发布时间 : 星期日 文章气流床气化技术研究现状更新完毕开始阅读80bec31752d380eb62946ddc
(3)煤气中有效成分(CO+H2)含量高，达到90%以上； (4)调节负荷方便，关闭一对喷嘴，负荷则降低50%；
(5)热效率高，采用循环冷煤气激冷气化炉出口处的热粗煤气，将煤气的显热带入废热锅炉加以回收，提高了热效率；
(6)单炉生产能力大，目前已投入运行的气化炉，在气化压力3MPa下，日处理煤量达2000t，更大规模的装置正在工业化；
(7)炉衬为水冷壁，使用寿命据报道为20年，喷嘴寿命为1年，有利于长周期运行；
(8)污染小。
图2.2 shell气化炉结构简图
Shell煤气化工艺介绍[彭爱华等.利用Shel粉煤气化技术实现合成氨原料“油改煤”[J].
应用化工,2006, 35]
来自煤场的煤和石灰石通过称重给煤机按一定比例混合后，进人磨煤机混磨（煤粉粒度一般在O.lmm以下），并由热风干燥，再经过袋式过滤器过滤，干燥的煤粉进入煤粉仓中贮存。从粉仓中出来的煤粉通过锁斗装置，由氮气加压到4.2MPa，并以氮气作为动力送至烧嘴和蒸汽、氧气一起进人气化炉内进行部分氧化反应，反应温度约为150℃-170℃，压力3.5MPa，出气化炉的气体在气化炉顶部被激冷压缩机送来的冷煤气激冷到900℃，气体然后经过激冷器换热器、输气管换热器、返回室换热器及合成气冷热器回收热量后，温度降至330℃进人高温高压陶瓷过滤器，除去合成气中9%的飞灰，出陶瓷过滤器的气体进人文丘里洗涤器和洗涤塔，用高压工艺水除去其中剩余的灰并将温度降到150℃后去气体净化。出湿洗后的部分气体与出陶瓷过滤器的部分气体混合调温到20℃后进人激冷气压缩机压缩后去激冷。在气化炉内产生的熔渣顺气化炉壁流进气化炉底部的
渣池，遇水固化成玻璃状炉渣，然后通过收集器、破渣机、渣锁斗，定时排放到渣脱水槽，再通过捞渣机捞出送到渣场，作为商品售出。高温高压过滤器中收集到的飞灰，经过飞灰气提塔气提并冷却到10℃后进入飞灰贮罐，一部分飞灰返回至磨煤机，另一部分作为商品售出。气化炉膜式壁内和合成气冷却器的水由泵进行强制循环，产生的5.4MPa饱和蒸汽一起进人汽包，经汽水分离后蒸汽进人蒸汽总管，水继续循环。其工艺流程见图2.3。由于Shell干煤粉气化技术气化温度较高，因此对设备要求更加严格，而且该种方法设备比较复杂，设备初投资较高，同时还需要少量蒸汽作为气化剂，因此需要增加蒸汽发生装置。
图2.3 Shell气化工艺流程简图
荷兰国家电力局于1993年底建设了发电能力为30OMW的联合煤气化循环发电装置，其中煤气化技术采用SCGP工艺，气化压力2.8M Pa，单台气化炉处理煤量为2OOOt/d，气化炉高度为40m ,外径5m，内径3m。厂房总高度67m。示范厂的主要技术参数见表2.1。
表2.1Shell煤气化工艺的主要性能参数
至1995年10月该示范厂已累计发电1500h，所取得的初步成果令人满意，尤其是发电效率已达43%，废气排放完全符合环保要求，而气化炉运行状况良好，尚未出现大问题。由于是Shell技术的首发装置，因此存在投资高、工艺复杂、设备不太成熟等缺欠。目前围绕上述问题，Shell公司正在做进一步的工作以使其更具竞争力。
2.1.3 Prenflo(Pressurized entrained flow Gasification)气化技术[汤中文.干法粉煤气化技
术进展及工艺影响因素[J].大氮肥，2..0，26][刘其林，李超，黄培林。粉煤气化技术浅析[J].燃烧与化工，2006，3（72）]
1986年-1992年，Krupp-Koppers在德国菲斯腾豪森市建成规模为日处理煤48t的加压气化中试装置。其气化炉形式和常压K-T炉基本相似，它的一项重大技术改进是从一个加压密封的加煤斗引出2根输煤管，分别把煤粉送至和气化炉相对称的2个炉头所安装的喷嘴将煤粉加人气化炉。Prenflo气化炉采用水冷壁结构，并在下部的集渣器中设有破渣机。该装置共进行20多次试验，累计运行2000多小时，试验了不同水分、灰分、硫分、反应活性的多个煤种。Prenflo气化炉经过2年的试验研究，完成了各项试验任务。该装置结构图如图2.4。
1992年,Krupp-Koppers。又在西班牙的Puer-tollano 建立了1套IGCC示范电站，这是Prenflo的第一个商业化装置。发电量为300MW，气化炉负荷为2600 t/d，产气量18*104m3 /h ，气化压力2.6 MPa，用氮气干燥、输送粉煤，系统采用两级过滤，一级是陶瓷过滤器，二级是水洗涤器。陶瓷过滤器收集的灰尘经闸式锁斗送回气化炉，水洗涤器排出的灰渣过滤压成灰饼。该气化装置于1997年12月19日第1次投料开车试生产煤气，并于1998年1月-6月进行了相关试验，其主要技术参数见表2.2.
表2.2主要技术参数
目前，该装置的主要任务是如何使机组在满负荷的状态下运行，并对气化系统进一步考核。总之，Prenflo技术继承了原K-T炉的优点，试运行结果证明Prenflo气化技术适用原料范围宽，气化效率与Shell气化技术相接近，是一种很有前途的气流床气化技术。
综上所述：气化工艺的选择主要应考虑所用煤的特性及产品煤气的最终用途，气流床气化工艺由于是液态排渣，因此煤的灰分不宜太高。一般认为，热值27MJ/kg以上的煤，利用气流床气化工艺具有无可比拟的优越性;热值21MJ/kg-27MJ/kg的煤的气化技术应根据具体情况选择气流床或流化床工艺;热值21MJ/kg以下煤的气化工艺可考虑流化床技术。这并非绝对的，如谢尔工艺在试验中发现灰分过低的煤在气化时，会使气化炉内耐火保护膜厚度减薄，从而增加了炉壁热损失。就煤 气 的 用途而言，谢尔法及普兰福等干法加料的气化工艺可获得较高的冷煤气效率，适合于IGCC发电应用，而德士古煤气化工艺操作压力较高，对化工合成气生产较合适，如有适当的煤种时，尤其对甲醇合成更为合适。在工业燃气的生产上，由于应用压力不高且要求成本不宜太高，应考虑流化床技术或能生产化工副产品的低压气流床技术。
Shell, Prenflo粉煤气化工艺都是成熟的第二代干法煤气化技术，具有消耗低、煤种适应范围广等优点，可优先考虑将其应用于新一代煤化工企业。由于目前尚未完全解决固体物料的精确计量和在线分析等难题，Shell等粉煤气化炉将很难实现异种煤的平稳切换。因此稳定煤质是确保煤气化系统长周期运行的关键。通过选配煤技术或选择最佳人炉氧碳比范围部分吻合的煤种作原料，原则上可解决干法煤气化炉更换煤种时难以稳定运行的问题。