灰粘聚循环流化床粉煤气化技术的开发与应用.pdf

第十四届全国造气技术年会论文集 灰粘聚循环流化床粉煤气化技术的开发与应用 王宁波 (陕西秦能天脊科技有限公司)(陕西秦晋煤气化工程设备有限公司西安710075) 摘要：本文介绍了灰粘聚循环流化床粉煤气化技术的开发、各项目进展情况以及该技术 在工业燃气、石化领域的应用情况。 关键词：灰粘聚流化床煤气化 1 开发背景 投入运行以来，世界各地相继共建有约70台温克勒气化炉，且均是用空气或氧气作为气化 剂的常压气化炉，由于常压温克勒气化炉存在种种问题，至今只有少数炉子在运行。上世纪 中叶，针对这些问题，流化床气化炉向加压和提高气化温度方向发展，并成功地开发了多种 炉，这些新型气化炉均建有示范装置且运行水平较高，在一定程度上体现了该技术的优势。 MPa、产气量54600 在德国科隆，气化压力1．0 年投入运行，因经济问题于1997年停产，运行了近12年，证明流化床气化技术是成功的。 断提高，但始终没有成为一种国内主流的煤气化技术。 目前全国绝大部分中、小化肥和化工企业的固定床气化炉，其原料煤主要为山西、宁夏 等地的无烟块煤，运输费用以及原料煤涨价因素导致原料煤成本大幅度上升，许多企业难以 承受。采用灰粘聚循环流化床粉煤气化技术，企业可使用当地价格相对较低的粉煤，实现原 料煤本地化。从而可节省运力，减缓运输压力，节约运输费用，减降成本，让利于农民，达 到支援农业、反哺农业的目的。 由陕西秦晋煤气化工程设备有限公司、陕西秦能天脊科技有限公司研究开发的具有我国 自主知识产权的灰粘聚循环流化床粉煤气化技术，在现阶段中、小规模煤气化装置原料结构 调整中又掀起了一股利用流化床气化法进行原料煤本地化改造的热潮。2004年国家发改委、 中氮协会、小氮协会等已正式将此技术向全国中小化肥企业推荐为实旋原料煤本地化改造的 首选技术，市场前景良好。 2 灰粘聚循环流化床粉煤气化工艺简介 2．1工艺原理 粉煤在气化炉内借助吹入的气化剂(氧气、水蒸汽、二氧化碳)使床层中的粉煤沸腾流 化。在高温条件下，气化剂与固体煤两相充分混合接触，发生煤的热解和氧化还原反应，最 终达到煤的气化。煤灰在气化炉内中心高温区粘聚形成灰球，借助煤和灰的重量差异，使灰 球和煤粉分离并从炉底排出。随煤气带出的煤尘经旋风除尘分离器分离回收后再返回气化炉 内与新加入的煤粉一起进行气化反应，从而提高煤中碳的转化率。 灰粘聚循环流化床粉煤气化工艺与一般流化床气化工艺的不同之处在于炉内形成中心 高温区，使炉渣在中心高温区内粘聚成灰球；同时在气化炉底部设计了灰的粘聚分离装置， 第十四届全图造气技术年会论文集 借助重量差异将煤粉与灰球分离，从而达到选择性排灰的目的。 。 2．2工艺流程 灰粘聚循环流化床粉煤气化工艺由进煤、气化、除尘、．余热回收、，煤气洗涤冷却及排渣、 排灰等过程组成。 (1)原料煤经破碎、筛分、干燥后送入煤斗，经煤锁及螺旋给煤机计量后连续加入气 化炉底部。 (2)气化剂(氧气、过热蒸汽、二氧化碳)按不同比例混合后从气化炉底部分三路进 入气化炉内，与加入炉内的粉煤进行气化反应。产生的煤气由气化炉顶部导出，灰渣从炉底 排渣管进入渣锁后定时排出系统。 (3)气化炉项部出来的煤气经气体冷却器降温后依次经一级旋风除尘器、二级旋风除 尘器后进入热回收系统。一级旋风除尘器分离的细粉经回料管返回气化炉进一步气化，二级旋 风除尘器分离的细灰进入灰锁经螺旋冷却后增湿排出系统。 (4)出二级旋风除尘器的煤气依次经过废热锅炉、蒸汽过热器、锅炉给水预热器，回 收煤气余热产生的蒸汽送入压力相同的蒸汽管网。 (5)回收余热后的煤气经煤气洗涤塔进一步除尘降温后送出系统。 2．3工艺特点 (1)可充分利用6mm以下粉煤作为原料，不仅扩大了煤气化的资源量，而且简化了 原料煤的预处理，节约了入炉煤的处理费用。 (2)煤种适应性宽。目前在工业装置上已试烧了甘肃华亭烟煤、陕西彬县烟煤、山珏 大同粘结性烟煤、山西唐安无烟煤以及平顶山高灰分烟煤等煤种，并收到好的效果。有利于 实施原料煤本地化。 (3)核心设备气化炉结构简单，制造方便；维护、检修工作量小，易于实现稳定、长 周期运行。 (4)碳的转化率达90％以上。 (5)能充分