煤化工工艺学课件5.5 气流床气化法..ppt

德士古烧嘴 其中喷嘴为三通道，工艺氧走一、三通道，水煤浆走二通道，介于两股氧射流之间。水煤浆气化喷嘴经常面临喷口磨损问题，主要是由于水煤浆在较高线速下(约30m/s)对金属材质的冲刷腐蚀。 中心管：１５％氧气； 外环系：８５％氧气； 内环系：水煤浆。 应用实例3：德士古气化法 应用实例3：德士古气化法 应用实例3：德士古气化法 烧嘴要求： 雾化性好，气化反应性好，寿命长等。 ②：粗煤气三种不同的冷却方法（流程） a:直接淬冷（激冷流程） 适用于制NH3和H2 (因为这种流程易于和变换反应器配套，激冷产生蒸气可满足变换的需要) 激冷流程简介： 气化炉产生的高温煤气和液态熔渣一起，通过炉子底部的急冷室，与水直接接触而冷却；同时产生大量高压蒸汽与煤气一起离开气化炉。 应用实例3：德士古气化法 应用实例3：德士古气化法 b:间接冷却（废锅流程） 适用于生产工业燃料煤气、联合循环发电用燃气或合成用原料气。 废锅流程简介： 气化炉产生的高温粗煤气和液态熔渣进入到气化炉下部的辐射式废锅，由水冷壁管冷却至700℃（水冷管内副产高压蒸汽），而熔渣粒固化分离落入到下面的淬冷水池，经灰锁斗排出。粗煤气由辐射废锅导入对流废锅进一步冷却至300 ℃（废锅回收显热并副产蒸汽）。 应用实例3：德士古气化法 德士古工艺流程 应用实例3：德士古气化法 ｃ：间接冷却－直接淬冷相结合（半废锅流程） 半废锅流程简介： 气化炉产生的高温粗煤气和液态熔渣先进入辐射式废锅，冷却至700℃（水冷管内副产高压蒸汽），熔渣粒固化与煤气分离落入到下面的淬冷水池，经灰锁斗排出。然后粗煤气用水喷淋淬冷至200℃左右。 ③：煤气冷却以及三废处理 应用实例3：德士古气化法 3.工艺条件 ⑴：水煤浆浓度： 要求：较高的浓度；较好的流动性和稳定性； （水煤浆浓度高煤气中有效成分增加，气化效率高，氧气耗量下降。） 较高浓度：气化效率高 较好流动性：易于泵送（可加助溶剂） 较好的稳定性：防止分层沉降 适宜粒度分布：（粗粒多：粘度下降，流动性好，但易分层； 细粒多：稳定性好，但粘度大，流动性。） ●褐煤不宜做制水煤浆的原料。 应用实例3：德士古气化法 ⑵：粉煤粒度：小颗粒的碳的转化率高于大颗粒的。 ⑶：氧煤比：合适的氧煤比。 ⑷：气化压力： 加压下可以提高气化效率；提高生产能力；节省煤气的输送动力消耗。 ⑸：气化温度： 气化温度选择的原则是：保证液态排渣的前提下，尽可能维持较低的操作温度。 ⑹：助溶剂： 可降低灰熔点，可使气化炉在较低温度条件下运行，降低氧气耗量，提高耐火材料的使用寿命。 应用实例3：德士古气化法 4.德士古气化工艺评价 ⑴优点： ①:气化炉结构简单。 该技术关键设备气化炉属于加压气流床湿法加料液态排渣设备，结构简单，无机械传动装置。 ②:开停车方便。 ③:煤种适应较广。 可以利用粉煤、烟煤、次烟煤、石油焦、煤加氢液化残渣等。不受灰熔点等限制。 应用实例3：德士古气化法 ④ :合成气质量好。 CO+H2≥80%且H2与CO量之比约为0.77，可以对CO进行变换以调整其比例用来作合成氨、甲醇等，且后系统气体的净化处理方便。 ⑤:碳转化率高。 该工艺的碳转化率在97%～98%之间。 ⑥:单炉产气能力大。 由于德士古水煤浆气化炉操作压力较高(一般为4.0MPa～6.7MPa)，又无机械传动装置，在运输条件许可下设备大型化较为容易。 应用实例3：德士古气化法 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。 几种加压气流床气化炉： Texaco(德士古), GSP 壳牌（SHELL）， 应用实例4： GSP粉煤气化法 4.GSP粉煤气化法 GSP粉煤加压气化技术，是德国未来能源开发的工艺技术，既有Texaco（德士古）气化工艺的特点，又有Shell气化工艺的特点。 气化炉的操作压力为2.5—4.0MPa。 气化温度操1350oC--1600oC之间。 思考：激冷室和喷嘴的作用？ ⑴GSP气化炉 结构包括： 水冷壁的气化室和激冷室。  应用实例4： GSP粉煤气化法 粗合成气激冷工艺流程： 包括备煤、气化及气体除尘冷却、黑水处理等。 加压干煤粉，氧气及少量蒸汽通过联合喷嘴进入到气化炉中。 高温气体与液态渣一起离开气化室向下流动直接进入激冷室，热的合成气被喷射的激冷水所冷却。