德士古水煤浆气化炉简介
多种类水煤浆气化炉的基本概况比较

多类水煤浆气化炉的基本概况比较一、Texaco水煤浆气化1945年美国德士古公司在洛杉矶蒙特贝洛建成第一套中试装置,20世纪70年代开发并推出具有代表性的第二代加压水煤浆气化技术,80年代投入工业化生产。
该水煤浆气化炉采用单喷嘴下喷式的进料方式,壁炉为耐火砖,采用水激冷流程净化除尘,在发电项目中采用废锅流程回收热量。
单炉目前最大日投煤量可达2000t操作压力有4Mpa、6.5Mpa和8.4Mpa,操作温度为1350左右,有效气体成分(CO+H2)含量为82%左右,它的主要优点流程简单、煤种适应性广、压力较高、气化强度高、有利于环保、技术成熟、投资较低(但专利转让费用高15.9元/kNm3)。
我国最早引进该技术的是山东鲁南化肥厂,于1993年投产,现在为多家企业所使用。
不足之处是该技术对煤质有较严格的限制(灰熔点<1250℃)、气化效率和碳转化率相对较低、比氧耗高、总能耗略高、耐火砖寿命短不足两年、喷嘴运行一般为50天左右,不足三个月要维护或更换,黑水管线易堵塞、结垢、磨蚀,激冷环、激冷室易出问题等。
为了提高经济性,得到较高的气化效率及较好的合成气组分,要求水煤浆浓度(58%—65%)且稳定性和流动性(黏度<1200mpa.s)较好。
1、典型的工艺技术数据:(1)气化压力: 2.7—6.5Mpa(2)气化温度:1300—1500℃(3)煤浆浓度:60%以上,粒度分布70%以上大于200目(4) 原料煤消耗:610(kg/kNm3有效气)(5) 氧耗:400(Nm3/kNm3有效气)(6) 碳转化率:95%—99%(7) 冷煤气效率:72%(8) 煤气组分:有效成分(CO+H2)78%—82%2、煤炭质量要求:(1)发热量:大于25MJ/kg(2)灰分:小于15%,最好小于12%(3)挥发分:大于25%(4)水分:内水≤8%(5)灰熔点:1300℃以下,最好小于1250℃(6)可磨性要好二、多喷嘴对置式水煤浆气化多喷嘴对置式水煤浆气化技术是华东理工大学研究开发,是对Texaco气化炉技术的改进,通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平的工艺喷嘴将煤浆与氧气混合喷入炉内,使颗粒产生湍流弥散、震荡运动、对流加热、辐射加热、煤浆蒸发、颗粒中挥发物的析出、气相反应、灰渣的形成等过程。
德士古水煤浆气化技术概况与发展讲解

毕业设计(论文)题目德士古水煤浆气化技术概况与发展专业学生姓名学号小组成员指导教师完成日期新疆石油学院1、论文(设计)题目:德士古水煤浆气化技术概况与发展2、论文(设计)要求:3、论文(设计)日期:任务下达日期完成日期4、系部负责人审核(签名):新疆石油学院毕业论文(设计)成绩评定1、论文(设计)题目:德士古水煤浆气化技术概况与发展2、论文(设计)评阅人:姓名职称3、论文(设计)评定意见:成绩:5、论文(设计)评阅人(签名):日期:德士古气化技术概况与发展摘要本文简要介绍了德士古气化技术现状、原理、工艺流程,以及一些存在的问题。
煤气化,即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物),是对煤炭进行化学加工的一个重要方法,是实现煤炭洁净利用的关键。
1984年我国建设了我国第一套Texaco水煤浆气化装置,气化炉是水煤浆加压气化技术的关键设备之一。
目前,国内外最常用的水煤浆气化炉是德士古气化炉。
Texaco气化炉由喷嘴、气化室、激冷室(或废热锅炉)组成。
其中喷嘴为三通道,工艺氧走一、三通道,水煤浆走二通道。
介于两股氧射流之间。
水煤浆气化喷嘴经常面临喷口磨损问题,主要是由于水煤浆在较高线速下(约30 m /s)对金属材质的冲刷腐蚀。
喷嘴、气化炉、激冷环等为Texaco水煤浆气化的技术关键。
最后是对德士古气化技术的展望,还有新型煤气化技术发展前景,及发展重要意义。
从我国经济发展全局出发,结合我国的能源资源结构和分布,寻求行之有效的替代石油技术,以缓解我国石油进口的压力.水煤浆代替燃油技术在国内外已经成熟,用水煤浆代替原油对我国国民经济发展具有重要的战略意义.关键词德士古煤气化,水煤浆,气化炉,工艺烧嘴目录1.德士古水煤浆气化技术概述 (1)1.1 水煤浆技术的发展 (1)1.2 德士古水煤浆加压气化技术............................................................................... 错误!未定义书签。
多种类水煤浆气化炉的基本概况比较

多类水煤浆气化炉的基本概况比较一、Texaco水煤浆气化1945 年美国德士古公司在洛杉矶蒙特贝洛建成第一套中试装置,20 世纪70 年代开发并推出具有代表性的第二代加压水煤浆气化技术,80 年代投入工业化生产。
该水煤浆气化炉采用单喷嘴下喷式的进料方式,壁炉为耐火砖,采用水激冷流程净化除尘,在发电项目中采用废锅流程回收热量。
单炉目前最大日投煤量可达2000t 操作压力有4Mpa 、6.5Mpa 和8.4Mpa ,操作温度为1350 左右,有效气体成分(CO+H2 )含量为82%左右,它的主要优点流程简单、煤种适应性广、压力较高、气化强度高、有利于环保、技术成熟、投资较低(但专利转让费用高15.9 元/kNm3)。
我国最早引进该技术的是山东鲁南化肥厂,于1993 年投产,现在为多家企业所使用。
不足之处是该技术对煤质有较严格的限制(灰熔点<1250℃)、气化效率和碳转化率相对较低、比氧耗高、总能耗略高、耐火砖寿命短不足两年、喷嘴运行一般为50 天左右,不足三个月要维护或更换,黑水管线易堵塞、结垢、磨蚀,激冷环、激冷室易出问题等。
为了提高经济性,得到较高的气化效率及较好的合成气组分,要求水煤浆浓度(58%—65%)且稳定性和流动性(黏度<1200mpa.s)较好。
2.7—6.5Mpa1300— 1500℃ 60%以上,粒度分布 70%以上大于610(kg/kNm3 有效气) 400(Nm3/kNm3 有效气) 95%—99% 72% 有效成分( CO+H2 )78%—82% 大于 25MJ/kg 小于 15%,最好小于 12% 大于 25% 内水≤ 8% 1300℃以下,最好小于 1250℃ 、多喷嘴对置式水煤浆气化多喷嘴对置式水煤浆气化技术是华东理工大学研究开发, 是对 Texaco 气化炉技术的改进,通过四个对称布置在气化炉中上 部同一水平的工艺喷嘴将煤浆与氧气混合喷入炉内, 使颗粒产生 湍流弥散、震荡运动、对流加热、辐射加热、煤浆蒸发、颗粒中 挥发物的析出、气相反应、灰渣的形成等过程。
德士古气化工艺流程五-企业生产实际教学案例库

典型气流床气化炉及其工艺(2)
德士古气化法(水煤浆加料气化工艺)
应用化工生产技术专业 (煤化工方向)
一、德士古气化工艺简介
目录
二、德士古气化炉结构
三、煤浆的制备和输送 四、德士古气化工艺流程 五、德士古气化工艺条件和气化指标
一、德士古气化工艺简介
德士古 (TEXACO) 气化工艺最早开发于 20 世纪 40 年代后期。开始的工作重点集中 在开发一种天然气的重整工艺,以便为转 换成液态烃化合物制造合成气。不久后, 重点转向为氨的生产制造合成气。 20 世纪 50 年代期间,研究扩大该工艺 以气化石油及少量的煤。 目前,在我国运行的德士古气化炉有 12 台。兖矿鲁南化肥厂的德士古气化装置 ,是我国从国外引进的第一套德士古煤炭 气化装置,采用水煤浆进辩在加压下来生 产台成氨的原料气体。
氧煤比是德士古气化法的重要指标。在其他条件不变时,氧煤比决定了气化炉的操作温 度,如左图所示。同时.氧煤比增大,碳的转化率也增大,如右图所示。 虽然,氧气比例增大可以提高气化温度,有利于碳的转化,降低灰渣含碳量。但氧气过 量会使二氧化碳的含量增加,从而造成煤气中的有效成分降低,气化效率下降。适当提 高氧气的消耗量,可以相应提高炉温, 降低生产成本,但提高炉温还要考 氧煤比 虑耐火砖和喷嘴等的寿命。
德士古气化炉是一种以水煤浆进料的加压
排出。
三、煤浆的制备和输送
非封闭式湿磨系统 需要指出的是不管是哪一种 基本部分包括煤浆的制备 封闭式湿磨系统 如右下图所示。该法中, 制浆工艺,都是耗能大户。 和输送、气化和废热回收、 如右上图所示。煤经过研磨 煤一次通过磨机,所制取 为了减少磨矿功耗,磨矿前 煤气的冷却和净化等。 后送到分级机中进行分选, 的煤浆同时能够满足粒度 ,除特殊情况 (如用粉煤或 煤浆的制备和输送 过大的颗粒再返回到磨机中 和浓度的要求。煤在磨机 煤泥制浆 )外,都必须经过 合格煤浆的制备是德士古法 进一步研磨。这种方法的优 中的停留时问相对长一些 破碎,预先破碎到粒度小于 应用的基本前提。煤浆的浓 点是得到的煤浆粒度范围较 ,这样可以保证较大的颗 30mm ,然后经过带称送入 度、黏度、稳定性等对气化 窄,对磨机无特殊要求;缺 粒尽可能不太多。要达到 磨粉机。研磨好的煤浆首先 过程和物料的输送均有重要 点是需要分级设备。为了达 合格的研磨,选择适当的 要进入一均化罐,然后用泵 的影响,而这些指标与煤的 到适当的分级,煤浆的黏度 磨机就变得很重要,最合 送到气化炉。煤浆是否能够 研磨又有着密切的关系。 就不能太大,这就意味着煤 适的是用充填球或棒的滚 顺利进入气化炉,在泵功率 固体物料的研磨分为干法和 浆中的固体物含量不能太大 筒磨机,妥善选择磨机长 确定的前提下,取决于煤浆 湿法两大类。制取水煤浆时 ,而水分含量相应的就高, 度、球径及球数,使得煤 的浓度和颗粒的粒度,这又 普遍采用的是湿法,这种方 后系统需要增设稠化的专用 通过磨机时一次即能达到 集中体现在煤浆的黏度上, 法又分为封闭式和非封闭式 设备,以达到该法的煤浆浓 高浓度的煤浆,并具有所 为降低黏度可采用加入添加 两种系统。 度要求。 需要的粒度。 剂的方法以降低黏度。
德士古气化炉工艺

德士古气化炉工艺-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII一、德士古(TEXACO)气化法德士古气化法是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺。
德士古气化炉由美国德士古石油公司所属的德士古开发公司在1946年研制成功的。
1953年第一台德士古重油气化工业装置投产。
在此基础上,1956年开始开发煤的气化。
本世纪70年代初期发生世界性能源危机,美国能源部制订了煤液化开发计划,于是,德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛(Moutebello)研究所建设了日处理15t的德士古气化装置,用于试烧煤和煤液化残渣。
联邦德国鲁尔化学公司(Ruhrchemie)和鲁尔煤炭公司l(R1flhrkohie)取得德士古气化专利,于1977年在奥伯豪森一霍尔顿(Oberl!fausezi-Hoiten)建成目处理煤150t的示范工厂。
此后,德士古气化技术得到了迅速发展。
目前国外共有一套中试装置,三套示范装置和四套生产装置,见下表。
除这些已建成的装置外,还有一些装置在设计或计划之中。
德士古气化炉是所有第二代气化炉中发展最迅速、开发最成功的一个,并已实现工业化。
(一)德士吉气化的基本原理和德士古气化炉德士古水煤浆加压气化过程属于气流床疏相并流反应。
德士吉气化炉的结构如下图所示。
水煤浆通过喷嘴在高速氧气流的作用下,破碎、雾化喷入气化炉。
氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火衬里的高温辐衬作用,迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程,最后生成以一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气、熔渣和未反应的碳,一起同流向下离开反应区,进入炉子底部激冷室水浴,熔渣经淬冷、固化后被截留在水中,落入渣罐,经排渣系统定时排放。
煤气和饱和蒸气进入煤气冷却净化系统。
气化炉是一直立圆筒形钢制受压容器,炉膛内壁衬以高质量的耐火材料,以防止热渣和热粗煤气的侵蚀。
GE德士古气化炉

德士古气化炉1.德士古气化炉概况德士古水煤浆加压气化工艺简称TCGP ,是美国德士古石油公司TEXACO 在重油气化的基础上发展起来的。
1945 年德士古公司在洛杉矶近郊蒙特贝洛建成第一套中试装置,并提出了水煤浆的概念,水煤浆采用柱塞隔膜泵输送,克服了煤粉输送困难及不安全的缺点,后经各国生产厂家及研究单位逐步完善,于80年代投入工业化生产,成为具有代表性的第二代煤气化技术。
国外已建成投产的装置有6套,15台气化炉;国内已建成投产的装置有8套,24台气化炉,正在建设、设计的装置还有4套,13台气化炉。
已建成投产的装置最终产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、一氧化碳、燃料气、联合循环发电。
我国自鲁南化肥厂第一套水煤浆加压气化装置(2台气化炉)1993年建成投产以来,相继建成了上海焦化厂气化装置(4.0 MPa气化,4台气化炉,于1995年建成投产),渭河化肥厂气化装置(6.5 MPa气化,3台气化炉,于1996年建成投产),淮南化肥厂气化装置(4.0 MPa气化,3台气化炉,于2000年建成投产),金陵石化公司化肥厂气化装置(4.0 MPa气化,3, , , , 台气化炉,于2005年建成投产),浩良河化肥厂气化装置(3.0~4.0 MPa气化,3台气化炉,于2005年建成投产),南化公司气化装置(8.5 MPa气化,2006年建成投产),南京惠生气化装置(6.5 MPa气化,2007年建成投产)等装置。
由于我国有关生产厂的精心消化吸收,已掌握了丰富的连续稳定运转经验,新装置一般都能顺利投产,短期内便能连续稳定、高产、长周期运行。
并且掌握了以石油焦为原料的气化工艺技术。
水煤浆和99. 6 %纯氧经德士古烧嘴呈射流状态进入气化炉,在高温、高压下进行气化反应,生成以CO +H2 为主要成分的粗合成气。
在气化炉内进行的反应相当复杂,一般认为气化分三步进行:(1) 煤的裂解和挥发份的燃烧水煤浆和氧气进入高温气化炉后,水份迅速蒸发为水蒸汽。
德士古水煤浆加压气化炉烘炉工艺操作简介

鉴于 以上弊端 , 现改造为 驰放气烘炉 。驰放气是合成 车 间 甲醇合成工段 的废气 , 主要成 分是 H 、 C O , 还含 有少量 的
甲烷 , 经火 炬燃烧 放 空 , 燃烧 产物 是 H O和 C O : , 对 环境 不
造成污染 , 且其燃烧热值与柴 油相 当。烘炉 以驰放气为燃 料
气化 炉内的物料反应过程 比较 复杂 , 总的来说是 先吸热 再放热 , 以维持反应持续 不断地进行 。这 就要求在气化 炉投
料时炉 内温度 维 持在 1 2 0 0 ' t 2 左 右 以满足 起 始反 应 的要求 。 通常情况 下 , 烘炉 以柴 油为原 料 , 但从 兖矿 国宏 化 工公 司气 化车 间长期使用柴 油烘炉的效果看 , 显 现出很多弊端 , 诸如 : ( 1 ) 炉 温较低且 预热烧嘴柴 油 喷头雾 化效 果不好 时 , 柴
置换管 内氮气 , 取样 分析 , 当可 燃物 含量大 于 9 0 %后置换 完 成, 关 闭各 阀。
( 2 ) 将燃料气 软管与预热烧 嘴连接。
将很好地解决以上问题 , 经济费用大大降低 、 便于操作 、 对环
境不造成污染 。 现以驰放气为燃料进行 烘炉操作介绍 。
( 3 ) 向调 度 室 申请 1 . 1 M P a低 压 蒸气 , 接 气 过 程 注 意
3 操作 过 程
( 1 ) 置换 燃料气管线 : 在燃料 气人 工段 阀后 接入低压 氮 气, 全 开界 区内燃料管 线上 所有 切断 阀及导 淋阀 , 供低压 氮 气对管线进行 吹扫置换 , 在 管线 的最末 端取样 分析 , 氧含 量 ≤O . 2 %时置换合格 , 然后关 闭置换氮气供应 , 关闭界 区内燃 料气管线上各排放 阀 , 仅 留燃 料气 最末 端阀打 开 , 开燃料气
多种类水煤浆气化炉的基本概况比较

多类水煤浆气化炉的基本概况比较一、Texaco水煤浆气化1945年美国德士古公司在洛杉矶蒙特贝洛建成第一套中试装置,20世纪70年代开发并推出具有代表性的第二代加压水煤浆气化技术,80年代投入工业化生产。
该水煤浆气化炉采用单喷嘴下喷式的进料方式,壁炉为耐火砖,采用水激冷流程净化除尘,在发电项目中采用废锅流程回收热量。
单炉目前最大日投煤量可达2000t操作压力有4Mpa、6.5Mpa和8.4Mpa,操作温度为1350左右,有效气体成分(CO+H2)含量为82%左右,它的主要优点流程简单、煤种适应性广、压力较高、气化强度高、有利于环保、技术成熟、投资较低(但专利转让费用高15.9元/kNm3)。
我国最早引进该技术的是山东鲁南化肥厂,于1993年投产,现在为多家企业所使用。
不足之处是该技术对煤质有较严格的限制(灰熔点<1250℃)、气化效率和碳转化率相对较低、比氧耗高、总能耗略高、耐火砖寿命短不足两年、喷嘴运行一般为50天左右,不足三个月要维护或更换,黑水管线易堵塞、结垢、磨蚀,激冷环、激冷室易出问题等。
为了提高经济性,得到较高的气化效率及较好的合成气组分,要求水煤浆浓度(58%—65%)且稳定性和流动性(黏度<1200mpa.s)较好。
1、典型的工艺技术数据:(1)气化压力: 2.7—6.5Mpa(2)气化温度:1300—1500℃(3)煤浆浓度:60%以上,粒度分布70%以上大于200目(4) 原料煤消耗:610(kg/kNm3有效气)(5) 氧耗:400(Nm3/kNm3有效气)(6) 碳转化率:95%—99%(7) 冷煤气效率:72%(8) 煤气组分:有效成分(CO+H2)78%—82%2、煤炭质量要求:(1)发热量:大于25MJ/kg(2)灰分:小于15%,最好小于12%(3)挥发分:大于25%(4)水分:内水≤8%(5)灰熔点:1300℃以下,最好小于1250℃(6)可磨性要好二、多喷嘴对置式水煤浆气化多喷嘴对置式水煤浆气化技术是华东理工大学研究开发,是对Texaco气化炉技术的改进,通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平的工艺喷嘴将煤浆与氧气混合喷入炉内,使颗粒产生湍流弥散、震荡运动、对流加热、辐射加热、煤浆蒸发、颗粒中挥发物的析出、气相反应、灰渣的形成等过程。
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德士古水煤浆气化炉简介我国石油和化学工业在快速发展的同时,正面临着资源、能源和环境等多重压力”。
由于我国石油和天然气短缺,煤炭相对丰富的资源特征,加之国际油价的持续高位运行状态,煤炭在我国的能源和化工的未来发展中所处的地位会变得越来越重要。
目前,煤炭在我国的能源消费比重不断加大,用于发电和工业锅炉及窑炉的比例大约为70%左右,其余主要是作为化工原料及民用生活。
随着煤化工技术的不断发展,煤炭作为化工原料的比重将会得到不断的提高。
传统的煤化工特点是高能耗、高排放、高污染、低效益,即通常所说的“三高一低”。
随着科技的不断进步,新型的煤气化技术得到了快速的发展,煤炭作为化工原料的重要性得到了普遍的认可。
煤化工目前采用的方法主要有三个途径:煤的焦化、煤的气化、煤的液化。
由于最终产品的不同,三种途径均有存在的市场。
煤焦化的直接产品主要有焦炭、煤焦油及焦炉气,煤气化的直接产品主要有合成气、一氧化碳和氢气,煤液化后可直接得到液体燃料。
煤焦化产业相对比较成熟,煤液化存在直接液化和间接液化两种方法,技术的成熟程度和投资等原因,制约了产业化和规模化的进一步发展。
随着煤气化技术的不断成熟,特别是加压气化方法的逐步完善和下游产品的多样化,煤气化已成为我国目前煤化工的重中之重。
其中煤炭气化中以德士古水煤浆气化炉为典型代表。
德士古气化法是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺。
它是由美国德士古石油公司下属德士古开发公司在以重油和天然气为原料制造合成气的德士古工艺基础上开发成功的。
第一套日处理15t煤的中试装置于1948年在美国建成,试验了20种固体燃料,包括褐煤、烟煤、无烟煤、煤液化半焦以及石油焦等。
1956年在美国摩根城(MorganTown)又建立了日处理100t煤、操作压力为2.8MPa的德士古炉。
目前,德士古气化的工业装置规模已达到日处理煤量1600t。
它是经过示范性验证的、既先进又成熟的第二代煤气化技术。
德士古气化炉是所有第二代气化炉中发展最迅速,开发最成功的一个,并已实现工业化。
德士古水煤浆气化炉工作原理德士古水煤浆加压气化炉过程属于气流床疏相并流反应。
水煤浆通过喷嘴在高速氧气的作用下,破碎、雾化喷入气化炉。
氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火衬里的高温辐射作用,迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程。
最后生成以一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气、熔渣和未反应的碳,一起同流向下,离开反应区,进入炉子底部激冷室水浴,熔渣经淬冷、固化后被截留在水中,落入渣灌,经排渣系统定时排放。
煤气和饱和蒸汽进入煤气冷却净化系统。
与同为气流床气化的K—T气化法相比较,德士古气化法在两点上有所改进,一是采取高压气化;--是以水煤浆形式的湿法进料。
加压气化能有效地提高生产能力和煤气品质,但是在高压条件下解决于粉进料和煤锁装置问题是相当困难的,因此改进为水煤浆湿法进料的方式。
德士古水煤浆加压气化工艺德士古气化工艺流程包括煤浆制备、气化炉及排渣系统、高温煤气的冷却与净化。
原料煤用球磨机、棒磨机或盘式研磨机湿磨后,使其粒度小于90/1m的达到40%一86%,再与水或油混合制成煤浆、煤浆含量(质量分数)约为60%一70%。
制成的煤浆以液力输送至煤浆槽,再以高压煤浆泵把煤浆送人气化炉的燃烧器。
高压煤浆泵的工作压力应高于气化炉的工作压力。
德士古气化炉由上、下两部分组成,气化炉上部是部分氧化室,内壁衬有多层耐火砖,外壁为圆筒形高压容器。
内、外壁分别承担耐高温和耐高压的职能,炉壁内衬长期在高温下工作,经受高速煤浆的冲刷,所以必须具备耐高温和耐磨损的性能。
炉壁内衬的耐火材料以氧化铬为主,同时添加少量的氧化铝或氧化镁,视煤灰渣的酸碱性而定。
氧化铝适用于酸性灰渣,氧化镁适用于碱性灰渣。
水煤浆和氧气从炉顶的燃烧器高速连续地喷人部分氧化室。
高温状态下工作的烧嘴设有冷却水装置。
水煤浆喷人气化炉内迅速发生反应,数秒钟内即完成气化过程,炉内达到1300—1500%,气化压力为4.3—4.8MPa。
气化压力的高低视煤气用途而定。
如用于合成氨时取其高限,如作为合成甲醇的原料气可取较低压力,这样后续工段不需另外加压。
德土古气化法采取液态排渣,炉内灰分熔融成为液渣。
在部分氧化室生成的粗煤气夹带了熔渣向下流人气化炉下部的冷却室。
气化炉的下部因冷却方式不同有两种型式。
一种是激冷型冷却方式,高温粗煤气夹带着熔渣流人下部的急冷室,熔渣激冷固化后被分离出来并落人灰锁斗,灰渣在锁斗中泄压后进入熔渣槽,再由熔渣分离器分离出粗熔渣去处理,分离出细灰渣送至沉清槽,沉淀下细灰及煤焦或者再循环人炉,或者送出处理。
另一种冷却方式是废热锅炉型。
高温粗煤气首先经辐射式废热锅炉冷却至700℃左右,这时熔渣已冷却固化落入水急冷区而排至锁斗。
热煤气再经过对流立管式废热锅炉,进一步冷却至300。
C。
两级废热锅炉在冷却煤气的同时获得高压蒸汽,可以用于发电。
煤气经进一步冷却、除尘、脱硫后可得到洁净的冷煤气。
脱除下来的少量煤焦和飞灰进入沉清槽分离后处理或循环人炉。
因为粗煤气中不含有焦油、酚类,所以净化工艺比较简单,对环境污染较小。
德士古水煤浆气化炉在中国的应用经过十多年的实践探索,中国在水煤浆气化技术方面,积累了丰富的操作、运行、管理与制造经验,气化技术日趋成熟与完善。
经过长期科技攻关,在水煤浆气化领域,形成完整的气化理论体系,研究开发出拥有自主知识产权,达到国际领先水平的水煤浆气化技术。
德士古水煤浆气化技术的引进与完善为了充分利用我国丰富的煤炭资源发展煤化工,自80年代至今,我国相继引进了4套Texaco水煤浆气化装置,用于生产甲醇与合成氨。
该技术具有气化炉结构简单、煤种适应较广、水煤浆进料易控制安全、单炉生产能力大等特点。
引进装置情况表:水煤浆气化喷嘴已由国产喷嘴替代美国引进喷嘴,使用寿命约为2个月;气化炉用耐火砖已由国产洛耐砖替代进口法国砖,价格比为0.5:1。
另外,我国已具备以下一些设备的设计制造能力,如磨煤机、气化炉、激冷环、锁渣斗、捞渣机、高、低压煤浆泵、灰水泵、文氏管等。
兖矿鲁南化肥厂的设备国产化率达到90%以上。
总之,通过对引进技术的消化吸收,我国不仅积累了丰富的水煤浆气化技术工程经验,掌握了先进技术的运作规律,同时在实践中不断进行技术调整与完善,进一步推动了我国水煤浆气化技术的发展。
根据中国煤种特点,中国科学院山西煤炭化学研究所从煤化学角度研究了煤炭成浆性能的影响因素,中国矿业大学通过试验与生产实践,提出了评价烟煤成浆性难度指标的经验公式。
这些研究成果,为中国水煤浆制备技术发展提供了有益的指导。
目前,中国已有多个水煤浆用添加剂和水煤浆生产厂家。
根据煤种不同,选用不同品种与系列的添加剂制备水煤浆,气化用水煤浆浓度为60~65%。
德士古水煤浆气化炉得到的合成气与应用德士古法气化得到的产品煤气主要成分是CO、H:、CO:和H:0,此外还有少量的CH.N:、H:S、COS等。
所得煤气可以作为合成原料气,如用于合成氨。
高温煤气经急冷室激冷,达到饱和状态。
可以直接变换转化,使煤气中CO变换成H2,而不必再加蒸汽。
产品煤气也可用于发电或作为燃料气。
如1984年建成试生产的美国加州的凉水滩(CoolWater)工程,在世界上首次实现煤气化联合循环发电(19cc)。
该系统的煤气化设备是一台每天气化1000t煤的废热锅炉型德士古气化炉,另有一台同样规模的激冷型德土古气化炉作为备用。
投料的水煤浆含量(质量分数)达到65%,气化炉的操作压力为4。
3MPa,气化温度为1370。
C。
气化炉出来的、已冷却至370。
C的粗煤气在洗涤器中除尘并进一步冷却,再经脱硫后入一台65MW的燃气轮机进行发电。
废热锅炉产生11MPa的高压饱和蒸汽,并由燃气轮机排出的烟气进行过热,该过热蒸汽进入55MW的蒸汽轮机发电。
两台机组共发电120MW,除了工厂自用(包括制氧设备在内)外,可外供电力IOOMW。
如按总输入能量计算,包括气化效率在内的总发电效率为34%,其三废排放量仅为联邦标准的1/10,能满足环保要求,这在当时是一项成功的范例。
德士古水煤浆气化炉的优点( 1) 煤种适应性广。
德士古气化工艺可以利用次烟煤、烟煤、石油焦、煤加氢液化残渣等。
不受灰熔点限制( 灰熔点高可加助熔剂) , 同时因煤最终要磨制成水煤浆,故不受煤的块度大小限制。
原设计为河南义马煤, 但在近几年煤炭市场紧俏的情况下, 我们经常掺烧山东、陕西等地的煤种, 经过局部的工艺调节, 同样能够平稳运行。
( 2) 连续生产性强。
气化炉的原料———煤浆、氧气的生产是连续的, 因此也就能够连续不断地进入气化炉。
排渣经排渣系统固定程序控制, 不需停车, 气化开停少, 系统操作稳定。
迄今单炉连续稳定运行最长已达53天。
( 3) 气化压力高。
气化炉内的高压, 首先是相同质量的产品气大幅度减小了比容积, 提高了单炉产量; 其次产品气具有的高压节省了煤气压缩所需要的能耗和费用。
对于淮化公司4.0MPa 级的气化炉而言, 仅在合成气压缩一项, 年节约开支约合950 万元( 根据单炉实际产干气量34500Nm3/h、气体平均分子量23、出炉压力3.85MPa 及市场电价折算而得) 。
对于压力级别更高的气化工艺而言, 则收益更多。
( 4) 合成气质量好。
国内外已有的德士古水煤浆气化工艺产品煤气中有效成份( CO+H2) 一般都在80%以上。
淮化公司采用的义马煤因成浆性较差, 煤气中CO+H2≥75%, CH4<0.1%, 可作为生产氨、甲醇的原料气, 也可用于联合循环发电。
( 5) 气化温度高。
气化炉运行温度一般在1100~1540℃, 提高了煤的碳转化率。
淮化公司气化炉实际运行温度在1370±30℃左右, 碳转化率高达96%~98%以上; 同时, 高温产生的热能回收后生产蒸汽, 能满足其它工序的生产需要。
( 6) 安全性能好。
由于德士古工艺采用湿法磨煤,避免了干磨法中煤粉这一易燃易爆物质给工业生产带来的巨大安全隐患。
德士古公司最初的设计为将原料煤干燥后磨制成煤粉, 再进入混合槽调配成煤浆。
1978年, 前西德鲁尔煤/鲁尔化学公司在德国豪伯荷森建成一套工业性示范装置, 该装置是在对德士古煤气化法进一步研究的基础上建成的, 其相对于最初的德士古工艺两大显著特点就是将煤的干磨改为湿磨以及提供了比较完善的热回收流程。
( 7) 有利于环保。
首先, 德士古气化工艺由于气化炉内温度高, 所以不生成焦油、酚等污染环境的副产物,废水主要成份是含氰化合物, 远比煤焦产生的废水易于处理; 其次, 气化系统的水在本系统内循环使用, 外排废水很少( 在0.5t/tNH3 以下) , 远比其它气化方法产生的废水量少; 第三, 配制水煤浆时, 可利用工厂排出的含大量有机物、较难生化处理的废水。