杭州体院节能方案.docVIP

杭州体院 节能减排技术改造項目方案  浙江大学能源工程设计研究院 2010.7.18煤碳气化与气化新技术简介 洁净燃气概述 节能减排是当前全世界都非常关注的议题，温家宝总理在哥本哈根向国际社会承诺到2120年中国要减排40%～45%，要完成这一宏大目标任重道远。中国的能源以煤炭为主的局面在较长的时期内难以改变。因此研究和推广煤的洁净利用新技术意义十分重大。煤通过气化再燃烧，不但能提高煤的利用效率，更重要的是从源头解决了环境问题。是节能减排的必威体育精装版科研成果。是实现低碳经济的重要模式。 然而人们一提起燃气，必然会联想到造价昂贵的煤化工用的喷流床气化炉?流化床气化炉 ⑤ C+2H2O→CO+2H2-42.8kcal/mol ⑥ CO+H2O→CO2+H2+0.8kcal/mol ⑦ C+2H2→CH4+17.9kcal/mol ⑧ CO+3H2→CH4+H2O+59.8kcal/mol ⑨ 2CO+2H2→CH4+CO2+59.1kcal/mol ⑩ CO2+4H2→CH4+2H2O+60.6kcal/mol 上述①式和②式是燃烧放热反应，③式是CO2还原反应，④式是水煤气反应，也是较大的吸热反应。⑤式是伴随④式而产生的副反应。⑥式是变换反应，⑦～⑩式是甲烷生成反应，其中⑦式是主反应，⑧式是催化合成甲烷的主要反应。 二． 煤的气化分类； 目前煤的气化方法已达60多种，其分类方法也是多种多样的，常用的一些煤的气化分类方法分述如下： 1. 按入炉煤粒度划分的有：①粉煤（100~200目）气化，②小粒度煤（0~10mm气化），③块煤（6~100mm）气化。 2.按煤在炉内状况划分的有：①固定床（或移动床）气化，②流化床（沸腾床）气化，③气流床气化，④熔渣（熔盐）床气化。 3. 按气化介质划分的有：①空气-水蒸气，②富氧空气-水蒸气，③蒸气和氧气等。 4. 按煤气用途划分的有：①燃料煤气，②城市煤气，③高热值煤气（代用天然气），④还原气。 5. 按煤气热值划分的有：①低热值煤气[1000~1500kcal/m3（标准下同）]，②中热值煤气（2800~4000kcal/m3），③高热值煤气（4000kcal/m3）以上。 6. 按排灰方式划分，有：①固态排渣，②液态排渣，③灰团聚排渣气化。 7.按操作方式划分，有：①常压气化，②加压气化。 目前较常用的分类方法是按煤在气化炉内状况划分，再配以排灰方式即可概括出各种气化方法。 8. 以煤和气化介质的相对运动方向进行分类，可分为：①并流气化，②逆流气化。 9. 以气化反应的类型为主进行分类，分为热力学过程和催化过程等气化。 10. 以气化的阶段性为主进行分类，可分为单段气化，双段或多段气化等。 11. 以气化的操作方法为主进行分类，有连续式，间歇式和循环式气化等。 三．以往常用的煤的固定床气化及其特点； 煤的固定床汽化是指在水煤气炉，发生炉煤气炉，两段气化炉和加压气化炉中对煤进行气化的方法。在这些煤气炉内煤块由上而下运动，而气化剂则由下而上，煤在炉内仅停留1h左右，排出炉外的煤气和炉渣经过热交换，可使其温度较其它方法低。他的优缺点如下： ⑴ 优点； 工艺简单，操作方便：投资少，建设快：热效率高，炭转化率高：耗氧量低。 ⑵ 缺点； 对煤种有一定要求，煤的粘结性不能太强，要求使用块煤：复产焦油，酚水难于处理。造成污染。单炉产气量较低。 四. 以往常用的煤的流化床气化和气流床气化及其特点； 流化床又称沸腾床，运行过程中气化剂以一定的速度由下而上通过煤粒床层，使煤料浮动并互相分离。典型的流化床气化炉如温克勒Winkler炉，前苏联的盖依阿帕ΓиΑΠ━4，朝鲜的恩德炉等。气流床气化可比流化床更快、气化量更大。 新型环保节能型煤碳气化炉及其特点； 它在技术上具有如下三个特点： a.以往的气化技术，炉内氧化层，干馏层无法人为地控制。排渣速度以及何时排渣都是无法做到精确控制的，所以对煤种的适应性也受到限制。 本发明通过对炉内氧化层，干馏层，灰渣层进行精准的温度控制和物位控制，在通过变频调速的方式对加煤量，进热空气量，进蒸汽量，出渣量进行精准的检测计量和有效控制，从而使煤种的适应性大为放宽。能够适应几乎是任何的煤种。而且由于有了精准的检测和控制手段，除煤种适应性广外，(能气化烟煤、无烟煤、石煤、焦炭等。)更是效率得以提高，气化能力增强。 b.以往的气化技术，要么用氧气作气化剂，要么用常温空气作气化剂。用氧气作气化剂虽然效率高但成本也高，用户一般很难接受。本发明采用气化时产生的高温燃气冷却余热，（因为这种余热有500℃以上）利用技术手段收集这类余热来加热常温空气，让作为气化剂的空气升温到350℃以上，这样做既节约了能源，又使气化速度加快，气化效率提高。采用这种方式的气化