煤化工气化工艺系统知识.ppt

气化工艺的介绍 煤气化工艺的发展 以煤炭为原料经化学方法将煤炭转化为气体、液体和固体产品或半产品，而后再进一步加工成一系列化工产品或石油燃料的工业，称之为煤化工。煤的焦化是应用最早的煤化工，至今仍然是重要的方法。 煤气化在煤化工中占有特别重要的地位，煤气化主要用于生产城市煤气、各种工业用燃料气和合成气，在中国合成气主要用于制取合成氨、甲醇、二甲醚等重要化工产品。通过煤炭加氢液化和气化生产各种液体燃料和气体燃料，利用碳一化学技术合成各种化工产品。随着世界石油和天然气资源的不断减少、煤化工技术的改进、新技术和新型催化剂的开发成功、新一代煤化工技术的涌现，21 世纪现代煤化工将会有广阔的发展前景。 煤气化的应用 大型加压煤气化技术、煤基合成液体燃料技术、大型流化床电站锅炉、煤气化联合循环发电技术（IGCC），煤、电、热与化工产品多联产技术，煤中硫、氮等污染物的脱除和控制技术、大型燃气轮机技术、燃料电池技术等。 加压煤气化工艺的简要介绍 煤气化工艺分为固定床加压气化技术、湿法气流床加压气化技术、干法气流床加压气化技术。 固定床加压气化技术的主要代表有：德国鲁奇碎煤加压气化技术、BGL加压气化技术 湿法气流床加压气化技术的典型代表有：GE的TEXACO、华东理工大学的四喷嘴、多元料浆。 干法气流床加压气化技术的主要代表有：shell、西门子GSP、科林、北京航天、五环、华东理工也在水煤浆四喷嘴的基础上研究粉煤气化工艺。 碎煤加压气化工艺 早在1927 ～1928 年间，德国鲁奇公司在德国东易河矿区利用褐煤在常压下用氧气作气化剂来制取煤气。煤气经加压净化后分离出二氧化碳可以使煤气热值提高。但在常压下气化炉产气量有限，而且煤气输送的压缩费用较高，从而促使人们进行加压气化工艺的研究。通过理论计算，在压力为2.0MPa 和温度为1000 K 的平衡气中，甲烷含量可达20 ％以上，这将大大提高煤气的热值。随后的小型试验结果也证实了加压气化理论的正确性。由于这一切都是在鲁奇公司进行的，故将这种方法称为鲁奇式加压气化法。 鲁奇炉对气化的煤质要求 水分 鲁奇炉入炉煤的水分可以较高，但有些褐煤水分过高时，会促使褐煤块受热碎裂，造成氧耗增加，增加后系统的负荷及污水处理的投资，给原料预处理带来困难。 根据使用经验，当煤中水分高于20%时，水分含量每增加1%，氧耗增加1.5%，煤气出炉温度降低5℃，水汽含量增加3%。当水分含量上升到30%时，气化炉的生产能力下降10%。 灰分 原则上对煤的灰分无严格要求。但煤中灰分含量增加，将导致消耗定额增加；气化强度低，煤气产率降低，灰渣含碳量增加，煤气的热值降低。 从经济上考虑，控制煤灰分含量＜20%。 煤的粒度 褐煤6~40mm，烟煤5~25mm，焦炭和无烟煤5~20mm；要求最大粒径与最小粒径比为5~8；最小粒径要在6mm以上，小于2mm的粉煤量控制在1.5%以内，小于6mm的细粒煤控制在5%以内。 黏结性 能气化坩埚膨胀序数7以下的强黏结性煤。但与褐煤相比，消耗指标增加10~15%，气化炉的处理能力降低15~20%，气化效率下降5%。 反应活性 反应活性越高越好。 灰熔融温度与结渣性 这是影响汽氧比和气化强度的关键，通常要求ST＞1200℃，最好高于1400℃。 结渣性也影响操作温度，结渣性强的煤操作温度不宜过高。 鲁奇加压气化技术的发展 鲁奇碎煤加压气化技术的发展根据炉型的变化大致可划分为三个发展阶段。 第一阶段（1930 ～1954 年）。1930 年在德国希尔士斐尔德建立了第一套加压气化试验装置，1936 年设计了第一代工业化的鲁奇炉，以褐煤为原料生产城市煤气，气化剂为氧气和水蒸气，气化剂通过炉箅的中空转轴由炉底中心送入炉内，出灰口设在炉底侧面，炉内壁有耐火衬里，只能气化非黏结性煤，气化强度较低。 第一代鲁奇气化炉，内径2600mm 1 烘箱 2 上部刮刀传动机构 3 煤气出口管刮刀 4 喷冷器 5 炉体 6 炉箅 7 炉箅传动机构 8 刮灰刀 9 下灰颈管 10 灰箱 11 裙板 A 带有内部液压传动装置的煤箱上阀 B 外部液压传动装置 C煤箱下阀的液压传动装置 第二阶段（1954 ～1965 年）。为了能够气化弱黏结性的烟煤，提高气化强度， 联邦德国鲁尔煤气公司与鲁奇公司合作建立了一套试验装置，对泥煤、褐煤、次烟煤、长焰煤、贫煤和无烟煤进行了气化试验，根据试验结果设计了第二代鲁奇炉。该炉型在炉内设置了搅拌装置，起到了破黏作用，从而可以气化弱黏结性煤，同时取消了炉内的耐火衬里，设置了水夹套，排灰改为炉底中心排灰，气化剂由炉底侧向进入炉箅下部。 第二代直径2600 mm 中间除灰炉型　　　 1 煤箱 2 上部传动装置 3 布煤器 4 搅拌装置 5 炉体 6 炉算