气流床气化法..ppt

气 流 床 气 化 法 气流床气化工艺 1.2 主要特征 ①气化温度高、气化强度大 纯氧和水蒸气气化，温度达2000℃左右 ②煤种适应性强； 褐煤不适于制水煤浆加料。 ③煤气中不含焦油； 反应温度高，床层温度均一 ④需要设置庞大的磨粉、余热回收、除尘等辅助装置。 粉煤70~80%过200目筛分，出口煤气温度高，起气速高带走的飞灰多。 德士古（Texaco）气化法水煤浆进料，加压气化 气化原料：水煤浆 气化剂：氧气 （1）基本原理和气化炉型 水煤浆通过喷嘴在高速氧气流作用下破碎、雾化喷入炉内。 ①：基本原理 ａ：裂解、挥发分燃烧水迅速变为水蒸气；煤粉发生干镏及热解；挥发份燃烧。 生成以CO、H2、CO2、 H2O为主要成分的湿煤气及熔渣。 德士古烧嘴 ⑦:三废排放有害物质少。 ⑵缺点： ①氧耗高。是因煤浆中水分高，因而氧耗高。 ②需助溶剂。当使用高熔点的煤时需要助溶剂。 ③需热备用炉。备用炉必须1000℃以上才可投料，所以备用炉应处于热备用状态。 ④气化炉耐火材料寿命短。 ⑤工艺烧嘴寿命短。 德士古气化法虽然也存在一些缺点，但其优点是显著的，而且与其他许多有希望且优点突出的气化方法相比较，它最先实现工业化规模生产，已为许多国家所采用。 在中国，山东鲁南化肥厂、上海焦化厂、渭河煤化工集团和安徽淮南化工厂都已引进该煤气化工艺，并都已投入生产。所以，德士古气化法是煤气化领域中的一个成功的范例。连续运行10年水冷壁内侧图片 连续运行10年水冷壁外观图片 组合式喷嘴 组合式喷嘴由配有火焰检测器的点火喷嘴和生产喷嘴所组成，故称为组合式气化喷嘴。 受到高热负荷的喷嘴部件由喷嘴循环冷却系统来强制冷却。 喷嘴的材质为奥氏体不锈钢，高热应力的喷嘴顶端材质为镍合金。 喷嘴由中心向外的环隙依次为氧气、氧气/蒸汽、煤粉通道。 三种主要制气方法的比较 气流床－壳牌炉（Yueyang） 4、Shell 煤气化工艺Shell煤气化工艺（Shell Coal Gasfication Process）简称SCGP，是由荷兰Shell国际石油公司开发的一种加压气流床粉煤气化技术。1993年采用Shell煤气化工艺的第一套大型工业化生产装置在荷兰布根伦市建成，用于整体煤气化燃气-蒸汽联合蒸汽发电，1998年该装置正式投入商业化运行。 4.1 工艺技术特点 Shell煤气化工艺属加压气流床粉煤气化，是以干煤粉进料，纯氧做气化剂，液态排渣。 干煤气中的有效成分CO+H2可高达90%以上，甲烷含量很低。 干煤粉粒度要求较灵活，一般不需要过分细磨，但需要经热风干燥，以免粉煤结团，尤其对含水量高的煤种更需要干燥。 气化火焰中心温度随煤种不同约在1600~2200℃之间，出炉煤气温度约为1400~1700 ℃。 产生的高温煤气夹带的细灰尚有一定的黏结性，出炉需与一部分冷却后的循环煤气混合，将其激冷到900℃左右后再导入废热锅炉，产生高压过热蒸汽。 煤中约有83%以上的热能转化为有效气，大约有15%左右的热能以高压蒸汽的形式回收。 气化温度高，反应速率快，碳转化率高，灰渣残炭降低； 温度过高使熔渣黏度变小，炉壁灰渣层厚度变薄，过多的热量被水冷壁锅炉带走 较高气化温度下，气化压力对煤气组成影响不大 炉内气化反应： 煤的裂解及挥发分燃烧 粉煤和氧气加入气化炉，高温条件下迅速干燥及热裂解，释放出挥发分，在高氧条件下挥发分完全燃烧，放出大量热。 ※煤气中无焦油、酚、高级烃等可凝物。 煤焦的燃烧及气化 煤焦与氧燃烧，释放大量热；与水蒸气和二氧化碳反应，生成一氧化碳和氢气；气相中氢和一氧化碳与残余的氧反应，放出更多的热量。 煤焦及产物气化 在无氧条件下，煤焦等和水蒸气、二氧化碳发生气化反应，生成氢气和一氧化碳。 Shell-Koppers中试装置的设计条件和试验结果 99.0 98 碳转化率/% 0.47 8.03 1.0 2.1 0.4 0.2 0.7 1.0CH4H2S+COSN2氧/煤/(kg/kg)产气率/(m3/kg) 烟煤 65.1 25.6 0.8 Wyodak褐煤 66.1 30.1 2.5 主要试验结果煤种气体组成/%COH2CO2 150 3.0 1700~2000 8500~9000 设计条件处理煤量/(t/h)操作压力/MPa最高气化温度/℃单炉生产能力/(m3/h) 数据 项目 CO+H2 ≈ 96.2% CO/H2 ≈ 2.2/1 CO+H2 ≈ 90.7% CO/H2 ≈ 2.51 4.2 Shell煤气化工艺流程及气化炉Shell煤气化工艺流程见图： 从示范装置到大型工业化装置均采用废热锅炉流程。 1）来自制粉系统地干燥粉煤由氮气或二氧化碳气经输送至炉前煤粉仓及煤锁斗； 2）再经由加压氮气或二氧化碳