11科林CCG粉煤加压气化技术讲义.docx

科林CCG粉煤加压气化技术 技术拥有单位：德国科林工业技术有限责任公司 德国科林工业技术有限责任公司（简称科林公司）是世界著名的洁净煤利用技术的研发者、拥有者及工业解决方案供应商，全部拥有科林粉煤气化（CHOREN Coal Gasification）技术。科林的前身是欧洲洁净煤利用技术领域的先驱和领导者——前德国燃料研究所（DBI）。上世纪90年代，前德国燃料研究所研发部部长Wolf博士创立了科林，科林名称的由来是：“C-Carbon-碳，H-Hydrogen-氢，O-Oxygen-氧，REN-RENewable-可再生”。科林核心技术团队来自于前德国燃料研究所及黑水泵气化厂。公司总部及技术研发工程中心位于德国萨克森州的德累斯顿。科林在干粉煤气流床气化技术领域拥有40多年的研发、设计、制造、建设及运行经验，能够为业主提供全方位、立体化的煤气化解决方案。 科林CCG粉煤气化工艺过程主要是由给料、气化与激冷等系统组成，采用干粉煤加压进料，以纯氧作为氧化剂（部分煤种需添加少量水蒸气），在气化室内在高温高压的条件下反应，产生以一氧化碳和氢气为主的合成气，并实现高温液态排渣。原料气化和达到气体平衡所需的热量由原料碳氧化成一氧化碳和二氧化碳所释放。气化温度的选择主要由煤的熔融特性及粘温特性确定,气化压力的确定主要取决于产品煤气的利用工艺，通常为4.0MPa。通过科林CCG气化工艺可以把原煤、石油焦等转化为清洁的、高附加值的一氧化碳和氢气，可用于生产合成氨、甲醇、合成油、合成天然气等化工产品，还可用于发电或者生产城市煤气。 ? 图/2008年4月17日，德国总理默克尔视察科林公司并发表演讲。 一、工艺流程 科林CCG粉煤加压气化工艺（如图所示）主要包括磨煤干燥、煤粉输送、气化与激冷、合成气洗涤、排渣系统、黑水处理等单元。 ? 图/科林CCG粉煤气化工艺流程简图 1、磨煤干燥 其作用是将原煤干燥并磨制成合格的煤粉。本单元由磨煤、惰性气体输送和煤粉过滤三部分组成，使用常规的原煤研磨、干燥技术。来自煤仓的碎煤经称重给煤机计量后进入磨煤机，被磨成煤粉，并由高温惰性气体烘干、输送，通过粉煤袋式过滤器实现煤粉与惰性气体的分离，粉煤螺旋输送机进入粉仓，惰性气体循环利用。 2、煤粉输送 来自磨煤干燥单元的合格干煤粉储存于常压煤粉仓内，粉煤给料罐通过3条并行管道以稳定的质量流量持续向气化炉烧嘴系统供料。煤粉锁斗联通常压仓与给料罐，常压下接收煤粉仓煤粉后加压向给料罐放料，循环进行。根据气化炉大小，煤粉输送系统采用2～4个煤锁斗，可实现加压用惰性气体在锁斗间的循环利用。 3、气化与激冷 即为气化炉，由气化室和激冷室组成。科林CCG气化炉操作压力为2.5～4.4MPa(g)，可实现高压投料，气化操作温度控制在1400～1700℃之间。在气化室内，煤粉与氧气和蒸汽通过快速反应生成合成气。其主要成份为CO和H2，并含有少量的CO2和N2，同时还含有微量的CH4、HCl等（ppm级）。 在气化炉顶部，以120°的角度设置三个煤粉烧嘴（如图所示），每个烧嘴都有自己独立的煤粉输送管道。采用多个独立的喷射烧嘴，煤粉流和气化剂流在烧嘴外进行混合，可以在大体积的反应室内使煤粉分布更均匀。在烧嘴布置的中央位置（反应室中轴处），设置点火烧嘴（长明灯）。在开车阶段，采用燃料气为燃料点燃点火烧嘴，再利用点火烧嘴点燃煤粉烧嘴；当气化炉正常运行时，点火烧嘴则作为长明灯一直处于运行状态，不需要任何CO2作为保护气。 ? 图/烧嘴示意图 ? 气化炉内壁采用盘管水冷壁结构，通过水泵使锅炉水在管内强制循环，并副产低压蒸汽。煤灰融化后，一部分灰渣会挂在水冷壁上形成渣层，达到以渣抗渣的作用。合成气经过激冷环进入激冷室，在激冷室内经过降温、增湿、除尘、洗涤后被水饱和，以液态形式从气化室流下来的熔渣则迅速固化。 4、合成气净化 该系统包括文丘里洗涤器，旋风分离器和洗涤塔。粗合成气经文丘里洗涤器进一步润湿后，进入旋风分离器，并将约70%的细灰（粒径0.1 μm）分离下来。在粗合成气中残存的极小颗粒灰尘可在后续的合成气洗涤塔中通过凝聚/冷凝的形式被分离出来。净化后的合成气含尘量低于1mg/Nm3。 5、排渣系统 其作用是将渣与黑水分离后输送到界区外，被冷却到220℃的渣块通过重力作用进入到破渣机中，并被破碎成直径小于50mm的颗粒，随后进入到渣锁斗中，通过锁斗降压后排入渣池，灰渣被捞渣机捞出后排出系统，黑水则借助机泵送入黑水处理系统。 6、黑水处理 其作用在于，将系统产生的含固、高温废水减压至常压，回收热量，尽可能将悬浮的固体分离，并将得到的灰水返回到工艺系统中。黑水通过两级减压闪蒸处理，将压力降低至0.5MPa(g)和-0.05MPa(g)，温度冷却至大约155℃和75℃，闪蒸出的废蒸汽被用于预热灰水。经过