《分级气化技术综述》PPT课件

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1、非熔渣—熔渣分级气化技术的先进性、实用性和发展前景北京达立科科技有限公司2008年3月前言2007年10月23日非熔渣—熔渣分级气化技术通过国家72小时连续运行考核。两年的运行实践和考核结果表明：消化吸收国外技术，自主开发创新的非熔渣—熔渣分级气化技术已经成熟，采用该技术的工业装置运行稳定，开工率高，自第一次化工投料始，年运转率达94%，年负荷率达120%，气化炉的投资／能力比传统水煤浆气化炉低20%。1.非熔渣—熔渣分级气化技术发展背景和技术简介1.1非熔渣—熔渣分级气化技术的发展背景由于世界性的油气短缺、价格上扬，特别是中国多煤少油的资源特点，使煤气化技术在

2、中国进入了发展的快车道。我们：北京达立科公司与清华大学、丰喜肥业集团共同所有，由北京达立科公司经营的非熔渣—熔渣分级气化技术也取得令人满意的实质性进展。非熔渣—熔渣分级气化技术前期得到国家863计划支持(清华大学为主)，课题编号：2002AA529050，2005年已由科技部组织验收。技术实施阶段得到国家发改委支持（支持丰喜肥业集团产业化项目）列为2006年度国家重点新能源的高新技术产业化专项项目，文件编号《发改办高技【2006】2352号》，2007年已经通过国家级考核和鉴定。1.2应用领域和技术原理非熔渣—熔渣分级气化技术应用于国家重点新能源领域，煤炭的清洁利

3、用和石油替代项目。其主要技术原理是将煤炭加工成粉状（水煤浆或干粉），加压送入部分氧化气化炉中生产合成气。非熔渣—熔渣分级气化技术的特点是:通过氧气分级供给，气化炉主烧嘴和侧壁氧气喷嘴分别向气化炉内加氧，使气化炉主烧嘴的氧气量可脱离炉内部分氧化反应所需的碳与氧的化学当量比约束，改变了主烧嘴局部区域氧化强度过高的状态，使气化炉轴向温度均衡并有所提高，充分发挥气化炉全容积的气化功能。在主烧嘴中心通道采用氧含量从0到100%的不同气体作为主烧嘴预混气体，不仅调整了火焰中心的温度，而且调整了火焰中心距主烧嘴端面的距离，有利于降低主烧嘴端部温度，延长其使用寿命。生产甲醇时，采

4、用CO2作预混气体，不仅可以保护主烧嘴，还可以使气化炉内起控制作用的变换反应向CO方向移动，提高有效气体成份。1.3新技术的创造性、先进性及与国内外同类技术比较1.3.1新技术的创造性、先进性非熔渣－熔渣分级气化技术工艺过程如图所示。原料（水煤浆、干煤粉或者其它含碳物质）通过给料机构和喷嘴进入气化炉的第一段，采用纯氧作为气化剂，采用其它气体，如O2或与O2以任意比例相混合的CO2、N2、水蒸汽等作为预混气体调节控制第一段氧气的加入比例，使第一段的温度保持在灰熔点以下；在第二段再补充部分氧气，使第二段的温度达到煤的灰熔点以上并完成全部的气化过程。把煤一次给氧的连续气

5、化过程分为二次或多次给氧的两级（或多级）气化过程是在对现有问题分析和机理研究的基础提出来的，具有科学性。连续的气化过程，其实际的气化过程也是分段依次进行的，开始是水分的蒸发和脱挥发分过程，接着才是煤颗粒的着火燃烧和气化过程。本工艺提出将煤颗粒的着火燃烧再进行分级，主要的燃烧过程在第一段完成，在第二段补充部分氧气，完成全部的燃烧过程和气化过程，从而煤的化学反应过程经历了脱水分和挥发份→燃烧→气化→再燃烧→再气化5个反应阶段，而不是传统的脱水分和挥发份→燃烧→气化，并且在第一段控制氧气的加入比例，保持温度在煤的灰熔点以下。在第二段加入氧气的作用下使温度提高到煤的灰熔点

6、以上，从而实现煤的非熔渣－熔渣分级气化。在清华大学的热态实验炉中测得温度曲线，如气化炉轴向温度曲线图所示，不分级给氧与分级给氧的气化炉轴向温度特性是不同的。由于二级氧气的加入，提高气化炉下部的温度水平，整个气化炉从上到下的温度分布更加均匀，平均温度水平得到提高，气化反应更加充分。50010001500200000.511.52沿气化室高度[m]温度[℃]连续气化两段式气化气化炉轴向温度曲线图运行8000小时后的耐火砖炉顶部温度降低，使顶部耐火砖的寿命大延长，如照片所示，运行了8000小时后，顶部耐火砖减薄量只有3-4cm（新砖厚度为23cm）。另外，清华大学在实验

7、中测得分级给氧与不分级给氧的碳转化率曲线表明，在分级给氧状态下，完成80%碳转化的时间向后推移，碳的转化过程更加均衡，也有利于发挥气化炉有限空间的燃烧和气化功能。020406080100120012345678910时间转化率（%）碳转化率曲线图连续气化两段式气化非熔渣－熔渣分级气流床煤气化工艺从化学反应过程上与现有气流床煤气化技术有着本质的区别，而不单单是气化炉的物理特征上的差别，因此是具有独立知识产权的新型专利技术。现有的气流床煤气化工艺，不论是一级给料的GE、Texaco、Shell、GSP和多喷嘴气化，还是两级给料的E-Gas（ConocoPhillips

8、）的两段水