用于气化炉的升温或者烘炉操作。根据所用燃料的不同,有不同的结构。设计时必须注
意以下几点:
(
1)为防止在管线中形成爆炸性混合物,燃料和空气在炉内方可混合;
(
2)如燃料为煤层气,因耗氧量过大,应考虑气体的预混结构[2];
(
3)如燃料为油,则有雾化片、旋流片和分油嘴三部分组成;
(
4)正常生产时,喷嘴均应通入保护性气体
4、进料方式
流化床气化炉因其炉温低且颗粒停留时间短,故要求使用反应活性高的煤,如褐煤、
长焰煤等。为确保煤的流态化,一般进料粒度为
0―10mm;为确保进煤系统的通畅及气化
效率和氧耗,含水量最高不超过
12%;为确保进煤系统通畅,进煤管线一般配有吹送气,
气源为氮气、二氧化碳、空气或者循环煤气;此外,为提高入炉煤的温度,进煤管线一般配
有蒸汽夹套。
同时,为了减少进煤对物料层及气流场的影响,Winkler 气化炉沿炉体的圆周互成
180°或 120°设置二到三个进料口,使得煤在浓相段得以均匀分布。
5、炉温的提升
因流化床气化炉的反应温度必须低于煤灰的软化温度,在此温度下,还原反应进行不
够彻底,且煤气产品中
CO2 含量较高,为有效解决这一问题,常有以下三种途径:
1)、稀相段加入二次风
在床面上部的稀相区引入二次蒸汽和氧气,这样,一是降低了上升气流速度以延长停
留时间,以便进一步反应和分离气体中的夹带物;二是促进反应,该区域温度比流化床内
操作温度高
200
℃左右,使气体中夹带的细灰继续气化反应,密相段产生的甲烷和高碳化
合物进一步燃烧和裂解;三是此处的高温将
“软性”的夹带煤粉变成了砂型的半焦粉,对余
热锅炉的磨损会增强。当使用低活性煤时,二次气化可显著改善气化效率。采用该做法的有
Winkler 炉、恩德炉。
2)、中心射流产生局部高温
除分布板进气维持床内正常流化外,再由中心管(位于分布板中央的排灰口处)进入
氧
/汽比较大的气流,其目的是在床底中心区产生局部高温,使未燃的碳燃烧气化,使煤中
的灰分在软化而未熔融的状态下,相互团聚而黏结成含碳量较低的球状灰渣,直到球状灰
渣不能被上升气流托起时,便被有选择性的排出炉外。从而提高了炉内物流的含碳量。
这种团聚排灰的方式,与传统的固态和液态排渣方式不同。与固态排渣相比,降低了
灰渣中的碳损失;与液态排渣相比,减少了灰渣带走的显热损失,从而提高了气化过程的
碳利用率,是煤气化排渣技术的重大发展。
3)、提高入炉煤和气化剂的温度
因气化过程的目标反应 C+CO2=2CO-172kJ/mol,C+H2O=CO+H2-131kJ/mol 均为
吸热反应,因此提高入炉原料的温度对炉温的提高有实际意义。具体做法有入炉煤管线伴热、
提高蒸汽温度、入炉空气或者氧气预热等。
4)、提高气化炉的操作温度
流化床的操作温度必须小于 T2,当气化低活性煤时,且含有较多的碱土金属氧化物
时,加入石灰,可提高灰熔点,从而提高炉温,采用该做法的有
HTW 炉。
6、排渣方式
流化床气化炉的灰渣温度和炉内物料温度几乎相等,为回收其中显热,实现顺畅排渣,
大致有湿态排渣和干态排渣两种方法。
1)、湿态排渣
渣斗中充水,对灰渣直接进行冷却,该法对灰渣冷却彻底,避免了高温灰渣对排渣系