1、氣 流 床 氣 化 法 氣流床氣化工藝 K-T氣化法德士古氣化工藝K-T氣化爐工藝流程 工藝指標(biāo)德士古氣化爐工藝流程工藝條件和氣化指標(biāo)1 1、氣流床氣化基本原理和特點(diǎn)、氣流床氣化基本原理和特點(diǎn)1.1 1.1 基本原理基本原理氣體氣體氣流床氣流床煤粒與氣體煤粒與氣體同時(shí)穿過(guò)同時(shí)穿過(guò)煤粒：煤粒：70%過(guò)過(guò)200目目氣體氣體流化床流化床煤粒運(yùn)動(dòng)煤粒運(yùn)動(dòng)氣體穿過(guò)氣體穿過(guò)煤粒：煤粒：3-5 mm氣體氣體固定床固定床煤粒不動(dòng)煤粒不動(dòng)氣體穿過(guò)氣體穿過(guò)煤粒：煤粒：6-50 mm 氣流床氣化是將氣化劑氣流床氣化是將氣化劑( (氧氣和水蒸汽氧氣和水蒸汽) )夾帶著煤粉或煤夾帶著煤粉或煤漿，通過(guò)特殊噴嘴送入爐膛內(nèi)。

2、在高溫輻射下，氧煤混合物漿，通過(guò)特殊噴嘴送入爐膛內(nèi)。在高溫輻射下，氧煤混合物瞬間著火、迅速燃燒，產(chǎn)生大量熱量?；鹧嬷行乃查g著火、迅速燃燒，產(chǎn)生大量熱量。火焰中心溫溫度可高達(dá)度可高達(dá)20002000左右，所有干餾產(chǎn)物均迅速分解，煤焦同時(shí)進(jìn)行氣化，左右，所有干餾產(chǎn)物均迅速分解，煤焦同時(shí)進(jìn)行氣化，生成含一氧化碳和氫氣的煤氣及生成含一氧化碳和氫氣的煤氣及。 氣流床氣化爐內(nèi)的反應(yīng)基本上與流化床內(nèi)的反應(yīng)類(lèi)似。氣流床氣化爐內(nèi)的反應(yīng)基本上與流化床內(nèi)的反應(yīng)類(lèi)似。 因此因此, ,原料煤的黏原料煤的黏結(jié)性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)結(jié)性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性對(duì)氣化過(guò)程基本不定性對(duì)氣化過(guò)程基本不起作用。起作用。 故，氣流床氣化除故

3、，氣流床氣化除對(duì)熔渣的對(duì)熔渣的特特性有一定要求外，原則性有一定要求外，原則上可適用于所有煤種。上可適用于所有煤種。n 在反應(yīng)區(qū)內(nèi)，煤粒懸浮在氣流中，隨氣流并流運(yùn)動(dòng)，煤?？煸诜磻?yīng)區(qū)內(nèi)，煤粒懸浮在氣流中，隨氣流并流運(yùn)動(dòng)，煤?？焖俑绅s和熱解，同時(shí)煤焦與氣化劑進(jìn)行著燃燒和氣化反應(yīng)。速干餾和熱解，同時(shí)煤焦與氣化劑進(jìn)行著燃燒和氣化反應(yīng)。n 煤粒之間被氣流隔開(kāi)，單獨(dú)進(jìn)行膨脹、軟化、燃盡及形成熔煤粒之間被氣流隔開(kāi)，單獨(dú)進(jìn)行膨脹、軟化、燃盡及形成熔渣等過(guò)程，煤粒相互之間的影響較小。渣等過(guò)程，煤粒相互之間的影響較小。 1.2 1.2 主要特征主要特征氣化溫度高、氣化強(qiáng)度大氣化溫度高、氣化強(qiáng)度大純氧和水蒸氣氣化，溫

4、度達(dá)純氧和水蒸氣氣化，溫度達(dá)20002000左右左右煤種適應(yīng)性強(qiáng)；煤種適應(yīng)性強(qiáng)；褐煤不適于制水煤漿加料。褐煤不適于制水煤漿加料。煤氣中不含焦油；煤氣中不含焦油；反應(yīng)溫度高，床層溫度均一反應(yīng)溫度高，床層溫度均一需要設(shè)置龐大的磨粉、余熱回收、除塵等輔助裝置。需要設(shè)置龐大的磨粉、余熱回收、除塵等輔助裝置。 粉煤粉煤7080%7080%過(guò)過(guò)200200目篩分，出口煤氣溫度高，起氣速高帶目篩分，出口煤氣溫度高，起氣速高帶走的飛灰多。走的飛灰多。2、K-T 氣化法氣化法 K-T (Koppers-Totzek)K-T (Koppers-Totzek)氣化法是氣流床氣化工藝中一種氣化法是氣流床氣化工藝中一種

5、常壓粉煤氣化制合成氣的方法。常壓粉煤氣化制合成氣的方法。 如圖所示，如圖所示，K-TK-T爐爐身內(nèi)襯有爐爐身內(nèi)襯有耐火材料的圓筒體，兩端各安裝耐火材料的圓筒體，兩端各安裝著圓錐形氣化爐頭著圓錐形氣化爐頭 為兩個(gè)爐頭，也有四個(gè)爐頭。為兩個(gè)爐頭，也有四個(gè)爐頭。2.1 2.1 氣化爐氣化爐n 粉煤粉煤( (約約8585通過(guò)通過(guò)200200目）與氧氣和水蒸汽混合物目）與氧氣和水蒸汽混合物由氣化室相對(duì)二側(cè)的爐頭并流送入，瞬間著火，形成由氣化室相對(duì)二側(cè)的爐頭并流送入，瞬間著火，形成火焰，進(jìn)行反應(yīng)。兩股相對(duì)氣流使氣化區(qū)內(nèi)形成高度火焰，進(jìn)行反應(yīng)。兩股相對(duì)氣流使氣化區(qū)內(nèi)形成高度湍流，反應(yīng)加快。湍流，反應(yīng)加快。

6、n 反應(yīng)基本上在爐頭內(nèi)完反應(yīng)基本上在爐頭內(nèi)完成，即在噴嘴出口成，即在噴嘴出口0.5m0.5m處處或在或在0.1s0.1s內(nèi)完成。內(nèi)完成。n 氣體在爐內(nèi)的停留時(shí)間氣體在爐內(nèi)的停留時(shí)間約為約為1s1s左右。在火焰末端，左右。在火焰末端，即氣化爐中部，粉煤幾乎即氣化爐中部，粉煤幾乎完全被氣化。完全被氣化。n 60706070自氣化爐底排出自氣化爐底排出; ;n 其余的熔融細(xì)粒及未燃盡的炭被粗煤氣夾帶出爐。其余的熔融細(xì)粒及未燃盡的炭被粗煤氣夾帶出爐。n 為了防止?fàn)t襯受結(jié)渣、侵蝕和高溫的影響，爐內(nèi)為了防止?fàn)t襯受結(jié)渣、侵蝕和高溫的影響，爐內(nèi)設(shè)設(shè)有水有水蒸汽保護(hù)幕。蒸汽保護(hù)幕。 保護(hù)幕呈圓錐形，包圍著粉煤燃

7、燒與氣化所形成的火保護(hù)幕呈圓錐形，包圍著粉煤燃燒與氣化所形成的火焰。焰。 原采用硅磚砌筑，經(jīng)常發(fā)生故障原采用硅磚砌筑，經(jīng)常發(fā)生故障; ;近年改用加壓噴涂含近年改用加壓噴涂含鉻耐火噴徐材料，涂層厚鉻耐火噴徐材料，涂層厚70mm70mm，使用壽命可達(dá)，使用壽命可達(dá)3535年年; ; 目前，世界上最大的目前，世界上最大的K-TK-T爐在印度，容積為爐在印度，容積為56m56m3 3，有，有四個(gè)爐頭，采用噴涂耐火襯里，以渣抗渣的冷壁結(jié)構(gòu)，四個(gè)爐頭，采用噴涂耐火襯里，以渣抗渣的冷壁結(jié)構(gòu)，可副產(chǎn)高壓蒸汽?？筛碑a(chǎn)高壓蒸汽。 K-TK-T氣化工藝流程包括：煤粉制備、煤粉和氣化劑的輸氣化工藝流程包括：煤粉制備、

8、煤粉和氣化劑的輸送、制氣、廢熱回收和洗滌冷卻等部分送、制氣、廢熱回收和洗滌冷卻等部分2.2 2.2 氣化工藝氣化工藝2-2-螺旋給料器螺旋給料器3-3-氧煤混合器氧煤混合器4-4-煤粉噴嘴煤粉噴嘴6-6-輻射鍋爐輻射鍋爐 7-7-廢熱鍋爐廢熱鍋爐10-10-冷卻洗滌塔冷卻洗滌塔 1 12-2-最終冷卻塔最終冷卻塔 小于小于25mm25mm的原料煤送至球磨機(jī)中進(jìn)行粉碎，從燃燒爐的原料煤送至球磨機(jī)中進(jìn)行粉碎，從燃燒爐來(lái)的熱風(fēng)與循環(huán)風(fēng)、冷風(fēng)混合成來(lái)的熱風(fēng)與循環(huán)風(fēng)、冷風(fēng)混合成200200左右左右( (視煤種而定視煤種而定) )的溫風(fēng)亦進(jìn)入球磨機(jī)。的溫風(fēng)亦進(jìn)入球磨機(jī)。 原煤在球磨機(jī)內(nèi)磨細(xì)、干燥，煤粉隨原

9、煤在球磨機(jī)內(nèi)磨細(xì)、干燥，煤粉隨7070左右的氣流左右的氣流進(jìn)入粗粉分離器，進(jìn)行分選。粗煤粒返回球磨機(jī)，合格的進(jìn)入粗粉分離器，進(jìn)行分選。粗煤粒返回球磨機(jī)，合格的煤粉加入充氮的粉煤儲(chǔ)倉(cāng)。煤粉加入充氮的粉煤儲(chǔ)倉(cāng)。 煤粉粒度煤粉粒度70807080通過(guò)通過(guò)200200目篩（目篩（0.1mm0.1mm），并干燥到：），并干燥到：煙煤水分控制在煙煤水分控制在1 1；褐煤水分控制在；褐煤水分控制在810810。 煤粉制備煤粉制備 圖圖5-44 K-T5-44 K-T氣化工藝流程氣化工藝流程1-煤斗；2-螺旋給料器；3-氧煤混合器；4-煤粉噴嘴；5-氣化爐；6-輻射鍋爐；7-廢熱鍋爐；8-除渣機(jī)；9-運(yùn)渣機(jī)；

10、10-冷卻洗滌塔；11-泰生洗滌機(jī)；12-最終冷卻塔；13-水封槽；14-急冷器n 煤倉(cāng)中粉煤通過(guò)氣動(dòng)輸送輸入煤倉(cāng)中粉煤通過(guò)氣動(dòng)輸送輸入氣化爐上部的粉煤料斗氣化爐上部的粉煤料斗1 1。全系。全系統(tǒng)均以氮?dú)獬鋲?。統(tǒng)均以氮?dú)獬鋲?。n 螺旋加料器螺旋加料器2 2將煤粉送入氧煤將煤粉送入氧煤混合器混合器3 3；空分工業(yè)氧進(jìn)入氧煤；空分工業(yè)氧進(jìn)入氧煤混合器混合器3 3。n 均勻混合的氧氣和煤粉，進(jìn)入均勻混合的氧氣和煤粉，進(jìn)入燒嘴燒嘴4 4，噴入氣化爐內(nèi)，噴入氣化爐內(nèi)5 5；過(guò)熱蒸；過(guò)熱蒸汽同時(shí)經(jīng)燒嘴汽同時(shí)經(jīng)燒嘴4 4送入氣化爐送入氣化爐5 5。關(guān)鍵：關(guān)鍵： 煤粉噴射速度必須大于火焰煤粉噴射速度必須大于火

11、焰的擴(kuò)散速度，防止回火。的擴(kuò)散速度，防止回火。 煤粉和氣化劑的輸入煤粉和氣化劑的輸入 n 改善湍流狀態(tài)；改善湍流狀態(tài)；n 當(dāng)其中一個(gè)燒嘴堵塞時(shí)，仍可保證繼續(xù)操作；當(dāng)其中一個(gè)燒嘴堵塞時(shí)，仍可保證繼續(xù)操作；n 噴出的煤粉在自已的火焰區(qū)中未燃盡時(shí)，可進(jìn)入噴出的煤粉在自已的火焰區(qū)中未燃盡時(shí)，可進(jìn)入對(duì)面燒嘴的火焰中氣化；對(duì)面燒嘴的火焰中氣化；n 火焰相對(duì)噴射的，一端的火焰噴不到對(duì)面爐壁，火焰相對(duì)噴射的，一端的火焰噴不到對(duì)面爐壁，因此爐壁耐火材料承受瞬間高溫的程度可以減輕。因此爐壁耐火材料承受瞬間高溫的程度可以減輕。 每個(gè)爐頭內(nèi)的兩個(gè)燒每個(gè)爐頭內(nèi)的兩個(gè)燒嘴組成一組，與對(duì)面爐頭嘴組成一組，與對(duì)面爐頭內(nèi)的燒嘴

12、處于同一直線上。內(nèi)的燒嘴處于同一直線上。n 由燒嘴進(jìn)入的煤、氧和水蒸由燒嘴進(jìn)入的煤、氧和水蒸汽在氣化爐內(nèi)迅速反應(yīng)，產(chǎn)生溫汽在氣化爐內(nèi)迅速反應(yīng)，產(chǎn)生溫度約為度約為1400150014001500的粗煤氣。的粗煤氣。粗煤氣在爐出口處用飽和蒸汽急粗煤氣在爐出口處用飽和蒸汽急冷，氣體溫度降至冷，氣體溫度降至900900以下，以下，氣體中夾帶的液態(tài)灰渣快速固化。氣體中夾帶的液態(tài)灰渣快速固化。以免粘在爐壁上，堵塞氣體通道以免粘在爐壁上，堵塞氣體通道而影響正常生產(chǎn)。而影響正常生產(chǎn)。n 在高溫爐膛內(nèi)生成的液態(tài)在高溫爐膛內(nèi)生成的液態(tài)渣，經(jīng)排渣口排入水封槽淬冷，渣，經(jīng)排渣口排入水封槽淬冷，灰渣用撈渣機(jī)排出?；以?/p>

13、撈渣機(jī)排出。 制氣與排渣制氣與排渣 n 生成氣的顯熱用輻射鍋爐生成氣的顯熱用輻射鍋爐或?qū)α骰鸸苠仩t加以回收，并或?qū)α骰鸸苠仩t加以回收，并副產(chǎn)高壓蒸汽。廢熱鍋爐出口副產(chǎn)高壓蒸汽。廢熱鍋爐出口煤氣溫度在煤氣溫度在300300以下。以下。n 輻射式廢熱鍋爐約可回收輻射式廢熱鍋爐約可回收熱量的熱量的7070，由于爐內(nèi)空腔大，由于爐內(nèi)空腔大，故結(jié)渣、結(jié)灰等問(wèn)題均不嚴(yán)重；故結(jié)渣、結(jié)灰等問(wèn)題均不嚴(yán)重； 對(duì)流式廢熱鍋爐存在飛對(duì)流式廢熱鍋爐存在飛灰對(duì)爐管較嚴(yán)重磨損問(wèn)題?；覍?duì)爐管較嚴(yán)重磨損問(wèn)題。 洗滌冷卻洗滌冷卻 氣化爐逸出的粗煤氣經(jīng)廢熱鍋爐回收顯熱后，進(jìn)入冷卻氣化爐逸出的粗煤氣經(jīng)廢熱鍋爐回收顯熱后，進(jìn)入冷卻洗滌

14、塔，直接用水洗滌冷卻，再由機(jī)械除塵器洗滌塔，直接用水洗滌冷卻，再由機(jī)械除塵器( (泰生洗滌機(jī)泰生洗滌機(jī)) )和最終冷卻塔除塵和冷卻，用鼓風(fēng)機(jī)將煤氣送入氣柜。和最終冷卻塔除塵和冷卻，用鼓風(fēng)機(jī)將煤氣送入氣柜。 傳統(tǒng)的考伯斯除塵流程，不考慮飛灰回收利用，飛灰經(jīng)洗滌傳統(tǒng)的考伯斯除塵流程，不考慮飛灰回收利用，飛灰經(jīng)洗滌后集中堆存處理后集中堆存處理 多數(shù)煤種氣化時(shí)產(chǎn)生的飛灰含碳量不高，不值得回收利用。多數(shù)煤種氣化時(shí)產(chǎn)生的飛灰含碳量不高，不值得回收利用。微正壓微正壓 原料煤：原料煤： 可應(yīng)用各種煤，特別是褐煤和年青煙煤更為適用。可應(yīng)用各種煤，特別是褐煤和年青煙煤更為適用。要求煤的粒度小于要求煤的粒度小于0.

15、1mm0.1mm，即要求，即要求70%80%70%80%通過(guò)通過(guò)200200目篩。目篩。 溫度：溫度：火焰中心溫度為火焰中心溫度為20002000，粗煤氣爐出口處未經(jīng)淬冷前溫度約為粗煤氣爐出口處未經(jīng)淬冷前溫度約為1400150014001500； 氧煤比：煙煤氧煤比：煙煤0 08508509kg9kgkgkg煤；煤； 氣化效率：氣化效率：69697575( (冷煤氣效率冷煤氣效率) )； 碳轉(zhuǎn)化率：碳轉(zhuǎn)化率：30309898； 生成氣性質(zhì)：見(jiàn)下表生成氣性質(zhì)：見(jiàn)下表K-T氣化爐生產(chǎn)的生成氣的性質(zhì)氣化爐生產(chǎn)的生成氣的性質(zhì)n K-T K-T氣化法的技術(shù)成熟，有多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；氣化法的技術(shù)成熟，有多年運(yùn)

16、行經(jīng)驗(yàn)；n 氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，單爐生產(chǎn)能力大；氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，單爐生產(chǎn)能力大；n 煤種適應(yīng)性廣，更換燒嘴還可氣化液體燃料和氣體煤種適應(yīng)性廣，更換燒嘴還可氣化液體燃料和氣體燃料；燃料；n 煤氣中不含焦油煤氣中不含焦油及及煙塵，甲烷含量很少煙塵，甲烷含量很少( (約約0.20.2) )，有效成份有效成份(CO+H(CO+H2 2) )可達(dá)可達(dá)8585 90 90；n 蒸汽用量低；蒸汽用量低； n 不產(chǎn)生含酚廢水，大大簡(jiǎn)化了煤氣冷化工藝；不產(chǎn)生含酚廢水，大大簡(jiǎn)化了煤氣冷化工藝；n 生產(chǎn)靈活性大，開(kāi)、停車(chē)容易，負(fù)荷調(diào)節(jié)方便；生產(chǎn)靈活性大，開(kāi)、停車(chē)容易，負(fù)荷調(diào)節(jié)方便；n 碳轉(zhuǎn)化率高于硫

17、化床。碳轉(zhuǎn)化率高于硫化床。(3)(3)主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)：n 龐大的制粉設(shè)備，耗電量高；龐大的制粉設(shè)備，耗電量高；n 在制煤粉過(guò)程中，為防止粉塵污染環(huán)境，也需設(shè)置高在制煤粉過(guò)程中，為防止粉塵污染環(huán)境，也需設(shè)置高效除塵裝置，故操作能耗大，建廠投資高。效除塵裝置，故操作能耗大，建廠投資高。n 氣化過(guò)程中耗氧量較大，需設(shè)空分裝置和大量電力；氣化過(guò)程中耗氧量較大，需設(shè)空分裝置和大量電力；n 為將煤氣中含塵量降至為將煤氣中含塵量降至0.1mg0.1mgm m3 3以下，需有高效除塵以下，需有高效除塵設(shè)備。設(shè)備。 為進(jìn)一步提高氣化強(qiáng)度和生產(chǎn)能力，在為進(jìn)一步提高氣化強(qiáng)度和生產(chǎn)能力，在K-TK-T護(hù)的基礎(chǔ)護(hù)的

18、基礎(chǔ)上，現(xiàn)發(fā)展了謝爾上，現(xiàn)發(fā)展了謝爾- -考伯斯考伯斯(Shell-Koppers)(Shell-Koppers)爐，即由原來(lái)爐，即由原來(lái)的常壓操作改進(jìn)為加壓下氣化，使生產(chǎn)能力大為提高。的常壓操作改進(jìn)為加壓下氣化，使生產(chǎn)能力大為提高。（4）缺點(diǎn)）缺點(diǎn)工藝指標(biāo)原料溫度壓力 碳轉(zhuǎn)化率 氣化效率 原則上可以用任何煤種，但褐煤和年輕煙煤更為適用。要求煤的粒度小于0.1mm，7080過(guò)200目篩。進(jìn)料采用干粉煤，只有當(dāng)褐煤的水分較高時(shí)，才預(yù)先將煤干燥。由于氣體將煤粒隔開(kāi)，因而不會(huì)造成黏結(jié)現(xiàn)象，所以氣化用煤不必考慮黏結(jié)性。但粉煤采用氣力輸送，不僅能耗大，而且管道與設(shè)備的磨損也較為嚴(yán)重。 爐頭內(nèi)火焰中心的溫

19、度在2000，粗煤氣出口溫度為15001600經(jīng)過(guò)急冷后溫度降到900左右。高溫有和于加快反應(yīng)速度，提高氣化強(qiáng)度和生產(chǎn)能力。同時(shí)高溫還可以獲得比較高的碳轉(zhuǎn)化率。 爐內(nèi)壓力(表壓)為196294Pa，微正壓。 為10.5，此法要求維持高溫，應(yīng)盡量少加水蒸氣，因而該法的氧耗高，用空氣代替氧氣的做法行不通，因?yàn)樾枰叨阮A(yù)熱來(lái)保持灰分的液態(tài)排渣。對(duì)煙煤而言，每千克煙煤消耗的氧氣約0.850.9kg，消耗水蒸氣約0.30O.34kg。 6975(冷煤氣效率) 8090氧和水蒸氣的體積比 3、德士古德士古 氣化法氣化法歷史：德士古德士古(TEXACO)(TEXACO)氣化工藝最早開(kāi)發(fā)于氣化工藝最早開(kāi)發(fā)于2

20、020世紀(jì)世紀(jì)4040年代后期。年代后期。開(kāi)始的工作重點(diǎn)集中在開(kāi)發(fā)一種天然氣的重整工藝，以便開(kāi)始的工作重點(diǎn)集中在開(kāi)發(fā)一種天然氣的重整工藝，以便為轉(zhuǎn)換成液態(tài)烴化合物制造合成氣。不久后，重點(diǎn)轉(zhuǎn)向?yàn)闉檗D(zhuǎn)換成液態(tài)烴化合物制造合成氣。不久后，重點(diǎn)轉(zhuǎn)向?yàn)榘钡纳a(chǎn)制造合成氣。氨的生產(chǎn)制造合成氣。2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代期間，研究擴(kuò)大該工藝以氣化石油及少量年代期間，研究擴(kuò)大該工藝以氣化石油及少量的煤。的煤。目前，在我國(guó)運(yùn)行的德士古氣化爐有目前，在我國(guó)運(yùn)行的德士古氣化爐有1212臺(tái)。兗礦魯南化臺(tái)。兗礦魯南化肥廠的德士古氣化裝置，是我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)的第一套德士肥廠的德士古氣化裝置，是我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)的第一套德士古

21、煤炭氣化裝置，采用水煤漿進(jìn)古煤炭氣化裝置，采用水煤漿進(jìn)煤煤在加壓下來(lái)生產(chǎn)在加壓下來(lái)生產(chǎn)合合成氨成氨的原料氣體。的原料氣體。德士古（Texaco）氣化法 水煤漿進(jìn)料，加壓氣化 氣化原料：水煤漿 氣化劑：氧氣（1 1）基本原理和氣化爐型基本原理和氣化爐型水煤漿通過(guò)噴嘴在高速氧氣流作用下破碎、霧化噴入爐內(nèi)。水煤漿通過(guò)噴嘴在高速氧氣流作用下破碎、霧化噴入爐內(nèi)。：基本原理：基本原理：裂解、揮發(fā)分燃燒：裂解、揮發(fā)分燃燒 水迅速變?yōu)樗魵?；煤粉發(fā)生干鎦及熱解；揮發(fā)份燃燒。水迅速變?yōu)樗魵?；煤粉發(fā)生干鎦及熱解；揮發(fā)份燃燒。v 生成以生成以COCO、H H2 2、COCO2 2、 H H2 2O O為主要成分的

22、為主要成分的濕煤氣濕煤氣及及熔渣熔渣。氣流床Texaco（德士古）爐噴嘴噴嘴O2入口入口冷卻水入口冷卻水入口冷卻水出口冷卻水出口水入口水入口水出口水出口氣化爐氣化爐耐火磚襯耐火磚襯n 氣化爐為一直立圓筒氣化爐為一直立圓筒形鋼制耐壓容器，爐膛內(nèi)形鋼制耐壓容器，爐膛內(nèi)壁襯以高質(zhì)量的耐火材料，壁襯以高質(zhì)量的耐火材料，以防熱渣和粗煤氣的侵蝕。以防熱渣和粗煤氣的侵蝕。n 氣化爐近似絕熱容器，氣化爐近似絕熱容器，故熱損失很少。故熱損失很少。n 德士古氣化爐內(nèi)部無(wú)德士古氣化爐內(nèi)部無(wú)結(jié)構(gòu)件，維修簡(jiǎn)單，運(yùn)行結(jié)構(gòu)件，維修簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠性高?？煽啃愿?。噴嘴噴嘴O O2 2入入口口冷卻水入冷卻水入口口冷卻水出冷卻水出

23、口口水入水入口口水出水出口口氣化爐氣化爐耐火磚襯耐火磚襯1) 1) 水煤漿通過(guò)噴嘴在高水煤漿通過(guò)噴嘴在高速氧氣流作用下霧化噴速氧氣流作用下霧化噴入氣化爐。入氣化爐。2) 2) 氧氣和霧狀水煤漿在氧氣和霧狀水煤漿在爐內(nèi)受到耐火襯里的高爐內(nèi)受到耐火襯里的高溫輻射作用，迅速經(jīng)歷溫輻射作用，迅速經(jīng)歷預(yù)熱、水分蒸發(fā)、煤的預(yù)熱、水分蒸發(fā)、煤的干餾、揮發(fā)物的裂解燃干餾、揮發(fā)物的裂解燃燒以及碳的氣化等一系燒以及碳的氣化等一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)列復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)程。程。3 3）生成以）生成以COCO、H H2 2、COCO2 2和和水蒸汽為主要成分的濕煤水蒸汽為主要成分的濕煤氣及熔渣，一起并流而氣及熔渣，一

24、起并流而下離開(kāi)反應(yīng)區(qū)，進(jìn)入爐下離開(kāi)反應(yīng)區(qū)，進(jìn)入爐子底部急冷室水浴，子底部急冷室水浴，4 4）熔渣經(jīng)淬冷、固化后）熔渣經(jīng)淬冷、固化后被截留在水中落入渣罐，被截留在水中落入渣罐，經(jīng)排渣系統(tǒng)定時(shí)排放。經(jīng)排渣系統(tǒng)定時(shí)排放。5)5)煤氣和所含飽和蒸汽進(jìn)煤氣和所含飽和蒸汽進(jìn)入煤氣冷卻凈化系統(tǒng)。入煤氣冷卻凈化系統(tǒng)。噴嘴噴嘴O O2 2入入口口冷卻水入冷卻水入口口冷卻水出冷卻水出口口水入水入口口水出水出口口氣化爐氣化爐耐火磚襯耐火磚襯急冷室急冷室水浴水浴特點(diǎn)：特點(diǎn)：水煤漿進(jìn)料（煤水煤漿進(jìn)料（煤6060）先進(jìn)行預(yù)熱、水蒸發(fā)先進(jìn)行預(yù)熱、水蒸發(fā)干餾、熱解、氣化干餾、熱解、氣化液態(tài)排渣液態(tài)排渣進(jìn)料比干煤粉簡(jiǎn)單穩(wěn)定進(jìn)料

25、比干煤粉簡(jiǎn)單穩(wěn)定濕法研磨節(jié)省動(dòng)力濕法研磨節(jié)省動(dòng)力煤漿需加穩(wěn)定劑煤漿需加穩(wěn)定劑對(duì)向火面耐火材料要求高對(duì)向火面耐火材料要求高副產(chǎn)蒸氣利用很重要副產(chǎn)蒸氣利用很重要O O2 2耗較高、耗較高、COCO2 2較多較多噴嘴O2入口冷卻水入口冷卻水出口水入口水出口氣化爐耐火磚襯3 3.2 .2 德士古德士古(TEXACO)(TEXACO)氣化工藝氣化工藝 德士古氣化工藝可分為煤漿制備和輸送、氣化和廢熱回收、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：煤氣冷卻凈化等部分：說(shuō)明：說(shuō)明：1 1）煤氣中不含焦油，故不需設(shè)置脫焦油裝置。）煤氣中不含焦油，故不需設(shè)置脫焦油裝置。2 2）廢水中

26、含有極少量的酚、氰化氫和氨，只需常）廢水中含有極少量的酚、氰化氫和氨，只需常規(guī)處理即可。規(guī)處理即可。3 3）固體熔渣對(duì)環(huán)境無(wú)污染，并可用作建筑材料。）固體熔渣對(duì)環(huán)境無(wú)污染，并可用作建筑材料。氣化爐氣化爐旋風(fēng)分離旋風(fēng)分離水洗水洗磨煤磨煤煤煤水水水煤漿水煤漿水煤漿水煤漿氧氧氧氧水煤漿泵水煤漿泵鎖斗鎖斗渣渣合成氣合成氣熱水熱水蒸發(fā)塔蒸發(fā)塔酸性氣體酸性氣體德士古氣化工藝采用煤漿進(jìn)料，比干式進(jìn)料系統(tǒng)穩(wěn)定、簡(jiǎn)單。德士古氣化工藝采用煤漿進(jìn)料，比干式進(jìn)料系統(tǒng)穩(wěn)定、簡(jiǎn)單。(1)(1)煤漿制備和輸送煤漿制備和輸送 較多采用一段濕法制水煤漿工藝。較多采用一段濕法制水煤漿工藝。 分為開(kāi)路分為開(kāi)路( (不返料不返料)

27、)和閉路和閉路( (返料返料) )研磨流程。研磨流程。高濃度濕磨高濃度濕磨水水添加添加劑劑原原煤煤水煤漿水煤漿 煤和水按煤和水按一定比例一定比例次次通過(guò)磨機(jī)制得通過(guò)磨機(jī)制得水煤漿，同時(shí)水煤漿，同時(shí)滿(mǎn)足粒度和濃滿(mǎn)足粒度和濃度的要求。度的要求。高濃度濕磨高濃度濕磨水水添加添加劑劑原原煤煤水煤漿水煤漿濕篩濕篩 煤經(jīng)研煤經(jīng)研磨得到水煤漿，磨得到水煤漿，再經(jīng)濕篩分級(jí)。再經(jīng)濕篩分級(jí)。分離出的大顆分離出的大顆粒再返回磨機(jī)。粒再返回磨機(jī)。 一段濕法制漿工藝具有流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，能耗低，一段濕法制漿工藝具有流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，能耗低，無(wú)需二次脫水等優(yōu)點(diǎn)無(wú)需二次脫水等優(yōu)點(diǎn)( (尤其是開(kāi)路流程尤其是開(kāi)路流程) )。當(dāng)

28、使用同樣物料。當(dāng)使用同樣物料研磨到相同細(xì)度時(shí)，濕法比干法可節(jié)省動(dòng)力約研磨到相同細(xì)度時(shí)，濕法比干法可節(jié)省動(dòng)力約3030左右。左右。 所謂干法，即不用濕磨，而是將原煤用于磨研磨成所謂干法，即不用濕磨，而是將原煤用于磨研磨成所要求的篩分組成的煤粉，再按比例加入水和添加劑混合所要求的篩分組成的煤粉，再按比例加入水和添加劑混合制成水煤漿。制成水煤漿。 噴嘴結(jié)構(gòu)直接影響到霧化性能，并噴嘴結(jié)構(gòu)直接影響到霧化性能，并進(jìn)一步影響氣化效率，還會(huì)影響耐火材進(jìn)一步影響氣化效率，還會(huì)影響耐火材料的使用壽命。料的使用壽命。 噴嘴的良好設(shè)計(jì)可把能量從霧化介噴嘴的良好設(shè)計(jì)可把能量從霧化介質(zhì)中轉(zhuǎn)移到煤漿中去，為氧氣和煤漿的質(zhì)中

29、轉(zhuǎn)移到煤漿中去，為氧氣和煤漿的良好混合提供有利條件。良好混合提供有利條件。 要求噴嘴能以較少的霧化劑和較要求噴嘴能以較少的霧化劑和較少的能量實(shí)現(xiàn)霧化，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，少的能量實(shí)現(xiàn)霧化，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，使用壽命長(zhǎng)等性能。加工方便，使用壽命長(zhǎng)等性能。 (2) (2)氣化和廢熱回收氣化和廢熱回收 氣化爐是氣化過(guò)程的核心。在氣化爐結(jié)構(gòu)中，噴嘴是氣化爐是氣化過(guò)程的核心。在氣化爐結(jié)構(gòu)中，噴嘴是關(guān)鍵設(shè)備。關(guān)鍵設(shè)備。燒嘴燒嘴：按物料導(dǎo)管的數(shù)量分為按物料導(dǎo)管的數(shù)量分為雙套管式；雙套管式；三套管式：三套管式：中心管：氧氣；中心管：氧氣；外環(huán)系：氧氣；外環(huán)系：氧氣；內(nèi)環(huán)系：水煤漿。內(nèi)環(huán)系：水煤漿。根據(jù)煤漿

30、根據(jù)煤漿性質(zhì)調(diào)節(jié)性質(zhì)調(diào)節(jié)兩股氧氣兩股氧氣比例，促比例，促使氧、碳使氧、碳反應(yīng)完全反應(yīng)完全德士古燒嘴中心管冷卻水夾套盤(pán)管外燒嘴（外環(huán)系）內(nèi)燒嘴（內(nèi)環(huán)系）煤漿氧氧三套管式燒嘴（三流式）其中噴嘴為三通道，工藝其中噴嘴為三通道，工藝氧走一、三通道，水煤漿氧走一、三通道，水煤漿走二通道，介于兩股氧射走二通道，介于兩股氧射流之間。水煤漿氣化噴嘴流之間。水煤漿氣化噴嘴經(jīng)常面臨噴口磨損問(wèn)題，經(jīng)常面臨噴口磨損問(wèn)題，主要是由于水煤漿在較高主要是由于水煤漿在較高線速下線速下( (約約30m/s)30m/s)對(duì)金屬對(duì)金屬材質(zhì)的沖刷腐蝕。材質(zhì)的沖刷腐蝕。 國(guó)家九五攻關(guān)，水煤漿氣化及煤化工國(guó)家工程中心華東理工國(guó)家九五攻關(guān)

31、，水煤漿氣化及煤化工國(guó)家工程中心華東理工由中心一個(gè)燒嘴變?yōu)樗闹芩膫€(gè)對(duì)噴燒嘴由中心一個(gè)燒嘴變?yōu)樗闹芩膫€(gè)對(duì)噴燒嘴通過(guò)撞擊流強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程，有效氣提高通過(guò)撞擊流強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程，有效氣提高2-3%，氧耗有所下降，氧耗有所下降 影響耐火材料性質(zhì)的主要因素有溫度、煤灰性質(zhì)、熔影響耐火材料性質(zhì)的主要因素有溫度、煤灰性質(zhì)、熔渣流速及熱態(tài)機(jī)械應(yīng)力等，而其中以爐溫為最重要的因素。渣流速及熱態(tài)機(jī)械應(yīng)力等，而其中以爐溫為最重要的因素。 水煤漿氣化爐對(duì)向火面耐火材料的要求很高。該處除水煤漿氣化爐對(duì)向火面耐火材料的要求很高。該處除承受熱力腐蝕、機(jī)械磨蝕外，還將遭受灰渣的物理、化學(xué)承受熱力腐蝕、機(jī)械磨蝕外，還將遭受灰渣的物理、

32、化學(xué)等腐蝕使用。等腐蝕使用。 根據(jù)煤氣最終用途不同，粗煤氣可有三種不同的冷卻方法。根據(jù)煤氣最終用途不同，粗煤氣可有三種不同的冷卻方法。直接淬冷法直接淬冷法 多見(jiàn)于生產(chǎn)合成氨原多見(jiàn)于生產(chǎn)合成氨原料氣生產(chǎn)流程。料氣生產(chǎn)流程。 高溫煤氣和液態(tài)熔渣高溫煤氣和液態(tài)熔渣一起，通過(guò)爐子底部的一起，通過(guò)爐子底部的急冷室，與水直接接觸急冷室，與水直接接觸而冷卻；或在氣化室下而冷卻；或在氣化室下部用水噴淋冷卻。部用水噴淋冷卻。 在粗煤氣冷卻的同在粗煤氣冷卻的同時(shí)，產(chǎn)生大量高壓蒸汽，時(shí)，產(chǎn)生大量高壓蒸汽，混合在粗煤氣中一起離混合在粗煤氣中一起離開(kāi)氣化爐。開(kāi)氣化爐。 采用廢熱鍋爐的間接冷卻法。采用廢熱鍋爐的間接冷卻法

33、。多見(jiàn)于生產(chǎn)工業(yè)燃料氣、聯(lián)合循多見(jiàn)于生產(chǎn)工業(yè)燃料氣、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電用燃?xì)?、合成用原料氣等。環(huán)發(fā)電用燃?xì)?、合成用原料氣等?在氣化爐下部直接安裝輻射在氣化爐下部直接安裝輻射式冷卻器式冷卻器( (廢熱鍋爐廢熱鍋爐) )。粗煤氣將。粗煤氣將熱傳給水冷壁管而被冷卻至熱傳給水冷壁管而被冷卻至700700左右。左右。 熔渣粒固化、分離，落入下熔渣粒固化、分離，落入下面的淬冷水池，后經(jīng)閉鎖渣斗排面的淬冷水池，后經(jīng)閉鎖渣斗排出。出。 輻射式冷卻器的水冷壁內(nèi)產(chǎn)輻射式冷卻器的水冷壁內(nèi)產(chǎn)生高壓蒸汽，作動(dòng)力和加熱用。生高壓蒸汽，作動(dòng)力和加熱用。粗煤氣由輻射廢鍋導(dǎo)入對(duì)流廢鍋粗煤氣由輻射廢鍋導(dǎo)入對(duì)流廢鍋進(jìn)一步冷卻至進(jìn)一步冷

34、卻至300 300 （廢鍋回收（廢鍋回收顯熱并副產(chǎn)蒸汽）。顯熱并副產(chǎn)蒸汽）。 間接冷卻法間接冷卻法采采用用廢廢熱熱鍋鍋爐爐的的間間接接冷冷卻卻法法熔渣粒固化、分離，熔渣粒固化、分離，落入下面的落入下面的，后經(jīng)閉鎖渣斗，后經(jīng)閉鎖渣斗排出。排出。進(jìn)一步冷卻至進(jìn)一步冷卻至300，回，回收顯熱和生產(chǎn)蒸汽。收顯熱和生產(chǎn)蒸汽。 熱粗煤氣先在熱粗煤氣先在輻射輻射式冷卻器中冷卻至式冷卻器中冷卻至700700左右，使熔渣左右，使熔渣固化，與煤氣分離，同時(shí)產(chǎn)生高壓蒸汽。然后，粗煤氣用水固化，與煤氣分離，同時(shí)產(chǎn)生高壓蒸汽。然后，粗煤氣用水噴淋淬冷至噴淋淬冷至200200左右。左右。 經(jīng)回收廢熱的粗煤氣，需進(jìn)一步冷卻

35、和脫除其中的細(xì)灰。經(jīng)回收廢熱的粗煤氣，需進(jìn)一步冷卻和脫除其中的細(xì)灰。 煤氣中不含焦油，故不需設(shè)置脫焦油裝置。煤氣中不含焦油，故不需設(shè)置脫焦油裝置。 廢水中含有極少量的酚、氰化氫和氨，只需常規(guī)處理即廢水中含有極少量的酚、氰化氫和氨，只需常規(guī)處理即可排放?？膳欧?。 固體排放物固體排放物( (固體熔渣固體熔渣) )不會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染，并可用不會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染，并可用作建筑材料。作建筑材料。(3)(3)煤氣的冷卻凈化及三廢處理煤氣的冷卻凈化及三廢處理 影響德士古爐操作和氣化的主要工藝指標(biāo)有：水煤影響德士古爐操作和氣化的主要工藝指標(biāo)有：水煤漿濃度、粉煤粒度、氧煤比及氣化爐操作壓力等。漿濃度、粉煤粒度

36、、氧煤比及氣化爐操作壓力等。3 3.3 .3 工藝條件及氣化指標(biāo)工藝條件及氣化指標(biāo) 所謂水煤漿的濃度是指煤漿中煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，該濃度與煤所謂水煤漿的濃度是指煤漿中煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，該濃度與煤炭的質(zhì)量、制漿的技術(shù)密切相關(guān)。炭的質(zhì)量、制漿的技術(shù)密切相關(guān)。 水煤漿中的水分含量是指全水分，包括煤的內(nèi)在水分。水煤漿中的水分含量是指全水分，包括煤的內(nèi)在水分。通常使用的煤也并不是完全干的，一般含有通常使用的煤也并不是完全干的，一般含有5%5%8%8%甚至更多的甚至更多的水分在內(nèi)。水分在內(nèi)。氣化壓力：氣化壓力：2.45MPa2.45MPa（表壓）（表壓）氣化溫度：氣化溫度：13801380入爐煤量（干）：入爐煤量（

37、干）：1.001.05t/h1.001.05t/h氧煤比：氧煤比：1.0 kg/kg1.0 kg/kg；原料：銅川煤原料：銅川煤水煤漿濃度與冷煤氣效率的關(guān)系水煤漿濃度與冷煤氣效率的關(guān)系水煤漿濃度對(duì)氣化的影響為：水煤漿濃度對(duì)氣化的影響為： 隨著水煤漿濃度的提高，煤氣中的有效成分增加，氣化效隨著水煤漿濃度的提高，煤氣中的有效成分增加，氣化效率提高，氧氣耗量下降，如圖所示：率提高，氧氣耗量下降，如圖所示：n 煤漿的可泵送性和穩(wěn)定性等對(duì)于維持正常的氣化生產(chǎn)煤漿的可泵送性和穩(wěn)定性等對(duì)于維持正常的氣化生產(chǎn)很重要。研究水煤漿的成漿特性和制備工藝，尋求提高水很重要。研究水煤漿的成漿特性和制備工藝，尋求提高水煤

38、漿質(zhì)量的途徑是煤漿質(zhì)量的途徑是的。的。n 選擇合適的選擇合適的( (活性好、灰分和灰熔點(diǎn)都較低活性好、灰分和灰熔點(diǎn)都較低) )，調(diào)，調(diào)配最佳粒度和粒度分布是制備具有良好流動(dòng)性和較為穩(wěn)定配最佳粒度和粒度分布是制備具有良好流動(dòng)性和較為穩(wěn)定的高濃度水煤漿的關(guān)鍵。的高濃度水煤漿的關(guān)鍵。n 適宜的添加劑也能改變煤漿的流變特性。且煤粉的粒適宜的添加劑也能改變煤漿的流變特性。且煤粉的粒度越細(xì)，度越細(xì)，的影響越明顯。的影響越明顯。 褐煤的內(nèi)在水分含量較高，其內(nèi)孔表面大，吸水能力強(qiáng)，褐煤的內(nèi)在水分含量較高，其內(nèi)孔表面大，吸水能力強(qiáng)，在成漿時(shí)，煤粒上能吸附的水量多。因而，在水煤漿濃度相同在成漿時(shí)，煤粒上能吸附的水

39、量多。因而，在水煤漿濃度相同的條件下，自由流動(dòng)的水相對(duì)減少，以致流動(dòng)性較差；的條件下，自由流動(dòng)的水相對(duì)減少，以致流動(dòng)性較差； 若使其具有相同的流動(dòng)性，則煤漿濃度必然下降。故褐煤若使其具有相同的流動(dòng)性，則煤漿濃度必然下降。故褐煤在目前尚不宜作為水煤漿的原料。在目前尚不宜作為水煤漿的原料。n 煤粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間及氣固反應(yīng)的接觸面積與顆粒煤粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間及氣固反應(yīng)的接觸面積與顆粒大小的關(guān)系非常密切：大小的關(guān)系非常密切：n 較大的顆粒離開(kāi)噴嘴后，在反應(yīng)區(qū)中的停留時(shí)間比小較大的顆粒離開(kāi)噴嘴后，在反應(yīng)區(qū)中的停留時(shí)間比小顆粒短；比表面積又與顆粒大小呈反比。這雙重影響的顆粒短；比表面積又與顆粒大小呈反比

40、。這雙重影響的結(jié)果必然使小顆粒的轉(zhuǎn)化率高于大顆粒。結(jié)果必然使小顆粒的轉(zhuǎn)化率高于大顆粒。n 就單純的氣化過(guò)程而言，似乎就單純的氣化過(guò)程而言，似乎水水煤漿的濃度越高、煤煤漿的濃度越高、煤粉的粒度越小，越有利于氣化轉(zhuǎn)化率提高。粉的粒度越小，越有利于氣化轉(zhuǎn)化率提高。(2)(2)粉煤粒度粉煤粒度n考慮實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，當(dāng)煤粉中細(xì)粉含量過(guò)高時(shí)，水煤漿考慮實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，當(dāng)煤粉中細(xì)粉含量過(guò)高時(shí)，水煤漿表現(xiàn)為黏度上升，不利于泵送和霧化。表現(xiàn)為黏度上升，不利于泵送和霧化。n為了便于使用水煤漿應(yīng)具有較好的流動(dòng)性，黏度不能為了便于使用水煤漿應(yīng)具有較好的流動(dòng)性，黏度不能太大，故對(duì)反應(yīng)性較好的煤種，可適當(dāng)放寬煤粉的細(xì)度。太大

41、，故對(duì)反應(yīng)性較好的煤種，可適當(dāng)放寬煤粉的細(xì)度。(3)(3)氧煤比氧煤比 氧煤比是氣流床氣化的重要指標(biāo)。當(dāng)其他條件不氧煤比是氣流床氣化的重要指標(biāo)。當(dāng)其他條件不變時(shí)，氣化爐溫度主要取決于氧煤比。變時(shí)，氣化爐溫度主要取決于氧煤比。 提高氧煤比可提高氧煤比可使碳的轉(zhuǎn)化率明顯上升。使碳的轉(zhuǎn)化率明顯上升。 氧煤比與氣化溫度的關(guān)系氧煤比與氣化溫度的關(guān)系 氧煤比與碳轉(zhuǎn)化率的關(guān)系氧煤比與碳轉(zhuǎn)化率的關(guān)系氣化壓力氣化壓力2.45MPa（表壓）；（表壓）； 氣化氣化溫度溫度1380；入爐煤量（干）；入爐煤量（干）1.001.05t/h；煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為；煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%n 氧氣比例增大可以提高氣化溫度有利于碳的轉(zhuǎn)化

42、，降低氧氣比例增大可以提高氣化溫度有利于碳的轉(zhuǎn)化，降低灰渣含碳量?；以剂?。n 但是當(dāng)氧氣用量過(guò)大時(shí)，部分碳將完全燃燒，生成二氧化但是當(dāng)氧氣用量過(guò)大時(shí)，部分碳將完全燃燒，生成二氧化碳；或不完全燃燒而生成的一氧化碳又進(jìn)一步氧化成二氧化碳，碳；或不完全燃燒而生成的一氧化碳又進(jìn)一步氧化成二氧化碳，從而使煤氣中的有效組分減少，氣化效率下降。從而使煤氣中的有效組分減少，氣化效率下降。n 隨氧煤比的增加，氧耗明顯上升，煤耗下降。隨氧煤比的增加，氧耗明顯上升，煤耗下降。n 適當(dāng)提高氧氣的消耗量，可以相應(yīng)提高爐溫，降低生產(chǎn)成適當(dāng)提高氧氣的消耗量，可以相應(yīng)提高爐溫，降低生產(chǎn)成本，但提高爐溫還要考慮耐火磚和噴嘴

43、等的壽命。本，但提高爐溫還要考慮耐火磚和噴嘴等的壽命。 故操作過(guò)程中應(yīng)確定合適的氧煤比。故操作過(guò)程中應(yīng)確定合適的氧煤比。 氣流床氣化操作壓力的增加，不僅增加了反應(yīng)物濃度，加氣流床氣化操作壓力的增加，不僅增加了反應(yīng)物濃度，加快了反應(yīng)速率；同時(shí)延長(zhǎng)了反應(yīng)物在爐內(nèi)的停留時(shí)間，使碳快了反應(yīng)速率；同時(shí)延長(zhǎng)了反應(yīng)物在爐內(nèi)的停留時(shí)間，使碳的轉(zhuǎn)化率提高。的轉(zhuǎn)化率提高。 氣化壓力的提高，既可提高氣化爐單位容積的生產(chǎn)能力，氣化壓力的提高，既可提高氣化爐單位容積的生產(chǎn)能力，又可節(jié)省壓縮煤氣的動(dòng)力。又可節(jié)省壓縮煤氣的動(dòng)力。n 故德士古工藝的最高氣化壓力可達(dá)故德士古工藝的最高氣化壓力可達(dá)8.0MPa8.0MPa，一般根

44、據(jù)煤，一般根據(jù)煤氣的最終用途，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)核算，選擇適宜的氣化壓力。氣的最終用途，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)核算，選擇適宜的氣化壓力。 (4)(4)氣化壓力氣化壓力n 德士古氣化爐的特點(diǎn)是單爐生產(chǎn)能力大，使用的煤種德士古氣化爐的特點(diǎn)是單爐生產(chǎn)能力大，使用的煤種較寬，能使用除褐煤以外的各種灰渣的黏度較寬，能使用除褐煤以外的各種灰渣的黏度- -溫度特性合適溫度特性合適的粉煤為原料。的粉煤為原料。n 煤氣中甲烷及烴類(lèi)含量極低，最適宜用作合成氣。煤氣中甲烷及烴類(lèi)含量極低，最適宜用作合成氣。n 工藝過(guò)程中所產(chǎn)生的三廢少且易于處理，并可考慮使工藝過(guò)程中所產(chǎn)生的三廢少且易于處理，并可考慮使用排出的廢水制備水煤槳。用排出的廢水制備

45、水煤槳。3 3.4 .4 評(píng)價(jià)評(píng)價(jià) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：: :氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 該技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備氣化爐屬于加壓氣流床濕法加料液態(tài)排渣該技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備氣化爐屬于加壓氣流床濕法加料液態(tài)排渣設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)機(jī)械傳動(dòng)裝置。設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)機(jī)械傳動(dòng)裝置。: :開(kāi)停車(chē)方便。開(kāi)停車(chē)方便。: :煤種煤種適應(yīng)較廣。適應(yīng)較廣。 可以利用粉煤、煙煤、次煙煤、石油焦、煤加氫液化可以利用粉煤、煙煤、次煙煤、石油焦、煤加氫液化殘?jiān)葰堅(jiān)?；不受灰熔點(diǎn)等限制。不受灰熔點(diǎn)等限制。 : :合成氣質(zhì)量好。合成氣質(zhì)量好。 CO+H280% CO+H280%且且H2H2與與COCO量之比約為量之比約為0.770.77，可以對(duì)

46、，可以對(duì)COCO進(jìn)行變進(jìn)行變換以調(diào)整其比例用來(lái)作合成氨、甲醇等，且后系統(tǒng)氣體的凈換以調(diào)整其比例用來(lái)作合成氨、甲醇等，且后系統(tǒng)氣體的凈化處理方便?；幚矸奖?。 : :碳轉(zhuǎn)化率高。碳轉(zhuǎn)化率高。 該工藝的碳轉(zhuǎn)化率在該工藝的碳轉(zhuǎn)化率在97%97%98%98%之間。之間。 : :單爐產(chǎn)氣能力大。單爐產(chǎn)氣能力大。 由于德士古水煤漿氣化爐操作壓力較高由于德士古水煤漿氣化爐操作壓力較高( (一般為一般為4.0MPa4.0MPa6.7MPa)6.7MPa)，又無(wú)機(jī)械傳動(dòng)裝置，在運(yùn)輸條件許可下設(shè)備大型化，又無(wú)機(jī)械傳動(dòng)裝置，在運(yùn)輸條件許可下設(shè)備大型化較為容易。較為容易。: :三廢排放有害物質(zhì)少。三廢排放有害物質(zhì)少。

47、缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：氧耗高。氧耗高。 是因煤漿中水分高，因而氧耗高。是因煤漿中水分高，因而氧耗高。 需助溶劑。需助溶劑。 當(dāng)使用高熔點(diǎn)的煤時(shí)需要助溶劑。當(dāng)使用高熔點(diǎn)的煤時(shí)需要助溶劑。需熱備用爐。需熱備用爐。 備用爐必須備用爐必須10001000以上才可投料，所以備用爐應(yīng)處于熱備用以上才可投料，所以備用爐應(yīng)處于熱備用狀態(tài)。狀態(tài)。氣化爐耐火材料壽命短。氣化爐耐火材料壽命短。工藝燒嘴壽命短。工藝燒嘴壽命短。德士古氣化法雖然也存在一些缺點(diǎn)，但其優(yōu)點(diǎn)是顯著的，而且德士古氣化法雖然也存在一些缺點(diǎn)，但其優(yōu)點(diǎn)是顯著的，而且與其他許多有希望且優(yōu)點(diǎn)突出的氣化方法相比較，它最先實(shí)現(xiàn)工與其他許多有希望且優(yōu)點(diǎn)突出的氣化方法相比

48、較，它最先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，已為許多國(guó)家所采用。業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，已為許多國(guó)家所采用。 在中國(guó)，山東魯南化肥廠、上海焦化廠、渭河煤化工集團(tuán)和在中國(guó)，山東魯南化肥廠、上海焦化廠、渭河煤化工集團(tuán)和安徽淮南化工廠都已引進(jìn)該煤氣化工藝，并都已投入生產(chǎn)。安徽淮南化工廠都已引進(jìn)該煤氣化工藝，并都已投入生產(chǎn)。 所以，德士古氣化法是煤氣化領(lǐng)域中的一個(gè)成功的范例。所以，德士古氣化法是煤氣化領(lǐng)域中的一個(gè)成功的范例。氣流床德士古商業(yè)裝置（山東德州）氣流床殼牌爐氣流床殼牌爐（Yueyang）4 4、Shell Shell 煤氣化工藝煤氣化工藝 Shell Shell煤氣化工藝（煤氣化工藝（Shell Coal Gasf

49、ication ProcessShell Coal Gasfication Process）簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)SCGPSCGP，是由荷蘭，是由荷蘭ShellShell國(guó)際石油公司開(kāi)發(fā)的一種加壓氣流國(guó)際石油公司開(kāi)發(fā)的一種加壓氣流床粉煤氣化技術(shù)。床粉煤氣化技術(shù)。 19931993年采用年采用ShellShell煤氣化工藝的第一套大型工業(yè)化生產(chǎn)裝煤氣化工藝的第一套大型工業(yè)化生產(chǎn)裝置在荷蘭布根倫市建成，用于整體煤氣化置在荷蘭布根倫市建成，用于整體煤氣化，19981998年該裝置正式投入商業(yè)化運(yùn)行。年該裝置正式投入商業(yè)化運(yùn)行。4 4.1 .1 工藝技術(shù)特點(diǎn)工藝技術(shù)特點(diǎn)n Shell Shell煤氣化工藝屬加壓氣流

50、床粉煤氣化，是以干煤粉進(jìn)料，煤氣化工藝屬加壓氣流床粉煤氣化，是以干煤粉進(jìn)料，純氧做氣化劑，液態(tài)排渣。純氧做氣化劑，液態(tài)排渣。n 干煤氣中的有效成分干煤氣中的有效成分CO+HCO+H2 2可高達(dá)可高達(dá)90%90%以上，甲烷含量很低。以上，甲烷含量很低。n 干煤粉粒度要求較靈活，一般不需要過(guò)分細(xì)磨，但需要經(jīng)熱干煤粉粒度要求較靈活，一般不需要過(guò)分細(xì)磨，但需要經(jīng)熱風(fēng)干燥，以免粉煤結(jié)團(tuán)，尤其對(duì)含水量高的煤種更需要干燥。風(fēng)干燥，以免粉煤結(jié)團(tuán)，尤其對(duì)含水量高的煤種更需要干燥。n 氣化火焰中心溫度隨煤種不同約在氣化火焰中心溫度隨煤種不同約在1600220016002200之間，出爐之間，出爐煤氣溫度約為煤氣溫

51、度約為14001700 14001700 。n 產(chǎn)生的高溫煤氣夾帶的細(xì)灰尚有一定的黏結(jié)性，出爐需產(chǎn)生的高溫煤氣夾帶的細(xì)灰尚有一定的黏結(jié)性，出爐需與一部分冷卻后的循環(huán)煤氣混合，將其激冷到與一部分冷卻后的循環(huán)煤氣混合，將其激冷到900900左右后左右后再導(dǎo)入廢熱鍋爐，產(chǎn)生高壓過(guò)熱蒸汽。再導(dǎo)入廢熱鍋爐，產(chǎn)生高壓過(guò)熱蒸汽。n 煤中約有煤中約有83%83%以上的熱能轉(zhuǎn)化為有效氣，大約有以上的熱能轉(zhuǎn)化為有效氣，大約有15%15%左右左右的熱能以高壓蒸汽的形式回收。的熱能以高壓蒸汽的形式回收。氣化溫度高，反應(yīng)速率快，碳轉(zhuǎn)氣化溫度高，反應(yīng)速率快，碳轉(zhuǎn)化率高，灰渣殘?zhí)拷档?；化率高，灰渣殘?zhí)拷档停粶囟冗^(guò)高使熔渣黏

52、度變小，爐壁溫度過(guò)高使熔渣黏度變小，爐壁灰渣層厚度變薄，過(guò)多的熱量被灰渣層厚度變薄，過(guò)多的熱量被水冷壁鍋爐帶走水冷壁鍋爐帶走較高氣化溫度下，氣化壓較高氣化溫度下，氣化壓力對(duì)煤氣組成影響不大力對(duì)煤氣組成影響不大爐內(nèi)氣化反應(yīng)：爐內(nèi)氣化反應(yīng)：v煤的裂解及揮發(fā)分燃燒煤的裂解及揮發(fā)分燃燒 粉煤和氧氣加入氣化爐，高溫條件下迅速干燥粉煤和氧氣加入氣化爐，高溫條件下迅速干燥及熱裂解，釋放出揮發(fā)分，在高氧條件下?lián)]發(fā)分完及熱裂解，釋放出揮發(fā)分，在高氧條件下?lián)]發(fā)分完全燃燒，放出大量熱。全燃燒，放出大量熱。煤氣中無(wú)焦油、酚、高級(jí)烴等可凝物。煤氣中無(wú)焦油、酚、高級(jí)烴等可凝物。v煤焦的燃燒及氣化煤焦的燃燒及氣化 煤焦與氧

53、燃燒，釋放大量熱；與水蒸氣和二氧煤焦與氧燃燒，釋放大量熱；與水蒸氣和二氧化碳反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣；氣相中氫和一氧化碳反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣；氣相中氫和一氧化碳與殘余的氧反應(yīng)，放出更多的熱量?；寂c殘余的氧反應(yīng)，放出更多的熱量。v煤焦及產(chǎn)物氣化煤焦及產(chǎn)物氣化 在無(wú)氧條件下，煤焦等和水蒸氣、二氧化碳發(fā)在無(wú)氧條件下，煤焦等和水蒸氣、二氧化碳發(fā)生氣化反應(yīng)，生成氫氣和一氧化碳。生氣化反應(yīng)，生成氫氣和一氧化碳。Shell-Koppers中試裝置的設(shè)計(jì)條件和試驗(yàn)結(jié)果中試裝置的設(shè)計(jì)條件和試驗(yàn)結(jié)果4 4.2 Shell.2 Shell煤氣化工藝流程及氣化爐煤氣化工藝流程及氣化爐 Shell煤氣化工藝流程見(jiàn)

54、圖：煤氣化工藝流程見(jiàn)圖：從示范裝置到大型工業(yè)化裝置均采用廢熱鍋爐流程。 1 1）來(lái)自制粉系統(tǒng)地干燥粉）來(lái)自制粉系統(tǒng)地干燥粉煤由氮?dú)饣蚨趸細(xì)饨?jīng)輸煤由氮?dú)饣蚨趸細(xì)饨?jīng)輸送至爐前煤粉倉(cāng)及煤鎖斗；送至爐前煤粉倉(cāng)及煤鎖斗；2 2）再經(jīng)由加壓氮?dú)饣蚨酰┰俳?jīng)由加壓氮?dú)饣蚨趸技訅簩⒓?xì)煤粒由鎖斗送化碳加壓將細(xì)煤粒由鎖斗送入相對(duì)布置的氣化燒嘴；入相對(duì)布置的氣化燒嘴；3 3）氣化所需氧氣和水蒸氣）氣化所需氧氣和水蒸氣也送入燒嘴。也送入燒嘴。N N2 2、COCO2 2氣動(dòng)輸送氣動(dòng)輸送N N2 2、COCO2 2加壓加壓1 1）通過(guò)控制加煤量，調(diào)節(jié)氧量）通過(guò)控制加煤量，調(diào)節(jié)氧量和蒸汽量，使氣化爐在和蒸汽量

55、，使氣化爐在1400170014001700范圍內(nèi)；范圍內(nèi)；2 2）氣化爐操作壓力為）氣化爐操作壓力為24MPa24MPa。3 3）在氣化爐內(nèi)煤中的灰分以熔）在氣化爐內(nèi)煤中的灰分以熔渣的形式排出。絕大多數(shù)熔渣從渣的形式排出。絕大多數(shù)熔渣從爐底離開(kāi)氣化爐，用水激冷，再爐底離開(kāi)氣化爐，用水激冷，再經(jīng)破渣機(jī)進(jìn)入渣鎖系統(tǒng)，最終泄經(jīng)破渣機(jī)進(jìn)入渣鎖系統(tǒng)，最終泄壓排出系統(tǒng)。壓排出系統(tǒng)。 熔渣為一種惰性玻璃狀物質(zhì)。熔渣為一種惰性玻璃狀物質(zhì)。1 1）粗氣夾帶飛散的熔渣粒）粗氣夾帶飛散的熔渣粒子被激冷氣冷卻，使熔渣子被激冷氣冷卻，使熔渣固化而不致粘在冷卻器壁固化而不致粘在冷卻器壁上，然后再?gòu)拿簹庵忻摮Ｉ?，然后?/p>

56、從煤氣中脫除。2 2）煤氣冷卻器采用廢熱鍋）煤氣冷卻器采用廢熱鍋爐，用來(lái)生產(chǎn)中壓飽和蒸爐，用來(lái)生產(chǎn)中壓飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽。汽或過(guò)熱蒸汽。3 3）粗煤氣經(jīng)陶瓷過(guò)濾器除）粗煤氣經(jīng)陶瓷過(guò)濾器除去細(xì)粉塵（去細(xì)粉塵（20mg/m20mg/m3 3) )。4 4）部分煤氣加壓循環(huán)作為）部分煤氣加壓循環(huán)作為循環(huán)冷卻煤氣用于出爐煤循環(huán)冷卻煤氣用于出爐煤氣的激冷。氣的激冷。（3 3）粗煤氣激冷、廢熱回收、除塵：）粗煤氣激冷、廢熱回收、除塵：工藝流程：工藝流程：1 1、磨煤及干燥系統(tǒng)、磨煤及干燥系統(tǒng) 四大關(guān)鍵設(shè)備：磨煤機(jī)、煤粉袋式過(guò)濾器、循環(huán)風(fēng)機(jī)和四大關(guān)鍵設(shè)備：磨煤機(jī)、煤粉袋式過(guò)濾器、循環(huán)風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)爐。熱風(fēng)爐。2

57、 2、粉煤加壓及輸送系統(tǒng)、粉煤加壓及輸送系統(tǒng)3 3、氣化、激冷及合成氣冷卻系統(tǒng)、氣化、激冷及合成氣冷卻系統(tǒng) 關(guān)鍵設(shè)備：氣化爐、激冷管、輸氣管、合成氣冷卻器關(guān)鍵設(shè)備：氣化爐、激冷管、輸氣管、合成氣冷卻器（SGCSGC） 四個(gè)子系統(tǒng)：氣化爐燒嘴系統(tǒng)（包括氧氣供給系統(tǒng)）、四個(gè)子系統(tǒng)：氣化爐燒嘴系統(tǒng)（包括氧氣供給系統(tǒng)）、開(kāi)工及點(diǎn)火燒嘴系統(tǒng)（包括柴油系統(tǒng)）、氣化及合成氣冷卻開(kāi)工及點(diǎn)火燒嘴系統(tǒng)（包括柴油系統(tǒng)）、氣化及合成氣冷卻系統(tǒng)、水系統(tǒng)、水/ /蒸汽系統(tǒng)蒸汽系統(tǒng)4 4、排渣系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)5 5、干灰脫除系統(tǒng)（干洗）、干灰脫除系統(tǒng)（干洗）6 6、濕灰脫除系統(tǒng)（濕洗）、濕灰脫除系統(tǒng)（濕洗）7 7、廢水汽提及

58、澄清、廢水汽提及澄清渣池渣池氣化爐氣化爐激冷管激冷管輸氣導(dǎo)輸氣導(dǎo)管管氣體反氣體反向室向室蒸汽過(guò)蒸汽過(guò)熱器段熱器段中壓蒸中壓蒸汽發(fā)生汽發(fā)生器器IIII段段中壓蒸中壓蒸汽發(fā)生汽發(fā)生器器I I段段環(huán)式水環(huán)式水冷器冷器合成氣冷卻器合成氣冷卻器高壓容器外殼膜式水冷壁環(huán)形空間：向火側(cè)附著一層耐火材料（以渣抗渣）內(nèi)壁襯里設(shè)有水冷管副產(chǎn)部分蒸汽容納水、蒸汽輸入和出的管路、利于檢修內(nèi)筒和外筒筒上部為燃燒室（氣化區(qū)），下部為熔渣激冷室水冷壁是由水冷壁是由: : 液體熔渣、液體熔渣、 固體熔渣、固體熔渣、 膜式壁、膜式壁、 碳化硅耐火填充料、碳化硅耐火填充料、加壓冷卻水管、抓釘加壓冷卻水管、抓釘連續(xù)運(yùn)行10年水冷壁

59、內(nèi)側(cè)圖片連續(xù)運(yùn)行10年水冷壁外觀圖片ShellShell氣化爐以渣抗渣原理：氣化爐以渣抗渣原理： 生產(chǎn)中，高溫熔融下的流態(tài)熔渣，順?biāo)浔谥亓ιa(chǎn)中，高溫熔融下的流態(tài)熔渣，順?biāo)浔谥亓Ψ较蛳铝鞣较蛳铝? ;當(dāng)渣層較薄時(shí)，由于耐火襯里和金屬銷(xiāo)釘具有很好的當(dāng)渣層較薄時(shí)，由于耐火襯里和金屬銷(xiāo)釘具有很好的熱傳導(dǎo)作用，渣外表層冷卻至灰熔點(diǎn)固化附著熱傳導(dǎo)作用，渣外表層冷卻至灰熔點(diǎn)固化附著; ;當(dāng)渣層增厚到一定程度時(shí)，熱阻增大，傳熱減慢，外當(dāng)渣層增厚到一定程度時(shí)，熱阻增大，傳熱減慢，外表渣層溫度升高到灰熔點(diǎn)以上時(shí)，熔渣流淌減??；表渣層溫度升高到灰熔點(diǎn)以上時(shí)，熔渣流淌減?。划?dāng)渣層減薄到一定厚度時(shí)，熱阻減小，傳熱量增大，當(dāng)渣層減薄到一定厚度時(shí)，熱阻減小，傳熱量增大，渣層溫度降低到灰熔點(diǎn)以下時(shí)熔渣聚積增厚渣層溫度降低到灰熔點(diǎn)以下時(shí)熔渣聚積增厚; ;這樣不斷的進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡。這樣不斷的進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡。 shell shell氣化爐內(nèi)渣層對(duì)保護(hù)耐火層理和水冷壁管至關(guān)重要?dú)饣癄t內(nèi)渣層對(duì)保護(hù)耐火層理和水冷壁管至關(guān)重要; ;以下一張照片是停