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1、气流床煤气化工艺技术分析第4O卷第10期2011年lO月化工技术与开发Technology&DevelopmentofChemicalIndustryVo1.40No.100ct.20ll气流床煤气化工艺技术分析朱玉芹,耿胜楚,李彦,谷政权(1.河南煤业化工集团鹤煤公司,河南鹤壁458000;2.河南煤业化工集团中原大化公司,河南濮阳457000)摘要:气流床煤气化是我国煤高效洁净利用的关键技术.简要总结了气流床煤气化技术的基本特点和主要影响因素,着重介绍了具有代表性的气流床煤气化技术:壳牌(shel1)煤气化技术,德士古水煤浆加压气化技术,GSP气流床气化技术,多喷嘴
2、对置式水煤浆气化技术以及航天炉(HT.L)粉煤加压气化技术,讨论了各种技术各自的优势及存在的问题.关键词:煤气化;气流床;干煤粉气化;水煤浆气化中图分类号:TQ546文献标识码:A文章编号:1671.9905(2Ol1)10.0079.04煤炭气化在煤化工产业链中处于基础地位,气化所生产的气体可以作为燃料(作为工业燃气,民用煤气,冶金还原气),化学合成的原料(合成气),联合循环发电燃气,煤炭气化制氢,煤炭气化燃料电池,煤炭液化的气源.是兼顾煤能源与资源价值的利用途径.在煤炭气化的诸多技术中,气流床煤气化技术具有生产能力大,较大的煤种与粒度适应性以及较高的碳转换效率等技术优越性,
3、因而被诸多厂家所选用.1气流床煤气化技术的主要特点气流床气化是煤炭气化的一种重要形式原料煤以粉状人炉.粉煤和气化剂经由烧嘴或燃烧器一起夹带,并流送人气化炉.在气化炉内进行充分的混合,燃烧和气化反应.由于在气化炉内气固相对速度很低,气体夹带固体几乎是以相同的方向运动,因此成为气流床气化或者夹带床气化.气流床煤气化技术主要有以下特点:煤种适应性强,气化温度高以及液态排渣.2气流床煤气化技术分类及典型工艺现有的气流床气化技术按进料形式不同,可分成干煤粉进料和水煤浆进料两大类:以炉内气流方向分,可分为上行和下行两类;以工艺流程可分为废锅型和直接水激冷型两类:按喷嘴的数量和布置来分,又可
4、分为单喷嘴直喷和多喷嘴对喷两类;以气化炉内是否衬有耐火保温材料来分,又有热炉壁和水冷壁两种;以进料方式来分,又有一段和两段两种.典型的气流床煤气化工艺有:壳牌(Shel1)煤气化技术,德士古水煤浆加压气化技术,GSP气流床气化技术,多喷嘴对置式水煤浆气化技术,航天炉(HT—L)粉煤加压气化技术等.2.1壳牌(shel1)煤气化技术壳牌煤气化技术…,工艺流程主要包括原料煤的预处理,煤的加压和投料,煤的气化,除灰,煤气净化,脱硫以及配套的水处理,空分,氮气系统等.装置的造气压力为2.0～4.0MPa.操作温度1400～1600~C,采用液态排渣技术,渣中含碳量<1%,干煤粉进
5、料,碳转化率达99%,煤气中有效气含量约90%,有效气比氧耗约340m.?kmq(CO+H2),比煤耗约590kg?km(CO+H2).综合目前多家已投产装置的运行情况,Shell粉煤气化工艺特点如下:(1)对煤种适应性强,从褐煤,次烟煤,烟煤到无烟煤,石油焦均可使用,对煤的灰熔点,灰分,硫含量等煤种适应范围比其他气化工艺相对宽.(2)单系列气化炉生产能力大,投煤量可达2000t?d以上,单台气化炉投煤量最大的达2800t?d～,为正在建设中的鹤壁6O万t甲醇项目煤气化装置.(3)碳转化率高,产品气体质量好.气化温度高.一般在1400～16000(2,碳转化率高达99%以上.产
6、品气体洁净,CO+H:达到90%,煤气中甲烷作者简介:朱玉芹(1983一),女,河南濮阳人,助理工程师,从事煤化工生产相关工作,电话:15839238832,E—mail:chuxgyq@163con,地址:河南省鹤壁市山城区西环路凉水井村南,鹤壁煤电股份有限公司煤化工筹建处空分厂,邮政编码:458000收稿日期:2011-06—30化工技术与开发第40卷含量极少,不含重烃.(4)气化氧耗低,热效率高.与水煤浆气化工艺相比,氧耗低15%～25%,可降低配套空分装置投资和运行费用.壳牌煤气化技术显热利用率高,煤气化的冷煤气热效率达到80%～83%,其余约l5%副产高压或中压蒸汽.
7、总热效率高达98%.(5)壳牌煤气化技术控制系统自动化程度高,联锁控制保护系统完善.(6)运转周期长.气化炉采用水冷壁结构,牢固可靠,无耐火砖衬里.正常使用维护量小,运行周期长,无需设置备用炉.煤烧嘴设计寿命长达8o00h.(7)环境效益好.系统排出的炉渣和飞灰含碳低.可作为水泥添加剂或其他建筑材料,堆放时也无污染物渗出.气化污水量小且不含焦油,酚等,容易处理.Shell煤气化技术也存在着一些不足:(1)流程及控制系统复杂.煤气化装置流程复杂,包括磨煤及干燥,煤粉加压及进料,煤气化,除渣,除
