第六章气流床_详解.ppt

表6-2 三种气化技术比较 3.氧煤比 氧的理论用量是氧原子数与煤中的碳原子数相等。 但是，粉煤在火焰中反应时，大量的一氧化碳和氢气是由下列反应生成的。 当气化剂中加入水蒸气或二氧化碳时，可以提高上述反应速度，使氧气消耗降低。 第三节湿法加压气流床气化技术与工艺 一 概 述 湿法气流床气化指煤或石油焦等固体碳氢化合物以水煤浆或水炭浆的形式与气化剂一起通过喷嘴，气化剂高速喷出与料浆并流混合雾化，在气化炉内进行火焰型非催化部分氧化反应的工艺过程。具有代表性的工艺技术有美国德士古发展公司开发的水煤浆加压气化、道化学公司开发的两段式水煤浆气化技术、中国自主开发的多喷嘴煤浆气化技术，德士古发展公司水煤浆加压气化技术开发最早、在世界范围内的工业化应用最广泛。 德士古法的收益明显受到水煤浆浓度的影响。在工业规模的条件下，煤浆黏度是一限制因素。为使煤浆易于泵送和提高其浓度，工业上采用添加表面活性剂来降低其黏度。 表面活性剂是一种两亲分子，由疏水基和亲水基两部分组成。在水煤浆中，表面活性剂的亲水基伸入水中，而疏水端却被煤粒的表面吸引，对煤粒起到很好的分散作用。水煤浆用的表面活性剂多选择芳烃类中与煤结构相近的物质，这样可以在煤的表面更好地吸附。 （三） 工 艺 条 件 1.水煤浆浓度 （三） 工 艺 条 件 1.水煤浆浓度 （三） 工 艺 条 件 2.氧煤比 （三） 工 艺 条 件 3.煤粉粒度分布 煤粉的粒度对碳的转化率都很大影响。因为煤粒在炉内的停留时间及气固反应的接触面积与颗粒尺寸的关系非常密切。而且，大颗粒离开喷嘴后，具有较大的相对速度，在反应区中的停留时间比小颗粒短，另一方面比表面积又与颗粒大小呈反比。 煤粉越细，气化效率越高。但是当煤粉中细粉含量过高时，水煤浆表现粘度上升，不利于配制高浓度的水煤浆。为此，对于反应性较好的煤种可适当放宽煤粉的粒度。 （三） 工 艺 条 件 4.气化压力 气流床操作压力的提高有利于气化过程的进行。因为压力增加不仅增加了反应物浓度，加快了反应速度，而且也延长了反应物在炉内的停留时间，使碳的转化率提高。气化压力的提高既可提高气化炉单位容积的生产能力，又可节省压缩煤气的动力。 （三） 工 艺 条 件 5.煤种的影响 （四） 德士古气化工艺 （四） 德士古气化工艺 （五）德士古水煤浆气化工艺的关键技术 1. 煤浆制备 在水煤浆中加入添加剂以降低煤浆的黏度，使其易于输送和使煤浆中水在较长时间内不析出。根据煤种类别，确定水煤浆的各种粒度分布比例来提高煤浆的含固量．达到不易析水又能输送的最佳含固量值。一般情况，在同等条件下的褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤制浆浓度依次增大。 （五） 德士古水煤浆气化工艺的关键技术 2. 煤浆输送 由于煤浆黏度大(1000~3000mPa·s)且含有大量固体颗粒，对转运设备部件磨损很快，因此煤浆的输送多选用隔膜柱塞泵。 （五） 德士古水煤浆气化工艺的关键技术 3. 烧嘴技术 德士古公司多年研究开发了三流道结构的烧嘴，开发了耐温、耐磨的制造烧嘴材料。 （五） 德士古水煤浆气化工艺的关键技术 4. 耐火砖技术 水煤浆气化炉内衬耐火砖，不但需耐高温而且要求能抵抗煤灰熔渣(SiO2、Al2O3、CaO、MgO等)的侵蚀。 目前水煤浆气化炉、火面耐火砖，采用以氧化铬为主添加少量氧化镁或氧化锆的耐火材料。耐火砖的砌筑设计，既要保证高温气体不能串到炉壁引起气化炉壁超温，又要便于局部更换。 二 E-gas 煤气化工艺 E-gas煤气化工艺是在德士古煤气化工艺基础上发展的二段式煤气化工艺，它具有生产能力大、氧耗低及产率高等优点，而且已通过较长时间的工业化运行，是很有前景的新一代煤气化技术。 一 工艺流程特点 二 工艺特点 ①采用加压气流床、水煤浆二段气化的方法。一方面保持了适用煤种广、生产能力大、碳转化率高等优点，另一方面采用二段气化，利用第一段高温煤气的显热气化第二段补充喷注的煤浆，使粗煤气出口温度下降至1000℃左右。这样既方便了热回收系统的设计、制造、运行和维护，又有利于提高热利用率。 二 工艺特点 ②延长停留时间，由于增加了第二段气化，延长了煤气在炉内的停留时间，使煤气中的焦汕、重烃化合物能充分热解。即使残留微量重烃化合物，也会被半焦吸附，随半焦再循环入炉，不至于堵塞热交换装置。因而煤气净化处理变得较简单，废水中不含焦油、酚等有害物质，对环境污染较少。 二 工艺特点 ③半焦再循环入炉。 第二段出炉粗煤气经旋风除尘器分离下来的半焦，用水激冷并减压后制成半焦浆液，再加入到第一段气化炉的进料中，提高了碳转化率和冷煤气