煤化工工艺(主编陈启文-化工版)煤炭气化10.ppt

二、水煤浆加压气化 3. 工艺流程 水煤浆加压气化的工艺流程按热回收方式不同，可分为急冷流程和废热锅炉流程，目前国内以急冷流程为主，水煤浆加压急冷流程分为水煤浆制备、水煤浆气化和灰处理三部分。 （1）水煤浆制备工艺流程 水煤浆制备的任务是为气化过程提供符合质量要求的水煤浆，工艺流程如图7-16所示。 图7-16 水煤浆制备工艺流程 1-煤料斗；2-称量给料器；3-氢氧化钠贮槽；4-氢氧化钠泵；5-石灰贮斗；6-石灰给料输送机；7-添加剂槽；8-添加剂泵；9-磨煤机；10-磨煤机出口槽；11-米磨煤机出口槽泵 二、水煤浆加压气化 煤料斗1中的原料煤，经称量给料器2加入磨煤机中。同时按比例向磨煤机中加入一定量的软水，用添加剂泵8将一定量的添加剂也加到磨煤机内，煤在磨煤机内与水、添加剂混合，被湿磨成高浓度的水煤浆。加入添加剂目的是降低水煤浆的粘度，提高水煤浆稳定性。来自氢氧化钠槽3中的氢氧化钠溶液，用泵加到磨煤机，将水煤浆的pH值调节到7~8。石灰由贮斗5经给料输送机6，送入磨煤机。加入助熔剂石灰目的是降低煤的灰熔点。磨煤机制备好的水煤浆，经过滤除去大颗粒料粒，流入磨煤机出口槽10，再经磨煤机出口槽泵11，送到气化炉。磨煤机出口槽设有搅拌器。 二、水煤浆加压气化 采用水煤浆加压气化的大型氨厂，磨煤机多数采用棒磨机，它具有一个可转动的卧式外筒，内装有许多小短棒。当外简转动时，原料煤等物料，在小棒的冲击和相互摩擦作用下，磨成水煤浆。磨煤机也可采用球磨机。 二、水煤浆加压气化 （2）水煤浆气化工艺流程 水煤浆气化炉又两种形式，即直接激冷式的气化炉和装有煤气冷却器的气化炉，在这两个方案中气化炉结构则是完全相同的。 激冷式气化炉与装有煤气冷却器的气化炉的主要差别在于：对高温粗煤气所含的显热的回收利用这一点上。 二、水煤浆加压气化 在激冷式气化炉中，温度高达1370℃的粗煤气在激冷室中用水喷淋，激冷到200~260℃，进而去除灰和脱硫。显然，在激冷过程中会使粗煤气损失掉一部分物理显热，它大约等于低位发热量的10%。 二、水煤浆加压气化 装有煤气冷却器的气化炉又称为全热能回收式气化炉，它通过辐射冷却器和对流冷却器，可以把粗煤气的温度从1370℃降到400℃左右；借以加热锅炉的给水，使之产生相当数量的水蒸气，供蒸汽轮机使用。这样，就能提高热煤气的效率。从能量有效利用的观点来看，这种方案是合理的，但是由于辐射冷却器和对流冷却器的尺寸很庞大，价格又昂贵会增加投资费用。 二、水煤浆加压气化 对于煤价较低的地区来说，可以考虑选用激冷式气化炉，以便利用初投资费低的优点来降低IGCC的发电成本。对于煤价较高的地区，则宜选用装有煤气冷却器的气化炉。目前国内多采用激冷式气化炉。 与气化炉形式相对应，水煤浆气化工艺流程也有两种形式，即激冷式工艺流程和煤气冷却器式工艺流程。本节重点学习激冷式工艺流程。水煤浆气化急冷流程如图7-17所示。 图7-17 水煤浆气化急冷工艺流程1-煤浆振动筛；2-煤浆槽；3-煤浆泵；4-氧气缓冲罐；5-喷嘴；6-气化炉；7-文丘里洗涤器；8-洗涤塔；9-激冷水泵；10-锁渣阀；11-锁渣罐 二、水煤浆加压气化 浓度为65％左右的水煤浆，经过振动筛1除去机械杂质，进入煤浆槽2，用煤浆泵3加压后送到德士古喷嘴5。由空分来的高压氧气，经氧缓冲罐4，通过喷嘴5，对水煤浆进行雾化后进入气化炉6。氧煤比，通过自动控制系统控制。 水煤浆和氧气喷入反应室后，在较高压力下（根据生产的需要在3~9MPa范围内选择）、温度为1300~1500℃的条件下，迅速完成气化反应，生成以氢和一氧化碳为主的水煤气。气化反应温度高于煤灰熔点，以便实现液态排渣。为了保护喷嘴免受高温损坏，设置有喷嘴冷却水系统。 二、水煤浆加压气化 离开反应室的高温水煤气进入急冷室，用由洗涤塔8来的水直接进行急速冷却，温度降到210~260℃，同时急冷水大量蒸发，水煤气被水蒸气所饱和。气化反应过程产生的大部分煤灰及少量未反应的碳，以灰渣的形式从生成气中除去。根据粒度大小不同，灰渣以两种方式排出，粗渣在急冷室中沉积，通过水封锁渣罐11，定期与水渣一同排出。细渣以黑水的形式从急冷室连续排出。排渣系统设置带有锁渣罐循环泵的渣罐循环系统，有利于将煤渣排入锁渣罐。 二、水煤浆加压气化 离开气化炉急冷室的水煤气，依次通过文丘里洗涤器7及洗涤塔8，用灰处理工段送来的灰水及变换工段的工艺冷凝液进行洗涤，彻底除去煤气中的细灰及未反应的碳粒。