煤氧蒸汽連續(xù)氣化法的典型工藝流程

煤、氧、蒸汽連續(xù)氣化法的典型工藝流程主講教師：劉孟奇Coal,Oxygen,SteamContinuousGasificationProcessTypicalCONTENTS加壓魯奇爐連續(xù)制氣流程01.德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)02.00課程導(dǎo)入常壓固定床與K-T爐、德士古爐的產(chǎn)量及能耗的比較K-T爐德士古爐常壓固定床01加壓魯奇爐連續(xù)治氣流程01加壓魯奇爐連續(xù)治氣流程

加壓魯奇爐造氣是將粒度為4~50mm的煤,從爐頂?shù)膬?chǔ)煤斗定期加入煤箱,通過其底部的下料閥不斷加入爐內(nèi)。氧-蒸汽從爐子底部進(jìn)入與煤進(jìn)行氣化反應(yīng)。制得的粗煤氣從爐的上部側(cè)方引出。煤氣的出口溫度取決于不同煤種,約為350~600℃,而后進(jìn)入噴射器進(jìn)行冷卻,以洗去煤氣中的焦油及粉塵,而后去廢熱鍋爐回收熱量,送往氣柜。生成的灰渣落于轉(zhuǎn)動(dòng)爐算上,藉刮刀連續(xù)刮入灰箱,而后定期排入灰斗。全部操作均由液壓程序系統(tǒng)控制,也可切換成手動(dòng)或半自動(dòng)操作。01加壓魯奇爐連續(xù)治氣流程氣化壓力2.0~2.4MPa氣化溫度1000~1100℃爐頂度350~450℃氧耗率0.18~0.24m3/kg干煤蒸汽消耗率1.2~1.6kg/kg煤粗煤氣產(chǎn)率1600~1800m3/t煤主要操作條件:01加壓魯奇爐連續(xù)治氣流程H238.35%CO22.6%CH47.0%CO2+H2S30.5%O20.15%N21.2%CnHm0.2%煤氣成分：02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)(2)德上古煤氣化工藝流程02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)

德士古氣化工藝可分為煤漿制備和輸送、氣化和廢熱回收、煤氣冷卻凈化等部分（見上圖）：

將直徑小于10mm的煤磨碎，按比例加入水量。為了降低水煤漿的粘度，易于輸送;由于我國煤的灰熔點(diǎn)普遍偏高，為使其灰熔點(diǎn)能降至1350~1365℃以下，加人適量的添加劑和助熔劑，而后將煤水混合物充分濕磨后，送至振動(dòng)篩，除去大煤粒和機(jī)械雜質(zhì)，即可制成70%的水煤漿，用高壓泵將其送入燒嘴，同時(shí)將來自空分的高壓氧也送人燒嘴，二者充分混合，一起由燒嘴噴入氣化爐中。在1350~1400C溫度下進(jìn)行氣化反應(yīng)，生成的高溫煤氣經(jīng)氣化爐底部的激冷室激冷后，氣渣分離。02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)

粗煤氣再經(jīng)文丘里洗滌器和洗滌塔進(jìn)一步降溫除塵，然后將含水汽比約1.4、溫度為200~216℃的煤氣送往CO變換工序。熔渣被激冷固化后進(jìn)入破渣機(jī)破碎后進(jìn)入鎖斗，定期排入渣池，由撈渣機(jī)撈出裝車外運(yùn)。由洗滌塔排出的洗滌水，經(jīng)循環(huán)泵分別送至文丘里洗滌器和氣化爐激冷室。由激冷室排出的含細(xì)灰的黑水，相繼送入中壓閃蒸器，真空閃蒸器回收熱量，一部分作為鎖斗沖洗水而后排人渣池處理。一部分作為洗滌塔補(bǔ)充水。02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)CO45%-55%H230%~40%CO215%~20%CH4<0.1%(N2+Ar)0.2%-0.5%碳轉(zhuǎn)化率為95~97%氧(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)消耗定額為370~430m3/1000m3冷煤氣效率(煤氣的熱值/煤的熱值)65%-68%。德士古爐所制得的氣體組成為:02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)(2)德上古煤氣化關(guān)鍵技術(shù)①水煤氣的制備

德士古氣化法的特點(diǎn)是采用水煤聚氣化。水煤漿制造的質(zhì)量，包括煤的含量、粘度等，對(duì)制氣質(zhì)量、氣化效率、原料消耗以及煤漿在燒嘴出口的霧化性能的影響關(guān)系甚大。如煤漿含水過多，出于過量水的蒸發(fā)需消耗大量熱量，將導(dǎo)致爐溫過低。而要保持規(guī)定的爐溫，勢(shì)必增大氧的消耗，否則，爐溫低會(huì)使(CO+H)含量和氣化效率降低在工業(yè)生產(chǎn)中，在保證不使水煤漿沉降、流動(dòng)性能好、粘度小的條件下，應(yīng)盡可能地是高其煤的含量。02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)②氧煤氣

氧煤氣是重要操作指標(biāo)之一。爐溫主要是靠調(diào)節(jié)氧煤比來控制。如下圖所示，氣化反應(yīng)溫度和碳轉(zhuǎn)化率都隨氧碳比的增高而增高。但后者更為敏感。氧煤(碳)比也可用氣化1kg千煤(碳)所用氧(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的立方米數(shù)，即m3/kg干煤(碳)來表示。其值為1時(shí)，碳的轉(zhuǎn)化率可達(dá)96%以上，產(chǎn)氣量可達(dá)最大。02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)③氣化壓力

德士古爐的操作壓力可分為中壓(<4.0MPa)和高壓（>8.5MPa）兩種。眾所周知，德土古爐最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省煤氣的壓縮費(fèi)用。由于氣化反應(yīng)增容反應(yīng)，在加壓力氣化過程中，壓縮氧比在常壓氣化壓縮煤氣要經(jīng)濟(jì)得多，如氨合成壓力為22MPa，造氣壓力為3MPa時(shí)，則可節(jié)省45%~50%的壓縮功。另外，加壓氣化由于碳與氣化劑緊密接觸，其轉(zhuǎn)化率可達(dá)98%~99%而常壓氣化只有93%-95%。加壓氣化氣流速度低，更有利于煤氣中灰渣分離，其分渣效率可達(dá)93%~95%。02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)④燒嘴技術(shù)

無疑是關(guān)鍵技術(shù)，屬于專利技術(shù)之一。燒嘴一般用含鎢、鉻、鉆等特種鋼制成，要求能耐高溫，尤其是耐磨性好。還要求能使水煤漿與氧充分混合，霧化性能好。以能達(dá)到最佳碳轉(zhuǎn)化率。02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)(3)德土古爐廢熱回收①直接激冷法02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)

多用于合成氨工藝。如上圖所示。自反應(yīng)室出來具有1350~1500℃的高溫媒氣和融熔渣，同時(shí)進(jìn)人爐底激冷室與冷水直接接觸驟然冷卻，抑或在氣化室下部噴水冷卻，此時(shí)產(chǎn)生具有7000左右的高壓蒸汽，與煤氣-并進(jìn)人對(duì)流式廢熱鍋爐，以回收熱量而副產(chǎn)蒸汽。出廢熱鍋爐溫度為300℃左右的煤氣，由于其中飽和蒸汽含量高，這對(duì)以后CO變換是很有利的。02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)②間接冷卻法02德士古氣化流程及其關(guān)鍵技術(shù)

在德士古爐底部直接連結(jié)一個(gè)輻射式廢熱鍋爐,如上圖所示。從反應(yīng)室出來溫度為1500℃左右的煤氣,通過該廢熱鍋爐冷卻到700℃左右。爐管內(nèi)產(chǎn)生的高壓蒸汽,適用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等。而煤氣進(jìn)一步導(dǎo)