科林ccg粉煤气化技术特点及应用

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1、科林CCG粉煤气化技术特点及应用贾彧智（德国科林工业技术有限责任公司，北京100004）摘要：介绍了科林CCG粉煤气化技术的特点及贵州开阳化工公司气化装置试车情况；科林CCG气化炉以贵州当地高硫、高灰分和高灰熔点煤为原料，实现了煤炭清洁转化，为我国劣质“三高”煤综合高效利用开辟了一条新的途径。关键词：煤气化；水冷壁；多喷嘴；高硫煤；灰分；灰熔点中图分类号：TQ546文献标识码：A文章编号：1005-8397（2014）08-0040-04德国科林工业技术有限责任公司在干粉煤气流床气化技术领域拥有四十多年的研发、设计、制造、建设及运行经验，拥有科林C

2、CG粉煤气化技术独立完整的知识产权及工业解决方案。科林的创始人是前德国燃料研究所研发部部长Wolf博士，其核心技术团队来自于前德国燃料研究所及黑水泵气化厂。20世纪90年代，Wolf博士与其同事共同创立了科林，并在黑水泵气化厂200MW工业化装置的基础上完成了CCG粉煤气化技术的研发工作。工艺蒸汽氧气合成气工艺冷凝液常压煤粉仓煤粉锁斗气化炉洗涤塔文丘里煤炭灰水利用破碎锁斗煤粉给料罐黑水处理磨煤机渣捞渣机废水滤饼释放气图1科林CCG粉煤气化技术工艺流程2科林CCG气化炉结构1科林CCG气化工艺流程气化炉由烧嘴、燃烧室、激冷室、水冷壁、外壳等部分组成。

3、图2为科林CCG气化炉。2.1烧嘴CCG气化炉为多喷嘴顶置形式，分为引燃烧嘴和煤粉烧嘴。在开车和停车时候，利用液化气混合氮气作为引燃烧嘴的燃气。在气化炉运行过程中，出于安全的考虑，引燃烧嘴在较小的功率下运行（长明灯）。可以利用循环回送的合成气作为引燃烧嘴的燃料。由于长明灯反应放热也是气化反应所需要的，所以并不会造成额外的能量损耗。科林CCG烧嘴分布见图3。德国科林CCG粉煤气化技术是干法粉煤加压进料，以氧气作为氧化剂并通过液态排渣的煤气化技术。该技术工艺主要包括：煤粉输送系统、气化与激冷系统、合成气净化系统、排渣系统及黑水处理系统。科林CCG粉煤气

4、化技术工艺流程示于图1。收稿日期：2014-07-31作者简介：贾!智（1982—），男，重庆人，2006年毕业于英国伦敦帝国理工大学机械工程系，理学硕士，德国科林工业技术有限责任公司北京代表处首席代表。贾彧智：科林CCG粉煤气化技术特点及应用412014年第8期3科林CCG气化技术特点及优势3.1煤种适应性广（1）粉煤气化技术克服了部分煤种难以制浆的问题，可避免将大量的水带入气化炉，且气化效率、碳转化率等指标高。（2）可以气化无烟煤、烟煤、褐煤等煤种。科林气化技术在贵州开阳化工的项目是应用贵州本地高灰分、高灰熔点、高硫煤种，即“三高煤”，的最好例

5、证。而最早在德国黑水泵厂的200MW粉煤气化炉应用的是德国本地的褐煤。（3）德国科林公司拥有完整的煤种数据库和气化用煤的理论体系，能够针对该项目的不同煤种提供多种配煤或配灰方案。3.2水冷壁结构（1）这种结构寿命长，检修少，无需耐火砖，在线率高。水冷壁的寿命可达25a，每半年检修一次。（2）采用水冷壁结构在开停车时不存在热壁炉的烘炉问题，从冷态开车到满负荷仅需要1h，可以快速响应下游对合成气需求。（3）采用水冷壁进行以渣抗渣，气化反应的温度可以较高，不会对炉体有所损害，而对于热壁炉则需要考虑气化温度对耐火材料的影响。故水冷壁气化炉可以气化灰熔点较高

6、的煤种，进一步提高了煤种的适应性。3.3多烧嘴顶置下喷（1）多喷嘴布置保证了粉煤在反应空间分布均匀，流场分布更加合理，在相同的气化温度下，与单喷嘴相比可以实现更高的碳转化率。（2）多喷嘴结构可以更好地实现气化炉内壁挂渣，尤其在气化炉顶部可以形成较好的渣层。良好的挂渣是保证气化炉较高操作温度的前提，科林气化炉可以直接气化灰熔点在1500℃的贵州“三高煤”正是基于这一点。（3）烧嘴顶置下喷的方案可以使高温粗气及灰渣流向相同，以确保燃烧室排渣顺畅。可以克服气渣上下分流工艺固有的排渣困难，烧嘴同向布置可以克服对置烧嘴间相互磨蚀的问题。（4）多喷嘴方案的负荷

7、调节余地比单喷嘴方案要大，更有利于气化炉的大型化。图2科林CCG气化炉工艺烧嘴点火烧嘴图3科林CCG烧嘴分布2.2燃烧室煤粉、氧气和水蒸气通过烧嘴进入燃烧室，发生部分氧化反应。燃烧室是由齿形蛇管卷水冷壁围成的圆柱形空间,上部为烧嘴,下部为排渣口,原料与氧气、水蒸气的气化反应就在此空腔内进行。第一次开车后水冷壁被挂上一层渣，在后续运行中利用以渣抗渣的原理保护水冷壁。2.3激冷室激冷室位于气化炉的下部，高温粗煤气和熔渣从气化室下部一个喇叭形的排渣口通过激冷环及下降管进入激冷室液面以下,高温合成气在激冷室内水浴洗涤，而后经破泡条出气化炉激冷室，进入下游文

8、丘里及炭洗塔继续精洗，冷却后的灰渣经过锁斗排出系统。42煤炭加工与综合利用2014年第8期3.4投资运行费用低（1）开、停