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的固气比将煤粉送至气化炉四个喷嘴

,

煤粉在喷嘴里与来自空

分并预热的氧气

( 95%

纯度

)

混合后与蒸汽一起进入气化炉 。由

对称布置的四个燃烧器喷入的煤粉 、

氧气和蒸汽的混合物在炉

内迅速发生气化反应

,

反应温度在

1400

℃～

1700

℃。在高温下

煤灰熔化

,

沿水冷耐火衬里内壁流到炉底或熔化后直接滴到炉

底 。熔灰在炉底部水浴中固化成一种玻璃态的渣

,

再经锁斗排

出 。产生的高温粗煤气用低温循环煤气在出口处激冷到

900

℃

后

,

进入煤气冷却器 、

废锅冷却到

250

℃左右

,

然后进入除尘和水

洗系统 。粗煤气中熔融灰渣因聚冷而凝固

,

沿倾斜的过度段落

入气化炉底部 。

图

3

　

Shell

煤气化工艺

( SCGP)

流程示意图

Shell

气化优势

[ 5 - 6 ]

: (1)

原料煤适应性广

,

褐煤 、

烟煤 、

次烟

煤 、

无烟煤和石油焦均可气化 。对煤的灰熔融性适应范围宽

,

对

煤的活性 、

结焦性 、

水 、

硫 、

氧 、

及灰并不敏感 。

( 2 )

能源利用率

高 。由于采用高温加压气化

,

总热效率达

98%

左右

,

碳转化率高

达

99%

。

( 3)

气化炉单位容量产气能力高

,

易于大型化 。

( 4)

水

冷壁冷却

,

运转周期长

,

无需备炉 。烧嘴寿命长

(

至少

1

年

)

。

( 5)

环境效益好 。因煤在高温下完全气化

,

液态排渣

,

对环境的

影响降到最低限度 。但

shell

煤气化也有不足之处

,

如

:

制粉系

统 、

调节控制系统复杂

,

易发生故障

,

安全性及卫生条件不如湿

法进料

,

一次性投资相对较高

,

气化炉结构复杂

,

加工难度大等 。

2

14　Prenflo气化

[ 3 ]

Prenflo

气化技术是由德国

Krupp - U hed

公司在继承了

K -

T

炉优点的基础上开发出的加压气流床粉煤气化技术 。

20

世纪

70

年代

Krupp - U hde

公司与

Shell

公司联合开发了加压

K - T

工

艺

,

先后建成了

6 t/ d

的实验装置和

150 t/ d

的

Shell - Koppers

的

工业示范装置 。

1986

年

, Uhde

公司在德国的

Fuerstenhausen

建

成一套

48 t / d

的示范装置

,

并正式命名为

Prenfo l

气化法 。该示

范装置顺利气化了很多种煤而没有遇到问题

,

其碳的转化率高

达

99%

以上

,

冷煤气效率和热效率也很高 。在中试的基础上

,

1992

年西班牙

ELCO GA S

采用

Prenflo

气化技术在西班牙的

Pu

2

ertollano

建成

IGCC

示范电站

,

该装置耗煤量为

2600 t/ d,

发电量

为

300MW

。从

1997

年开始试运行到

2001

年

, 2002

年开始进入

商业运行

,

该装置也是

Prenflo

唯一的商业化装置

,

目前运行状况

良好 。

Prenflo

气化工艺流程见图

4

。气化煤先经破碎 、

研磨 、

干燥

后

,

烟煤水分控制在

2% ,

褐煤水分控制在

6%

～

8% , 75%

煤粉粒

度小于

100

μ

m ,

合格煤粉用纯氮气输送 。首先进入常压煤粉旋

风分离器

,

使煤粉与氮气分离 。煤粉进入闸式煤粉料斗

,

而氮气

通过过滤器后放空 。此后

,

向煤粉料斗充压氮气

,

将煤粉压入煤

粉进料斗中

,

再由氮气将煤粉送到燃烧器中

,

与氧气 、

水蒸汽一

起喷入气化炉进行反应 。气化炉内衬为水冷壁式

,

灰渣在内衬

表面形成遮蔽层

,

起到保护作用 。从炉中产生的液态渣在集渣

器中冷却成固体

,

收集在灰锁斗中

,

定期排出 。粗煤气先用激冷

气激冷后进入余热锅炉回收粗煤气的显热 。出余热锅炉的混合

煤气经过滤 、

除尘 、

分离后大部分进入洗涤塔

,

经洗涤除尘后的

煤气含尘量小于

1m g /m

3

,

送往后工序 。过滤器收集的飞灰返回

闸式料斗再次进入气化炉气化 。

Prenflo

气化与

Shell

气化工艺基本相同

,

主要差别是用纯度

为

85%

的氧气取代

Shell

气化中纯度为

95%

的氧为气化剂

,

以此

减小制氧系统厂用电的消耗 。但是由此也带来了冷煤气效率降

低 、

氧消耗率增加和蒸汽消耗略有增加的后果 。

图

4

　

Prenflo

粉煤气化工艺流程示意图

2

15　GSP气化

[ 7 ]

GSP

气化技术由原东德的德意志燃料研究所开发的加压气

流床气化技术 。

20

世纪

70

年代

,

前民主德国燃料研究所在弗莱

堡先后建成热负荷为

3MW

、

5MW

的中试装置

,

对几十种煤进行

了试验 。

1984

年在黑水泵气化厂建成投煤量为

720 t/ d

的示范

装置 。该套装置以煤为原料一直运行到

1991

年

,

后来将原料改

为焦油 、

油渣等 。

图

5

　

GSP

气化工艺流程示意图

GSP

气化技术可采用干煤粉和水煤浆两种方式进料

,

气化

温度达

1400

℃～

1700

℃。压力最高达

8M Pa,

碳转化率达

99% ,

・

7

5

・

2009年 37卷第 6期

广州化工