气化工艺
七种煤气化工艺介绍
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七种煤气化工艺介绍煤气化是一种将固体煤转化为气体燃料的工艺,通常通过加热煤,使其在缺氧或氧气含量有限的条件下发生化学反应,生成焦炭、煤油和煤气等产物。
以下是七种常见的煤气化工艺的介绍。
1.固定床煤气化工艺:该工艺中,煤通过加热填充在固定的反应器中,在缺氧条件下进行气化。
在高温下,煤发生热解反应,生成固体残渣和一氧化碳、氢气等气体。
这些气体通常用于制造合成气或其他化学品。
2.流化床煤气化工艺:流化床煤气化工艺中,煤通过气化剂和促进剂的喷射,在气化炉内形成流体化床。
在床内,煤被高速的气流悬浮并在其表面上发生化学反应。
这种工艺适用于不同种类的煤,并能高效地产生合成气。
3.乌煤煤气化工艺:乌煤煤气化工艺是在低温和低压下对乌煤进行气化的一种方法。
乌煤是一种硬煤的变种,其含煤量高且易于破碎。
这种工艺能够产生较高浓度的一氧化碳和氢气,适用于燃料气和合成气的生产。
4. Lurgi煤气化工艺:Lurgi煤气化工艺采用干煤粉在喷射炉内与氧气和蒸汽进行气化。
这种工艺具有高效和灵活的特点,适用于各种煤种和煤粉尺寸。
其产气效率高,并且可以在高温下对产生的煤气进行分离和净化。
5. Koppers-Totzek煤气化工艺:Koppers-Totzek煤气化工艺是一种由德国公司开发的工艺。
该工艺利用煤在高温下与氧气和水蒸气进行反应,生成一氧化碳和氢气等气体。
这种工艺有助于减少硫化物和氨等有害物质的生成,并通过循环冷却来提高能源利用率。
6. Shell煤气化工艺:Shell煤气化工艺是一种高效的二代气化工艺,采用了先进的氧气冷喷射技术。
它将煤分解为焦炭和煤气,并将煤气用于合成气和其他化学品的生产。
该工艺具有高效能和较低的二氧化碳排放量。
7. Entrained Flow煤气化工艺:Entrained Flow煤气化工艺中,煤和氧气以高速混合,并通过特殊设计的喷射式燃烧器进行燃烧和气化。
这种工艺能够在高温下快速气化煤并生成高浓度的合成气。
shell气化工艺
![shell气化工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/57e768256bec0975f565e253.png)
冷煤气效率η:气化 生成煤气的化学能 与气化用煤的化学 能之比。
氧煤比在保证冷煤 气效率最高范围选 择最为有利。
随着氧煤比的提 高,煤气中CO含 量增高,H2含量 降低。
适当氧煤比为 0.6~0.7m3/kg
壳牌气化炉采用侧壁烧嘴,放在气化炉下部, 对列式布置并且可根据气化炉能力由4~8个烧嘴中心 对称分布。 Shell烧嘴保证寿命为8000h,已有15000h运行记录。
⑶气化炉
向火侧附着一层耐火材料(以渣抗渣)
内筒和外筒
膜式水冷壁 内壁衬里设有水冷管副产部分蒸汽 环形空间: 容纳水、蒸汽输入和出的管路、利于检修
高压容器外壳
筒上部为燃烧室(气化区), 下部为熔渣激冷室
安装偏心角度为4.5度,这 样烧嘴在燃烧的过程中所 产生的气体与渣灰就会成 涡流状向上流动,形成向 心力,这样方便渣保护层 的形成,又能使烧嘴燃烧 的更加均匀,且高温合成 气在上升的过程中,利于 与激冷气进行充分的换热 冷却。
水冷壁结构
水冷壁外表面附着一层耐火材料,内置金属销钉。
水冷壁是由:
水冷壁结构示意图
液体熔渣、
固体熔渣、
膜式壁、
膜式壁是由碳 化硅耐火填充 料、加压冷却 水管、抓钉组 成的。
以渣抗渣
Shell气化炉由于其生产中温度高达1600℃以上,生产中,高温熔 融下的流态熔渣,顺水冷壁重力方向下流,当渣层较薄时,由于耐火衬 里和金属销钉具有很好的热传导作用,渣外表层冷却至灰熔点固化附着, 这样当渣层增厚到一定程度时,热阻增大,传热减慢,外表渣层温度升 高到灰熔点以上时,熔渣流淌减薄;当渣层减薄到一定厚度时,热阻减 小,传热量增大,渣层温度降低到灰熔点以下时熔渣聚积增厚,这样不 断的进行动态平衡,煤的灰熔点不出现大的变化,氧/碳比不出现大的波 动,水冷壁内锅炉水能够正常供给,炉内温度就不会出现大幅度波动, 渣层厚度在动态中相对稳定的。
气化工艺流程
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气化工艺流程气化工艺是一种将固态或液态燃料转化为气体燃料的过程。
气化工艺广泛应用于天然气的生产、石油化工行业以及燃煤电厂的能源转换过程中。
本文将介绍一个完整的气化工艺流程。
首先是煤的选矿和制备。
在气化工艺中,煤炭是最常用的原料之一。
通过选矿,可以去除其中的杂质和灰分,得到纯净的煤质。
随后,将煤炭破碎成合适的颗粒大小,为后续的气化过程做准备。
接下来是干燥和预处理。
将煤炭送入煤粉烘干机中,去除其中的水分。
然后,通过预处理设备,将煤粉中的硫、灰等有害物质进行处理和去除。
处理后的煤粉具有更高的燃烧效率和气化效果。
然后是气化反应。
在气化炉中,将预处理后的煤粉加热至高温,并注入气化剂,通常是水蒸气或空气。
煤粉在高温条件下与气化剂反应,产生可燃气体,主要包括一氧化碳、氢气和甲烷等。
这个过程称为煤气化,产生的气体被称为合成气。
合成气在进一步处理前需要冷却和洗涤。
冷却可以降低其温度,避免后续的设备受到高温气体的腐蚀。
洗涤则是通过吸收剂来去除合成气中的硫化氢、苯和二氧化碳等有害物质。
经过冷却和洗涤后,合成气中的有害组分几乎被完全去除。
然后是合成气的转化和分离。
合成气经过转化反应,可以得到一系列的化合物,如甲醇、乙醇和丙烯等。
这些化合物在石化工业中有广泛的应用价值。
分离是将合成气中所需产品与副产品进行分离,以满足不同的需求。
最后是废弃物的处理。
在气化过程中,会产生一些副产物和废弃物,如灰渣和废水等。
这些废弃物通过相应的处理设备进行处理,以减少对环境的污染。
总体而言,气化工艺是一种高效的能源转换方式。
它利用煤炭等常见资源进行能源转化,可以减少石油等有限资源的消耗。
同时,气化过程中产生的合成气还可以用于化学工业的生产过程,实现能源的多元化利用。
这种工艺不仅能够提供更多的能源选择,还能有效降低环境污染。
因此,气化工艺在现代工业中具有重要的地位和应用前景。
煤气化工艺
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煤气化工艺一、煤气化工艺概述进行煤炭气化的设备叫气化炉。
按照燃料在气化炉内的运动状态来分类是比较通行的方法,一般分为移动床(又叫固定床)、沸腾床(又叫流化床)、气流床和熔融床等。
使用的气化剂不同,生产的煤气的性质和用途不同。
如果以空气作为气化剂,生产的煤气称空气煤气;以空气在(富氧空气或纯氧)和水蒸气的混合物作为气化剂,生产的煤气称混合煤气;如果将空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气分别交替送入气化炉内,间歇进行,生产的煤气叫水煤气;气体成分经过适当调整(主要是调整含氮气的量)后,生产的煤气符合合成氨原料气的要求,这种煤气叫做半水煤气。
此外,气化炉在生产操作过程中,根据使用的压力不同,又分为常压气化炉和加压气化炉,根据不同的排渣方式,可以分为固态排渣气化炉和液态排渣气化炉。
总的来说,各种不同结构的气化炉基本上由三大部分组成,即加煤系统、气化反应部分和排渣系统。
炉型不同,这三部分的具体结构有很大差异。
但一般地讲,加煤系统要考虑煤入炉后的分布和加煤时的密封问题。
气化部分是煤炭气化的主要场所,如何在低消耗的情况下,使煤最大限度地转化为符合用户要求的优质煤气,是这一部分首要考虑的问题。
当然,由于煤炭气化过程是在非常高的温度下进行的,为了保护炉体(也包括炉内布煤器或搅拌装臵)的作用,同时可以吸收气化区的热量而生产蒸汽,该部分蒸汽又可以作为气化时需用的蒸汽而进入气化炉内。
煤炭气化后的残渣即煤灰,由排渣系统定期地排出气化炉外,这样就保证了炉内料层高度的稳定,同时保证了气化过程连续稳定地进行,对移动床而言,由于炉箅(气化剂的分布装臵)和排渣系统结合在一起,气化剂均匀分布和排渣操作是生产上较为重要的两个问题。
不论采用何种类型的气化炉,生产哪种煤气,燃料以一定的粒度和气化剂直接接触进行物理和化学变化过程,将燃料中的可燃成分转变为煤气,同时产生的灰渣从炉内排除出去,这一点是不变的。
然而采用不同的炉型,不同种类和组成的气化剂,在不同的气化压力下,生产的煤气的组成、热值以及各项经济指标是有很大差异的。
气化工艺操作规程及说明
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气化工艺操作规程及说明气化装置操作规程第一章制浆及输送岗位操作规程第一节概述------------------------------------------------------------5 第二节工艺流程及工艺指标----------------------------------------------7 第三节开车步骤-------------------------------------------------------12 第四节停车及临时停车后的开车-----------------------------------------26 第五节正常操作-------------------------------------------------------29 第六节常见事故及事故处理---------------------------------------------30 第七节安全技术与劳动爱护---------------------------------------------33第二章气化渣水岗位操作规程第一节概述-----------------------------------------------------------35 第二节工艺流程及工艺指标---------------------------------------------35 第三节开车步骤-------------------------------------------------------68 第四节停车及临时停车后的开车-----------------------------------------84 第五节正常操作-------------------------------------------------------93 第六节常见事故及事故处理---------------------------------------------97 第七节单体设备操作规程----------------------------------------------104 第八节安全技术与劳动爱护--------------------------------------------115第一章制浆及输送岗位操作规程第一节概述1 适用范畴本操作规程规定了造气车间制浆及输送岗位的工作内容及工作标准。
气化工艺流程
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气化工艺流程气化工艺是一种将固体或液体燃料转化为可燃气体的过程。
气化工艺流程通常包括原料预处理、气化反应、气体净化和气体利用等环节。
下面将详细介绍气化工艺的流程及其各个环节的作用。
首先,原料预处理是气化工艺的第一步。
在这一环节中,固体或液体燃料需要经过破碎、干燥等处理,以便于后续的气化反应。
同时,还需要对原料进行筛分和除杂,以保证气化反应的顺利进行。
原料预处理的主要目的是提高原料的气化效率,减少气化过程中的能耗和设备磨损。
接下来是气化反应。
在气化反应中,原料经过高温和缺氧条件下,与气化剂(通常是空气、氧气或蒸汽)发生气化反应,生成可燃气体和残渣。
气化反应的关键是控制气化温度和气化剂的流速,以确保气化反应能够高效进行,并且生成的气体具有较高的热值和较低的残渣含量。
随后是气体净化。
在气化反应中生成的可燃气体中通常含有一定量的灰尘、焦油和其他杂质,需要经过净化处理才能用于燃烧或其他利用途径。
气体净化通常包括除尘、脱硫、脱氮等工艺,以去除气体中的固体颗粒和有害物质,提高气体的清洁度和热值。
最后是气体利用。
经过净化处理的可燃气体可以用于锅炉、热风炉、燃气轮机等设备的燃烧,也可以用于化工生产中的合成气、合成油等工艺。
此外,可燃气体还可以通过液化或压缩处理后用作燃料气,或者作为化工原料进行进一步加工利用。
总的来说,气化工艺流程包括原料预处理、气化反应、气体净化和气体利用四个环节。
每个环节都起着至关重要的作用,对气化工艺的能效、环保性和经济性都有着重要影响。
因此,在实际的气化工艺设计和运行中,需要充分考虑各个环节的技术特点和工艺参数,以实现气化工艺的高效、安全、稳定运行。
同时,还需要不断进行技术创新和设备改进,以满足不同原料和不同气化要求的应用需求。
气化工艺的发展将有助于提高能源资源的利用效率,减少环境污染,推动清洁能源的发展和利用。
气化工艺流程
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气化工艺流程
《气化工艺流程》
气化工艺是一种将固体燃料转化为可燃气体的工艺。
它能够为工业生产提供更加清洁和高效的能源,同时还能有效地减少废弃物产生和对环境的影响。
气化工艺流程一般包括原料预处理、气化反应和气体处理三个基本步骤。
首先是原料预处理,即将固体燃料进行预处理,以便后续气化反应能够更加顺利地进行。
在这一步骤中,通常会对原料进行粉碎、干燥和预热处理,以确保其在气化反应中能够充分分解和转化。
接下来是气化反应,即将预处理后的原料在高温、高压和适当的气氛条件下进行气化反应。
气化反应的核心是将固体燃料中的碳化合物分解为可燃气体,主要包括一氧化碳(CO)、氢
气(H2)和甲烷(CH4)。
气化反应的产物气体通常含有大
量的烃类物质,需要经过进一步的处理来提取和分离。
最后是气体处理,即对产生的气体进行冷却、净化和分离处理,以便获取高纯度和稳定的气体产品。
气体处理工艺通常包括冷却、除尘、脱硫、脱氮等步骤,以达到产品气体的要求标准。
总的来说,气化工艺流程是一种将固体燃料转化为可燃气体的高效能源转化技术。
通过适当的原料预处理、气化反应和气体处理,可以实现废弃物资源化利用,减少对环境的影响,并且为工业生产提供清洁、高效的能源。
气化工艺操作规程及说明
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气化工艺操作规程及说明气化工艺是一种利用化学反应将固体或液体物质通过高温、高压气化成气体的工艺。
气化技术已广泛应用于煤炭、石油、木材等固体和液体能源的转化和利用,提供了节能、环保、多元化和高效能源的途径。
气化工艺操作规程及说明是保证气化工艺系统运行安全和稳定的关键环节,本文将对气化工艺操作规程及说明进行介绍。
一、气化工艺的操作规程1.操作前准备工作(1)对设备、管线进行检查,确保无松动现象,无渗漏现象。
(2)检查气化剂、反应剂、催化剂的质量和数量,防止缺料或质量不合格影响反应效果。
(3)对操作人员进行培训,提高对气化工艺的了解和操作技能,增强安全意识。
(4)搭建气化系统,按操作顺序依次接通管路和设备。
2.气化工艺的启动操作(1)将气化剂加入气化反应器中。
(2)加热反应器,启动气化反应。
(3)将产生的气体经过处理后,向应用系统输送。
(4)监控气化过程的温度、压力、流量情况,并根据实际情况对参数进行调整。
3.气化工艺的运行操作(1)根据生产需要,加入反应剂、催化剂等化学物质。
(2)监控反应过程的物料流动、温度、压力等参数,及时采取措施处理异常情况。
(3)对气化过程中产生的废气进行净化处理,防止对环境造成污染。
(4)检查设备和管道是否存在异常情况,及时排除故障,保证系统的正常运行。
4.气化工艺的停止操作(1)停止气化反应器的加热和加料操作。
(2)关闭所有的气体管道和阀门,停止气化工艺的输送。
(3)冷却到所需温度后,对反应器进行清洗、检查和修理,保证系统的正常运行。
5.安全规程(1)操作人员必须经过专业培训,掌握操作技能和安全规程要求。
(2)严格执行操作规程,不得擅自更改操作程序和参数。
(3)气体管道和阀门必须按要求密封,防止气体泄漏。
(4)每天检查设备、管道、阀门,及时发现和处理设备故障。
(5)操作过程中必须穿戴防护装备,确保安全。
二、气化工艺的说明1.气化工艺的反应原理气化工艺是一种通过化学反应将固体或液体物质气化成气体的工艺。
煤气化工艺
![煤气化工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/4d0dae423c1ec5da50e27019.png)
煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体,液体,固体燃料以及化学品的过程,生产出各种化工产品的工业。
煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工。
煤的气化、液化、焦化,煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等,都属于煤化工的范围。
而煤的气化、液化、焦化(干馏)又是煤化工中非常重要的三种加工方式。
煤的气化、液化和焦化概要流程图一.煤炭气化煤炭气化是指煤在特定的设备内,在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应,将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。
煤的气化的一般流程图煤炭气化包含一系列物理、化学变化。
而化学变化是煤炭气化的主要方式,主要的化学反应有:1、水蒸气转化反应C+H2O=CO+H22、水煤气变换反应CO+ H2O =CO2+H23、部分氧化反应C+0.5 O2=CO4、完全氧化(燃烧)反应C+O2=CO25、甲烷化反应CO+2H2=CH46、Boudouard反应C+CO2=2CO其中1、6为放热反应,2、3、4、5为吸热反应。
煤炭气化时,必须具备三个条件,即气化炉、气化剂、供给热量,三者缺一不可。
煤炭气化按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分,主要有:1) 固定床气化:在气化过程中,煤由气化炉顶部加入,气化剂由气化炉底部加入,煤料与气化剂逆流接触,相对于气体的上升速度而言,煤料下降速度很慢,甚至可视为固定不动,因此称之为固定床气化;而实际上,煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的,比较准确的称其为移动床气化。
2) 流化床气化:它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料,在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中,煤粒在沸腾状态进行气化反应,从而使得煤料层内温度均一,易于控制,提高气化效率。
3) 气流床气化。
它是一种并流气化,用气化剂将粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内,也可将煤粉先制成水煤浆,然后用泵打入气化炉内。
3组主要气化工艺及8种典型气化炉图文详解!【建筑工程类独家文档首发】
![3组主要气化工艺及8种典型气化炉图文详解!【建筑工程类独家文档首发】](https://img.taocdn.com/s3/m/50b6f036cfc789eb172dc8d6.png)
3组主要气化工艺及8种典型气化炉图文详解!【建筑工程类独家文档首发】一、气化简介气化是指含碳固体或液体物质向主要成分为H2和CO的气体的转换。
所产生的气体可用作燃料或作为生产诸如NH3或甲醇类产品的化学原料。
气化的限定化学特性是使给料部分氧化;在燃烧中,给料完全氧化,而在热解中,给料在缺少O2的情况下经过热降解。
气化的氧化剂是O2或空气和,一般为蒸汽。
蒸汽有助于作为一种温度调节剂作用;因为蒸汽与给料中的碳的反应是吸热反应(即吸收热)。
空气或纯O2的选择依几个因素而定,如给料的反应性、所产生的气体用途和气化炉的类型。
气化最初的主要应用是将煤转化成燃料气,用于民用照明和供暖。
虽然在中国(及东欧)气化仍有上述用途,但在大多数地区,由于可利用天然气,这种应用已逐渐消亡。
最近几十年中,气化主要用于石化工业,将各种碳氢化合物流转换成合成气,如为制造甲醇,为生产NH3提供H2或为石油流氢化脱硫或氢化裂解提供H2。
另外,气化更为专门的用途还包括煤转换为合成汽车燃料(在南非应用)和生产代用天然气(SNG)(至今未有商业化应用,但在70年代末和80年代初已受到重视)。
二、气化工艺的种类有多种不同的气化工艺。
这些工艺在某些方面差别很大,例如,技术设计、规模、参考经验和燃料处理。
最实用的分类方法是按流动方式分,即按燃料和氧化剂经气化炉的流动方式分类。
正像传统固体燃料锅炉可以划分成三种基本类型(称为粉煤燃烧、流化床和层燃),气化炉分为三组:气流床、流化床和移动床(有时被误称为固动床)。
流化床气化炉完全类似于流化床燃烧器;气流床气化炉的原理与粉煤燃烧类似,而移动床气化炉与层燃类似。
每种类型的特性比较见表1。
表1 各种气化炉比较* 如果在气化炉容器内有淬冷段,则温度将较低。
1.气流床气化炉在一台气流床气化炉内,粉煤或雾化油流与氧化剂(典型的氧化剂是氧)一起汇流。
气流床气化炉的主要特性是其温度非常高,且均匀(一般高于1000℃),气化炉内的燃料滞留时间非常短。
气化工艺操作规程及说明
![气化工艺操作规程及说明](https://img.taocdn.com/s3/m/63c705e6d0f34693daef5ef7ba0d4a7302766c24.png)
气化工艺操作规程及说明气化工艺是将固体或液体燃料转化为可燃气体的过程。
该过程涉及多个操作步骤,包括料气化、产气、净化以及气体利用等。
为了确保工艺的安全和有效运行,制定气化工艺操作规程是非常重要的。
本文将详细介绍气化工艺操作规程及说明。
一、操作规程1.操作前准备:在进行气化工艺操作之前,必须对设备和仪器进行检查和保养,确保其运行正常。
同时清理工作区域,确保通风和消防安全。
2.严格执行工艺参数:在操作过程中,必须严格按照工艺参数进行操作。
这包括气化温度、气化压力、氧气供应、进料速率等。
任何参数的改变都必须经过相关操作员的批准。
3.确保物料供应:在操作过程中,必须确保物料的供应充足和稳定。
及时调整进料速率和供气压力,以保持工艺的正常运行。
4.定期维护设备:定期对气化设备进行维护和保养,包括润滑、更换损坏零件等。
同时,定期检查设备的运行情况,确保设备正常运行。
5.废气处理:在气化过程中产生的废气必须得到处理,以减少环境污染。
常见的废气处理方式包括净化装置、吸附装置等。
二、操作说明1.气化温度控制:气化温度是影响气化过程的重要参数。
在操作过程中,应根据物料的性质和工艺要求,将气化温度控制在适宜的范围内,以确保化学反应的进行。
2.气化压力控制:气化压力是保证气化过程的稳定和安全的关键。
在操作过程中,要根据气化设备的承压能力,合理设定气化压力,同时需监测压力变化,避免压力突然升高导致设备破裂。
3.氧气供应控制:气化过程中,氧气供应是燃料气化的必要条件。
合理控制氧气供应速率,以保证气化反应的进行。
同时,应对氧气供应设备进行检查,确保其正常运行。
4.进料速率控制:进料速率的控制直接影响到气化反应的效果。
在操作过程中,要根据气化设备的处理能力和气化温度的变化,合理调整进料速率,以保持工艺的正常运行。
5.废气处理控制:废气处理是保护环境的重要环节。
在操作过程中,应及时处理产生的废气,并监测废气处理设备的运行情况,确保其正常运行。
7种煤气化工艺介绍
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7种煤气化工艺介绍目前国内可供选择的成熟或相对成熟的煤加压气化工艺很多,各种煤气化工艺的综合比较也有较多的文献、资料可供查阅,这里只简要叙述几种主要煤气化工艺的特点及现阶段存在的主要问题。
1、TEXACO水煤浆气化TEXACO水煤浆气化采用水煤浆进料、液态排渣、在气流床中加压气化,水煤浆与纯氧在高温高压下反应生成煤气。
气化炉主要结构是水煤浆单喷嘴下喷式,大部分是采用水激冷工艺流程,单炉容量目前最大可达日投煤量3000吨,操作压力大多采4MPa、6.5MPa,少数项目也已达到8.4MPa。
我国引进该技术最早的是山东鲁南化肥厂,于1993年投产,后来又有若干厂使用。
由于国内已经完全掌握了TEXACO气化工艺,积累了大量的经验,因此设备制造、安装和工程实施周期短,开车运行经验丰富,达标达产时间也相对较短,主要问题是对使用煤质有一定的选择性,同时存在气化效率相对较低、氧耗相对较高及耐火砖寿命短等问题,但随着在国内投运时间的延长部分问题已得到有效解决。
2、多喷嘴对置水煤浆气化本项技术是“九五”期间由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司合作开发的。
2000年10月通过原国家石油和化学工业局组织的鉴定和验收。
示范装置为兖矿国泰化工有限公司,建成两套日投煤1150吨的气化炉,操作压力4.0MPa,生产24万吨/年甲醇,联产71.8MW发电,装置已于2005年10月投入运行。
该工艺仍属于水煤浆气化的范畴,与TEXACO的主要区别是由TEXACO单喷嘴改为对置式多喷嘴,强化了热质传递,气化效果较好,但多喷嘴需要设置多路控制系统,增加了设备投资和维修工作量。
由于是国内技术,工艺包及专有技术使用费较引进技术有较大幅度的降低。
3、SHELL粉煤气化气化炉主要结构是干煤粉多喷嘴上行废锅气化并采用冷炉壁,冷煤气回炉激冷热煤气,煤气冷却采用废锅流程。
由于壳牌气化技术上具有突出的优点,吸引了国内一些企业纷纷引进。
本工艺的最大缺点是投资高,设备造价过高;合成气换热采用废锅形式增加了投资,对需要水蒸汽成分的化工生产来看直接用水激冷更合理;干燥、磨煤、高压氮气及回炉激冷用合成气的加压所需的功耗较大等。
气化装置主要工艺流程
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气化装置主要工艺流程
气化装置的主要工艺流程包括原料气化、气体净化和气体利用三个步骤。
首先,原料气化是将固体或液体原料通过高温高压条件下与空气或氧气反应,生成气体产品。
这个过程中,原料经过特定的气化方式,例如采用干煤粉进料,通过加压的N2 (氮气) 或CO2 (二氧化碳)气体进行输送,然后在高温条件下完成气化反应。
接下来,气体净化是将原料气化产生的气体经过除尘、脱硫、脱氮等工艺处理,去除其中的杂质和有害物质。
这一步骤对于保证后续工艺的稳定运行和产品质量至关重要。
最后,气体利用是将经过净化处理的气体用于生产化工产品,如合成氨甲醇、-氧化碳等。
这些化工产品广泛应用于化工、医药、农业等领域,具有重要的经济价值和社会意义。
整个工艺流程中,各个步骤紧密相连,互相配合,共同实现气化装置的高效、稳定运行。
同时,随着技术的不断发展和创新,气化装置的工艺流程也在不断优化和完善。
以适应市场需求和环保要求。
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气化工艺操作规程及说明
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气化工艺操作规程及说明气化工艺操作规程及说明气化工艺是指将固体或液体燃料经过高温下的化学反应,将其转化为气体形式的能源的过程。
这种能源转化过程的重要性在于,可以将非常难以利用的燃料通过气化过程转化为易于利用的气体形式,不仅能够为生产和生活提供大量的清洁、高效、环保的热能资源,还能够为深加工和高效利用提供优良的燃料原料。
气化工艺所涉及的操作规程及说明,主要与燃料的类型、气化工艺的类型、气化反应器的类型和操作参数等因素相关。
下面,我们将就这些方面进行详细的说明。
一、燃料类型目前,气化燃料主要有三种类型:固体、液体和气体。
不同燃料类型在气化过程中所需的操作规程和说明也不尽相同。
1.固体燃料:对于固体燃料,气化过程需要将其转化为易于气化的中间产物,如焦炭、中间渣等。
这需要将固体燃料的质量、粒度、水分、灰分等因素进行严格控制。
此外,还需进行合适的预处理,如颗粒化、干燥等处理,以制备出适于气化的固体燃料。
2.液体燃料:气化液体燃料主要是指生物质、石油和液化煤等。
与固体燃料不同的是,液体燃料首先需要将其转化为气体、蒸汽或细颗粒物质,然后才可以进行气化反应。
气化液体燃料需要注意温度、压力、气化剂和氧化剂的类型以及气化剂和氧化剂的流量等参数,需要进行系统性调节和掌握。
3.气体燃料:气体燃料指的是天然气、合成气等。
对于气体燃料,由于其已经处于气态,因此气化过程相对固体和液体燃料来说更为简洁,主要需要掌握气化反应器的参数以及气体的流量和压力等因素。
二、气化工艺类型气化工艺类型包括固定床气化、流化床气化、上升管气化、旋流床气化、压力气化、二次气化等几个类型,这些类型之间的操作规程和说明也有所不同。
1.固定床气化:固定床气化是最简单的气化工艺之一,只需要将燃料直接投入气化反应器的固定床中,加热后自然气化。
操作规程和说明也比较简单,主要需要控制气化反应器中的温度、压力与气化剂的流量。
2.流化床气化:流化床气化则是在固定床气化的基础上,添加压缩空气或氧气,使燃料在气化反应器中以流化床的形式进行气化。
煤的气化工艺
![煤的气化工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/d253171655270722192ef75d.png)
煤的气化工艺煤炭气化技术虽有很多种不同的分类方法,但一般常用按生产装置化学工程特征分类方法进行分类,或称为按照反应器形式分类。
气化工艺在很大程度上影响煤化工产品的成本和效率,采用高效、低耗、无污染的煤气化工艺(技术)是发展煤化工的重要前提,其中反应器便是工艺的核心,可以说气化工艺的发展是随着反应器的发展而发展的,为了提高煤气化的气化率和气化炉气化强度,改善环境,新一代煤气化技术的开发总的方向,气化压力由常压向中高压(8.5 MPa)发展;气化温度向高温(1500~1600℃)发展;气化原料向多样化发展;固态排渣向液态排渣发展。
1、固定床气化固定床气化也称移动床气化。
固定床一般以块煤或焦煤为原料。
煤由气化炉顶加入,气化剂由炉底加入。
流动气体的上升力不致使固体颗粒的相对位置发生变化,即固体颗粒处于相对固定状态,床层高度亦基本保持不变,因而称为固定床气化。
另外,从宏观角度看,由于煤从炉顶加入,含有残炭的炉渣自炉底排出,气化过程中,煤粒在气化炉内逐渐并缓慢往下移动,因而又称为移动床气化。
固定床气化的特性是简单、可靠。
同时由于气化剂于煤逆流接触,气化过程进行得比较完全,且使热量得到合理利用,因而具有较高的热效率。
固定床气化炉常见有间歇式气化(UGI)和连续式气化(鲁奇Lurgi)2种。
前者用于生产合成气时一定要采用白煤(无烟煤)或焦碳为原料,以降低合成气中CH4含量,国内有数千台这类气化炉,弊端颇多;后者国内有20多台炉子,多用于生产城市煤气;该技术所含煤气初步净化系统极为复杂,不是公认的首选技术。
(1)、固定床间歇式气化炉(UGI)以块状无烟煤或焦炭为原料,以空气和水蒸气为气化剂,在常压下生产合成原料气或燃料气。
该技术是30年代开发成功的,投资少,容易操作,目前已属落后的技术,其气化率低、原料单一、能耗高,间歇制气过程中,大量吹风气排空,每吨合成氨吹风气放空多达5 000 m3,放空气体中含CO、CO2、H2、H2S、SO2、NOx及粉灰;煤气冷却洗涤塔排出的污水含有焦油、酚类及氰化物,造成环境污染。
气化工艺流程简介
![气化工艺流程简介](https://img.taocdn.com/s3/m/e4f27a154431b90d6c85c7e8.png)
气化工艺流程简介从煤运系统来的原煤(粒度<10mm)进入煤仓(V1101),经过煤称重进料机(W1101)精确计量后,与来自滤液槽澄清的滤液及部分原水及添加剂进入磨煤机(M1101)。
煤和水在添加剂的作用下,磨成一定浓度、粘度、有一定粒度分布的可泵送的水煤浆。
水煤浆经过滚筒筛(S-1101)。
除去大颗粒后,自流入磨煤机出口槽(V1102),经磨煤机出料槽泵(P1101)加压、煤浆振动筛(S1201)筛分后,贮存在煤浆槽(V1201)内备用。
煤浆槽内的煤浆分别经两台煤浆给料泵(P1201)加压后送至气化炉的四个工艺烧嘴。
由空分系统来的高压氧气先分四路,再各分为两路,分别送入气化炉(R1301),在气化炉燃烧室内进行部分氧化反应,生成的粗合成气、熔渣及未完全反应的碳通过燃烧室下部的渣口与洗涤冷却水沿洗涤冷却管并流向下,进入气化炉洗涤冷却室,粗合成气被冷却后在洗涤冷却室的液位以下以鼓泡的形式进行洗涤和进一步冷却,由洗涤冷却室上部空间出气化炉。
出气化炉的粗合成气经过混合器(X1403)润湿及旋风分离器(V1408)分离大部分润湿的细灰后送水洗塔(T1401)进一步洗涤除尘,将合成气含尘量降至<1mg/Nm3后送净化系统。
熔渣在洗涤冷却室的水浴中通过静态破渣器破碎后被锁斗循环水夹带进入锁斗(V1307)定期排入渣池。
未完全反应的碳颗粒悬浮在黑水中,随黑水到渣水处理工序作进一步处理。
水洗塔中部含固量较低的洗涤黑水经黑水循环泵(P1401)加压后分两路,一路经黑水过滤器(V1309)过滤后送入气化炉激冷环,另一路送入混合器分别作为洗涤、润湿水。
从气化炉、旋风分离器、水洗塔出来的三股洗涤黑水经液位、流量串级调节控制并减压后送入蒸发热水塔(T1402)蒸发室。
减压后的黑水在蒸发热水塔蒸发室内发生闪蒸,水蒸汽及部分溶解在黑水中的酸性气CO2、H2S等被迅速闪蒸出来。
通过上升管进入蒸发塔上部热水室,与低压灰水泵来的灰水直接接触,低压灰水被加热。
13种煤气化工艺比较
![13种煤气化工艺比较](https://img.taocdn.com/s3/m/bc5583d7900ef12d2af90242a8956bec0875a550.png)
13种煤气化工艺比较1.常压固定床间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术目前我国氮肥产业主要采用的煤气化技术之一,其特点是采用常压固定床空气、蒸汽间歇制气,要求原料为准 25~75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重,属于将逐步淘汰的工艺。
(直接使用空气中氧气)2.常压固定床无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用标准15~35mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合用于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术进行改进。
(氧气纯度30%-50%)。
3.常压固定床纯氧连续气化技术其特点是采用纯氧与蒸汽、或纯氧与二氧化碳为气化剂、连续气化、原料可采用标准8~25mm粒度的无烟煤、焦炭、半焦、型煤、型焦等,进厂原料利用率高,无废气排放,无涨库冷却水,对大气环境无污染、气化效率高、灰渣残炭0~3%。
煤气质量高,水煤气CO+H2=82~85%,CO2制CO粗气中CO=70~72%。
设备流程简化,维修工作量小、大修周期长,维修费用低,适合用于化工、化肥、制氢、燃气等装置配置使用。
(氧气纯度≥99.6%、气化强度:生产水煤气时1400~1600m3/m2/h)。
4.鲁奇固定床煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气。
其产生的煤气中焦油、碳氢化合物含量约1%左右,甲烷含量约10%左右。
焦油分离、含酚污水处理复杂,不推荐用以生产合成气。
5.灰熔聚煤气化技术中国科学院山西煤炭化学研究所技术。
其特点是煤种适应性宽,属流化床气化炉,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状灰渣排出。
可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤、石油焦,投资比较少,生产成本低。
渣油气化工艺
![渣油气化工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/65632a9ff424ccbff121dd36a32d7375a417c6e5.png)
渣油气化工艺渣油气化工艺是一种能够将渣油转化为有价值产品的工艺。
渣油是石油加工过程中产生的一种副产品,其含有大量的杂质和高沸点组分,不能直接用于燃料或其他用途。
而通过渣油气化工艺,可以将渣油中的有机物转化为合成气和液体燃料等高附加值产品,实现资源的高效利用。
渣油气化工艺主要包括渣油预处理、气化反应和产物分离等环节。
首先,对渣油进行预处理,主要是去除其中的硫化物、重金属和杂质等物质。
这是因为这些物质会对催化剂和设备产生不良影响,降低气化反应的效率和产物的质量。
预处理工艺通常包括脱硫、脱氮和脱盐等步骤,通过物理或化学方法将有害物质从渣油中去除。
接下来是气化反应阶段,将经过预处理的渣油送入气化炉中进行高温高压下的气化反应。
在气化炉中,渣油与氧气或空气反应,生成合成气。
合成气主要由一氧化碳、氢气和少量的二氧化碳、甲烷等组成,可以作为化工原料或燃料使用。
气化反应需要适当的温度和压力条件,以及催化剂的存在,才能实现高效的反应转化。
最后是产物分离阶段,将气化产物中的一氧化碳、氢气等组分进行分离和纯化。
合成气中的一氧化碳可以通过合成气制甲醇、合成气制合成氨等工艺进一步转化为其他有机化合物。
而氢气则可以用于加氢反应、燃料电池等领域。
此外,气化产物中还含有液体燃料,可以通过升压、冷凝等操作进行分离和回收。
渣油气化工艺的优势在于能够将渣油中的有机物转化为有价值的产品,实现资源的综合利用。
与传统的渣油处理工艺相比,渣油气化可以提高产品的附加值,并减少环境污染。
此外,渣油气化还可以提供石化和煤化工过程中所需的合成气,满足工业生产的需求。
然而,渣油气化工艺也面临着一些挑战和难点。
首先,渣油中含有大量的杂质和高沸点组分,对气化设备和催化剂造成腐蚀和污染,降低了工艺的稳定性和可靠性。
其次,渣油气化反应需要高温高压条件,对设备和能源消耗要求较高。
此外,气化产物中的合成气和液体燃料需要进行进一步的分离和纯化,增加了工艺的复杂性和成本。
煤化工工艺流程气化
![煤化工工艺流程气化](https://img.taocdn.com/s3/m/e8bc4a5cc381e53a580216fc700abb68a882ad7e.png)
煤化工工艺流程气化
煤化工工艺流程气化是将固体煤转化为可用气体的过程。
常见的气化方式有煤气化、水煤气化和干燥气化。
本文将主要介绍煤气化的工艺流程,包括煤的预处理、气化反应、气体处理以及能源回收。
首先是煤的预处理。
煤通过破碎、筛分、磁选等工序进行预处理,以保证煤的颗粒度适合气化反应,并去除其中的杂质和硫。
接下来是气化反应。
煤经过破碎和干燥后送入气化炉,同时加入适量的空气和水蒸气。
在高温高压的条件下,煤发生热解和气化反应,生成一氧化碳、氢气等可用气体,同时还会产生固体残渣-炉渣。
第三步是气体处理。
气化产生的气体中含有酸性物质和固体颗粒物,需要进行处理。
首先将气体经过除尘器除去固体颗粒物,然后进入酸性气体处理装置,通过循环吸收剂的反复吸收和再生,去除气体中的硫和其他酸性物质,最后经过再净化设备除去尾气中的其他杂质。
最后是能源回收。
在气化过程中产生的高温高压烟气可以用来转化为蒸汽,驱动汽轮机发电。
同时,气化过程还会产生大量余热,可以通过余热锅炉等设备进行回收,提供给其他工艺过程使用,提高能源利用效率。
总的来说,煤化工工艺流程气化是将固态煤转化为可用气体的过程。
通过煤的预处理、气化反应、气体处理以及能源回收等
步骤,可以将煤转化为可用气体,并回收利用其中的能源。
这种工艺具有高效、环保的特点,对于煤资源的有效开发和利用具有重要意义。
生物质气化工艺
![生物质气化工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/b02aa25826d3240c844769eae009581b6bd9bdcc.png)
生物质气化工艺一、引言生物质气化是利用生物质作为原料,通过热化学反应将其转化为可燃气体的一种技术。
生物质气化工艺具有很高的应用价值,可以用于能源转换和化工原料生产等领域。
本文将重点介绍生物质气化工艺的原理、过程和应用。
二、生物质气化原理生物质气化是一种热化学反应过程,其原理是将生物质物料在缺氧或氧化性较低的条件下进行热解,生成可燃气体(主要是一氧化碳、氢气和甲烷)和一些固体副产物(如焦炭和灰分)。
生物质气化的主要反应包括干燥、热解、气化和燃烧等过程。
三、生物质气化工艺过程1. 干燥:生物质物料中含有一定的水分,在气化之前需要进行干燥处理。
干燥过程可以采用自然风干、热风干燥或气流干燥等方法,将生物质物料的水分含量降至一定水平。
2. 热解:在热解过程中,生物质物料在高温下分解,生成固体碳质产物(焦炭)、液体产物(木质素油)和气体产物(可燃气体)。
热解温度通常在400-800摄氏度之间。
3. 气化:热解产物在气化过程中进一步转化为可燃气体。
气化反应通常在800-1200摄氏度之间进行,需要提供适当的气化剂(如水蒸气或二氧化碳)和催化剂(如镍基催化剂)。
4. 燃烧:气化产生的可燃气体可以用于发电、供热、炼化等用途。
在燃烧过程中,可燃气体与氧气反应,产生热能、水和二氧化碳等。
四、生物质气化工艺应用1. 能源转换:生物质气化可以将生物质转化为可燃气体,用于发电、供热和燃料替代等能源转换领域。
生物质气化发电具有环境友好、资源丰富的特点,可以有效减少对传统能源的依赖。
2. 化工原料生产:生物质气化产生的可燃气体可以用于生产合成气、合成液体燃料和化学品等。
合成气可以作为化工原料,用于制备甲醇、乙醇、丙烯等化学品。
合成液体燃料可以替代传统石油燃料,用于交通运输和工业领域。
3. 生物质气化炼化:生物质气化可以与其他炼化技术结合,用于生产生物燃料、生物化学品和生物材料等。
生物质气化炼化技术可以充分利用生物质资源,实现能源和化工产品的可持续生产。
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气化工艺一、煤气化的基本原理1、气化过程一般包括干燥、热解、气化及燃烧4个阶段煤气化过程中的基本化学反应序号反应方程式⊿H(298K,0.1MPa)/kJ.mol-1备注1 C+O2=CO2-393.5 碳完全燃烧2 C+1/2O2=CO -110.5 碳不完全燃烧3 C+H2O=CO+H2131.3 水蒸气气化4 C+CO2=2CO 172.5 Boudouard反应5 C+2H2=CH4-74.4 碳加氢气化6 H2+1/2O2=H2O -241.8 氢气燃烧7 CO+1/2O2=CO2-283 一氧化碳燃烧8 CO+H2O=CO2+H2-41.2 水煤气变换9 CO+3H2=CH4+H2O -205.7 甲烷化反应10 CHxOy=(1-y)C+yCO+x/2H217 煤热解11 CHxOy=(1-y-x/8)C+yCO+x/4H2+x/8CH48 煤热解此外,煤中的氮和硫也会与气化剂中的氧气和水蒸气以及反应产物之间发生一些化学反应序号反应方程式序号反应方程式1 S+O2=SO2 6 CO+S=COS2 SO2+3H2=H2S+2H2O 7 N2+3H2=2NH33 SO2+2CO=S+2CO28 2N2+2H2O+4CO=4HCN+3O24 SO2+2H2S=3S+2H2O 9 N2+xO2=2NOx5 C+2S=CS2重点的几个主要气化反应1)碳与水蒸气的反应高温下,碳与水蒸气的反应(即水蒸气气化反应主要为:C+H2O=CO+H2—Q1 (1)C+2H2O=CO2+H2—Q2 (2)这两个反应都是强吸热反应。
提高温度有利于(1)的反应,有利于提高CO的含量和降低CO2的含量。
2)碳与二氧化碳的反应碳与二氧化碳的反应(即二氧化碳的还原反应)也是强的吸热反应,反应所需吸收的热量更多,表明温度的影响更为强烈C+CO2=2CO —Q.33)碳的加氢反应碳加氢直接合成甲烷(即加氢气化反应)实枪的放热反应。
甲烷的平衡含量随温度的升高而降低。
C+2H2=CH4 +Q44)甲烷化反应CO+3H2=CH4+H2OCO2+4H2=CH4+2H2O2C+2H2O=CH4+CO25)一氧化碳变换反应在煤气化过程中,出气化炉的煤气组成由CO+H2O(气)=CO2+H2O反应控制。
该反应称为水煤气变换反应。
煤气过程的评价指标1)煤气的组成和热值煤气中的CO、H2、CH4及CmHn等为有效成分;热值分高位热值和低位热值。
2)煤气产率直单位质量的原料煤经气化后所产煤气的体积。
3)灰渣含碳量4)气化效率亦称冷煤气效率,是指产品煤气与原料煤所含的化学能量之比。
η气化(%)=(产品煤气低位热值×煤气产率/原料煤地位发热量)×100气化效率反映了原料煤中有机质的有效利用程度。
5)气化过程热效率η气化(%)=[(所有产品所含热量+回收利用热量)/供给总热量] ×100此时的热量均包括显热,供给气化过程的总热量包括原料煤与气化及所含热量之和。
气化过程热效率反映了气化过程中热量的有效利用程度。
值得注意的是,这里所讲的气化效率和气化过程热效率均是仅针对从原料煤到产品煤气的气化过程单元而言,尚未反映出整个气化过程的能量转换效率,即气化过程的总效率。
6)气化强度之气化炉内单位横截面积上的生产强度。
其表达方式有(1)以消耗的原料煤量表示kg/(m2·h)(2)以生产的煤气量表示m3(标态)/(m2·h)(3)以生产煤气所含的热量表示 MJ/(m2·h)气化炉的生产能力等于气化炉内横截面积与气化强度的乘积。
二、Shell气化工艺该工艺以干粉煤为气化原料,属于气流床加压气化技术1、气流床气化原理气流床气化是在固体燃料气化中,气化剂(蒸气与氧气)将煤粉夹带入气化炉进行并行气化,微小的煤粉颗粒在火焰中经部分氧化而进行气化反应。
煤粉与气化剂均匀混合,通过特殊的喷嘴进入反应室,瞬间着火,直接发生火焰反应,温度高达1400—1600℃以上。
煤粉和气化即在火焰中作并流流动,可以认为放热反应与吸热反应是同时进行的,因此在火焰端部(即煤气离开气化炉之前)碳几乎全部耗尽。
干馏产品在高温下迅速分解,转化为均相水煤气反应的组分,因而生成的煤气中只含有很少量的CH4。
在气流床气化炉中,如果煤粉进行完全燃烧,则最终结果是生成CO2与H2O。
化学反应式如下:CmHn+(m+n/4)O2=mCO2+n/2H2OC+O2=CO2而当O2供给不足时,进行不完全燃烧(部分氧化)反应,结果是除了产生一部分CO2和H2O外,还产生一部分CO和H2。
反应如下:CmHn+m/2O2=mCO+n/2H2C+1/2O2=CO同时,煤粉中甚于的碳与CO2、水蒸气进行反应,生成以CO和H2为主的煤气。
反应如下:C+CO2=2COC+H2O=CO+H2所以,在气流床气化所得的煤气中,含有CO、H2、CO2及H2O共4种主要组分,它们之间存在着水煤气变换反应的化学平衡关系:CO+H2O=CO2+H2在气化炉的高温条件下(1400℃以上),这一反应很快达平衡。
因此,气流床气化炉出口的煤气组成相当于该温度下CO变换反应的平衡气体组成。
在气流床气化的高温条件下,干馏产物几乎全部转化为CO、CO2和H2,因此煤气中的CH4含量很低,最低可达0.02%,而不含焦油、酚等化合物。
原料煤中几乎所有的硫在气化过程中都转入煤气中,其中90%转化为H2S,10%转化为COS。
2、气流床气化的反应条件气流床气化工艺实际上是煤粉的部分氧化过程。
在煤粉气化反应中,最重要的影响因素是氧/煤、气化温度和碳的转化速率,而气化温度又取决于煤灰的特性。
(1)气化温度。
碳与水蒸气的转化反应是可逆的吸热反应,提高气化温度可以提高反应的平衡转化率,从而提高CO与H2的平衡浓度。
另外,从动力学角度分析,提高温度有利于加快反应速率。
气化炉内的温度并不是一个独立的条件,通常用改变氧/煤或水蒸气/煤的方法来调节气化温度。
(2)氧/煤。
它是最重要的气化条件,而氧耗又是主要的经济指标。
煤粉部分氧化生产煤气的理想化学反应方程式为CmHn+m/2O2=mCO+n/2H2+热量所以,O/C不应超过1。
否则,一部分碳就变为CO2(完全氧化)。
但是,实际上煤粉在火焰中反应是,大量的CO和H2是由下列反应产生:C+CO2=2COC+H2O=CO+H2而这两个反应比燃烧反应慢得多,所需的反应时间为燃烧反应时间的数百倍。
因此,按照理论两攻入氧气,必然有一部分煤粉进行完全燃烧而生成CO2和H2O。
当向气化剂中加入水蒸气后,可以提高上述气化反应的速率,并且上述两个气化反应的结果也产生了CO和H2。
也就是说,水蒸气中的氧原子代替了一部分氧气从而使氧耗降低。
这样,由蒸气带入的氧原子数应计算在O/C比值内。
所以,实际的O/C值大于1,但氧气的用量可以小于理论用量。
氧/煤对气化过程同时存在着两方面的影响:一方面,氧/煤的提高使燃烧反应放出的热量增加,提高了气化反应温度有利于CO2还原和水蒸气分解反应的进行,从而增加煤气中的有效成分(CO和H2),并提高了碳的转化率;另一方面,燃烧反应有直接生成了CO2和水蒸气,增加了煤气中的无用成分。
因此,在其他条件一定是,有一个最适宜的氧/煤,以得到最好的气化。
结果(3)蒸气/煤。
在气化剂中加入适量蒸气能增加煤气中的H2含量,降低氧耗,并使炉温不致过高,但加蒸气后降低了气化温度,不利于CO2的还原和水蒸气的分解反应。
所以,蒸汽/煤会影响产品煤气中H2与CO的含量。
但是对气化过程中碳的转化率影响较小。
(4)气化压力。
提高气化压力能使反应物及生成物浓度增加,从而提高气化反应速率,也使CH4平衡浓度显著增加。
3、Shell气化工艺Shell工艺流程示意图-1Shell工艺流程示意图-2Shell 煤气化工艺(SCGP) 是以干煤粉为原料,纯氧作为气化剂,液态排渣,属加压气流床气化工艺(图1) 。
原煤先行破碎、研磨成煤粉并经干燥处理,再用氮气将送入贮罐内的煤粉与氧气和蒸汽一起送进气化炉的燃烧室。
上述过程中所使用的氧气和氮气均由同一套空气分离装置所产生。
粉煤由N2携带,密相输送进入对列式喷嘴。
工业氧(纯度为95%)与蒸汽也由喷嘴进入,其压力为3.3~3.5MPa。
气化温度为1400~1700℃,气化压力为3.0~4.0MPa。
冷煤气效率为79%~81%;原料煤热值的13%通过锅炉转化为蒸汽;6%由设备和出冷却器的煤气显热损失于大气和冷却水。
高的气化温度确保煤中所含的灰份熔渣沿气化炉膜壁自由流下至气化炉底部,变成一种玻璃状不可沥滤的炉渣而排出。
这个温度亦防止有毒热解副产物的形成,并可以获得高的碳转化率( ≥99%) ,还确保了粗合成气基本上没有比甲烷重的有机组份。
气化炉顶的合成气(约1500℃)携带煤灰总量的20%~30%沿气化炉轴线向上运动,在接近炉顶处通入循环煤气激冷,激冷煤气量约占生成煤气量的60%~70%,煤气降温至850~900℃,熔渣凝固,出气化炉,沿斜管道向上进入管式余热锅炉。
煤灰总量的70%~80%以熔态流入气化炉底部,激冷凝固,自炉底排出。
合成气激冷至900℃后,进入合成气冷却器(即废热锅炉) 作进一步冷却,气化炉内膜式水冷壁及废锅可同时产生高、中压蒸汽。
从气化炉出来的合成气中所携带的少量灰份颗粒在组合式陶瓷过滤器中分离除去,干灰进入灰锁斗,然后送往储仓,或去磨煤器进行循环利用。
除尘后合成气中含尘大约10×10-6 ,经水洗后含尘为1×10-6。
离开气化工序的合成气中含有80%~83%的原煤能量,被称为冷煤气效率。
由气化炉和合成冷却器产生的蒸汽含有另外的14%~16%的原煤能量。
煤碳中所含的硫、卤素及氮化合物在气化过程中生成气态的硫化物、卤素、分子态氮、痕量氨及氰化氢。
氰化氢及硫氧化碳(COS) 被催化转化为氨及硫化氢,卤素和氨经水洗塔洗涤除去。
水洗后的合成气送入变换装置。
Shell煤气化技术有如下优点:采用干煤粉进料,氧耗比水煤浆低15%;碳转化率高,可达99%,煤耗比水煤浆低8%;调解负荷方便,关闭一对喷嘴,符合则降低50%;炉衬为水冷壁,据称其寿命为20年,喷嘴寿命为1年。
主要缺点:设备投资大于水煤浆气化技术;气化炉及废锅炉结构过于复杂,加工难度加大。
Shell-Koppers Koppers 气化Shell-Koppers气化工艺实际上是K-T炉的加压气化形式,其主要工艺特点是采用密封料斗加煤要设备气化炉采用水冷壁结构Shell工艺流程示意图-3附:1、各种气化工艺对煤种的要求项目Texaco Shell CFB Lurgi UGI煤种活性好,下烟煤,半贫煤活性好,灰熔点高活性好的褐煤无烟煤,焦炭灰熔点1350℃以下常焰煤和褐煤的各种煤弱粘结性烟煤粒径0.1mm以下0.1mm以下<3mm 6—50mm 25—80mm 灰分最好小于20%无限制无限制无限制最好小于20%灰熔点不高于1500℃1450—1550℃>1000℃不低于1200℃>1000℃最好高于1400℃水分煤将浓度60—65%2以下% <6% 一般在20%以下无限制不超过38%粘结性高挥发性高粘结性烟煤可使用弱粘结性煤无限制自由膨胀系数地粘结性,<7的弱粘结性煤低膨胀系数2、气化炉操作特性比较3、技术指标比较4、以粉煤气化技术为例介绍发展过程Prenflo气化气化Shell Shell-Koppers Koppers炉的另一种形式。