第四章、煤气化技术.pptVIP

典型设备 U·G·I型水煤气发生炉 燃料品种 工作循环中各阶段时间分配/% 吹 风 上 吹 下 吹 二次上吹 空气吹净 无烟煤，粒度25～75mm 无烟煤，粒度15～25mm 焦炭， 粒度15～50mm 石灰碳化煤球 24.5～25.5 25.5～26.5 22.5～23.5 27.5～29.5 25～26 26～27 24～26 25～26 36.5～37.5 35.5～36.7 40.5～42.5 36.5～37.5 7～9 7～9 7～9 7～9 3～4 3～4 3～4 3～4 不同燃料循环时间分配表 魏尔曼-格鲁夏（Wellman-Galusha）煤气发生炉 连续式两段发生炉 项 目 热粗煤气 体积分数/% 冷净煤气 体积分数/% 煤 气 组 成 CO H2 CO2 CH4 N2 水分 焦油 轻油 27.9 16.9 4.2 2.2 44.2 4.2 0.3 0.1 29.2 17.6 4.4 2.3 46.5 － － － 热效率/% 高热值/（MJ/Nm3） 温度/℃ 产率/（Nm3/㎏煤） 88～93 7.75～7.82 400 3.55 72～80 6.14～6.70 常温 3.4～3.55 两段炉煤气指标 4.4、加压气化生产工艺 气化炉 常压固定床气化炉生产的煤气热值较低，气化强度和生产能力有限。 1939年由德国的鲁奇公司设计的第一代工业装置 Mark－Ⅰ建成投产，后来又不断地对气化炉的结构 、压力、煤种行研究，相继推出了Mark－Ⅱ、 Mark－Ⅲ 、Mark－Ⅳ、 Mark－Ⅴ炉型。 中国20世纪60年代就引进了捷克制造的早期鲁奇炉 ，在云南建成投产，用褐煤加压气化制造合成氨。 1978年　天脊煤化工集团公司(原山西化肥厂) 1987哈尔滨依兰　东德PKM　城市煤气和甲醇 1994河南义马　Ⅳ型　城市煤气和甲醇 1.加压气化生产特点及工艺流程 1.加压气化生产特点 （1）原料选择（煤种适应性强、气化小粒煤、水分、灰分高的劣质煤） （2）生产过程控制（大型化、自动化、气化压力高输送容易、年轻煤有副产品） （3）缺点（?蒸汽利用率低，量大，废水多?一次性投资大） 2固定床加压气化的基实际过程 温度分布特征：反映了气化特征。 ①灰渣层。位于料层的最底部，原料中的碳已基本耗尽，起 保护炉算和预热气化剂作用。 ②第一反应层。第一反应层亦即氧化层，主要进行碳的氧化 反应，是料层中温度最高的区域，并提供气化炉内其它反应所需的热量。 ③第二反应层。即气化层。该层开始的主要标志是氧气已全部耗尽，水蒸气大量分解，CO2被还原，使气体中CO和H2的含量不断增加。CO2和H2O(g)含量逐渐减少。同时也进行着C+H2O(g) →CH4＋CO2的反应。 ④甲烷层。甲烷层是生成甲烷的主要反应层，也是加压气化与常压气化的区别所在。该层进行的甲烷生成反应是碳与氢、一氧化碳与氢之间的反应，反应速度比第一反应层和第二反应层中的气化反应速度要慢得多，因此，为生成尽可能多的甲烷，一般要求甲烷层厚度较大。 ⑤干馏层。干燥煤脱除挥发分，生成热解水和多种干馏产物。在加压气化炉内，由于温度较低并有大量氢气存在，因此产生的焦油和以脂肪烃为主的轻质油很少裂解，并以蒸气状态存在于粗煤气中。同时，在该层还存在着CO的变换反应，决定了出炉煤气的组成。 ⑥干燥层。入炉原料失去水分并逐渐升温。与常压气化相比，加压气化过程中甲烷生成反应增多。一方面是由于较厚干馏层挥发分热解产生甲烷，另一方面是由于甲烷层中碳的加氢生成甲烷，而且主要以后者为主。 3 加压气化工艺 整体煤气化联合循环发电流程（IGCC） 4 鲁奇加压气化炉Mark-IV 煤锁：容积为12m3 的压力容器，它通过上下阀定期定量地将煤加入到气化炉内。根据负荷和煤质的情况，每小时加煤3～5 次。 加煤过程： a. 在大气压下向煤锁加煤 b. 用煤气充压 c.向炉内加煤 d.煤锁卸压，煤气送入煤锁气柜，残余的煤气由煤锁喷射器抽出，经过除尘后排入大气。 灰锁：6 m3 的压力容器，和煤锁一样，采用液压操作系统，以驱动底部和顶部锥形阀和充、卸压阀。可以自动、半自动和手动操作。该循环如下： a.连续转动的炉篦将灰排出气化炉，通过顶部锥形阀进入灰锁。底部锥形阀关闭，压力同气化炉 b.停止炉篦转动，灰锁顶部锥形阀关闭，再重新启动炉篦。 c.灰锁降压到大气压后，打开底部锥形阀，灰从灰锁进入灰斗 d.关闭底部锥形阀，用过热蒸汽对灰锁充压，新循环开始。 鲁奇加压气化炉Mark-IV 炉体：由双层钢板制成，外壁按3.6MPa 的压力设计，内壁设计外压0.25MPa 。 水夹套：软化水的压力3MPa，蒸汽除滴后作气化剂。 夹套内的给水由夹套