这么多种类的煤气化炉图文一次看个够!

作者:十博 发布时间:2021-02-24 18:55

  中国煤炭加工利用协会是1982年由国家计委、国家环保总局、煤炭、电力、冶金、化工等13个部委联合组建,经国家经贸委批准、民政部注册登记的全国性社会团体,是由企事业单位、国内外公司、科研院校、设计单位及个人自愿组成的全国性行业协会。

  煤化工项目当中,煤气化炉是最重要的设备,比如鲁奇炉、BGL、德士古水煤浆炉、壳牌熔渣气化炉、恩德炉、航天炉、E-GAS、多喷嘴、温克勒等。

  气化温度1200~1600℃,操作压力4MPa,水煤浆中煤粉浓度约71%(质量),煤粉中14~60%的粒度小于90μm,碳转化率99%。

  一氧化碳44~51、氢35~36、二氧化碳13~18、甲烷0.1适宜用作合成氨和碳一化学产品的原料气。

  气化过程中,由于压力的不同,一氧化碳、二氧化 碳、氢气和甲烷的比率也不同。随着压力的增加,煤气中二氧化碳和甲烷含量增加,而氢气和一氧化碳的含量则减少。气化炉操作温度的选择主要取决于煤的灰熔点、煤浆浓度及氧纯度,一般在1300~1450℃。

  (1)煤所含的内水即煤的结合水,能影响煤浆的浓度,内水含量越高,制备的煤浆浓 度越低,降低了煤气的气化率,同时产生的工艺气 中有效气的含量低。

  (2)灰分和灰熔点,灰分的主要化学成分是Fe2O3、TiO2、SiO2、A12O3、CaO、MgO、 Na,O等,灰分是以结晶成不同的结构的混合物,灰分含量大,氧气的耗损量也相应的增大,同样煤的 消耗量也增大,灰分每增加1%,氧消耗量增加 0.6%;灰分含量高,熔渣对气化炉的耐火材料冲刷 和渗透就大,缩短耐火材料的使用寿命。灰熔点的 高低程度一般用(TiO2+SiO2+A12O3)/(CaO+MgO+Na2O+FeO+K2O)来计算,其比值范围在 1.988~4.329之间属于易熔,所以由该式可知 CaO、MgO、Na2O、FeO、K2O含量越多,灰熔点越低,TiO2、SiO2、A12O3含量越高,灰熔点越高。通过 添加含CaO、MgO、FeO等物质的助熔剂,降低煤的 灰熔点和黏度,从而能有效的减少工艺管道结垢发 生堵塞现象。

  (3)煤中的氮、砷含量,氮含量决定着 灰水处理系统的pH值和氨的生成,pH值高能减轻对系统的腐蚀,但同样使得水中的Ca、Mg 绝大部分以碳酸盐的形式存在引起结垢,反之酸度高,对管道和设备的腐蚀也很严重,水中pH尽可能保持在7左右;过多的氨,能和系统中生成的CO反应形成碳酸氢铵,在低温下能堵塞变化工序的管道。砷能使变换系统中的Co-Mo催化剂中毒,造成触媒粉化。

  煤在炉中停留时间1~3h,压力2.0~3.0MPa。适宜于气化活性较高,块度3~30mm的褐煤、弱粘结性煤等。

  氢37~39、一氧化碳17~18、二氧化碳32、甲烷8~10,经加工处理可用作城市煤气及合成气(见彩图)。鲁奇炉是采用加压气化技术的一种炉型,气化强度高。

  (1)干煤气成分:二氧化碳4%,一氧化碳56%,氢气28%,氮气3%,甲烷7%,其它气体2%。

  (2)鲁奇炉对煤质的要求:粒度0~50mm,其中0~5mm<25%,灰分<25%,含量<30%,熔点F3<1500℃。

  (3)热稳定型:除褐煤和泥炭外的煤种都适应。对硫含量和挥发分没有特别要求。

  操作压力2.5~7.0MPa,气化温度在1400~1600℃,取消了转动炉篦,灰渣以液态形式排出。由于高温操作,蒸汽分解率超过90%,蒸汽消耗量大大减少,仅为鲁奇炉的15%~20%。BGL气化强度比Lurgi炉提高2.5~3倍,粗煤气中CO2含量由30%降至3%~5%,煤气热值约提高1/4。

  因是液态排渣,一般控制FT低于1450℃,灰熔点高的煤可通过加入助熔剂后气化。当煤中难熔灰含量超过15%,特别是又含有较高水分的煤是不适合熔渣气化的,一般要求水分和灰分均小于20%。

  壳牌炉对煤质的要求:粒度0~90mm>80%。灰分6~36%,水分3.8~35%,灰熔点从1140~到大于1500℃。

  恩德粉煤气化技术是在德国温克勒技术的基础上,对温克勒炉进行了三项大的改造之后而来。抚顺恩德机械有限公司引进了该技术,并结合中国国情加以开发、完善,采用先进的DCS控制等技术,提高了原来恩德炉的技术水平。

  2.煤种适应性较宽。恩德粉煤气化炉适用于褐煤、长焰煤、不粘或弱粘结煤,仅对煤的活性(950 ℃>

  65%)和灰熔点(T2:1250℃以上)有一定的要求,对灰分(低于40%)、煤的粒度(

  航天炉的主要特点是具有较高的热效率(可达95%)和碳转化率(可达99%);气化炉为水冷壁结构,能承1500℃至1700℃的高温;对煤种要求低,可实现原料的本 地化。该工艺煤种适应性广,从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化,对于高灰份、高水分、高硫的煤种同样适用。

  航天炉气化温度为约1400~1600℃,最高能到1800℃,碳转化率高达99%以上,冷煤气效率可达到78~83%,产品气体洁净,不含重烃,甲烷含量极低,煤气中有效气体(CO+H2)达到90%左右;

  两段式气化炉由于增加了一个适当高度及结构的干馏段,使煤在干馏段内被徐徐加热,进行低温干馏,所产生的焦油不会发生裂解,焦油粘度低,流动性好。

  两段煤气发生炉炉内反应层次分明,各个层次的温度也不一样。两段煤气发生炉火层温度(氧化层温度)1000℃-1200℃,双段煤气发生炉火层上还原层温度750℃-1000℃。两段煤气发生炉干馏层450℃-600℃。干燥层100℃-150℃。

  多喷嘴由华东理工大学和中国天辰化学工程公司承担的国家重点科技攻关项目“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发完成。

  在气化炉负荷相对较小时,四喷嘴的气化工艺在技术指标上不占多大优势,但是一旦大规模应用,多喷嘴更具有优势。

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