气化工艺在中国的推广不成功,对粉煤气化工艺的选择成了煤化工产业发展的一个难题。
煤气化工艺是煤化工、IGCC、加氢工艺、煤液化等的龙头和基础,气化工艺在很大程度上影响到煤化工产品(电力)的成本和效益,因此选择高效、低耗、无污染的煤气化技术是发展煤化工的前提。
现将国内近期引进的激冷流程的科林粉煤加压气化技术进行总结,以供参考。
2、科林粉煤气化工艺的技术来源及发展历程科林高压干粉煤气化炉简称为CCG炉(Choren Coal Gasifier),该技术起源于前东德燃料研究所,于上世纪70年代末开始开发,目的是利用当地褐煤提供城市燃气。
1979年在弗莱贝格市建立了一套3MW 中试装置,完成了一系列的基础研究和工艺验证工作。
试验煤种来至于德国、中国、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、澳大利亚、捷克等国家。
1984年在黑水泵市(SCHWARZ PUMPE)建立了一套130MW (日投煤量为720吨)的水冷壁煤气化炉工业化装置,气化当地褐煤用作城市燃气,有运行8年的工业化生产经验。
燃料研究所和黑水泵厂的技术骨干发起成立了科林的前身公司,继续致力于煤气化技术的研发,并把运行中出的问题进行了设计更改和完善,推出了一套完整优化的气化技术。
3、科林CCG技术与西门子GSP技术的联系和区别科林和西门子所提供的煤气化技术均是在燃料研究所早年的过期专利和黑水泵厂130MW气化炉的基础上进行放大和改进后的技术,然后形成了自己的新的专利体系。
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科林粉煤气化技术(CCG)简介德国科林工业集团二零一零年七月1. 公司简介德国科林工业集团是全球著名的煤气化、煤干燥和生物质气化技术提供商。
该集团是前东德燃料研究所 (DBI)和黑水泵工业联合体(Gaskombinat Schwarze Pumpe,简称GSP)气化厂最大的后裔公司。
科林(CHOREN)名称的由来是:“C-Carbon-碳H-Hydrogen-氢O-Oxygen-氧REN-RENewable-可再生”。
科林集团总部位于德国弗莱贝格市,原东德燃料研究所旧址,著名的黑水泵气化厂就在附近。
戴姆勒奔驰汽车公司、德国大众汽车公司为科林的战略投资者。
目前集团拥有近300名研发及工程技术人员,其中主要技术骨干为前徳燃所和黑水泵厂的员工。
科林公司的发起人Wolf博士即为前东徳燃料研究所研发部部长,煤气化运行总监贡瓦先生是前黑水泵气化厂厂运行主任。
科林集团拥有40多年气流床气化技术研发、设计、设备制造、建设以及运行的经验,可以为客户提供粉煤气化技术(CCG)和生物质气化技术(Carbo-V®)从工艺包设计到关键设备制造和开车运行等一系列综合性服务。
此外,科林集团也是蒸汽流化床煤干燥技术的创始人和专利持有人,在全世界煤干燥领域,特别是褐煤干燥领域具有多年成功运行经验。
科林能化技术(北京)有限公司是科林集团的全资子公司,负责集团在亚太地区的业务。
2. 技术来源及技术开发背景科林高压干粉煤气化炉简称为CCG炉(Choren Coal Gasifier),该技术起源于前东德黑水泵工业联合体(Gaskombinat Schwarze Pumpe,简称GSP)下属的燃料研究所,于上世纪70年代石油危机时期开始开发,目的是利用当地褐煤提供城市燃气。
1979年在弗莱贝格市建立了一套3MW中试装置,完成了一系列的基础研究和工艺验证工作。
试验煤种来至于德国、中国、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、澳大利亚、捷克等国家。
1984年在黑水泵市(SCHWARZ PUMPE)建立了一套130MW(日投煤量为720吨)的水冷壁煤气化炉工业化装置,气化当地褐煤用作城市燃气,有运行8年的工业化生产经验。
之后改用工业废液废油作为进料,继续运行至今。
燃料研究所和黑水泵工厂的技术骨干后来发起成立了科林的前身公司,继续致力于煤气化技术的研发,并把运行中出的问题进行了设计更改和完善,推出了一套完整优化的新气化技术 - CCG。
3. CCG技术介绍(A)气化工艺CCG气化工艺过程主要是由给料、气化与激冷系统组成。
原料煤被碾磨为100%<200μ,90%<65μ的粒度后, 经过干燥, 通过浓相气流输入系统送至烧嘴,在反应室内与工业氧气(年老煤种还需添加少量水蒸气)在高温高压的条件下反应,产生以一氧化碳和氢气为主的合成气。
根据灰组份和灰熔融特性,气化温度操作控制在1400℃--1700℃之间(高于灰熔点200度左右)。
反应温度可通过氧气流量进行调节(控制炉内化学反应剧烈程度)。
反应室内壁为水冷壁,由于形成了固态渣层保护,所以反应产生的液态灰渣不会直接接触水冷壁。
生成的合成气及液态灰渣离开燃烧室向下流动,在激冷室中直接被水冷却,液态灰渣被水浴固化成颗粒状,冷却后的灰渣经过锁斗排出系统,从排放的水中分离并通过捞渣机运出。
合成气被蒸汽饱和,以大约210 ℃温度离开气化炉。
气化炉外壳由水夹套保护,表面温度小于100℃。
原料气化和达到气体平衡所需的热量由原料碳氧化成CO2和CO所释放。
气化温度的选择主要由煤的灰熔点确定, 气化压力的确定主要取决于产品煤气的利用工艺,通常为4.0MPa。
(B)CCG气化炉结构气化炉由烧嘴、燃烧室、激冷室、水冷壁、外壳等部分组成。
日投煤量为1500吨的气化炉的尺寸大约是16米高,直径3.2米,重量约200吨。
右图是气化炉的示意图。
i 烧嘴CCG气化炉为多喷嘴顶置的形式,分为引燃烧嘴和煤粉烧嘴。
在开车和停车时候,利用液化气混合氮气作为引燃烧嘴的燃气。
在气化炉运行过程中,出于安全的考虑,引燃烧嘴在较小的功率下运行(长明灯)。
可以利用循环回送的合成气作为引燃烧嘴的燃料。
由于长明灯反应放热也是气化反应所需要的,所以并不会造成额外的能量损耗。
由于烧嘴是一个承载高温的部件,故每个烧嘴自身都有冷却循环系统。
经由泵、泵接收器和热交换器组成一个循环,形成强制冷却,使热量间接传导到冷却水系统。
烧嘴顶部寿命一般为4年,每年半年检修一次烧嘴的顶部。
如有损坏仅需更换烧嘴顶部。
下图为400MW(日投煤量1500吨)烧嘴分布图、引燃烧嘴示意图和粉煤烧嘴示意图。
ii 气化室水冷壁结构煤粉、氧气和水蒸气通过烧嘴进入燃烧室,发生部分氧化反应。
燃烧室是由齿形蛇管卷水冷壁围成的圆柱形空间, 上部为烧嘴, 下部为排渣口, 原料与氧气、水蒸气的气化反应就在此空腔内进行。
第一次开车后水冷壁被挂上一层渣,在后续运行中利用以渣抗渣的原理保护水冷壁。
正常运行时炉体内温度为1 400-1700 ℃, 经过渣层以后, 温度降低到500℃左右, 再经过16.5 mm 厚的屏壁和SiC填充物, 温度降低到270 ℃左右, 水冷壁内的加压冷却水的温度为250 ℃左右。
水冷壁气化炉体的优点是炉体实际承受的温度较低,水冷壁承温<500 ℃,外层壳体内壁的温度< 250 ℃, 气化炉外壳的表面温度小于100°C,不容易损坏,故可以气化灰熔点较高的煤种。
该水冷壁在黑水泵厂使用8年后,没有破坏性的损坏。
科林CCG炉还对原有水冷壁结构做了改善,分别设立了4处吹扫口,使炉壁间的吹扫更充分,大大延长了水冷壁的寿命。
iii 激冷室激冷室是一个上部为圆形筒体的空腔。
高温粗煤气和熔渣、从气化室下部一个喇叭形的排渣口进入激冷室, 高温合成气和熔渣在激冷室内用水进行冷却,冷却后的合成气进入洗涤系统进行洗涤,冷却后的灰渣经过锁斗排出系统。
(C)气化炉规格目前, CCG工艺的气化炉规格有3 种。
规格分别为200MW,400MW,600MW。
规格为200MW、日投煤量720 吨的小型气化炉已经在黑水泵气化厂工业化。
另一种气化炉规格为400MW、日投煤量约为1500吨,每小时有效合成气产气量约为100000标准立方。
科林公司还可以提供600MW,日投煤量为2250吨的气化炉。
2007年签约的兖矿贵州开阳化工50万吨合成氨项目采用了两台400MW、日投煤量为1500吨CCG气化炉,总产气量为每小时20万标准立方,下游工序需求是每小时14万立方有效合成气。
正常运行时两台炉均以70%的负荷运行,如果一台炉停车,则另一台炉可以满负荷运行以保证下游连续生产所需的最低气量。
(D)CCG气化技术的优势CCG气化技术的主要特点是干粉进料,以水冷壁保护气化炉,采用水激冷流程以冷却合成气、烧嘴顶置下喷。
i 干粉进料(与水煤浆进料比较)有如下优势1). 克服了部分煤种难以制浆的问题,与水煤浆技术相比,煤种适应性有所增强。
2). 避免将大量的水带入气化炉。
与水煤浆技术相比,氧耗降低约15-20%。
粗合成气中有效气(CO+H2)浓度可高达90 - 93%,冷煤气效率可达80-83% ,碳转化率≥99%。
这些效率指标均大大高于水煤浆技术。
3). 煤粉在干粉煤烧嘴内移动的速度仅约5米每秒,主要是靠高速的氧气带动煤粉形成旋流参加反应,无严重磨蚀,烧嘴头部寿命可达4年以上,仅需每半年检修头部向火面。
而水煤浆烧嘴内煤浆以固液混合物形式存在,流速高,磨蚀严重,1-3个月就需更换,以保证雾化效率和碳率。
ii 水冷壁结构(与耐火材料热壁炉比较)有如下优势1). 寿命长,检修少,在线率高。
水冷壁的寿命可达25年,每半年检修一次。
如果是采用耐火砖结构则需每年更换,拱顶砖的寿命更短2). 采用水冷壁结构,在开停车时不存在热壁炉的烘炉问题,从冷态开车到满负荷仅需要一个小时,可以快速响应下游对合成气需求3). 采用水冷壁进行以渣抗渣,气化反应的温度可以较高,不会对炉体有所损害,而对于热壁炉则需要考虑气化温度对耐火材料的影响。
故水冷壁气化炉可以气化灰熔点较高的煤种,进一步提高了煤种的适应性。
而且气化炉操作温度高于灰熔点200摄氏度,完全可以应付煤质一定范围内的变化。
CCG 气化工艺可以气化高达35% 灰分的煤种4). 因为气化反应温度高,基本不会形成任何碳氢化合物(如甲烷等),因而简化了对气体净化的要求5). 水冷壁采用间接副产低压蒸汽,通过监控水冷壁的进出水温差,判断炉壁的挂渣状况,有利用于气化炉稳定操作及设备的寿命延长。
iii 激冷流程(与废锅流程比较)1). 采用激冷工艺流程,设备结构简单,外形尺寸小,装置投资少。
投煤量相同的气化炉,激冷流程气化框架只有废锅流程气化框架的约一半高度,重量只有其20%左右。
气化岛投资只有其50-60%。
2). 由于采用全激冷方式,整个化工流程较废锅流程大大缩短(没有废热锅炉,陶瓷过滤器,循环气压缩机等),故整个装置的可靠率增加。
而且由于装置投资成本较低,能够负担双炉运行,大大提供了气化岛在线率。
3). 经过激冷和水洗,粗合成气含尘量低<1mg/Nm3,粗合成气夹带的水蒸汽可以满足变换工艺所需90-100%的蒸汽。
而废锅流程虽然以高投资产生高品位蒸汽,但如用于化工用途则其下游变换工艺还需要同样加入蒸汽,在经济上并不合算。
iv 多烧嘴同向顶置下喷1). 烧嘴顶置下喷在德国黑水泵厂的气化炉有过实际运转经验。
2). 将引燃烧嘴和煤粉烧嘴分开使得烧嘴结构较简单,降低故障率。
3). 烧嘴顶置下喷的方案可以使高温粗气及灰渣方向流向相同以确保燃烧室排渣顺畅,可以克服气渣上下分流工艺的固有排渣困难。
4). 烧嘴同向布置可以克服对置烧嘴间相互磨蚀的问题,5). 多喷嘴布置保证了粉煤在反应空间分布均匀,流场形成比单喷嘴方案要好。
6). 多喷嘴方案可在开车过程实现各个烧嘴先后点火,开车过程中就能够完全配合后续设备合成气需求逐步升量的方案。
7). 多喷嘴方案的负荷调节余地比单喷嘴方案要大。
而且放大更为容易。
2000吨以上投煤量的气化炉基本上很难使用用单喷嘴方案。
8). 如某一烧嘴故障,系统还可短时间继续运行,以排除故障带压连投。
(E) CCG技术与其他技术的比较以下是某化工设计院所做的水煤浆气化技术、干粉煤废锅气化技术及科林CCG气化工艺比较:水煤浆气化工艺、干粉煤废锅气化工艺与科林CCG气化工艺气化室出口处的典型气体成份如下:综合以上分析,这三种气流床气化工艺都是很好的煤气化技术。
但干粉煤废锅气化气化效率较高,煤种适应性强。
但其工艺流程长,设备结构复杂,国产化率低,设备运输和安装难度大,建设周期长;一次投资大;干法过滤器的使用寿命短。
进入中国时间较短,在国内开车还不太顺利。