煤的气化工艺

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煤气化合成气净化工序工艺流程

煤气化合成气净化工序工艺流程

煤气化合成气净化工序工艺流程引言煤气化合成气净化工序是指通过煤气化工艺将煤转化为合成气,并对合成气进行净化处理,以提高合成气的纯度和稳定性,保证合成气的质量,以便用于后续的利用。

本文将介绍煤气化合成气净化工序的工艺流程,旨在提供一个清晰的工艺参考。

工艺流程概述煤气化合成气净化工序的工艺流程主要包括除尘、脱硫、脱氮和脱碳等净化步骤。

其中,除尘主要是去除煤气中的颗粒物,脱硫是去除煤气中的二氧化硫,脱氮是去除煤气中的氮氧化物,而脱碳则是去除煤气中的二氧化碳。

除尘步骤除尘是煤气化合成气净化工序中的第一步,其主要目的是去除煤气中的颗粒物,以防止颗粒物对后续设备和催化剂的损害,并提高合成气的纯度。

除尘步骤通常包括以下几个过程:1.预处理:将煤气中的大颗粒物先行去除,以减轻后续处理设备的负荷。

2.除尘器:采用除尘器将煤气中的细颗粒物去除,常见的除尘器有电除尘器、布袋除尘器和湿式除尘器等。

3.净化:除尘后的煤气进行净化处理,以进一步提高气体的纯度。

脱硫步骤脱硫是煤气化合成气净化工序中的重要步骤,其主要目的是去除煤气中的二氧化硫,以减少二氧化硫对环境和设备的危害。

脱硫步骤通常包括以下几个过程:1.吸收剂准备:选择合适的吸收剂,并将其与煤气进行接触,使二氧化硫被吸收。

2.吸收器:在吸收器中,煤气与吸收剂进行接触,并被吸收剂吸收二氧化硫。

3.脱附:吸收剂中的二氧化硫通过脱附过程被分离出来,以得到可再生的吸收剂。

脱氮步骤脱氮是煤气化合成气净化工序中的重要步骤之一,其主要目的是去除煤气中的氮氧化物,以减少氮氧化物对环境的污染。

脱氮步骤通常包括以下几个过程:1.催化剂还原:使用合适的催化剂还原氮氧化物,将其还原为氮气。

2.分离:将还原后的氮气与其他气体进行分离,以获取纯净的氮气。

脱碳步骤脱碳是煤气化合成气净化工序中的最后一步,其主要目的是去除煤气中的二氧化碳,以提高合成气的氢气含量和催化剂的稳定性。

脱碳步骤通常包括以下几个过程:1.吸收剂准备:选择适当的吸收剂,并将其与煤气进行接触,以吸收二氧化碳。

13种煤气化工艺的优缺点及比较解析

13种煤气化工艺的优缺点及比较解析

13种煤气化工艺的优缺点及比较有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目,这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。

现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤气化技术作评述,供大家参考。

1、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。

从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。

2、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂,原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。

3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气,不推荐用以生产合成气。

4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术,2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行,实现了工业化,其特点是煤种适应性宽,可以用6-8mm以下的碎煤,属流化床气化炉,床层温度达1100℃左右,中心局部高温区达到1200-1300℃,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。

床层温度比恩德气化炉高100-200℃,所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤,以及石油焦,投资比较少,生产成本低。

缺点是气化压力为常压,单炉气化能力较低,产品中CH4含量较高(1%-2%),环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。

此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。

5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%,灰熔点高(ST大于1250℃)、低温化学活性好的煤。

煤气化工艺流程(德士古气化炉)

煤气化工艺流程(德士古气化炉)

煤气化工艺流程(德士古气化炉)煤气化工艺流程一、制浆系统1、系统图2、工艺叙述由煤贮运系统来的小于10mm的碎煤进入煤贮斗后,经煤称量给料机称量送入磨机。

30%的添加剂由人工送至添加剂溶解槽中溶解成3%的水溶液,由添加剂溶解槽泵送至添加剂槽中贮存。

并由添加剂计量泵送至磨机中。

在添加剂槽底部设有蒸汽盘管,在冬季维持添加剂温度在20--30?,以防止冻结。

工艺水由研磨水泵经磨机给水阀来控制送至磨机。

煤、工艺水和添加剂一同送入磨机中研磨成一定粒度分布的浓度约59%-62%合格的水煤浆。

水煤浆经滚筒筛滤去3mm以上的大颗粒后溢流至磨机出料槽中,由磨机出料槽泵送至煤浆槽。

磨机出料槽和煤浆槽均设有搅拌器,使煤浆始终处于均匀悬浮状态。

二、气化炉系统1、系统图2、工艺叙述来自煤浆槽浓度为59%-62%的煤浆,由煤浆给料泵加压,投料前经煤浆循环阀循环至煤浆槽。

投料后经煤浆切断阀送至德士古烧嘴的内环隙。

空分装置送来的纯度为99.6%的氧气经氧气缓冲罐,控制氧气压力为6.0~6.2MPa,在准备投料前打开氧气手动阀,由氧气调节阀控制氧气流量经氧气放空阀送至氧气消音器放空。

投料后由氧气调节阀控制氧气经氧气上、下游切断阀送入德士古烧嘴。

水煤浆和氧气在德士古烧嘴中充分混合雾化后进入气化炉的燃烧室中,在约4.0MPa、1300?条件下进行气化反应。

生成以CO和H为有效成份的粗合成气。

粗2合成气和熔融态灰渣一起向下,经过均匀分布激冷水的激冷环沿下降管进入激冷室的水浴中。

大部分的熔渣经冷却固化后,落入激冷室底部。

粗合成气从下降管和导气管的环隙上升,出激冷室去洗涤塔。

在激冷室合成气出口处设有工艺冷凝液冲洗水,以防止灰渣在出口管累积堵塞,并增湿粗合成气。

由冷凝液冲洗水调3节阀控制冲洗水量为23m/h。

激冷水经激冷水过滤器滤去可能堵塞激冷环的大颗粒,送入位于下降管上部的激冷环。

激冷水呈螺旋状沿下降管壁流下进入激冷室。

激冷室底部黑水,经黑水排放阀送入黑水处理系统,激冷室液位控制在50--55%。

几种煤气化工艺的优缺点

几种煤气化工艺的优缺点

浅谈几种煤气化工艺的优缺点我国石油、天然气资源欠缺,煤炭资源相对丰硕。

进展煤化工产业,有利于推动石油替代战略的实施,知足经济社会进展的需要,煤化工产业的进展关于减缓我国石油、天然气等优质能源供求矛盾,增进钢铁、化工、轻工和农业的进展,发挥了重要的作用。

因此,加速煤化工产业进展是必要的。

1.各类气化技术现状和气化特点煤化工要进展,一个重要的工艺环节确实是煤气化技术要进展。

我国自上世纪80年代就开始引进国外的煤气化技术,包括初期引进的Lurgi固定床气化、U-gas流化床气化、Texaco水煤浆气流床气化,Shell气流床粉煤气化、和近期拟引进的BGL碎煤熔渣气化、GSP气流床粉煤气化等等,世界上所有的气化技术在我国几乎都是有应用,正因为我国是一个以煤为要紧燃料的国家,世界上也只有我国利用如此众多种类的煤气化技术。

随着煤气化联合循环发电(IGCC)、煤制油(CTL)、煤基甲醇制烯烃(MTP&MTO)等煤化工技术的进展,用煤生产合成气和燃气的加压气化工艺最近几年来有了较快的进展。

Lurgi固定床气化、Texaco 水煤浆气化、Shell干粉加压气化、GSP干粉加压气化、BGL碎煤熔渣气化、和我国自有知识产权的多喷嘴水煤浆气化、加压两段干煤粉气流床气化、多元料浆气化等等技术在我国的煤化工领域展开了猛烈的竞争,对增进煤化工的进展做出了奉献。

Lurgi固定床气化工艺在我国有哈气化、义马、天脊、云南解肥、兰州煤气厂等6个厂;Texaco水煤浆气化工艺已在我国鲁南、上海焦化、渭化、淮化、浩良河、金陵石化、南化等9个厂投入生产,情形良好;Shell干粉加压气化技术在我国已经有双环、洞氮、枝江、安庆、柳化等5个厂投产,还有10余个项目正在安装,将于尔后几年陆续投产;多喷嘴水煤浆气化已在山东华鲁恒升、兖矿国泰2个厂投运,还有7个厂家正在安装,最晚在2020年投产;GSP干煤粉气化技术在神华宁夏煤业集团和山西兰花煤化工有限责任公司的煤化工厂也将投入建设;加压两段干煤粉气流床气化技术已通过中实验收,华能集团“绿色煤电”项目2000t/d级和内蒙古世林化工1000t/d 级的气扮装置正在设计安装中。

SCGP(壳牌)煤气化工艺

SCGP(壳牌)煤气化工艺

SCGP(壳牌)煤气化工艺1、SCGP(壳牌)煤气化技术简介。

1.1工艺原理。

SCGP壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的,煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。

由于气化炉内温度很高,在有氧存在的条件下,碳、挥发分及部分反应产物(H2和CO等)以发生燃烧反应为主,在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应,即过程进入到气化反应阶段,最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。

典型的SCGP煤气成分见表1。

1.2工艺流程。

目前,壳牌煤气化装置采用废锅流程,废锅流程的壳牌煤气化工艺简略流程见图1。

原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机,在磨煤机内将原料煤磨成煤粉(90%<100μm)并干燥,煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓,由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。

来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸汽混合后导入煤烧嘴。

煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。

气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900℃左右进入合成气冷却器。

经合成气冷却器回收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统,处理后的煤气中含尘量小于1mg/m3送后续工序。

湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用,小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。

闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。

在气化炉内气化产生的高温熔渣,自流进入气化炉下部的渣池进行激冷,高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体,可作为建筑材料或用于路基。

1.3技术特点。

1.3.1煤种适应性广。

SCGP工艺对煤种适应性强,从褐煤、次烟煤、烟煤到无烟煤、石油焦均可使用,也可将2种煤掺混使用。

对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽,即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。

1.3.2单系列生产能力大。

煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000t/d以上,生产能力更高的的煤气化装置也正在建设中。

煤制lng工艺

煤制lng工艺

煤制lng工艺
一、原料煤处理
煤制LNG的原料煤一般需要进行预处理,包括破碎、磨碎、干燥和提纯等步骤。

预处理的目的是去除杂质,提高原料煤的纯度,从而减少后续工艺中的污染物排放和提高产品的品质。

二、煤气化
煤气化是煤制LNG工艺的核心环节,通过气化反应将煤转化为合成气。

目前常用的煤气化技术有气流床气化、固定床气化和流化床气化等。

煤气化过程中需要控制气化炉的压力、温度和煤粉粒度等参数,以确保合成气的品质和产量。

三、合成气净化
煤气化产生的合成气中含有大量的硫化物、氮化物和碳氧化物等杂质,需要进行净化处理。

常用的净化方法包括酸碱洗涤、催化氧化、膜分离等。

净化后的合成气可以提高LNG产品的纯度和品质。

四、气体压缩
气体压缩是将合成气压缩到一定的压力,为后续的液化过程提供必要的条件。

压缩过程一般采用多级压缩,每级压缩都需要进行冷却和润滑,以确保压缩机的正常运行和延长使用寿命。

五、气体冷却与液化
经过压缩的合成气需要进行冷却和液化处理,使其变为LNG产品。

冷却和液化过程中需要控制温度和压力等参数,以达到最佳的液化效果。

目前常用的液化技术包括级联式液化、混合式制冷等。

六、LNG储存与运输
LNG产品需要在低温下储存和运输,因此需要采用特殊的储存和运输设备。

储存设备一般为大型的LNG储罐,运输设备一般为LNG运输船或槽车。

在储存和运输过程中需要采取相应的安全措施,如防止泄漏、控制温度等,以确保LNG产品的安全。

煤气化工艺流程(德士古气化炉)

煤气化工艺流程(德士古气化炉)
3节阀控制冲洗水量为23m/h。
激冷水经激冷水过滤器滤去可能堵塞激冷环的大颗粒,送入位于下降管上部的激冷环。激冷水呈螺旋状沿下降管壁流下进入激冷室。
激冷室底部黑水,经黑水排放阀送入黑水处理系统,激冷室液位控制在50--55%。在开车期间,黑水经黑水开工排放阀排向真空闪蒸罐。
在气化炉预热期间,激冷室出口气体由开工抽引器排入大气。开工抽引器底部通入蒸汽,通过调节预热烧嘴风门和抽引蒸汽量来控制气化炉的真空度,气化炉配备了预热烧嘴。
来自煤浆槽浓度为59%-62%的煤浆,由煤浆给料泵加压,投料前经煤浆循环阀循环至煤浆槽。投料后经煤浆切断阀送至德士古烧嘴的内环隙。
空分装置送来的纯度为99.6%的氧气经氧气缓冲罐,控制氧气压力为6.0~6.2MPa,在准备投料前打开氧气手动阀,由氧气调节阀控制氧气流量经氧气放空阀送至氧气消音器放空。投料后由氧气调节阀控制氧气经氧气上、下游切断阀送入德士古烧嘴。
烧嘴冷却水系统设置了一套单独的联锁系统,在判断烧嘴头部水夹套和冷却水盘管泄漏的情况下,气化炉必须立即停车,以保护德士古烧嘴不被损坏。烧嘴冷却水泵设置了自启动功能,当出口压力低则备用泵自启动。如果备用泵启动后仍不能满足要求,则出口压力低低使消防水阀打开。如果还不能满足要求即烧嘴冷却水总管压力低低,事故冷却水槽的事故阀打开向烧嘴提供烧嘴冷却水。五、锁斗系统
三、合成气洗涤系统1、Fra bibliotek统图2、工艺叙述
从激冷水浴出来饱和了水汽的合成气进入文丘里洗涤器,在这里与激冷水泵
送出的黑水混合,使合成气夹带的固体颗粒完全湿润,以便在洗涤塔内能快速除去。
水蒸汽和合成气的混合物进入洗涤塔,沿下降管进入塔底的水浴中。合成气向上穿过水层,大部分固体颗粒沉降到塔底部与合成气分离。上升的合成气沿下降管和导气管的环隙向上经过升气罩折流后,穿过四层冲击式塔板,与冷凝液泵送来的冷凝液逆向接触,洗涤掉剩余的固体颗粒。合成气在洗涤塔顶部经过旋流板式除沫器,除去气体中的雾沫,然后离开洗涤塔进入变换工序。

煤气化制甲醇工艺流程

煤气化制甲醇工艺流程

煤气化制甲醇工艺流程1.煤气化煤气化是将煤炭在高温、高压下与氧气或蒸汽等气体反应,生成煤气的过程。

常用的煤气化方法有煤气化炉燃烧气化法和煤浆气化法。

煤气化炉燃烧气化法将煤炭和空气或氧气一起在燃烧炉中燃烧,生成一氧化碳和氢气等气体。

煤浆气化法是将煤炭粉末与水混合形成煤浆,再通过加热和增压的方式进行气化反应。

2.气体净化由于煤气化产生的煤气中含有硫化物、氯化物、灰分等杂质,需要进行气体净化处理。

净化过程中主要包括高温净化、低温净化和脱硫等步骤。

高温净化是通过高温反应将硫化物、氯化物等杂质转化为硫酸和盐等易于除去的形式。

低温净化则是采用吸附剂对煤气中的杂质进行吸附分离。

脱硫是通过添加碱性物质或其它脱硫剂,将硫化氢等硫化物从煤气中除去。

3.合成气制甲醇合成气制甲醇是将煤气中的一氧化碳和氢气进行合成反应,生成甲醇的过程。

合成气经过压缩、变压吸附、变温吸附等处理后,输入到甲醇合成反应器中进行反应。

甲醇合成反应通常采用催化剂,在高温、高压下,将一氧化碳和氢气生成甲醇。

合成气制甲醇反应器的设计和控制非常重要,影响甲醇合成效率和质量。

4.甲醇纯化甲醇合成反应产生的甲醇中含有水、二甲醚、醇醚和杂质等,需要进行甲醇纯化。

甲醇纯化过程中涉及蒸馏、凝汽、吸附、除水、除杂等步骤。

首先通过蒸馏将甲醇分离,然后通过凝汽冷凝,将甲醇中的水和杂质除去。

接下来,通过吸附剂吸附除去醇醚和二甲醚等杂质。

最后使用分子筛或其他除水剂将甲醇中的水分除去。

5.甲醇储运甲醇纯化后,可以直接用于甲醇燃料或进一步加工。

甲醇需要进行储运和包装。

常见的甲醇储运方式有储罐、气体罐车和气体管道等。

储罐用来储存甲醇,气体罐车用来运输甲醇,气体管道用来输送甲醇。

总结:煤气化制甲醇是通过煤气化、气体净化、合成气制甲醇、甲醇纯化和储运等步骤,将煤炭转化为甲醇的生产过程。

该工艺流程需要综合利用各种化学反应和物理分离技术,同时控制工艺参数,以保证甲醇的产量和质量。

煤气化制甲醇技术是煤炭资源高效利用的重要途径,有助于降低对化石燃料依赖,减少环境污染,促进可持续发展。

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煤的气化工艺煤炭气化技术虽有很多种不同的分类方法,但一般常用按生产装置化学工程特征分类方法进行分类,或称为按照反应器形式分类。

气化工艺在很大程度上影响煤化工产品的成本和效率,采用高效、低耗、无污染的煤气化工艺(技术)是发展煤化工的重要前提,其中反应器便是工艺的核心,可以说气化工艺的发展是随着反应器的发展而发展的,为了提高煤气化的气化率和气化炉气化强度,改善环境,新一代煤气化技术的开发总的方向,气化压力由常压向中高压(8.5 MPa)发展;气化温度向高温(1500~1600℃)发展;气化原料向多样化发展;固态排渣向液态排渣发展。

1、固定床气化固定床气化也称移动床气化。

固定床一般以块煤或焦煤为原料。

煤由气化炉顶加入,气化剂由炉底加入。

流动气体的上升力不致使固体颗粒的相对位置发生变化,即固体颗粒处于相对固定状态,床层高度亦基本保持不变,因而称为固定床气化。

另外,从宏观角度看,由于煤从炉顶加入,含有残炭的炉渣自炉底排出,气化过程中,煤粒在气化炉内逐渐并缓慢往下移动,因而又称为移动床气化。

固定床气化的特性是简单、可靠。

同时由于气化剂于煤逆流接触,气化过程进行得比较完全,且使热量得到合理利用,因而具有较高的热效率。

固定床气化炉常见有间歇式气化(UGI)和连续式气化(鲁奇Lurgi)2种。

前者用于生产合成气时一定要采用白煤(无烟煤)或焦碳为原料,以降低合成气中CH4含量,国内有数千台这类气化炉,弊端颇多;后者国内有20多台炉子,多用于生产城市煤气;该技术所含煤气初步净化系统极为复杂,不是公认的首选技术。

(1)、固定床间歇式气化炉(UGI)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30年代开发成功的,投资少,容易操作,目前已属落后的技术,其气化率低、原料单一、能耗高,间歇制气过程中,大量吹风气排空,每吨合成氨吹风气放空多达5 000 m3,放空气体中含CO、CO2、H2、H2S、SO2、NOx及粉灰;煤气冷却洗涤塔排出的污水含有焦油、酚类及氰化物,造成环境污染。

我国中小化肥厂有900余家,多数厂仍采用该技术生产合成原料气。

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

(2)、鲁奇气化炉30年代德国鲁奇(Lurgi)公司开发成功固定床连续块煤气化技术,由于其原料适应性较好,单炉生产能力较大,在国内外得到广泛应用。

气化炉压力(2.5~4.0)MPa,气化反应温度(800~900)℃,固态排渣,气化炉已定型(MK~1~MK-5),其中MK-5型炉,内径4.8m,投煤量(75~84)吨/h,粉煤气产量(10~14)万m3/h。

煤气中除含CO和H2外,含CH4高达10%~12%,可作为城市煤气、人工天然气、合成气使用。

缺点是气化炉结构复杂、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;入炉煤必须是块煤;原料来源受一定限制;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、炉渣含碳5%左右。

针对上述问题,1984年鲁奇公司和英国煤气公司联合开发了液体排渣气化炉(BGL),特点是气化温度高,灰渣成熔融态排出,炭转化率高,合成气质量较好,煤气化产生废水量小并且处理难度小,单炉生产能力同比提高3~5倍,是一种有发展前途的气化炉。

2、流化床气化流化床气化又称为沸腾床气化。

其以小颗粒煤为气化原料,这些细颗粒在自下而上的气化剂的作用下,保持着连续不断和无秩序的沸腾和悬浮状态运动,迅速地进行着混合和热交换,其结果导致整个床层温度和组成的均一。

流化床气化能得以迅速发展的主要原因在于:(1)生产强度较固定床大。

(2)直接使用小颗粒碎煤为原料,适应采煤技术发展,避开了块煤供求矛盾。

(3)对煤种煤质的适应性强,可利用如褐煤等高灰劣质煤作原料。

流化床气化炉常见有温克勒(Winkler)、灰熔聚(U-Gas)、循环流化床(CFB)、加压流化床(PFB是PFBC的气化部分)等。

(1)、循环流化床气化炉CFB鲁奇公司开发的循环流化床气化炉(CFB)可气化各种煤,也可以用碎木、树皮、城市可燃垃圾作为气化原料,水蒸气和氧气作气化剂,气化比较完全,气化强度大,是移动床的2倍,碳转化率高(97%),炉底排灰中含碳2%~3%,气化原料循环过程中返回气化炉内的循环物料是新加入原料的40倍,炉内气流速度在(5~7)m/s之间,有很高的传热传质速度。

气化压力0.15MPa。

气化温度视原料情况进行控制,一般控制循环旋风除尘器的温度在(800~1050)℃之间。

鲁奇公司的CFB气化技术,在全世界已有60多个工厂采用,正在设计和建设的还有30多个工厂,在世界市场处于领先地位。

CFB气化炉基本是常压操作,若以煤为原料生产合成气,每公斤煤消耗气化剂水蒸气1.2kg,氧气0.4kg,可生产煤气(l.9~2.0)m3。

煤气成份CO+H2>75%,CH4含量2.5%左右, CO215%,低于德士古炉和鲁奇MK型炉煤气中CO2含量,有利于合成氨的生产。

(2)、灰熔聚流化床粉煤气化技术灰熔聚煤气化技术以小于6mm粒径的干粉煤为原料,用空气或富氧、水蒸气作气化剂,粉煤和气化剂从气化炉底部连续加入,在炉内(1050~1100)℃的高温下进行快速气化反应,被粗煤气夹带的未完全反应的残碳和飞灰,经两极旋风分离器回收,再返回炉内进行气化,从而提高了碳转化率,使灰中含磷量降低到10%以下,排灰系统简单。

粗煤气中几乎不含焦油、酚等有害物质,煤气容易净化,这种先进的煤气化技术中国已自行开发成功。

该技术可用于生产燃料气、合成气和联合循环发电,特别用于中小氮肥厂替代间歇式固定床气化炉,以烟煤替代无烟煤生产合成氨原料气,可以使合成氨成本降低15%~20%,具有广阔的发展前景。

U-Gas在上海焦化厂(120吨煤/天)1994年11月开车,长期运转不正常,于2002年初停运;中科院山西煤化所开发的ICC灰熔聚气化炉,于2001年在陕西城化股份公司进行了100吨/天制合成气工业示范装置试验。

CFB、PFB可以生产燃料气,但国际上尚无生产合成气先例;Winkler已有用于合成气生产案例,但对粒度、煤种要求较为严格,甲烷含量较高(0.7%~2.5%),而且设备生产强度较低,已不代表发展方向。

3、气流床气化气流床气化是一种并流式气化。

从原料形态分有水煤浆、干煤粉2类;从专利上分,Texaco、Shell最具代表性。

前者是先将煤粉制成煤浆,用泵送入气化炉,气化温度1350~1500℃;后者是气化剂将煤粉夹带入气化炉,在1500~1900℃高温下气化,残渣以熔渣形式排出。

在气化炉内,煤炭细粉粒经特殊喷嘴进入反应室,会在瞬间着火,直接发生火焰反应,同时处于不充分的氧化条件下,因此,其热解、燃烧以吸热的气化反应,几乎是同时发生的。

随气流的运动,未反应的气化剂、热解挥发物及燃烧产物裹夹着煤焦粒子高速运动,运动过程中进行着煤焦颗粒的气化反应。

这种运动状态,相当于流化技术领域里对固体颗粒的“气流输送”,习惯上称为气流床气化。

气流床对煤种(烟煤、褐煤)、粒度、含硫、含灰都具有较大的兼容性,国际上已有多家单系列、大容量、加压厂在运作,其清洁、高效代表着当今技术发展潮流。

干粉进料的主要有K-T(Koppres-Totzek)炉、Shell- Koppres炉、Prenflo 炉、Shell炉、GSP炉、ABB-CE炉,湿法煤浆进料的主要有德士古(Texaco)气化炉、Destec炉。

(1)、德士古(Texaco)气化炉美国Texaco(2002年初成为Chevron公司一部分,2004年5月被GE公司收购)开发的水煤浆气化工艺是将煤加水磨成浓度为60~65%的水煤浆,用纯氧作气化剂,在高温高压下进行气化反应,气化压力在3.0~8.5MPa之间,气化温度1400℃,液态排渣,煤气成份CO+H2为80%左右,不含焦油、酚等有机物质,对环境无污染,碳转化率96~99%,气化强度大,炉子结构简单,能耗低,运转率高,而且煤适应范围较宽。

目前Texaco最大商业装置是Tampa电站,属于DOE 的CCT-3,1989年立项,1996年7月投运,12月宣布进入验证运行。

该装置为单炉,日处理煤2000~2400吨,气化压力为2.8MPa,氧纯度为95%,煤浆浓度68%,冷煤气效率~76%,净功率250MW。

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30m/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。

80年代末至今,中国共引进多套Texaco水煤浆气化装置,用于生产合成气,我国在水煤浆气化领域中积累了丰富的设计、安装、开车以及新技术研究开发经验与知识。

从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看,主要优点:水煤浆制备输送、计量控制简单、安全、可靠;设备国产化率高,投资省。

由于工程设计和操作经验的不完善,还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态,存在的问题还较多,主要缺点:喷嘴寿命短、激冷环寿命仅一年、褐煤的制浆浓度约59%~61%;烟煤的制浆浓度为65%;因汽化煤浆中的水要耗去煤的8%,比干煤粉为原料氧耗高12%~20%,所以效率比较低。

(2)、Destec(Global E-Gas)气化炉Destec气化炉已建设2套商业装置,都在美国:LGT1(气化炉容量2200吨/天,2.8MPa,1987年投运)与Wabsh Rive(二台炉,一开一备,单炉容量2500吨/天,2.8MPa,1995年投运)炉型类似于K-T,分第一段(水平段)与第二段(垂直段),在第一段中,2个喷嘴成180度对置,借助撞击流以强化混合,克服了Texaco炉型的速度成钟型(正态)分布的缺陷,最高反应温度约1400℃。

为提高冷煤气效率,在第二阶段中,采用总煤浆量的10%~20%进行冷激(该点与Shell、Prenflo的循环没气冷激不同),此处的反应温度约1040℃,出口煤气进火管锅炉回收热量。

熔渣自气化炉第一段中部流下,经水冷激固化,形成渣水浆排出。

E-Gas气化炉采用压力螺旋式连续排渣系统。

Global E-Gas气化技术缺点为:二次水煤浆停留时间短,碳转化率较低;设有一个庞大的分离器,以分离一次煤气中携带灰渣与二次煤浆的灰渣与残炭。

这种炉型适合于生产燃料气而不适合于生产合成气。

(3)、Shell气化炉最早实现工业化的干粉加料气化炉是K-T炉,其它都是在其基础之上发展起来的,50年代初Shell开发渣油气化成功,在此基础上,经历了3个阶段:1976年试验煤炭30余种;1978年与德国Krupp-Koppers (krupp-Uhde公司的前身)合作,在Harburg建设日处理150t煤装置;两家分手后,1978年在美国Houston 的Deer Park建设日处理250t高硫烟煤或日处理400t高灰分、高水分褐煤。

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