气流床气化生产工艺流程组织水煤浆加压气化工艺
气流床加压气化工艺介绍
气流床加压气化工艺介绍一、工艺原理本煤气化技术属气流床加压气化工艺。
浓度60.5%的水煤浆通过煤浆给料泵加压与高压氧气（纯度99.6%）通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平面的工艺喷嘴对喷进入气化炉燃烧室。
对喷撞击后形成6个特征各异的流动区，即射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区组成。
利用煤的部分氧化释放出热量，维持在该煤种灰熔点温度以上进行气化反应。
炉内温度约1350℃，反应过程非常迅速，一般在4—10秒内完成。
（1）射流区：流体从喷嘴以较高速度喷出后，由于湍流脉动，射流将逐渐减弱，直至与相邻射流边界相交。
同时受撞击区较高压力的作用，射流速度衰减加快，射流扩张角也随之加大，此后为撞击区。
（2）撞击区：当射流边界交汇后，在中心部位形成相向射流的剧烈碰撞运动，该区域静压较高，且在撞击区中心达到最高。
此点即为驻点，射流轴线速度为零，由于相向流股的撞击作用，射流速度沿径向发生偏转，径向速度（即沿设备轴向速度）逐渐增大。
撞击区内速度脉动剧烈，湍流强大、混合作用好。
（3）撞击流股：四股流体撞击后，流体沿反应器轴向运动，分别在撞击区外的上方和下方形成了流动方向相反，特征相同的两个流股。
在这个区域中，撞击流股具有与射流相同的性质，即流股对周边流体也有卷吸作用，使该区域宽度沿轴向逐渐增大，轴向速度沿径向衰减，直至轴向速度沿径向分布平缓。
（4）回流区：由于射流和撞击流股都具有卷吸周边流体的作用，故在射流区边界和撞击流股边界，出现在回流区。
（5）折返流区：沿反应器轴线向上运动的流股对拱顶形成撞击流，近炉壁沿着轴线折返朝下运动。
（6）管流区：在炉膛下部，射流、射流撞击、撞击流股，射流撞击壁面等特征消失，轴向速度沿径向分布保持不变，形成管流区。
水煤浆、氧气进入气化室后，相继进行雾化、传热、蒸发、脱挥发份、燃烧、气化等六个物理和化学过程，前五个过程速度较快，已基本完成，而气化反应除在上述五区中进行外，主要在管流区中进行。
气 流 床 气 化 法.
喷嘴 O2入口 冷却水入口
特点： 冷却水出口 －水煤浆进料（煤>60％） －先进行预热、水蒸发 气化炉 －干馏、热解、气化 耐火砖衬－液态排渣 －进料比干煤粉简单稳定 －湿法研磨节省动力 水入口 －煤浆需加稳定剂 －对向火面耐火材料要求高 水出口 －副产蒸气利用很重要 －O2耗较高、CO2较多
喷嘴 O2 入 冷却水入 口 口
急冷室 水浴
3）生成以CO、H2、CO2和 水蒸汽为主要成分的湿煤 冷却水出 气及熔渣，一起并流而 口气化炉 下．离开反应区，进入炉 耐火砖衬 子底部急冷室水浴， 4）熔渣经淬冷、固化后 被截留在水中．落入渣罐， 经排渣系统定时排放。 水入 5)煤气和所含饱和蒸汽进 口 入煤气冷却净化系统。 水出 口
图5-44
K-T气化工艺流程
1-煤斗；2-螺旋给料器；3-氧煤混合器；4-煤粉喷嘴；5-气化炉；6-辐射 锅炉；7-废热锅炉；8-除渣机；9-运渣机；10-冷却洗涤塔；11-泰生洗涤 机；12-最终冷却塔；13-水封槽；14-急冷器
② 煤粉和气化剂的输入
煤仓中粉煤通过气动输送输入 气化炉上部的粉煤料斗1。全系 统均以氮气充压。 螺旋加料器2将煤粉送入氧煤 混合器3；空分工业氧进入氧煤 混合器3。 均匀混合的氧气和煤粉，进入 烧嘴4，喷入气化炉内5；过热蒸 汽同时经烧嘴4送入气化炉5。 关键： 煤粉喷射速度必须大于火焰 的扩散速度，防止回火。
1.2 主要特征 ※ ①气化温度高、气化强度大 纯氧和水蒸气气化，温度达2000℃左右 ②煤种适应性强； 褐煤不适于制水煤浆加料。 ③煤气中不含焦油； 反应温度高，床层温度均一 ④需要设置庞大的磨粉、余热回收、除尘等辅助装置。 粉煤70~80%过200目筛分，出口煤气温度高，起气速高 带走的飞灰多。
德士古气化技术
德⼠古⽓化技术Texaco Texaco（（德⼠古德⼠古））⽓化技术德⼠古⽓化是⼀种以⽔煤⽓为进料的加压⽓流床⽓化⼯艺。
⼀、德⼠古⽓化的基本原理德⼠古⽓化的基本原理德⼠古⽔煤浆加压⽓化过程属于⽓化床疏相并流反应，⽔煤浆通过喷嘴在⾼速氧⽓流的作⽤下，破碎、雾化喷⼊⽓化炉。
氧⽓和雾状⽔煤浆在炉内受到耐⽕砖⾥的⾼温辐射作⽤，迅速经历预热、⽔分蒸发、煤的⼲馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的⽓化等⼀系列复杂的物理、化学过程，最后⽣成⼀氧化碳，氢⽓⼆氧化碳和⽔蒸⽓为主要成分的湿煤⽓，熔渣和未反应的碳，⼀起同向流下，离开反应区，进⼊炉⼦底部激冷室⽔浴，熔渣经淬冷、固化后被截流在⽔中，落⼊渣罐，经排渣系统定时排放。
煤⽓和饱和蒸汽进⼊煤⽓冷却系统。
⽔煤浆是⼀种最现实的煤基流体燃料,燃烧效率达96~99%或更⾼,锅炉效率在90%左右,达到燃油等同⽔平。
也是⼀种制备相对简单,便于输送储存,安全可靠,低污染的新型清洁燃料。
具有较好的发展与应⽤前景。
⽔煤浆的⽓化是将⼀定粒度的煤颗粒及少量的添加剂在磨机中磨成可以泵送的⾮⽜顿型流体,与氧⽓在加压及⾼温条件下不完全燃烧,制得⾼温合成⽓的技术,以其合成⽓质量好、碳转化率⾼、单炉产⽓能⼒⼤、三废排放少的优点⼀直受到国际社会的关注。
⼆、Texaco Texaco（（德⼠古德⼠古））⽓化炉技术特点德⼠古⽓化炉是⼀种以⽔煤浆进料的加压⽓流床⽓化装置，⽔煤浆由⽓化剂夹带由专门的喷嘴喷⼊炉内，瞬间⽓化。
优点优点：：（1）甲烷含量低，利于甲醇与氨的合成（2）设备结构简单，内件很少；理论上可以⽤于任何煤种（3）具有较长的实际运⾏经验，操作危险性⼩，可⽤率达80%-85%（4）利⽤⽔煤浆便于⾼压泵送的特点，可以制备压⼒很⾼的粗煤⽓（5）能充分利⽤⼀切污⽔源制作⽔煤浆（6）⽓化炉的运⾏费⽤较低（7）后续的除灰系统⽐较简化缺点缺点：：对煤质要求⽅⾯，要求活性好，灰熔点低，由于其⼯艺原料是⽔煤浆（含碳60%左右）要求流动性、成浆性、灰熔点、可磨性、灰份要求严格必须试烧认可，改变煤种也需要经过试烧认可。
气流床气化生产工艺流程组织GSP粉煤气化工艺
项目六 气流床气化生产工艺流程组织— GSP粉煤气化工艺
二、GSP煤气化技术特点
①煤种适应性强:该技术采用干煤粉作气化原料，不受成浆性的影响;由 于气化温度高，可以气化高灰熔点的煤，故对煤种的适应性更为广泛。 从较差的褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤到石油焦均可使用，也可以两种 煤掺混使用。即使是高水分、高灰分、高硫含量和高灰熔点的煤种基本 都能进行气化。
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任务一 应收票据的核算
【例4-1】甲企业向乙企业销售产品一批，货款为100 000元 ，尚未收到，已办妥托收手续，适用增值税税率为17%，甲 企业做如下账务处理。
借：应收账款
117 000
贷：主营业务收入
100 000
应交税费——应交增值税(销项税额)
17 000
10日后，甲企业收到乙企业寄来一份3个月的商业承兑汇票 ，面值为117 000元，抵付产品货款。甲企业做如下账务处 理。
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项目六 气流床气化生产工艺流程组织— GSP粉煤气化工艺
(4)主烧嘴 主烧嘴的作用是在气化炉正常生产压力4. 1 MPa时，把煤粉和氧气输入
气化炉燃烧室进行气化反应，以生成以氢气和一氧化碳为主的原料气。 在组合烧嘴里，主烧嘴位于点火烧嘴的外面，整个点火烧嘴套在主烧嘴 里面。主烧嘴的内表面跟点火烧嘴的外表面形成的环状空间，构成了主 烧嘴输氧的通道，输氧通道与其外面的环状输煤通道之间，是一个带有 冷却水夹套的管壁。在输煤管道的外面，同样也是一个带有冷却水夹套 的管壁。主烧嘴带有两个冷却水夹套的目的是防止气化炉燃烧室内的高 温对主烧嘴外表面的高温辐射。 三根煤粉输送管线在主烧嘴煤粉通道里的出口，均切线进入环状的煤粉 通道，以确保煤粉的均匀分布。
德士古水煤浆加压气化技术
德士古水煤浆加压气化技术目录第一章：德士古水煤浆加压气化技术概况第一节：概述第二节：国外开展情况第三节: 国内开展情况第四节：德士古水煤浆加压气化技术有待改良第二章：煤及水煤浆的性质第一节：煤的工业分析和元素分析第二节：煤的工艺性试验第三节：德士古对水煤浆性质的要求第三章：气化原理及操作条件的选择第一节：德士古水煤浆加压气化原理第二节：气化反响条件的选择第四章：德士古水煤浆加压气化工艺流程及主要设备第一节：工艺流程表达第二节：主要设备介绍第五章：开停车方法第一节：原始开车前的检查准备工作第二节：气化炉的烘炉第三节：正常开车第四节：正常停车第五节：紧急停车第六章：正常操作要点第七章：PLC和DCS简介第一节：联锁和可编程控制器〔PLC〕第二节：集中分散控制系统〔DCS〕第八章：一般故障及处理第九章：平安生产第一节：概述第二节：装置设计中的防范措施第三节：平安生产管理第一章德士古水煤浆加压气化技术概况第一节概述****化学工业20万吨/年甲醇工程是新建一套利用神木本地所产烟煤作为原料，经空分、气化、净化、合成等几个化工工序，年产20万吨甲醇的生产装置。
其中气化装置是采用德士古水煤浆加压气化工艺，向甲醇生产制备合格水煤气。
煤气化已有一百多年的开展历史，先后开发了一百多种气化工艺和气化炉型，有工业应用前景的十余种。
煤气化分类无统一规定，最常用的是按原料在气化炉内的移动方式分为固定床、流化床和气流床三种：固定床气化是块煤从炉顶参加，自上而下经历枯燥、干馏、复原、氧化和灰渣层，灰渣最终经灰箱排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和复原层，生成的煤气显热用于煤的干馏和枯燥。
固定床气化的局限性是对床层均匀性和透气性要求很高，要求入炉煤要有一定的粒〔块〕度及均匀性，对煤的机械强度、热稳定性、含碳量、灰熔点、粘结性、结渣性等指标都有比拟严格的限制。
流化床气化是气化剂由炉下部吹入，使细粒煤〔﹤6mm〕在炉内呈并逆流反响，为了维持炉内的“沸腾〞状态并保证不结疤，气化温度应控制在灰软化温度〔T2〕以下，要防止煤颗粒相聚而变大以致破坏流态化，显然不能使用粘结性煤。
气流床煤气化技术特点
气流床煤气化技术1、Texaco水煤浆加压气化技术Texaco气化工艺最早开发于20世纪40年代后期。
由美国德士古(Fexaco)石油公司开发，该技术现属美国GE公司所拥有，又称为GE气化技术，国外已于20世纪80年代成功用于商业运行，1983年美国EASTMAN生产甲醇、醋酸酐，1984年日本UBE生产氨；1984年、1996年美国在Coo l‐water和Tampa建成IGCC装置；我国鲁南化肥厂于1993年建成首套德士古气化装置用于生产氨。
兖矿鲁南化肥厂的德士古气化装置，是我国从国外引进的第一套德士古煤炭气化装置，采用水煤浆进料在加压下来生产合成氨的原料气体。
目前Texaco气化装置在第二代气流床技术中，建设装置最多、商业运行时间最长、用于化工生产技术成熟可靠。
德士古气化是第二代气流床水煤浆气化技术的代表，以水煤浆单烧嘴顶喷进料，耐火砖热壁炉，激冷流程为主。
(1)Texaco水煤浆气化工艺原理Texaco水煤浆气化属气流床气化工艺技术，即水煤浆与气化剂(纯氧)在气化炉内特殊喷嘴中混合，高速进入气化炉反应室，遇灼热的耐火砖瞬间燃烧，直接发生火焰反应。
微小的煤粒与气化剂在火焰中作并流流动，煤粒在火焰中来不及相互熔结而急剧发生部分氧化反应，反应在数秒内完成。
在上述反应时间内，放热反应和吸热反应几乎是同时进行的，因此产生的煤气在离开气化炉之前，碳几乎全部参与了反应。
在高温下所有干馏产物都迅速分解转变为均相水煤气的组分，因而生成的煤气中只含有极少量的CH4。
Texaco水煤浆气化炉所得煤气中含有CO、H2、CO2和H2O四种主要组分，它们存在平衡关系：CO+H2O⇋ CO2+H2。
在气化炉的高温条件下，上述反应很快达到平衡，因此气化炉出口的煤气组成相当于该温度下一氧化碳水蒸气转化反应的平衡组成。
(2)Texaco水煤浆气化主要设备①Texaco气化炉气化炉为一直立圆筒形钢制耐压容器，内壁衬以高质量的耐火材料，可以防止热渣和粗煤气的侵蚀。
水煤浆气流层加压气化技术简介
水煤浆气流层加压气化技术简介林玉波【摘要】随着中国煤炭工业产业结构调整和对循环经济及环境保护的日益重视,开展煤化工提高煤炭资源洁净高效利用,是煤炭工业延伸产业链的主要方向和途径.煤气化是重要的煤化工基础技术,广泛应用于甲醇、氮肥等化工生产中.对水煤浆气流层加压气化技术、生产原理及工艺条件的选择进行了充分的论证.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2013(029)016【总页数】3页(P16-17,34)【关键词】水煤浆;德士古;气化过程;影响因素;氧煤比;气化效率【作者】林玉波【作者单位】甘肃化工高级技工学校,甘肃兰州730046【正文语种】中文【中图分类】TQ113水煤浆气流床气化是指煤或石油焦等固体碳氢化合物以水煤浆或水炭浆的形式与气化剂(高纯度的氧气及空气)一起通过喷嘴，气化剂高速喷出与煤浆并流混合雾化，在气化炉内衬有耐火材料的反应室中进行火焰型非催化部分氧化反应的工艺过程。
具有代表性的工艺技术有水煤浆加压气化技术、两段式水煤浆气化技术和多喷嘴煤浆气化技术。
它们当中以水煤浆加压气化技术开发最早、在世界范围内的工业化应用最为广泛。
就德士古水煤浆气化中的化学反应原理及生产中的影响因素进行论述。
1 气化炉内的反应德士古水煤浆加压气化属气流床气化。
浓度为60%～70%的水煤浆和99.6%的氧气，通过德士古烧嘴混合后喷射雾化进入气化炉发生部分氧化反应，生成以CO和H2为有效组分的粗合成气。
在气化炉内的反应一般认为是由煤的裂解和挥发份的燃烧及气化反应三部分组成。
煤的裂解反应如下:挥发分与高浓度的氧完全燃烧后，煤气中只含有少量的甲烷(一般在0.1%以下)，而不含焦油、酚、高级烃等可凝聚产物。
煤裂解后生成的煤焦一方面和剩余的氧气发生燃烧反应，生成CO、CO2等气体，放出反应热;另一方面，煤焦、又和水蒸汽、CO2等发生化学反应，生成CO、H2。
煤的燃烧反应:气化过程的基本反应即部分氧化反应的代表式是:经过前面所述的反应，气化炉中的氧气已完全消耗，这时主要进行的是煤焦、甲烷等与水蒸汽、二氧化碳发生的气化反应，生成CO和H2。
§ 4.4 气流床气化工艺
水
添加 剂
原 煤
高浓度湿磨
水煤浆
封闭式湿磨设备
煤浆的制备和输送
非封闭式湿磨设备
需要指出的是，不管是哪一种制浆工艺，都是耗能 大户。因此，为了减少磨矿功耗，磨矿前，除特殊情 况(如用粉煤或煤泥制浆)外．都必须经过破碎，预先 破碎到粒度小于30mm，然后经过带称送人磨粉机。 研磨好的煤浆首先要进入一均化罐· 然后用泵送到气化 炉。煤浆是否能够顺利进入气化炉，在泵功率确定的 前提下，取决于煤浆的浓度和颗粒的粒度．这又集中 体现在煤浆的黏度上，为降低黏度可采用加入添加剂 的方法以降低黏度。
水煤浆和氧气喷入气化炉后，生成以CO、氢气为主要成分 的粗煤气。灰渣采用液态排渣
水煤浆气化制煤气的特点
优点 缺点 ①气化原料范围广 ①炉内耐火砖侵蚀严重，更换费用高，增加生产成本 ②与干粉进料相比较，安全并易控制 ②喷嘴使用周期短，停炉更换喷嘴影响生产连续运行 ③工艺技术成熟，流程简单；设备布置紧凑，运转率高； ③水煤浆含水高，氧耗和煤耗比干法高 气化炉结构简单，内部无机械传动装置，操作性能好 ⑤对管道及设备材料要求高，工程投资大 ④操作弹性大，碳转化率高 ⑤粗煤气质量好，用途广 ⑥气化压力范围广 ⑦生产能力大 ⑧污染少，环保性能较好
水
添加 剂
返料
高浓度湿磨
水煤浆
湿筛
封闭式湿磨设备
煤浆的制备和输送
非封闭式湿磨设备
如图所示是非封闭式湿磨 系统。该法中，煤一次通 过磨机，所制取的煤浆同 时能够满足粒度和浓度的 要求。煤在磨机中的停留 时问相对长一些，这样可 以保证较大的颗粒尽可能 不太多。要达到合格的研 磨，选择适当的磨机就变 得很重要，最合适的是用 充填球或棒的滚筒磨机， 妥善选择磨机长度、球径 及球数，使得煤通过磨机 时一次即能达到高浓度的 煤浆，并具有所需要的粒 度。
第9讲 水煤浆加压气化工艺技术
第9讲水煤浆加压气化工艺技术水煤浆气流床气化是指煤或石油焦等固体碳氢化合物以水煤浆或水炭浆的形式与气化剂一起通过喷嘴，气化剂高速喷出与料浆并流混合雾化，在气化炉内进行火焰型非催化部分氧化反应的工业过程。
具有代表性的工艺技术有美国德士古发展公司开发的水煤浆加压气化技术、道化学公司开发的两段式水煤浆气化技术、中国自主开发的多喷嘴煤浆气化技术，它们当中以德士古发展公司水煤浆加压气化技术开发最早、在世界范围内的工业化应用最为广泛，本课也将重点介绍。
一、水煤浆加压气化过程原理及特点水煤浆气化反应时一个很复杂的物理和化学反应过程，水煤浆和氧气喷入气化炉后瞬间经历煤浆升温及水分蒸发、煤热解挥发、残炭气化和气体间的化学反应等过程，最终生成以CO、H2为主要组分的粗煤气（或称合成气、工艺气）。
灰渣采用液态排渣。
1、水煤浆气化制粗煤气技术的优点。
❶可用于气化的原料范围比较宽。
几乎从褐煤到无烟煤的大部分煤种都可采用该项技术，还可气化石油焦。
煤液化残渣。
半焦、沥青等原料，之后又开发了气化可燃垃圾、可燃废料的技术。
❷水煤浆进料与干粉进料比较，具有安全并容易控制的特点。
❸工艺技术成熟、流程简单，过程控制安全可靠。
❹操作弹性大，气化过程碳转化率比较高。
❺粗煤气质量好，用途广。
❻可供选择的气化压力范围宽。
❼单台气化炉的投煤量选择范围大。
❽气化过程污染少，环保性能好。
2、水煤浆气化技术的缺点。
❶炉内耐火砖冲刷侵蚀严重，选用的高铬耐火砖寿命为1～2年，更换耐火砖费用大，增加了生产运行成本。
❷喷嘴使用周期短，一般使用60～90天就需要更换或修复，停炉更换喷嘴对生产运行高负荷运行有影响，一般需要有备用炉，增加了建设成本。
❸考虑到喷嘴的雾化性能及气化反应过程对炉砖的损害，气化炉不适宜长时间在低负荷下运行，经济负荷应在70%以上。
❹水煤浆含水量太高，使冷媒气效率和煤气中的有效气体成分（CO+H2）偏低，氧耗、煤耗均比干法气流床气化高一些。
简要描述壳牌加压气流床汽化工艺流程
简要描述壳牌加压气流床汽化工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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7种煤气化工艺介绍
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。
第六章 气流床气化工艺
第六章气流床气化工艺气流床气化法是20世纪50年代初发展起来的新一代煤气化技术，最初代表炉型为K—T炉。
之后随着shell、Texaco等一批新型工艺的开发，气流床气化技术因其出色的生产能力和气化效率，在世界范围内得到了广泛的应用，尤其是在燃气联合循环中。
目前绝大多数IGCC电站所选的是气流床气化炉，主要炉型为Texaco、Shell、E-Gas(原Destec)以及Prenflo 等。
第一节概述表6-2 三种气化技术比较二气流床气化原理1 气化原理（1）粉煤的干燥及裂解与挥发物的燃烧气化•可以认为煤粉中的残余水分瞬间快速蒸发，同时发生快速的热分解脱除挥发分，生成半焦和气体产物（CO 、及其他碳氢化合物）。
•生成的气体产物中的可燃成分在富氧条件下，迅速与氧气发生燃烧反应，并放出大量的热，使粉煤夹带流温度急剧升高，并维持气化反应的进行。
42222CH N S H CO H 、、、、n m H C 22242222222222222222)2/()2/()2/()4/(CO O H O CH OH O H CO O CO H n mCO O m H C O H n mCO O n m H C n m n m +=+=+=++=++=++（6-1）（6-2）（6-3）（6-4）（6-5）二气流床气化原理1 气化原理（2）固体颗粒与气化剂（氧气、水蒸气）间的反应•氧与剩余焦粒发生燃烧和气化反应。
•炽热的半焦与水蒸气进行还原反应，生成CO 和。
2H CO O C CO O C 22222=+=+2222222CO H O H C CO H O H C +=++=+（6-6）（6-7）（6-8）（6-9）二气流床气化原理1 气化原理（3）生成的气体与固体颗粒间的反应•高温的半焦颗粒，除与气化剂水蒸气和氧气进行气化反应外，与反应生成气也存在气化反应。
•煤中的硫，在高温还原性气体存在的条件下，与和CO 反应生成和。
气流床气化法
二加压流化床气化工艺-1高温温克勒气LOG化O 法
• 高温温克勒气化法的基础是低温温克勒气化法。它是采用比低温温克勒气化法较高的 压力和温度的一项汽化技术。
• 除了保持常压温克勒气化炉的简单可靠、运行灵活、氧耗量低和不产生液态烃等优点 外,主要采用了带出煤粒再循环回床层的做法，从而提高了碳的利用率。
被气流带出流化床。
2、温克勒气化工艺流程 (粗右出((首成干(中惰3421)煤。煤)))粗先燥性0,煤原气料～气 在气煤对 ， 气气化料斗l的气0炉气原如体的预的中温包化m出化的的料果。m除预处充克括、炉炉粗显进炉用的尘理处以勒煤气温上煤热行料螺炉和理后氮度部气的化回气破含旋料冷的气一设收碎有加，进化预产却原或般有和表料一人料二工处物为废筛面器般废送氧艺理显热9将分 水不热入化0流、热锅0煤分需,锅料碳制℃炉程气的料，要炉斗左, , 生回可加产收以入的 余使 气蒸热用化利，汽烟炉用产压道的、生力气底蒸在煤对部汽1原，气.9，料煤6的～然进在除2后行炉.1尘进干内人和燥的， 6两控停M级制留P旋a入 时，风炉间冷蒸分原约汽却离料1的5等器的m产和i水n量洗左分为涤右在0塔。.85％，气～～煤化0.18气剂2kg
由于气化的是细颗粒的粉煤，因而可以充分利用机械化采煤得到的细粒 度煤。 由于煤的干馏和气化是在相同温度下进行的，相对于移动床的干馏区来 讲，其干馏温度高得多，所以煤气中几乎不含有焦油，酚和甲烷的含量 也很少，排放的洗涤水对环境的污染较小。
气流床气化工艺-空分工序)
气流床气化的主要特征：
⑤ 生产效率高； ⑥碳转化率高。
空气分离的原理及方法
空气分离的原理及方法
氮的分离。
空气分离的原理及方法
空气净化系统
空气净化系统
空气净化系统
精馏系统
精馏系统
4-4 气流床气化工艺
德士古气 化工艺
德士古气化 炉
工艺流程
工艺条件和 气化指标
水煤浆浓度对气化过程的影 响基本表现在几个方面。一般 地，随着水煤浆浓度的提高， 煤气中的有效成分增加，气化 效率提高，氧气的消耗量下降
粉煤的粒度
开粉喷德煤嘴士的后古粒，法度在的对反收炭应益的区明转的显化停受率留到有时煤很间浆大比浓影小度响颗的。粒影较的响大停。的留颗时粒间离短 ，而且在，工颗业粒规越模大的气条固件相下的，接煤触浆面黏积度减是小一。限这制双因重素的。影 响碳结量为表果增使面是大煤活，。装性使易 剂大于来颗泵降粒送低煤和其的提黏转高度化其。率浓降度低，，工导业致上灰采渣用中添的加含
气流床气化工艺
3、气流床气化炉
气流床气化炉
与流化床的比较
气化过程
要求
所谓气流床，就是气化 剂将煤粉夹带进人气化炉 ，进行并流气化。。 沸腾床气化炉，可以利 用小颗粒燃料，气化强度 较固定床大，但气化炉内 的反应温度不能太高，一 般用来气化反应性高的煤 种。而气流床气化却是采 用更小颗粒的粉煤。
2020/3/26
高通温，有因和为，于需才加要预快高先反度将应预煤速热干度来燥，。炉内压力(表压)为196～
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气流床气化典型流程设备与操作
1.气流床的结构及特点气流床气化温度高，碳的转化率高；单炉生成能力大；煤气中不含焦油，污水问题小；液态排渣，氧耗量随灰的含量和熔点的增高而增加；除尘系统庞大；废热回收系统昂贵；没处理系统庞大和耗电量大等特点[1]1.1.德士古气化炉的结构及特点1.1.1.结构流程德士古气化炉是一种以水煤浆进料的加压气流床气化装置，可分为淬冷型和全热回收型。
气化炉是高温气化反应发生的场所，是气化的核心设备之一，其燃烧室为内衬耐火材料的立式压力容器，耐火材料用以保护气化炉壳体免受反应高温的着用。
壳体外部还没有炉壁温度监测系统，以检测生产中可能出现的局部热点。
随着工艺要求的不同，气化炉燃烧室可直接与激冷室相连，也可与辐射废锅相连。
在急冷流程中，燃烧室与激冷室一般连为一体，高温气体和熔渣经激冷环和下降管进入激冷室的水浴中。
激冷环位于燃烧室渣口的正下方，激冷水通过激冷环使下降管表面均匀地不上一层向下的水膜，即激冷了高温气体和熔渣，以保护了金属部件。
激冷环的作用非常重要，如果激冷水分布不好，有可能造成激冷环和下降管损坏或结渣，引起局部堵塞或激冷室超温。
[2]1.1.2.特点反应区无任何机械部分，在反应区中留存的反应物料最少；由于反应温度很高，炉内设有耐火衬里；在燃烧室的中下部，安装4支高温热电偶，调节控制反应物料的配比；在炉壳外表面装设表面测温系统，掌握炉内衬里的损坏情况；这种测量系统，将包括拱顶在内的整个燃烧室外表面分成若干个测温区，通过每一小块面积上的温度测量，迅速指出在壁炉外面上出现的任何一个热点温度，从而可以预示路内衬里的侵蚀情况。
[3]1.2.shell法结构及特点1.2.1.结构流程Shell气化装置得到核心设备是气化炉。
采用模式水冷壁形式。
主要由外筒和内内筒两个部分组成：包括模式水冷壁、环形空间和高压容器外壳。
内筒上部为燃烧室。
下部为熔渣激冷室。
因炉温高达1700℃左右，为了避免高温熔渣腐蚀及开停车时因温度和压力突变对耐火材料的应力破坏，故内筒采用水冷壁结构，在向火表面上涂有一层薄的耐火材料层。
气流床气化典型流程设备与操作
1.气流床的结构及特点气流床气化温度高，碳的转化率高；单炉生成能力大；煤气中不含焦油，污水问题小；液态排渣，氧耗量随灰的含量和熔点的增高而增加；除尘系统庞大；废热回收系统昂贵；没处理系统庞大和耗电量大等特点[1]1.1.德士古气化炉的结构及特点1.1.1.结构流程德士古气化炉是一种以水煤浆进料的加压气流床气化装置，可分为淬冷型和全热回收型。
气化炉是高温气化反应发生的场所，是气化的核心设备之一，其燃烧室为内衬耐火材料的立式压力容器，耐火材料用以保护气化炉壳体免受反应高温的着用。
壳体外部还没有炉壁温度监测系统，以检测生产中可能出现的局部热点。
随着工艺要求的不同，气化炉燃烧室可直接与激冷室相连，也可与辐射废锅相连。
在急冷流程中，燃烧室与激冷室一般连为一体，高温气体和熔渣经激冷环和下降管进入激冷室的水浴中。
激冷环位于燃烧室渣口的正下方，激冷水通过激冷环使下降管表面均匀地不上一层向下的水膜，即激冷了高温气体和熔渣，以保护了金属部件。
激冷环的作用非常重要，如果激冷水分布不好，有可能造成激冷环和下降管损坏或结渣，引起局部堵塞或激冷室超温。
[2]1.1.2.特点●反应区无任何机械部分，在反应区中留存的反应物料最少；●由于反应温度很高，炉内设有耐火衬里；●在燃烧室的中下部，安装4支高温热电偶，调节控制反应物料的配比；●在炉壳外表面装设表面测温系统，掌握炉内衬里的损坏情况；●这种测量系统，将包括拱顶在内的整个燃烧室外表面分成若干个测温区，通过每一小块面积上的温度测量，迅速指出在壁炉外面上出现的任何一个热点温度，从而可以预示路内衬里的侵蚀情况。
[3]1.2.shell法结构及特点1.2.1.结构流程Shell气化装置得到核心设备是气化炉。
采用模式水冷壁形式。
主要由外筒和内内筒两个部分组成：包括模式水冷壁、环形空间和高压容器外壳。
内筒上部为燃烧室。
下部为熔渣激冷室。
因炉温高达1700℃左右，为了避免高温熔渣腐蚀及开停车时因温度和压力突变对耐火材料的应力破坏，故内筒采用水冷壁结构，在向火表面上涂有一层薄的耐火材料层。
德士古气化炉工艺
一、德士古(TEXACO)气化法德士古气化法是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺。
德士古气化炉由美国德士古石油公司所属的德士古开发公司在1946年研制成功的。
1953年第一台德士古重油气化工业装置投产。
在此基础上，1956年开始开发煤的气化。
本世纪70年代初期发生世界性能源危机，美国能源部制订了煤液化开发计划，于是，德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛(Moutebello)研究所建设了日处理15t的德士古气化装置，用于试烧煤和煤液化残渣。
联邦德国鲁尔化学公司(Ruhrchemie)和鲁尔煤炭公司l(R1flhrkohie)取得德士古气化专利，于1977年在奥伯豪森一霍尔顿(Oberl!fausezi-Hoiten)建成目处理煤150t的示范工厂。
此后，德士古气化技术得到了迅速发展。
目前国外共有一套中试装置，三套示范装置和四套生产装置，见下表。
除这些已建成的装置外，还有一些装置在设计或计划之中。
德士古气化炉是所有第二代气化炉中发展最迅速、开发最成功的一个，并已实现工业化。
(一)德士吉气化的基本原理和德士古气化炉德士古水煤浆加压气化过程属于气流床疏相并流反应。
德士吉气化炉的结构如下图所示。
水煤浆通过喷嘴在高速氧气流的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。
氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火衬里的高温辐衬作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成以一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气、熔渣和未反应的碳，一起同流向下离开反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截留在水中，落入渣罐，经排渣系统定时排放。
煤气和饱和蒸气进入煤气冷却净化系统。
气化炉是一直立圆筒形钢制受压容器，炉膛内壁衬以高质量的耐火材料，以防止热渣和热粗煤气的侵蚀。
气化炉近于绝热容器，其热损失非常低。
蒙特贝洛中试用气化炉直径1.5m，高6m，操作压为在2.07~8.27MPa。
气流床气化生产工艺流程组织GSP粉煤气化工艺
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项目六 气流床气化生产工艺流程组织— GSP粉煤气化工艺
(二)高压煤粉输送系统 从煤仓4个隔室出口下来的煤粉，分别进入相应的锁斗后，将进行加压，
目的是把煤仓下来的、常压的煤粉升压到给料容器生产所要求的操作压 力(约4. 35 MPa，随气化炉负荷大小而相应升降)。这一个过程，将通过 每一条气化生产线4个锁斗的顺控循环来进行，以实现给料容器向气化 炉连续输送煤粉。 (三)反应器系统 1.气化炉 如图2 -6 -3所示，采用水冷壁式反应器，水冷壁结构是为了满足高灰分 的原料而进行的特殊工艺设计。
项目六 气流床气化生产工艺流程组织— GSP粉煤气化工艺
一、GSP煤气化技术
GSP(德文Gaskombiant Schwarze Pumpe)气化技术是德国西门子燃 料气化股份公司开发的气化技术。该公司在Freiberg建有3 M1W(投煤 量为7. 2 t/d)和5 M1W(投煤量12 t/d，内径为0. 6 m)的中试气化装置，5 MW装置至今设备完好。1984年在德国黑水泵建成了130 MW气化装置 (投褐煤量为720~750 t/d ) ,设计压力为3. 0 MPa，工作压力为2. 5 MPa， 产气量为50 000 Nm3/h。气化试验在反应器压力4. 2 MPa条件下进行， 使用纯氧作为气化剂。此项工艺属于干煤粉加压气化工艺。单台气化炉 满负荷为83 t/h。
2.气化炉任务 采用GSP干粉煤加压气化工艺在反应器中将煤粉和氧气转化成富含H2和
5.5 气流床气化法
② :气化炉 直立圆筒形耐压容器; 内衬耐火材料，近似绝热； 内部无结构件，维修简单； 运行可靠。
2.德士古气化工艺 ⑴：水煤浆制备和输送 湿法： 干法制造水煤浆： ⑵：气化和废热回收 ①：烧嘴 双套管式； 三套管式： 中心管：１５％氧气； 外环系：８５％氧气； 内环系：水煤浆。
德士古烧嘴 其中喷嘴为三通道，工 艺氧走一、三通道，水 煤浆走二通道，介于两 股氧射流之间。水煤浆 气化喷嘴经常面临喷口 磨损问题，主要是由于 水煤浆在较高线速下 (约30m/s)对金属材质 的冲刷腐蚀。
4.GSP粉煤气化法 GSP粉煤加压气化技术，是德国未来能源开发的工 艺技术，既有Texaco气化工艺的特点，又有Shell气化 工艺的特点。 气化炉的操作压力为2.5—4.0MP。 气化温度操1350oC--1600oC之间。
⑴GSP气化炉
结构包括： 水冷壁的气化室和激冷室。
粗合成气激冷工艺流程
§ 5、煤的气化
§ 5．5 气流床气化法
§ 5．5 气流床气化法
1.基本原理和特点 ⑴基本原理 所谓气流床，就是气化剂（蒸气与氧）将粉煤夹带入气化炉进 行并流气化。 煤粉被气化剂夹带通过特殊的喷嘴进入反应器，瞬时着火，形 成火焰，温度高达2000℃。 煤粉和气化剂在火焰中作并流流动，煤粉急速燃烧和气化， 反应时间只有几秒种，可以认为放热与吸热反应差不多是同时进 行的，在火焰端部，即煤气离开气化炉之前，碳已全部耗尽，生 成含一氧化碳和氢气的煤气及熔渣。
组合式喷嘴结构示意图
组合式喷嘴外观示意图
⑶ GSP粉煤加压气化的技术特点 a、气化炉内部采用膜式水冷壁，可承受高 达2000℃的气化温度。对原料煤的灰熔点 限制较少，可以气化高灰熔点的煤。 b、由于是干粉进料，粗合成气中有效气 （CO+H2）浓度高，接近90%，CO2含量 低。 c、气化效率高，原料煤及氧气消耗低。碳 转化率≥99%，原料利用率高。
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任务一 加压水煤浆气化工艺
对于这两种工艺过程，目前大多数德士古气化炉采用淬冷型，优势在于 它更廉价，可靠性更高，劣势是热效率较全热回收型的低。
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任务一 加压水煤浆气化工艺
五、水煤浆气化反应的原理
多元料浆加压气化炉是一个两相并流气化的炉型，上部为燃烧室，下部 为激冷室，氧气和煤浆通过三流式工艺烧嘴混合后喷入气化炉内，中心 管走氧占总氧量的15%~20 %、内环隙走水煤浆、外环隙走氧占80%一 85 %，在气化炉内水煤浆和氧气发生部分氧化反应产生粗煤气，同时释 放出大量的热量。除了维持气化炉在煤的灰熔点温度以上操作并且满足 液态排渣的需要外，所产的工艺气和进入气化炉激冷室激冷水进行换热 除灰，回收热量，同步饱和了一氧化碳变换装置所需的水蒸气，这个反 应温度根据煤种不同一般保持在1 320℃~1 350℃，气化炉的操作压力 为6. 5 MPa，气化炉内的反应速度进行得非常迅速，
1.气化动设备
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任务一 加压水煤浆气化工艺
煤浆槽搅拌器;渣池搅拌器;煤浆给料泵;烧嘴冷却水泵;锁斗循环泵;渣池 泵;灰水循环泵;低压密封水泵;高压氮气压缩机;扒渣机;起重机;电梯;
破渣机。 2.气化静设备 气化炉;水洗塔;烧嘴冷却水换热器;煤浆槽;氮气储罐;水封槽;烧嘴冷却水
两种炉型的比较:两种炉型下部合成气的冷却方式不同，但炉子上部气 化段的气化工艺是相同的。
德士古加压水煤浆气化过程是并流反应过程。合格的水煤浆原料同氧气 从气化炉顶部进入，煤浆由喷嘴导入，在高速氧气的作用下雾化，氧气 和雾化后的水煤浆在炉内受到高温衬里的辐射作用，迅速进行着一系列 的物理、化学变化:
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任务一 加压水煤浆气化工艺
德士古气化炉是一种以水煤浆进料的加压气流床气化装置，是一直立圆 筒形钢制耐压容器，内壁衬以高质量的耐火材料，可以防止热渣和粗煤 气的侵蚀。如图2 -4-1所示。该炉有两种不同的炉型，根据粗煤气采用 的冷却方法不同，可分为淬冷型和全热回收型，如图2 -4-1 ( a)、图2 4-1 ( b)所示。
项目四 气流床气化生产工艺流程组织— 水煤浆加压气化工艺
1 任务一 加压水煤浆气化工艺 2 任务二 气化系统生产操作
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任务一 加压水煤浆气化工艺
一、德士古气化炉
1.发展史 德士古(TEXACO)气化工艺最早开发于20世纪40年代后期。开始的工作
重点集中在开发一种天然气的重整工艺上，以便为转换成液态烃化合物 制造合成气。不久后，重点转向为氨的生产制造合成气。20世纪50年代 期间，研究扩大该工艺以气化石油及少量的煤。 充矿鲁南化肥厂的德士古气化装置，是我国从国外引进的第一套德士古 煤炭气化装置。 2.德士古气化炉
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任务一 加压水煤浆气化工艺
水煤浆细颗粒在炉内停留时间仅4~6 5，反应生成的合成气中甲烷含量 较少，一般仅为0. 1%以下，碳的转化率较高。由于反应温度较高，不 生成焦油、酚及高级烃等易凝聚的副产物，所以对环境的污染较小。
六、水煤浆加压气化反应影响因素
水煤浆加压气化制取水煤气的目的，是要得到H2和CO作为主要成分的 原料气，因此，在生产过程中选择最有利于气化反应操作条件，以便使 比氧耗、比煤耗最小，CO和H2的产率最大，影响水煤浆气化的主要因 素有:煤质、水煤浆浓度、氧煤比、气化温度及压力，而添加的助溶剂对 气化反应温度有一定的影响。
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任务一 加压水煤浆气化工艺
1.煤质 煤的变质程度影响着煤的反应活性，变质程度低的反应活性高，变质程
度高的反应活性较低。在水煤浆气化这种气流床的流动反应方式中，煤 与气体接触的时间很短，所以要求煤有较高的反应活性。当然，某种煤 的反应活性较差，可以由粒度来弥补，粒度越小，反应活性速度越快， 但过细的粒度会影响煤浆的浓度。 2.水煤浆浓度 水煤浆浓度是指煤浆中煤的质量分数，该浓度与煤炭的质量、制浆的技 术密切相关。水煤浆浓度及性能，对气化反应效率、煤气质量、原料消 耗、水煤浆的输送及雾化等，均有很大的影响。
上一页 下一页 Leabharlann 回任务一 加压水煤浆气化工艺
预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等。气化 后的煤气中主要是一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气。气体夹带灰分 并流而下，粗合成气在冷却后，从炉子的侧面排出。
在淬冷型气化炉中，粗合成气经过淬冷管离开气化段底部，淬冷管底端 浸没在一水池中。粗气体经过急冷到水的饱和温度，并将煤气中的灰熔 渣分离下来，灰熔渣被淬冷后截留在水中，落入渣罐，经过排渣系统定 时排放。冷却了的煤气经过侧壁上的出口离开气化炉的淬冷段，然后按 照用途和所用原料，粗煤气在使用前进一步冷却或净化。
二、气化装置岗位任务
气化岗位的主要任务是把煤浆制备岗位生产出来的高浓度煤浆(60%左右) 与空分生产的高纯氧气(99. 6%)在气化炉内进行部分氧化反应，生产出 以CO,H2为主要成分的工艺气，经水洗塔洗涤后送往变换工段，并分离 出粗渣，对气化炉排出的黑水进行闪蒸，回收灰水和热量。
三、气化装置管辖范围
槽;烧嘴冷却水气液分离器;事故烧嘴冷却水槽;锁斗;锁斗冲洗水罐;渣池; 氧气缓冲罐;开车抽引器;文丘里;黑水过滤器;工艺烧嘴;预热烧嘴;氧气消 音器;抽引器消音器。
四、灰水处理管辖范围
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任务一 加压水煤浆气化工艺
1.灰水处理动设备 澄清槽耙料机;过滤机给料槽搅拌器;絮凝剂槽搅拌器;滤液槽搅拌器;细渣
过滤机;脱氧水泵;真空泵;真空凝液泵;絮凝剂泵;分散剂泵;低压灰水泵;澄 清槽底料泵;过滤机给料泵;滤液泵;澄清槽进料泵。 2.灰水处理静设备 灰水加热器;真空冷凝器;废水冷却器;开工冷却器;真空泵出口冷却器;低 压闪蒸气冷却器;高温热水塔;高压闪蒸分离器;脱氧水槽;真空闪蒸分离器; 真空泵分离器;澄清槽;灰水槽;分散剂槽;絮凝剂槽;过滤机给料槽;高温热 水器;低温热水器;真空闪蒸器;真空泵出口分离器;滤液槽。