IGCC整体煤气化联合循环显然回收关键技术研究实验研究.docVIP

煤粉气化燃烧综合实验台 建立给煤量约为10kg/h的热态加压气化实验系统，实验系统如图1所示：整个系统由煤粉加压给料系统、燃油系统、加压气化炉（设计气化压力4.0MPa,设计温度1400℃左右）、废热锅炉、积灰测试探针、粗煤气燃烧炉等组成。首先将约100kg的煤粉送入加压煤粉仓(可保证连续运行10小时)，投入燃油系统将气化炉/废热锅炉升温，加热至1000℃左右后逐步减少燃油投入量，同时逐步增加煤粉的投入量至实验设计值并保持给料稳定，同时调节自动调压阀使气化炉内的压力达到4.0MPa并保持稳定。调节煤粉与氧气比例使得煤粉在气化炉内发生部分燃烧气化反应(气化温度1400℃分左右)，生成粗煤气(主要成分为CO、H2、H2O、CO2、CH4、灰)，合成气进入气化炉下面突扩的换热器内(废热锅炉)，经过盘型水冷管冷却，温度由1100℃降至700℃左右（可调节水冷盘管内水的流量，来调节盘型水管下方粗煤气温度），在盘型水管下方装有积灰探针(探针表面装有热电偶，可通过控制探针内的冷却水流量来调节探针表面温度，即积灰温度)。另外，积灰探针与废锅壳体采用螺纹链接，以方便更换不同积灰材料，研究积灰表面对灰积灰特性的影响。废锅底部采用法兰密封，以方便对积灰探针上收集的灰样进行取样、分析、测试；同时还可取出粘在水冷壁上不同位置的积灰样品以及沉积在废锅底部的大粒灰渣进行分析、测试。经冷却后的粗煤气从废锅底部绕到水冷盘管外侧，在废锅壳体侧面开孔出废锅，在尾气管道经过自动调压法减压后，一部分煤气进一步冷却进入在线烟气分析仪分析进行煤气成分分析，绝大部分煤气则送入燃烧炉燃烧。 该实验系统可通过调节氧/煤质量比来实验模拟实际IGCC系统气化炉和废锅的内部环境气氛，可深入研究不同气化条件、不同压力、粗煤气温度、积灰温度、材料等因素对加压气化条件下煤灰积、灰结渣特性的影响。 气化炉主要设计参数及尺寸： 气化压力 2.0～4.5MPa 气化温度 1000～1400℃ 给煤量 ～10kg/h 煤粉仓体积 0.2m3 理论给氧量 12.2～14.7m3/h 油罐体积 0.5m3 粗煤气流量 23m3/h 排渣量 ～1.0-1.5kg/h 气化炉内径 φ233mm 废热锅炉内径 φ500ｍｍ 气化炉停留时间 ～3s 废热锅炉停留时间 ～6s 气化炉高 1900mm 废热锅炉炉高 900mm O2瓶压力 15MPa N2瓶压力 15Mpa 实验系统价格预算： 项目 材料/规格 价/千元 个数/体积 价格/千元 厂商 压力容器外壳 不 1个 自制 保温材料1 1组 自制 保温材料2 保温 1组 自制 玉内胆 φ230×1900 1根 自制 水冷却管 13CrMo44 1 自制 燃烧喷嘴 耐 2组 自制 加压粉仓 0.2m3/ 1个 自制 星型给料器 10kg/h 1台 自制 高温偶 双高温(=1500） 10只 自制 积灰探针 自制 1只 自制 上、下联箱 不 2只 自制 重油罐 0.5m3/不 1只 自制 油泵 　 1台 外 仪器及阀门 电动流量调节阀 　 4个 外 手 　 4个 外 球形型电磁阀 　 1个 外 自动压力调节阀 1.0MPa～4.5MPa 1个 外 压力安全阀 　 2个 外 压力仪表 　 10个 外 在线烟气分析仪 　 1台 外 空气压缩机 　 1台 外 控制台 　 1套 自制 管道 不锈钢耐压管道 φ8×10,000 m 外 钢架 实验台钢架 3层 　 自制 　 　 自制 加工 　 　 　 　 　 预算总价 　 　 　 　 图1 10kg/h热态加压气化实验系统