清华炉气化技术.docVIP

“清华炉”煤气化技术 技术拥有单位清华大学清华炉煤气化技术工艺了了模型研究、 针对目前大规模气化技术，包括水煤浆气化和干粉气化、耐火砖结构与水冷部结构、激冷流程与废锅流程、用于发电和用于化工等，在仔细调研综合分析的基础上，从可靠性和运行的经济性角度出发，提出了分级供氧水煤浆气化技术。与其它气化技术主要是由化工反应器发展而来的不同，清华大学的研究是从锅炉燃烧演化而来的于锅炉当中的分级、液态排渣煤粉的粒化、水煤浆燃烧以及的雾化，结构处理上借鉴了锅炉的水冷壁及燃带结构和绝热炉膛结构，因此具有鲜明的动力设备特点。技术特点.1 分级给氧清华炉煤气化技术气化炉喷嘴附近温度是由燃料量和氧气量及其混合效果决定的。正如煤粉燃烧器一样，采用分级供氧，可以抑制喷嘴出口火焰温度锅炉空气分级一样适应性宽，可采用的煤种的灰熔点比传统工艺约高100K，扩大了气化炉煤种的适应性。事实上，该技术可以采用水煤浆进料，也可以干煤粉进料。 分级供氧气化炉的流场更为合理。由于二次供氧在氧气入口处形成反扩散火焰，氧气进入了气化室顶部区域。传统的气化炉没有水平方向的供氧，在气化室顶部形成了缺氧区，该区域气化反应很弱，分级供氧工艺的二次供氧反扩散火焰的卷吸，使部分煤颗粒和氧进入气化室顶部区域。这一流场结构，恰到好处又充分地利用了气化室顶部区域，作为反应空间，而又不过度反应而影响气化室顶部砖的寿命。由于水平方向只有质量很小的氧气射流，在向下主气流作用下，即使水平方向氧气流速达到160m(s-1也不会射到对面炉壁；水平方向射流中没有固体煤颗粒射入，只从主气流中卷吸部分煤颗粒参与燃烧和气化，不会产生过度高温威胁气化室顶部砖。以上两方面使分级供氧工艺具有固有安全性。这一点也在工业生产中得到验证：不投入二次供氧时，气化室顶部砖上附有厚厚的高低不平蜂窝状渣层，投入二次供氧以后，气化室顶部砖上附有致密均匀的渣层。 1.2 水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术冷态到满负荷的从原来的到小时1.3 清华炉气化工艺流程 从界区外的运输系统送来的原料煤首先进入煤斗，煤斗中的煤由煤称重给料机控制以一定的质量流率进入棒式磨煤机。制浆用的水包括磨煤单元的冲洗水、排放、泄露、灰/黑水处理单元的滤液和工厂内其他装置的难以处理废水，不足部分可补充新鲜水。为了制得稳定的煤浆并降低煤浆粘度，在磨煤机中还需加入水煤浆添加剂。在添加剂配制池中配制的水煤浆添加剂经过添加剂配制池泵送到添加剂槽，再经过添加剂泵送到磨煤机中。水煤浆的PH值应该控制在7以上，煤、水、各种添加剂在磨煤机中研磨到所需要的粒度分布，制得重量百分比约为60%的水煤浆。从磨煤机初步制得的水煤浆通过磨煤机出口的滚筒筛流出，滚筒筛可以筛除煤浆中的大颗粒。水煤浆在重力的作用下流到磨煤机出料槽。磨煤机出料槽泵将水煤浆从磨煤机出料槽输送到煤浆槽中。为防止煤浆沉淀，在磨煤机出料槽和煤浆槽中分别设置有磨煤机出料槽搅拌器和煤浆槽搅拌器，在搅拌器的作用下水煤浆保持悬浮状态。 （2）气化工段 来自煤浆槽的煤浆依靠重力自流到高压煤浆泵的入口，煤浆由煤浆泵加压后，经煤浆切断阀进入工艺烧嘴。煤浆泵所需的入口压头由煤浆槽提供。投料前，煤浆经煤浆循环阀等自动阀门循环回煤浆槽。 来自界区外的氧气由氧气总管经过流量调节阀和切断阀进入气化炉，氧气的流量测量需要进行温度和压力补偿。根据安全系统要求，在启动阶段氧气通过氧气放空消音器排放到大气中并建立氧气流量。工艺烧嘴把水煤浆和氧气一起送入气化炉中。 离开气化炉燃烧室的粗合成气与灰渣一起向下流过激冷环，经过激冷环时，激冷环内喷出的雾化水将粗合成气和灰渣激冷至1050℃（煤的变形温度以下），然后进入气化炉下部的水浴。下部水浴的灰水来自合成气洗涤塔，在气化炉下部，大部分灰渣被分离出来，大块渣靠重力作用沉入气化炉底部，悬浮在水中的灰随气化炉灰水外排至低压闪蒸罐。 进入气化炉下部水浴的灰渣在循环水流的作用下经锁斗安全阀、锁斗进口阀进入锁斗。为防止系统堵塞，在气化炉和锁斗安全阀之间装有破渣机，大块的渣由破渣机破碎。循环水流由锁斗循环泵建立。锁斗循环水是从锁斗顶部溢流的含固量相对较少的灰水，循环水流回到气化炉激冷室底部，并携带粗渣进入锁斗。大部分从气化炉来的固体都在锁斗的底部沉积。 气化炉的粗渣和渣水排至渣池的前仓，开始隔离两仓的溢流阀保持关闭，固体灰渣通过抓斗起重机把固体捞出渣池，约5分钟后，溢流阀打开，较澄清的上部黑水送入渣池后仓，用渣池泵送至真空闪蒸罐。固体灰渣在淋干水分后外运。 （3）合成气洗涤 从气化炉激冷室出来的粗合成气通过文丘里洗涤器进入合成气洗涤塔，合成气首先进入洗涤塔底部的水中洗掉其中的细渣。基本上不含固体颗粒的合成气沿洗涤塔向上流动，与从塔中部进入的循环灰水和塔上部加入的来自界区外的冷凝液逆流直接接触，洗涤剩余的固体颗粒，离开洗涤塔的合成气中