锥形布风板喷动流化床煤气化技术及其应用
收稿日期:20020923
基金项目:973项目 半焦加压燃烧特性研究和单元过程概念验证 资助(G199902210532)
作者简介:谷小兵(1976),男,东南大学热能工程研究所攻读硕士学位,主要从事循环流化床锅炉的燃烧和气化等方面的研究。
文章编号: CN311508(2003)03005004
锥形布风板喷动流化床煤气化技术及其应用
谷小兵, 陈晓平, 段钰锋, 吴 新, 赵长遂
(东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室,江苏,南京210096)
关键词: 锥形布风板;喷动流化床;煤气化;灰熔聚
摘 要: 介绍了锥形布风板喷动流化床煤气化炉的系统装置和气化工艺流程,对喷动流化床气化及灰熔聚排渣原理作了简要介绍。在气化炉运行阶段,测量了煤气发生炉内炉膛温度沿高度的分布,研究了床层温度随流化风量和中心喷动风量的变化规律以及煤气成分和碳转化率随床温的变化规律。实验证明,以空气和水蒸气为气化剂的煤气发生炉,其适宜的气化床温在960980!的范围内。中图分类号: T K 222 文献标识码: A
1 前言
煤炭在我国的能源结构中占有重要地位,其传统利用方式主要是直接燃烧,这种利用方式的效率较低,容易产生大量的污染物,导致不易治理的环境污染。与此同时,国内许多热处理炉、锻造炉和工业窑炉还在使用链条炉排和固定炉排等燃烧方式。这些工业炉,因燃烧方式落后而产生的诸如燃烧效率低、污染严重等问题严重阻碍了企业的发展,急需对其燃料系统进行改造。此外,随着重油价格的不断升高,原先燃烧重油的生产企业也不得不考虑改换燃料以期降低成本。以煤炭为原料,采用空气和水蒸气为气化剂的流化床煤气化技术,无疑是解决这些问题的合理途径之一。
流化床煤气化技术因其本身所具有的许多优点[1],如煤种适用性强、可利用劣质煤和粉煤、气化强度大以及煤气产品中不含焦油和酚类等而倍受关注,发展潜力巨大。
东南大学热能工程研究所研制开发的锥形布风板喷动流化床煤气化炉,采用热烟气床下点火、飞灰循环和灰渣熔聚等多项新技术,以空气和水蒸气为介质完全气化煤炭并产生中低热值的粗煤气,可用作小型工业窑炉燃料。目前,该炉型已经进入工业化应用阶段。
2 气化装置与工艺流程
气化装置如图1所示。该气化炉的布风板为锥形,锥角为90?,开孔率约为1.5%,沸腾段内径0.6m,悬浮段内径0.8m,有效高度8.0m,设计煤处理能力为350kg/h 。气化炉底部风室和炉膛出口各有一压力测点,采用U 型管压力计测量床内压差。沿炉膛高度共设有10个温度测点T 1T10。在悬浮空间不同高度及炉膛出口设有3个气体取样口。
气化炉启动时,在启燃室内燃烧柴油,产生的高温烟气由床下经布风板流化并加热床内炉渣。床温升至450!时,煤斗里的原料煤经螺旋给煤机加入炉内,床内温升速度加快。床温升至750!时,停止燃烧柴油,点火过程结束。气化所需空气由1台罗茨风机供给,然后分为2路,一路在喷动风管内与高温蒸汽混合后从锥形布风板下部进入床内;另一路在流化风管内和蒸汽混合,然后经布风板进入风室流化物料。炉内未完全转化的半焦颗粒和粗煤气一同进入一级旋风分离器后,前者被分离出来,经反料器返回至炉内继续参加反应;后者进入二级旋风除尘器进行二次净化。炉内燃尽的灰渣落入炉底水槽中由排渣机送走。炉膛顶部设一水夹套,用以产生高温蒸汽。
第34卷第3期2003年5月
锅 炉 技 术
BO ILER T ECHN OLO GY
Vol.34,No.3M ay.,2003
1-锥形布风板;2-螺旋给煤机;3-气化炉本体;4-蒸汽发生器;5-气体取样孔A;6-一级旋风分离器;7-气体取样孔B;8-气体取样孔C;9-风室;10-水封;11-排渣机;12-混合风入口;13-启燃室;14-点火器;15-燃烧风入口;16-雾化风入口;17-燃油入口;18-三级多管除尘器;19-四级多管除尘器;
20-返料器;21-灰罐;22-二级旋风除尘器
图1 锥形布风板喷动流化床气化炉系统图
3 喷动床气化及灰熔聚排渣原理
3.1喷动流化床气化原理
根据床内流动状态的不同,可以将气化炉划分成2段[2]:喷动段、悬浮段。其中喷动段又可划分为2个区:中心射流区及周边环形区。由于气流穿透了整个床层,所以悬浮段亦划分成快速气流区、慢速气流区及顶部混合区。
空气、蒸汽混合物以很高的速度从底部喷嘴喷入床内,形成一股稀相的中心射流区,该区为富氧区,主要发生燃烧反应。同时,空气与蒸汽混合物经过布风板进入床内,形成环形区,该区内气流速度较低,主要发生气化反应,仅在底部入口局部区域有燃烧反应发生。中心射流区的温度一般比床内其它区域高很多,而且与周边环形区颗粒及气体交换速率较大,因此它可以为环形区的气化反应提供大量的热量,使气化炉能够稳定运行。此外,射流区的高温有利于气化反应速度的提高,保证了煤气的品质。
在悬浮段,由于氧气消耗接近完全燃烧,反应速率很低,但气化反应仍在继续,因此主要是
吸热反应。此时,气体和颗粒的显热将部分转变
为化学能,使得该区温度沿高度方向逐步降低。3.2灰熔聚排渣原理
一般的流化床不能从床层中排出低碳灰渣,其主要原因是为维持稳定的不结渣操作,必须保持床层高碳灰比。流化床内物料混合均匀,排料的组成与床内物料相同,故排出灰渣的含碳量高。灰熔聚流化床气化技术是在非结渣情况下,连续有选择地排出低碳量的灰渣,碳转化率高。美国U -Gas 灰熔聚气化炉的灰渣含碳量为10%左右,而其他非灰熔聚气化炉的灰渣含碳量高达30%。
中国科学院山西煤炭化学所的研究表明[3],各种煤灰皆在低于变形温度时就形成具有相当强度的熔聚物,熔聚温度和变形温度相差可达300!,这就使得灰渣能够在低于炉内结焦温度的条件下顺利排出。在还原气氛下,熔聚物的液
相是由SiO 2,AlO 3和Fe 2O 3所形成的铁化物[4]。在喷动流化床内,射流高温燃烧区使含碳量降低的颗粒变得越来越软,碰撞后互相粘结而成团粒。当团粒变得足够大,其重量大到不能再流化时,就会经排渣管落入灰斗。通常认为,高温有利于灰团聚和碳转化,但温度过高时就会导致炉内结焦,因此,控制适当的反应温度十分重要。
4气化炉运行结果与分析
4.1气化炉内温度沿高度的变化
图2所示为煤风比为0.7684kg/Nm 3时,炉内温度沿炉膛高度的变化。随着高度的增加,气化炉的温度呈现出喷动段环形区下部最高,中上部至悬浮段中部温度较为均匀,悬浮段上部由于蒸汽发生器的存在而使炉膛温度迅速下降。这是因为喷动段环形区底部加入了新鲜空气,呈现出氧化区的特征,温度较高。
中心射流区和环形区底部的其它区域是以气
图2 炉温沿高度的变化曲线
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第3期谷小兵,等:锥形布风板喷动流化床煤气化技术及其应用
化为主的还原区,温度较低。中心射流区的温度应该是最高的,但由于实验条件的限制,没有在此段安装热电偶,故无法测出其真实温度。4.2流化风和喷动风对床温的影响
固定给煤量、中心喷动风量和水蒸气量,仅改变流化风量,所得曲线如图3。显然随着流化风量的增加,床层温度逐渐升高。在流化风量较低时,其增加量对床温的影响较为明显。这是因为流化风量增加时,环形区的燃烧份额增加,提高了总体的反应热,
使得床层温度升高。
图3 流化风量对床温的影响
在考虑中心喷动风量对床温的影响时,固定给煤量、流化风量和水蒸气量,仅改变喷动风量,所得曲线如图4。由图可见,喷动风量对床温的
影响与流化风量相似。
图4 中心风量对床温的影响
进一步分析可以发现:当流化风从450m 3
/h 增加到550m 3
/h 时,炉温从960!升至986!,温升为26!;喷动风流量同样提高100m 3/h,即从180m 3
/h 增加到280m 3
/h 时,炉温从936!升至986!,温升为50!。也就是说,调节喷动风比调节流化风对床温的影响更大。其主要原因:喷动风的增大加速了氧化反应速度,使床温升高更为显著。4.3床层温度对煤气组分的影响
煤气样品是从煤气管道中采集的。图5反
映了煤气中各组分物质的量的浓度随床层的变
化。炉内温度升高到955!时,产物中H 2的含量增大很大,温度达到980!时有所降低;CO 和CO 2的含量略有降低;CH 4的含量变化并不明显。总体上说,煤气成分在炉温为960980!的范围内比较稳定,而且此时煤气的热值很高,所以这里推荐的气化温度为960980!。
图5 床层温度对煤气组分的影响
4.4气化炉床层温度对碳转化率的影响
床层温度对碳转化率的影响如图6所示。
气化炉床层温度对气化反应速度的影响很显著,提高温度,碳转化率将明显提高。
图6 床层温度对碳转化率的影响
在相同蒸汽量和进煤量条件下,温度过低(<900!),碳不能及时转化,床内因存料量增加而无法正常操作;温度过高(>1000!),床内容易结渣。受到这一条件限制,只考察了在900990!温度范围内的变化规律。随着温度升高,碳转
化率升高,相应地,灰渣中碳含量下降。4.5气化装置的控制及运行稳定性
流化床气化炉的平稳运行过程包括加煤、排灰、连续加入空气、蒸汽,并产生煤气。这些过程的稳定运行主要是通过改变空气、蒸汽进气量以及进气配比等控制床内料层高度、床层温度、床内气速、带出量以及进煤和排灰速度。在一定的进料量条件下,调节进气中蒸汽与空气的比例和流量,可以控制气化炉的温度。改变排灰量可以通过调整排灰管气流速度来实现。调节进煤量,
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锅 炉 技 术 第33卷
床内存料量发生变化。
试验表明,在稳定运行操作中,仅对进气量、各路气流进气比以及进煤速度和排灰速度的调节,即可达到平稳地连续运行。
5 结论
(1)锥形布风板喷动流化床煤气炉气化过程主要发生在喷动段环形区,悬浮段也发生气化反应,但比较缓慢。氧化反应主要发生在喷动段中心射流区和环形区下部。
(2)增加流化风量和喷动风量,都可以使床层温度升高。就其效果来讲,喷动风对床温的影响更大一些。
(3)气化炉床层温度对碳转化率的影响十分
显著。随着温度的升高,碳转化率不断增加,相应地,灰渣中的含碳量降低。
(4)炉内温度与煤气成分的关系比较复杂,当炉温960980!的范围内变化时,煤气成分比较稳定,且热值较高。因此,该温度段为合理的气化温度。参考文献:
[1]梅志林.V 形布风板流化床煤气化试验研究和数学模型[D].
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Indust rial Applicat ion of J et t ing Fluidized Bed Coal
Gasif ie r w it h a Cone shaped Dis t ribut or
GU Xiao bing, CHEN Xiao ping, DUAN Yu feng , WU Xin, ZHAO Chang sui
(T he Key L aboratory of Clean Coal Po wer Generation and Combusting T echno logy
of the M inistry Education,Sonthest U niversity,N anjing 210096,China)
K e y w ords:cone shaped distributor; jetting fluidized bed; coal gasification; ash agglomera
tion
Abst ract :This paper introduces the facility of jetting fluidized bed coal gasifier with a cone shaped dis tributor and its gasification proce ss.A brief introduction on the principle of gasification and ash agglomera tion was also included here.Distribution of furnace temperature along the gasifier height was measured during the running time.Variation of the bed temperature on fluidization airflow rate and c entral spouting airflow rate was investigated.Furthermore,we studied the effects of bed temperature on gas c omponents and carbon c onversion rate.From tests,it can be proved that proper gasification temperature is at the range of 960to 980!.(上接第49页)
The Development in t he Inves t igat ion on Wet Feed
Technology of PFBC
LU Ping 1, ZHANG M ing yao 2
(1.Power Eng ineering Institute,N anjing N ormal U niver sity ,Nanjing 210042,China; 2.T he K ey L aboratory
on Clean Coal Pow er G eneration and Combust ion T echnology ,of the M inistr y Education,
T her moener gy Southeast U niversity,N anjing 210096,China)
K e y w ords:PFBC; coal w ater paste; wet feed technology; review
Abst ract :The progresses of wet feed technology of pressurized fluidized bed combustion technol
ogy (PFBC)are rev iew ed in this paper.The main research subjects of w et feed system are dis cussed,and it can be concluded that the w et feed technolog y is promising for further investig ation and applications.
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第3期谷小兵,等:锥形布风板喷动流化床煤气化技术及其应用
50万吨年煤气化生产工艺
咸阳职业技术学院生化工程系毕业论文（设计） 50wt/年煤气化工艺设计 1.引言 煤是由古代植物转变而来的大分子有机化合物。我国煤炭储量丰富，分布面广，品种齐全。据中国第二次煤田预测资料，埋深在1000m以浅的煤炭总资源量为2.6万亿t。其中大别山—秦岭—昆仑山一线以北地区资源量约2.45万亿t，占全国总资源量的94%；其余的广大地区仅占6%左右。其中新疆、内蒙古、山西和陕西等四省区占全国资源总量的81.3%，东北三省占 1.6%，华东七省占2.8%，江南九省占1.6%。 煤气化是煤炭的一个热化学加工过程，它是以煤或煤焦原料，以氧气（空气或富氧）、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性的气体的过程。气化时所得的可燃性气体称为煤气，所用的设备称为煤气发生炉。 煤气化技术开发较早，在20世纪20年代，世界上就有了常压固定层煤气发生炉。20世纪30年代至50年代，用于煤气化的加压固定床鲁奇炉、常压温克勒沸腾炉和常压气流床K-T炉先后实现了工业化，这批煤气化炉型一般称为第一代煤气化技术。第二代煤气化技术开发始于20世纪60年代，由于当时国际上石油和天然气资源开采及利用于制取合成气技术进步很快，大大降低了制造合成
气的投资和生产成本，导致世界上制取合成气的原料转向了天然气和石油为主，使煤气化新技术开发的进程受阻，20世纪70年代全球出现石油危机后，又促进了煤气化新技术开发工作的进程，到20世纪80年代，开发的煤气化新技术，有的实现了工业化，有的完成了示范厂的试验，具有代表性的炉型有德士古加压水煤浆气化炉、熔渣鲁奇炉、高温温克勒炉（ETIW）及干粉煤加压气化炉等。 近年来国外煤气化技术的开发和发展，有倾向于以煤粉和水煤浆为原料、以高温高压操作的气流床和流化床炉型为主的趋势。 2.煤气化过程 2.1煤气化的定义 煤与氧气或（富氧空气）发生不完全燃烧反应，生成一氧化碳和氢气的过程称为煤气化。煤气化按气化剂可分为水蒸气气化、空气（富氧空气）气化、空气—水蒸气气化和氢气气化；按操作压力分为：常压气化和加压气化。由于加压气化具有生产强度高，对燃气输配和后续化学加工具有明显的经济性等优点。所以近代气化技术十分注重加压气化技术的开发。目前，将气化压力在P＞2MPa 情况下的气化，统称为加压气化技术；按残渣排出形式可分为固态排渣和液态排渣。气化残渣以固体形态排出气化炉外的称固态排渣。气化残渣以液态方式排出经急冷后变成熔渣排出气化炉外的称液态排渣；按加热方式、原料粒度、汽化程度等还有多种分类方法。常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有固定床气化、流化床气化、气流床气化和熔浴床床气化。 2.2 主要反应 煤的气化包括煤的热解和煤的气化反应两部分。煤在加热时会发生一系列的物理变化和化学变化。气化炉中的气化反应，是一个十分复杂的体系，这里所讨论的气化反应主要是指煤中的碳与气化剂中的氧气、水蒸汽和氢气的反应，也包括碳与反应产物之间进行的反应。 习惯上将气化反应分为三种类型：碳—氧之间的反应、水蒸汽分解反应和甲烷生产反应。 2.2.1碳—氧间的反应 碳与氧之间的反应有： C+O2=CO2（1）
壳牌煤气化技术简介
主流煤气化技术及市场情况系列展示（之五） 壳牌煤气化技术 技术拥有单位：壳牌全球解决方案国际私有有限公司 壳牌是世界知名的国际能源公司之一。壳牌煤气化技术可以处理石油焦、无烟煤、烟煤、褐煤和生物质。气化炉的操作压力一般在，气化温度一般在1400～1700摄氏度。在此温度压力下，碳转化率一般会超过99%，冷煤气效率一般在80～83%。对于废热回收流程，合成气的大部分显热可由合成气冷却器回收用来生产高压或中压蒸汽；如配合采用低水气比催化剂的变化工艺，在变换单元消耗少量蒸汽即可保证变换深度要求，剩余大量蒸汽可送入全厂蒸汽管网，获得可观的经济效益。 目前，壳牌全球解决方案国际私有有限公司负责壳牌气化技术的技术许可，工艺设计以及技术支持。2007年壳牌成立了北京煤气化技术中心，2012年初，壳牌更是将其全球气化业务总部也从荷兰移师中国，这充分体现了壳牌对中国现代煤化工蓬勃发展的重视，同时壳牌也能更好地利用其全球气化技术能力，贴近市场，为中国客户提供更加快捷周到的技术支持。目前，在北京的壳牌煤气化技术团队可提供从研发、工程设计、培训、现场技术支持以及生产操作和管理的全方位技术支持和服务。 一、整体配套工艺 根据不同的煤质特性以及用户企业的不同生产需求和规划，壳牌开发了下面3种不同炉型： 壳牌废锅流程是当前工业应用经验最丰富的干粉气化技术。它的效率和工艺指标的先进性已经得到了验证和认可，而且在线率也在不断创造新的世界纪录，大部分客户已实现满负荷、长周期、安全、稳定运转。如果业主比较关注热效率,全厂能效和环保效益的话，采用壳牌废锅流程并配合已成功应用的低水气比变换技术应该是最合适稳妥的方案。 壳牌上行水激冷流程特别适合处理有积垢倾向的煤种；适合大型项目，此外投资低，可靠性高。对于比较关注在线率和低投资的业主，采用壳牌上行水激冷流程应该是最合适稳妥的方案。
第六章 布风装置设计
第六章布风装置设计 布风装置结构和尺寸是否合理直接决定着流化床内物料的流化质量，从而影响锅炉的点火、运行，锅炉的燃烧、负荷特性，以及锅炉的安全性和经济性。 6.1 布风装置的组成和作用 流化床锅炉布风装置主要由布风板(包括支撑板和风帽)、风室和排渣管组成。布风装置的主要作用有： (1)支承静止床料层；(2)使空气均匀地分布在整个炉膛的截面上，并提供足够的动压头，使床料和物料均匀地流化，避免勾流、腾涌、气泡尺寸过大、流化死区等不良现象的出现；(3)将那些已基本烧透、流化性能差、在布风板上有沉积倾向的大颗粒及时排出，避免流化分层，保证正常流化状态不被破坏，维持安全生产；(4)流化过程中，床料不向风室逆向流动(漏渣)。 流化床锅炉采用的布风装置主要有风帽型、密孔板型等几种型式。风帽型布风装置是由风室、布风板、风帽和保护层组成，如图6-1所示。密孔板型布风装置是由风室和密孔板构成，如图6-2所示。 l-风帽; 2-保护层; 3-布风板; 4-冷渣管1-小直孔; 2-布风板; 3-风室 图6-1 风帽型布风装置图6-2 密孔板型布风装置密孔板型布风装置是由链条式炉排演变过来的一种布风装置。密孔板是一条狭长的炉排，其中开有密集的等边三角形排列的小直孔或锥形小孔，开孔率一般取10％～15%，小孔风速为15～20m/s，相应的布风板阻力只有300～800Pa 。故所需的风机压头较小，电耗较低。 在布风装置的设计中，均匀布风是追求的主要目标。布风板还必须有足够的刚度和强度，能支承本身、燃料和床料的重量。压火及热风点火时，布风板不会受热变形，风帽不会烧损，并考虑到检修清理要方便。较大容量的循环流化床锅炉大都采用床下热风点火。为了克服高温热风带来的热应力，水冷布风装置应运而生。 174
布袋风管(杜肯索斯)的安装方法。
能节省90%安装工期的风管 ——索斯风管系统安装特点 摘要：索斯纤维空气分布系统（索斯系统）由于其特殊的聚酯纤维材料特性决定了它是一种柔性质轻的空气分布系统，安装极其简单，比传统风系统得安装周期能节约90%的时间。 关键词：索斯纤维空气分布系统、索斯系统 索斯纤维空气分布系统（索斯系统）由其特殊的聚酯纤维材料特性决定它是一种柔性质轻的空气分布系统，安装极其简单，安装好相应的悬挂钢丝或者滑轨之后，索斯系统的安装就好像挂窗帘一样简单。对应于工程安装周期，索斯系统比传统风系统得安装周期能节约90%的时间，对于赶工时的工程，索斯系统能够明显体现出其在安装便捷方面的优点。 索斯系统管道应该在工程土建和所有其它设备安装都已完成之后，场地是干净的才能进行安装，特别是沙子、油漆、润色以及工程碎片都已经清除。最好是在房间已进行过清洁处理之后再进行安装。安装过程中，务必保证工人双手以及安装工具的清洁。同时，也请保持会与杜肯索斯系统管道接触的所有工具及设备的清洁，以保证安装后的杜肯索斯风系统管道能有一个良好的外观。 1、现场勘察、测量每个铁皮风管出风口上下高度、口径，确定系统具体长度。以设计图纸做参考。 2、牢固安装好所有支架。要求同一根索斯系统的前后支架安装平行、对称，无偏移。 3、钢丝绳的制作 1）绳头的制作 2）绳长估算（长度应比实际需求长度略长，截断后长度与实际需求尺寸长度差≤0.5m）
4、钢丝绳悬挂系统的安装 1）花篮螺栓的固定：安装钢丝绳悬挂系统时应将花篮螺栓放至最大长度，以便于安装索斯系统后承重时调整钢绳的平直度。 2）2mm钢绳悬挂器数量的确定及安装定位：钢绳与顶间悬挂高度大于1.6m 时采用2mm钢绳悬挂器。快速悬挂器可按照7m左右一个计算数量。快速悬挂器安装时的顶板上固定点应与钢绳在同一个垂直面上。2mm钢绳悬挂器现场制作（截取适当长度的2 mm钢绳每端以一个卡头固定）。 5、管段悬挂 1）索斯管安装：按照管编号顺序将管的吊扣挂在钢绳上，并将管间拉链和末端拉链拉上（杜肯索斯系统拉链接头全部朝下-6点钟方向）。 2）入口安装：套上入口、扎带安装、铆接 铆接时按照每个铆钉间距15~30cm左右安装。 入口安装时要求将与索斯管间拉链拉上，以便对正入口的安装角度（入口的角度不对，会使入口处的索斯管扭曲产生皱褶）。 3）收紧花篮螺栓，使钢绳平直。 4）拉直索斯管，将管最后的吊扣用卡头固定在钢绳上。 △ 安装时应该不让SOX系统落地，从箱中拉出挂上 6、安装调整及系统悬挂
四种煤气化技术及其应用
四种煤气化技术及其应用 李琼玖,钟贻烈,廖宗富,漆长席,周述志,赵月兴 (成都益盛环境工程科技公司,四川成都610012) 摘要:介绍了4种煤气化工艺技术,包括壳牌工艺、德士古水煤浆气化工艺、恩德工艺、灰熔聚流化床气化工艺,对其技术特点、工艺流程、主要设备及应用实例进行了详细阐述,并对4种工艺进行了对比。 关键词:煤气化;壳牌工艺;德士古;恩德工艺;灰熔聚工艺;煤气炉 中图分类号:TQ546文献标识码:A文章编号:1003-3467(2008)03-0004-04 Four Coal Gasification Technologi es and Their Applicati on L I Q iong-ji u,ZHONG Y i-lie,LIAO Zong-fu, QI Chang-xi,ZHOU Shu-zhi,ZHAO Yue-xing (Chengdu Y i s heng Envir on m ent Eng i n eering Techo logy C o.Ltd,Chengdu610012,China) Abst ract:Four coal gasificati o n technologies,inc l u d i n g Shell techno logy,Texaco coa l-w ater sl u rry gasif-i cati o n,Enticknap pr ocess,ash agg l o m erati o n fl u i d ized bed gasification technology are intr oduced,and the technical features,technolog ical process,m ai n equipm ent and app lication exa m p le o f the four techno l o g i e s are descri b ed in detai.l K ey w ords:coal gasification;She ll techno logy;Texaco;Enticknap process;ash agglo m erati o n tech-nology;gas stove 1壳牌粉煤气化制取甲醇合成气 1.1壳牌工艺技术的特点 壳牌煤气化过程(SCGP工艺)是在高温加压下进行的,是目前世界上最为先进的第FG代煤气化工艺之一。按进料方式,壳牌煤气化属气流床气化,煤粉、氧气及蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。一般认为,由于气化炉内温度很高,在有氧存在的条件下,碳、挥发分及部分反应产物(H2、CO等)以发生燃烧反应为主;在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应,过程进入到气化反应阶段,最终形成以CO、H2为主要成分的煤气离开气化炉。 壳牌粉煤气化的技术特点:1干煤粉进料,加压氮气输送,连续性好,气化操作稳定。气化温度高,煤种适应性广,从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦均可气化,对煤的活性几乎没有要求,对煤的灰熔点范围比其它气化工艺更宽。对于高灰分、高水分、含硫量高的煤种同样适应。o气化温度约1400~1700e,碳转化率高达99%以上,产品气体相对洁净,不含重烃,甲烷含量极低,煤气中有效气体(CO+H2)高达90%以上。?氧耗低,与水煤浆气化相比,氧气消耗低,因而与之配套的空分装置投资可减少。?单炉生产能力大,目前已投入运转的单炉气化压力为3MPa,日处理煤量已达2000t。?气化炉采用水冷壁结构,无耐火砖衬里,维护量少,气化炉内无转动部件,运转周期长,无需备炉。?热效率高,煤中约83%的热能转化在合成气中,约15%的热能被回收为高压或中压蒸汽,总的热效率为98%左右。?气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒,性质稳定,对环境几乎没有影响。气化污水中含氰化合物少,容易处理,必要时可做到零排放,对环境保护十分有利。à壳牌公司专利气化烧嘴可根据需要选择,气化压力2.5~4.0M Pa,设计保证寿命为8000h,荷兰De m ko lec电厂使用的烧嘴在近4年 收稿日期:2007-10-13 作者简介:李琼玖(1930-),男,教授级高级工程师、研究员,长期从事化工设计、建设、生产工程技术工作,主编5合成氨与碳一化学6、5醇醚燃料与化工产品链工程技术6专著,发表论文百余篇,电话:(028)86782889。
壳牌煤气化
工艺原理 壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的，煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。由于气化炉内温度很高，在有氧条件下，碳、挥发分及部分反应产物（H2和CO 等）以发生燃烧反应为主，在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应，即气化反应阶段，最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。 工艺流程 目前，壳牌煤气化装置从示范装置到大型工业化装置均采用废锅流程，激冷流程的壳牌煤气化工艺很快会推向市场。 原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机，在磨煤机内将原料煤磨成煤粉（90%<100μm）并干燥，煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓，由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸汽混合后导入煤烧嘴。煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900 ℃左右进入合成气冷却器。经合成气冷却器回收热量副产高压、中压饱和蒸汽或过热蒸汽后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气中含尘量小于1 mg/m3送后续工序。 湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用，小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。 在气化炉内气化产生的高温熔渣，自流进入气化炉下部的渣池进行激冷，高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体，可作为建筑材料或用于路基。 技术特点 （1）煤种适应性广 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，也可将2种煤掺混使用。对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽，即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。 （2）单系列生产能力大 目前已投人生产运行的煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000 t/d 以上。
布风装置的结构及原理
布风装置的结构及原理 布风装置对流化床锅炉的重要性，就像心脏对人的重要性一样。布风装置的结构是否合理直接决定了流化床内物料的流化质量，从而影响锅炉的点火运行，锅炉的燃烧，负荷特性以及锅炉的安全性，经济性。 一. 布风装置的结构、作用 1、流化床布风装置主要有布风板、风室、冷渣管组成。 2、布风装置的主要作用： 1）支撑床料。 2）使空气均匀的分布在整个炉膛的横截面上，并提供足够的动压头，使床料均匀地流化，避免死区出现。 3）把那些基本烧透，流化性差，又在布风板上沉积倾向的大颗粒及时排除，避免流化不良。75t/h循环流化床锅炉点火方式是床下热烟气点火，这就要求布风系统能耐800oC左右的温度，因此其布风装置为水冷布风装置。包括：风帽型水冷布风板和水冷等压风室。 1、风帽型水冷布风板 1）结构： 前墙水冷壁管弯曲延伸构成布风板的水冷管，在水冷管之间焊上鳍片密封，形成通常意义上的花板，在鳍片上开孔，安装风帽，风帽与鳍片相交处均焊上加强套管，使风帽严格固定并使风室保持良好气密性，水冷管上的风帽呈顺列布置，由耐火浇注料固定（266个）。 2）风帽的作用： 在于使进入流化床的空气产生第二次分流并具有一定的动能，以减少初始气泡的生成和使底部粗颗粒产生强烈的扰动，避免粗颗粒的沉积，减少冷渣含碳损失。还有产生足够的压降，均匀布风的作用。 2、水冷等压风室 风室连接在布风板下，起着稳压和均流的作用，使从风管进入的气体降低流速，将动压转变为静压，风室具有以下特点： 1）具有一定的强度和较好的气密性，在工作条件下不变形，不漏风。 2）具有良好的稳压和均流作用。 3）结构简单，易于维护检修。
如何巧妙布局通风管道系统
通风管道是各种高层建筑都少不了的一部分，对于通风管道的的设计应该遵循以 下几点，下面我们就认真听听技术人员是怎么说的吧： 排烟系统防烟分区划分应结合建筑防火分区来考虑，做到既有利于地下室通风系 统兼作排烟系统，又不会出现排烟风管跨越枋火分区现象，所以使用一套通风管道系 统应满足平时排风与火灾时排烟的要求。 合理布置通风管道的排风管及排风口，平时排风用，火灾时兼作排烟风管及排烟口；地下一层考虑由车道自然进风，其它层由平时送风系统兼作火灾时补风系统。每 个排风、排烟及送风系统应设置竖井，进风口应设在地面洁净处，若能与地下主楼有 一定距离更好，其受火灾气影响会小；排风口位置应高于附楼层面，以减少排风对地 面环境影响。 排烟风机可选离心风机或者高温轴流风机。普通离心风机即可满足排风排烟要求，但大风量离心风机只能安装在地面，占地较大，需要较大机房，高温轴流风机为消防 专用风机，也能满足在280℃烟温下运行30min的要求，而高温轴流风机体积小，一 般可吊装，若设机房面积也小，实际工程设计中，往往采用高温轴流风机排烟。
在现实生活中，你和谁在一起的确很重要，这或许能改变你的成长轨迹，决定你的人生成败。 和什么样的人在一起，就会有什么样的人生。 和勤奋的人在一起，你不会懒惰；和积极的人在一起，你不会消沉。与智者同行，你会不同凡响；与高人为伍，你能登上巅峰。 01 科学家研究认为：人是唯一能接受暗示的动物。 积极的暗示，会对人的情绪和生理状态产生良好影响，激发人的内在潜能，发挥人的超常水平，使人进取，催人奋进。远离消极的人吧！否则，他们会在不知不觉中偷走你的梦想，使你渐渐颓废，变得平庸。 积极的人像太阳，照到哪里哪里亮；消极的人像月亮，初一十五不一样。 态度决定一切。有什么样的态度，就有什么样的未来；性格决定命运，有怎样的性格，就有怎样的人生。 有人说，人生有三大幸运：上学时遇到好老师；工作时遇到一位好师傅，好老板；成家遇到一个好伴侣。 有时他们一个甜美的笑容，一句温馨的问候，就能使你的人生与众不同，光彩照人。 生活中最不幸的是：由于你身边缺乏积极进取的人，缺少远见卓识的人，使你的人生变得平平庸庸，黯然失色。 有句话说得好，你是谁并不重要，重要的是和谁在一起。 02 古有“孟母三迁”,足以说明和谁在一起的确很重要。雄鹰在鸡窝里长大，就会失去飞翔的本领，怎能博击长空，翱翔蓝天；野狼在羊群里成长，也会“爱上羊”而丧失狼性，怎能叱咤风云，驰骋大地。 原本你很优秀，由于周围那些消极的人影响了你，使你缺乏向上的压力，丧失前进的动力，而变得俗不可耐，如此平庸。 不是有这样的观念吗？ ——“大多数人带着未演奏的乐曲走进了坟墓。” 如果你想像雄鹰一样翱翔天空，那你就要和群鹰一起飞翔，而不要与燕雀为伍；如果你想像野狼一样驰骋大地，那你就要和狼群一起奔跑，而不能与鹿羊同行。
煤气化工艺流程
精心整理 煤气化工艺流程 1、主要产品生产工艺 煤气化是以煤炭为主要原料的综合性大型化工企业，主要工艺围绕着煤的洁净气化、综合利用，形成了以城市煤气为主线联产甲醇的工艺主线。 主要产品城市煤气和甲醇。城市燃气是城市公用事业的一项重要基础设施，是城市现代化的重要标志之一，用煤气代替煤炭是提高燃料热能利用率，减少煤烟型大气污染，改善大气质量行之 化碳 15%提 作用。 2 。净化 装置。合成甲醇尾气及变换气混合后，与剩余部分出低温甲醇洗净煤气混合后，进入煤气冷却干燥装置，将露点降至-25℃后，作为合格城市煤气经长输管线送往各用气城市。生产过程中产生的煤气水进入煤气水分离装置，分离出其中的焦油、中油。分离后煤气水去酚回收和氨回收，回收酚氨后的煤气水经污水生化处理装置处理，达标后排放。低温甲醇洗净化装置排出的H2S到硫回收装置回收硫。空分装置提供气化用氧气和全厂公用氮气。仪表空压站为全厂仪表提供合格的仪表空气。 小于5mm粉煤，作为锅炉燃料，送至锅炉装置生产蒸汽，产出的蒸汽一部分供工艺装置用汽
，一部分供发电站发电。 3、主要装置工艺流程 3.1备煤装置工艺流程简述 备煤工艺流程分为三个系统： （1）原煤破碎筛分贮存系统，汽运原煤至受煤坑经1#、2#、3#皮带转载至筛分楼、经节肢筛、破碎机、驰张筛加工后，6~50mm块煤由7#皮带运至块煤仓，小于6mm末煤经6#、11#皮带近至末煤仓。 缓 可 能周期性地加至气化炉中。 当煤锁法兰温度超过350℃时，气化炉将联锁停车，这种情况仅发生在供煤短缺时。在供煤短缺时，气化炉应在煤锁法兰温度到停车温度之前手动停车。 气化炉：鲁奇加压气化炉可归入移动床气化炉，并配有旋转炉篦排灰装置。气化炉为双层压力容器，内表层为水夹套，外表面为承压壁，在正常情况下，外表面设计压力为3600KPa（g），内夹套与气化炉之间压差只有50KPa（g）。 在正常操作下，中压锅炉给水冷却气化炉壁，并产生中压饱和蒸汽经夹套蒸汽气液分离器1
煤气化工艺流程
煤气化工艺流程 1、主要产品生产工艺 煤气化是以煤炭为主要原料的综合性大型化工企业，主要工艺围绕着煤的洁净气化、综合利用，形成了以城市煤气为主线联产甲醇的工艺主线。 主要产品城市煤气和甲醇。城市燃气是城市公用事业的一项重要基础设施，是城市现代化的重要标志之一，用煤气代替煤炭是提高燃料热能利用率，减少煤烟型大气污染，改善大气质量行之有效的方法之一，同时也方便群众生活，节约时间，提高整个城市的社会效率和经济效益。作为一项环保工程，（其一期工程）每年还可减少向大气排放烟尘1.86万吨、二氧化硫3.05万吨、一氧化碳0.46万吨，对改善河南西部地区城市大气质量将起到重要作用。 甲醇是一种重要的基本有机化工原料，除用作溶剂外，还可用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、硫酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、丙烯酸甲酯等一系列有机化工产品，此外，还可掺入汽油或代替汽油作为动力燃料，或进一步合成汽油，在燃料方面的应用，甲醇是一种易燃液体，燃烧性能良好，抗爆性能好，被称为新一代燃料。甲醇掺烧汽油，在国外一般向汽油中掺混甲醇5～15%提高汽油的辛烷值，避免了添加四乙基酮对大气的污染。 河南省煤气（集团）有限责任公司义马气化厂围绕义马至洛阳、洛阳至郑州煤气管线及豫西地区工业及居民用气需求输出清洁能源，对循环经济建设，把煤化工打造成河南省支柱产业起到重要作用。 2、工艺总流程简介： 原煤经破碎、筛分后，将其中5～50mm级块煤送入鲁奇加压气化炉，在炉内与氧气和水蒸气反应生成粗煤气，粗煤气经冷却后，进入低温甲醇洗净化装置
，除去煤气中的CO2和H2S。净化后的煤气分为两大部分，一部分去甲醇合成系统，合成气再经压缩机加压至5.3MPa，进入甲醇反应器生成粗甲醇，粗甲醇再送入甲醇精馏系统，制得精甲醇产品存入贮罐；另一部分去净煤气变换装置。合成甲醇尾气及变换气混合后，与剩余部分出低温甲醇洗净煤气混合后，进入煤气冷却干燥装置，将露点降至-25℃后，作为合格城市煤气经长输管线送往各用气城市。生产过程中产生的煤气水进入煤气水分离装置，分离出其中的焦油、中油。分离后煤气水去酚回收和氨回收，回收酚氨后的煤气水经污水生化处理装置处理，达标后排放。低温甲醇洗净化装置排出的H2S到硫回收装置回收硫。空分装置提供气化用氧气和全厂公用氮气。仪表空压站为全厂仪表提供合格的仪表空气。 小于5mm粉煤，作为锅炉燃料，送至锅炉装置生产蒸汽，产出的蒸汽一部分供工艺装置用汽，一部分供发电站发电。 3、主要装置工艺流程 3.1备煤装置工艺流程简述 备煤工艺流程分为三个系统： （1）原煤破碎筛分贮存系统，汽运原煤至受煤坑经1#、2#、3#皮带转载至筛分楼、经节肢筛、破碎机、驰张筛加工后，6~50mm块煤由7#皮带运至块煤仓，小于6mm末煤经6#、11#皮带近至末煤仓。 （2）最终筛分系统：块煤仓内块煤经8#、9#皮带运至最终筛分楼驰张筛进行检查性筛分。大于6mm块煤经10#皮带送至200#煤斗，筛下小于6mm末煤经14#皮带送至缓冲仓。 （3）电厂上煤系统：末煤仓内末煤经12#、13#皮带转至5#点后经16#皮
循环流化床布风板阻力的计算与调整
注：本文发表在《煤矿现代化》2004年增刊上 钟罩式风帽阻力的计算与调整 山东华聚能源股份有限公司张兴顺苗因德张士海王传山 摘要：布风板的设计、调试是循环流化床锅炉燃烧是否能安全、稳定的关键技术之一。合适的布风阻力是获得良好流化质量、稳定燃烧的前提，风帽式布风板是最广泛的应用形式。本文介绍了钟罩式风帽的阻力计算和在调试、运行中调整的实例。 关键词：布风板阻力风帽调整 1、布风板和风板阻力的重要性 循环流化床锅炉作为一种清洁高效燃烧技术在国际上被广泛认可，其以燃料适应性广，燃烧效率高，氮氧化物排放量低、负荷调节范围大等显著特点被广泛应用。流化床燃烧的物理特性也就是气—固流态化的过程，尤其是循环流化床的物料流动介于湍流和快速流化之间，布风板的作用十分重要，要求固体颗粒要充满整个上升段空间，物料和气体之间相对速度较大，并且使颗粒有强烈的、良好的混合。物料良好的流化质量是循环流化床稳定、高效燃烧的前提。要获得良好的流化质量，必须保证布风板有适当的阻力，一是给通过布风板的气流以一定的阻力，使在布风板上的气流均匀密集的分配，避免形成床料“死区”，并使风帽小孔出口气流具有较大的动能，和物料产生强烈的扰动和混合，另外，风
6～8mm ）喷出，获得较大的速度和动能，再经过均匀分布在钟罩上部径向分布的四个小孔（Φ16mm ）喷出；布风板上的风帽小孔相对冲安装，布风板的阻力来自于风帽各部分的阻力。 这种风帽采用添加了Cr 和Si 的耐热铸铁精密铸造而成，具有以下特点： 1）内管设计合适阻力（400mmH 2O),使布风均匀，调节性能好，运行稳定。 2）外帽小孔风速低，降低风帽间的磨损。 3）外帽与内管螺纹连接（点焊固定防松），便于检修。 4）运行时风帽不易堵塞，物料也不会漏入风室。 5) 使用寿命长，耐磨损。 6) 整体布风均匀,保证床内流化良好,避免床料堆积而引起结焦。 3、 风帽阻力的计算 哈尔滨锅炉厂在为华聚能源南屯分公司改造的1#锅炉中使用了上述风帽。该锅炉为在原沸腾炉基础上改造的40t/h 循环流化床锅炉，每小时耗煤量10327.4kg/h ，理论空气量为3.219Nm 3/kg 。 1）、经布风板的总风量为：V=Bp ·V o ·α·β （公式1） =10327.4×3.219×1.2×0.5=19946.34 Nm 3/h 温度修正后总风量为： 其中：α——过量空气系数；取1.2 β——临界标度指数，取0.5 T ——进风温度，取179℃ 2）、风帽各部分风速： 其中：S ——空气流通面积； N ——风帽个数，该锅炉为198。 将风帽内管流通面积、内管小孔总流通面积、风帽外套小孔总流通面积代入公式3得出各部分风速如下： a 、 风帽入口风速：ωk =V`/S k =43.09m/s b 、风帽内管小孔风速：ωn =V`/Sn =73.738 m/s c 、 风帽出口风速：ωw =V`/Sw =57.6 m/s 3）、阻力计算：Δh =ξ·ω2/2g ·γ·K -1 （公式4） 其中： ξ——为阻力系数（经验值），风帽入口、风帽内管小孔、风帽出口分别取0.5、 1.3和1 γ——风渣比，取1.2881 K -1——温度修正系数的倒数 将2）中的风速带入上式得出： a 、 风帽入口阻力：Δh k =368.172Pa ； b 、风帽内管小孔阻力：Δh n =2802.8557Pa ； /h Nm 71.33024)273179 (134.19946) 273(1V V`3=+ ?=+?=T （公式2） 3600` ` ??==N S V S V ω（公式3）
布袋风管技术性能篇
布袋风管技术性能篇 1.布风管有渗透性，那不是漏风吗？怎么能用作风管呢？ 纤维布风管索斯系统主要用于边出风边传输的场所，也就是在大空间不吊顶出风的场合。如果是在吊顶里只当传输不出风，就不适合使用，或者用不透气的材质，但必须是在凝露要求较低的制冷和通风场所。 2.布风管边送风边出风，到后面是不是没风了？ 纤维布风管索斯系统的摩擦阻力较小，一般沿程阻力不会大于静压复得，直管入口处只要静压大于80Pa，入口风速在5-9m/s以上，就不存在末端没风的现象。 3.布风管能起到过滤作用吗？ 纤维布风管索斯风管有渗透性具备一定过滤效果，但不能取代空调机组的过滤器，若是客户环境需要，索斯风管可以在其入口处配备专门的织物中高效过滤装置，过滤尘埃。 4.鼓风不饱满或者抖动一般都有哪些原因？ a.设备压力风量达不到设计要求会出现鼓风不饱满现象； b.材质渗透率选择过大、开孔过多过大导致系统卸压，管内风速过大而使风管出现抖动现象； 5.风管能穿越防火分区吗？ 可以，但必须安装防火阀。防火阀两端再接索斯风管，这样索斯风管就无法形成串烧，符合防火规范要求了。 6.最大喷射距离为多少米？在特别高特别远的情况下能否满足其送风要求？ 索斯风管的单孔与金属喷口喷射距离相似，在一定压力下能喷出二三十米远，但通常索斯风管开孔呈线性多孔设计制造，所以靠多孔叠加效果会喷的更远。如果加上建筑物（阶梯）或气流组织（回风）的前提因素可以达到45-50米远。 7.纤维布风管索斯系统制冷时效果问题不大，采暖热风是否会送下不来？ 索斯风管系统出风原理是采用诱导式层流送风，气流从出风口出来时在高空与周围热交换较少，相比 普通空调系统更不易发散，直到使用区域才逐步扩散，因而冷暖送风因温度影响差别较小，在实际使 用过程中，空调器若配合使用冷暖分档送风，则效果会更好。 8.相比传统风管系统是否节能？ 首先在一般使用空间，索斯风管比传统风管系统更易形成极佳的气流组织和温度分层，如在超市场所，通常达到使环境温度降0.5度，空调系统节能10-15%；其次是在大空间，由于索斯风管喷速快，比散流器出风快，冷量在下面形成层流送风更节能。在一些大空间工厂场所，由于索斯风管重量轻、安装方便，可以降低高度沿生产线低布置管道，实行工位线送风，节省能量可达50%以上。 9.纤维布风管的摩擦系数是多少？风管阻力是否较大？每米压损多少？是否对空调器或风机有额外的 风量风压要求？ 索斯风管系统的摩擦系数是＜0.024，与铁皮接近，实际上索斯风管的摩擦阻力远小于传统风系统，因为系统多是圆形，平均风速特别是中后段风速较传统系统小，以及支管较少等多种因素造成的。 对简单的直管系统，因阻力小于静压复得，可忽略摩擦阻力；对复杂的管道系统，其阻力也只有传
煤气化制甲醇工艺流程
煤气化制甲醇工艺流程 1 煤制甲醇工艺 气化 a）煤浆制备 由煤运系统送来的原料煤干基（<25mm）或焦送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂，为了调整煤浆的PH值，加入碱液。出棒磨机的煤浆浓度约65%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。煤浆制备首先要将煤焦磨细，再制备成约65%的煤浆。磨煤采用湿法，可防止粉尘飞扬，环境好。用于煤浆气化的磨机现在有两种，棒磨机与球磨机；棒磨机与球磨机相比，棒磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少。煤浆制备能力需和气化炉相匹配，本项目拟选用三台棒磨机，单台磨机处理干煤量43～ 53t/h，可满足60万t/a甲醇的需要。 为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选择木质磺酸类添加剂。 煤浆气化需调整浆的PH值在6～8，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出氨，氨气对人体有害，污染空气，故本项目拟采用碱液调整煤浆的PH值，碱液初步采用42％的浓度。 为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水。 b）气化 在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。 煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应： CmHnSr+m/2O2—→mCO+（n/2-r）H2+rH2S CO+H2O—→H2+CO2 反应在6.5MPa（G）、1350～1400℃下进行。 气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。 离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。 气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时排入渣池，由扒渣机捞出后装车外运。 气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水（称为黑水）送往灰水处理。 c）灰水处理 本工段将气化来的黑水进行渣水分离，处理后的水循环使用。 从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器，经高压闪蒸浓缩后的黑水混合，经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入澄清槽，水中加入絮凝剂使其加速沉淀。澄清槽底部的细渣浆经泵抽出送往过滤机给料槽，经由过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱水，渣饼由汽车拉出厂外。 闪蒸出的高压气体经过灰水加热器回收热量之后，通过气液分离器分离掉冷凝液，然后进入变换工段汽提塔。 闪蒸出的低压气体直接送至洗涤塔给料槽，澄清槽上部清水溢流至灰水槽，由灰水泵分别送至洗涤塔给料槽、气化锁斗、磨煤水槽，少量灰水作为废水排往废水处理。 洗涤塔给料槽的水经给料泵加压后与高压闪蒸器排出的高温气体换热后送碳洗塔循环
几种常用煤气化技术的优缺点
几种煤气化技术介绍 煤气化技术发展迅猛，种类很多，目前在国内应用的主要有：传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等，下别分别加以介绍。 一 Texaco水煤浆加压气化技术 德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后，发展迅速，目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行，在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。 Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序：将煤、石灰石（助熔剂）、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中，与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆；煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在1300～1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔，冷却除尘后进入CO变换工序，一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水，经泵进入气化炉，另一部分灰水作废水处理。 其优点如下： （1）适用于加压下（中、高压）气化，成功的工业化气化压力一般在4.0MPa 和6.5Mpa。在较高气化压力下，可以降低合成气压缩能耗。 （2）气化炉进料稳定，由于气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送，所以煤浆的流量和压力容易得到保证。便于气化炉的负荷调节，使装置具有较大的操作弹性。 （3）工艺技术成熟可靠，设备国产化率高。同等生产规模，装置投资少。 该技术的缺点是： （1）由于气化炉采用的是热壁，为延长耐火衬里的使用寿命，煤的灰熔点尽可能的低，通常要求不大于1300℃。对于灰熔点较高的煤，为了降低煤的灰熔点，必须添加一定量的助熔剂，这样就降低了煤浆的有效浓度，增加了煤耗和氧耗，降低了生产的经济效益。而且，煤种的选择面也受到了限制，不能实现原料采购本地化。 （2）烧嘴的使用寿命短，停车更换烧嘴频繁（一般45～60天更换一次），为稳定后工序生产必须设置备用炉。无形中就增加了建设投资。 （3）一般一年至一年半更换一次炉内耐火砖。 二多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术 该技术由华东理工大学洁净煤技术研究所于遵宏教授带领的科研团队，经过20多年的研究，和兖矿集团有限公司合作，成功开发的具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，并成功地实现了产业化，拥有近20项发明专利和实用新型专利。目前在山东德州和鲁南均有工业化装置成功运行。
壳牌气化炉的现场组焊技术
石油化工建设10. 03 图1气化炉整体模型 1气化炉概况 近年来，随着煤化工的兴起，煤液化技术、煤制甲醇、油改煤在国内大批推进，其中壳牌气化炉（以下简称：气化炉）是采用最多的设备之一，如神华煤制油、中原大化50万t 甲醇装置、大唐多伦168万t 甲醇46万t 煤基烯烃均采用壳牌专利技术。壳牌气化炉一律为专利设备整体引进，并由外商进行总体设计，其壳体部分大致分由两个国家制造：西班牙、印度L ＆T 公司；内件部分由荷兰SEG 公司设计，分别由西班牙和L ＆T 公司制造；其结构形式为膜式水冷壁结构。1.1气化炉总体介绍 气化炉主要由壳体和内件组成。其中壳体分为反应器（Re-actor ）＋激（急）冷管（Quench Pipe ）（位号：V1301），合成气冷却器（Syngas Cooler ）＋气体返回室（Gas Return Chamber ）（位号：V1302），输气管（Transfer Duct ）（位号：V1303）。内件分为渣池（位号：V1401）、激冷管中压蒸汽发生器（位号：E1301）、输气管中压蒸汽发生器（位号：E1302）、合成气冷却器中压蒸汽发生器（位号：E1303）、气化炉反应器中压蒸汽发生器（位号：E1320）以及气体返回室内的立管（主管）和斜管（支管）等七部分。1.2设备材料及设备规格 气化炉整体重量约1300t 。壳体主要材质为SA387GR11CL2；在反应器段、合成气冷却器段有一部分材质为复合材料SA387GR11CL2＋NO8825；最大壁厚285mm ；壳体最大内径Φ4630mm ；需要现场组对焊缝处的壁厚为65～90mm ；整体长段50.2m 。气化炉整体模型如图1所示。1.3设备分段（以2000t 炉子为例） 为了满足设备内陆道路运输及组焊吊装要求，在初步设计期间，技术方案的讨论必须有制造厂商参加，他们必须充分考虑 管口方位、外壳外部尺寸等因素，并按照以下尺寸和重量极限进 行设计分段： （1）组件高度最高5.1m ；（2 ）组件宽度最大7m ；（3）组件长度最长25.00m ；（4）组件重量 最大150t 。 具体的设备分段情况列表如表1、表2所示：（注大唐3000t 炉子分段的几何尺寸及重量略大些） 壳牌气化炉的现场组焊技术 ■肖晓磊 中国化学工程第十一建设公司河南开封 475002 摘 要通过与壳牌公司技术交流，借鉴国外压力容器组焊的先进经验，在国内中石化油改煤工程投料调试的经验基础上， 结合大型气化炉组焊技术的工程实例，阐述一项成熟的气化炉现场组焊技术。本文着重于描述施工程序（组装流程） 、组对与焊接、内件安装。对于无损检测、消除应力热处理、液压试验、衬里等仅做一般性介绍。关键词壳牌技术气化炉现场组对 焊接 中图分类号TG44 文献标识码B 文章编号1672-9323（2010）03-0035-08 35
SCGP(壳牌)煤气化工艺
SCGP（壳牌）煤气化工艺 1、SCGP（壳牌）煤气化技术简介。 1.1工艺原理。 SCGP壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的，煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。由于气化炉内温度很高，在有氧存在的条件下，碳、挥发分及部分反应产物（H2和CO等）以发生燃烧反应为主，在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应，即过程进入到气化反应阶段，最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。典型的SCGP煤气成分见表1。 1.2工艺流程。 目前，壳牌煤气化装置采用废锅流程，废锅流程的壳牌煤气化工艺简略流程见图1。 原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机，在磨煤机内将原料煤磨成煤粉（90％＜100μm）并干燥，煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓，由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸
汽混合后导入煤烧嘴。煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900℃左右进入合成气冷却器。经合成气冷却器回收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气中含尘量小于1mg／m3送后续工序。 湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用，小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。 在气化炉内气化产生的高温熔渣，自流进入气化炉下部的渣池进行激冷，高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体，可作为建筑材料或用于路基。 1.3技术特点。 1.3.1煤种适应性广。 SCGP工艺对煤种适应性强，从褐煤、次烟煤、烟煤到无烟煤、石油焦均可使用，也可将2种煤掺混使用。对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽，即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。 1.3.2单系列生产能力大。 煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000t/d以上，生产能力更高的的煤气化装置也正在建设中。 1.3.3碳转化率高。 由于气化温度高，一般在1400～1600℃，碳转化率可高达99％以上。 1.3.4产品气体质量好。 产品气体洁净，煤气中甲烷含量极少，不含重烃，CO＋H2体积分数达到90％以上。 1.3.5气化氧耗低。 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。 1.3.6热效率高。
布风装置形式及结构
布风装置形式及结构 目前流化床锅炉采用的布风装置主要有两种形式，即风帽式和密孔板式。风帽式布风装置是由风室、花板、风帽和隔热层组成的，通常把花板和风帽合称为布风板。密孔板式布 风装置是由风室和密孔板构成的。在我国流化床锅炉中使用最广泛的是风帽式布风板。图 示出了典型的风帽式布风装置结构。 由风机送入的空气从位于布风板下部的风室通过风帽底部的通道，从风帽上部径向分 布的小孔流出，由于小孔的总截面积远小于布风板面积，因此气流在小孔出口处取得远大于 按布风板面积计算的空塔气流速度。从风帽小孔中喷出的气流具有较高的速度和动能，进 入床层底部，使风帽周围和帽头顶部产生强烈的扰动，并形成气流垫层，使床料中煤粒与空 气均匀混合，强化了气固间热质交换过程，延长了煤粒在床内的停留时间，建立了良好的流 化状态。 因此，对布风装置的设计要求是： 能均匀密集地分配气流，避免在布风板上面形成停滞区。能使布风板上的床料与空气产生强烈的扰动和混合，要求风帽小孔出口气流具有较大的动能。空气通过布风板的阻力损失不能太大，但又需要一定的阻力。具有足够的强度和刚度，能支承本身和床料的重量压火时防止风板受热变形，风帽不烧损，并考虑到检修清理方便。 图风帽式布风装置结构 —风帽；—隔热层；—花板；花板 —冷渣管；—风室花板的作用是支承风帽和隔热层，并初步分配 气流。 花板的截面形状大小决定于密相区底部段的截面，它通常是由厚度为的钢 板，或厚度为的整块铸铁板或分块组合而成的。不论花板的形状是矩形的或圆 形的，花板上的开孔也就是风帽的排列均应以均匀分布为原则，因此开孔节距通常是等
角形的，节距的大小决定于风帽的大小（一般为风帽帽沿直径的倍）及风帽的个 数与气流的小孔流速。图示出了一个典型的花板结构，为便于固定和支撑，花板的实际加工尺寸要大些，每边应多留。当采用多块钢板拼接时，必须用焊接或用螺 栓连接成整体，以免受热变形，产生扭曲、漏风和隔热层裂缝。花板的形状原则上按炉型而 定，但目前用得最广泛的是矩形花板。为及时排除床料中沉积下来的大颗粒和杂物，如渣 块、石块和铁屑等，要求在花板上开设若干个大孔，以便安装冷渣管，如国产.循环流化 床锅炉通常布置个左右的冷渣口。 风帽 在我国发展鼓泡流化床锅炉初期，多采用大直径风帽，这类风帽会造成流化质量不良，飞灰带出量很大。通过多年实践，目前趋向于采用小直径风帽，直径约为。图 示出了目前应用最广泛的菌状（或磨菇状）和柱状两种形式风帽图。 第四章循环流化床关键部件的设计 为带有帽头的风帽，这种风帽阻力大，但气流的分布均匀性较好。连 续运行时间较长后，一些大块杂物容易卡在帽沿底下，不易清除，冷渣也不易排掉，积累到一 定程度，风帽小孔将被堵塞，导致阻力增加，进风量减少，甚至引起灭火，需要停炉清理。图 （、）为无帽头风帽，这种风帽阻力较小，制造容易，但气流分配性能略差。 风帽小孔采用四周侧向开孔，每个风帽开孔个，可以一排或双排均匀布置，小孔 直径一般采用，小孔中心线成水平，也可向下倾斜，以利于风帽间粗颗粒的扰动，如图所示。 图.花板结构 图常用风帽结构形式 （、）有帽头的风帽（；）（、）无帽头的风帽 几年来运行实践表明，风帽式布风板布风均匀，当负荷变化时，流化质量稳定。但普遍存在的问题是风帽帽顶容易烧坏。在正常运行时，风帽中有空气流通，可以得到冷却，