煤气化灰水处理机1
煤气化灰水处理机基本性能特点：
特殊材料特殊结构设计，同一体积过滤单元有更大的过滤面积，可以满足大水量高精度过
滤的要求，自动反冲洗。
煤气化后产生的粗煤气在进入低温甲醇洗工艺之前先要进行水洗，去除煤气中的煤灰，此
工艺段产生大量灰水，兰科公司针对煤化工灰水专业研制了煤化工灰水处理机，处理精度高，可直接排放或循环利用。
工作原理
煤气化灰水处理机工作原理每个单体为一个过滤单元，使用了特殊的结构设计配合使用一
种新型的过滤材料，运转时需过滤的水流入压紧的滤料，经滤料过滤后，由水收集器流出，完成过滤程序。
当滤料截留物质增多，水头损失加大时，需要反冲洗。反冲水从水收集器流入松散的滤料，清洗滤料后流出每单个过滤单元只是过滤器的一个组成部分，一个整体最少由三个单体联合组成，才能实现过滤的全部功能。
当正常过滤时，滤料被压紧，水被过滤。
当滤料积泥过多时，水头损失增加，进出水压力差达到某一个值时，压差开关给PLC一个开关信号，PLC执行反冲洗。在反冲过程中，反冲水来自于其它过滤单元的过滤出水，本身不必设反冲水池及反冲泵，同时不必停机，过滤过程照常进行。
煤化工系统灰水结垢处理
煤化工灰水结垢处理 目录： 一．煤化工灰水系统和垢样分析 二．灰水系统结垢的原因 三．解决方案 1．煤化工灰水系统和垢样分析 在气化系统中，我们通常将没有经过闪蒸的高温高压水称为黑水，经过闪蒸之后的水称为灰水。 灰水垢样分析 1. 以外排水换热器E0803为例, 垢片成分如下（ppm)： 2. 灰水系统的垢以钙离子为主，其余元素的含量很低，除去上述物质，其余成分可 认为是C和O。所以，水垢的主要成分为碳酸钙。 2.灰水系统结垢原因 2.1 灰水为什么硬度高？ 1. 煤中含（钙）, 煤气化过程产生（约18%）CO2，加上水, 三者在气化炉/水洗塔中 反应产生Ca（HCO3）2 ； 2. 气化炉/水洗塔的高温高压环境，促进以上化学反应，碳酸氢钙易溶于水，导致灰 水的硬度很高。 2.2 灰水为什么容易结垢？
1. 碳酸氢钙易溶于水，灰水中Ca 离子含量约 4000ppm ; 2. 碳酸氢钙很不稳定，压力降低时，CO2析出， 碳酸氢钙 转化为 碳酸钙，碳酸钙 难溶于水， 溶解度仅为: 1340ppm （@30度） ; 水溶液变成过饱和状态， 多余的离子在管壁上结晶，形成水垢 ； 3. Ca (HCO3)2 = CaCO3+CO2+H2O ； 这个反应在常温下就能不断进行 。 2.3 灰水系统水垢在哪里形成？ 1. 灰水始终处于过饱和状态，CaCO3水垢会在灰水流过的所有地方结垢 ； 2. 流速慢或者压力低的地方 ，比如阀门附近，水泵的入口， 沉淀池；结垢会比较严 重。 总结： 灰水系统水垢的特点 1. 灰水水垢主要成分是碳酸钙，钙来自煤 ； 2. 灰水循环使用，新的钙不断加入水系统， 灰水始终处于过饱和状态 ； 3. 灰水硬度过高，灰水的处理强度要比普通循环冷却水高出很多倍，所以，传统的阻 垢方案效果都不理想 。 3. 解决办法 调频阻垢仪 采用电磁阻垢， 它是由一台电磁信号发生器 和 缠绕在管道上的1-电缆线圈 和 2-脉冲 环组成， 线圈产生感应磁场；脉冲产生交变电 场，处理水中的带电离子，解决结垢问题 。 黑水阶段： 气化炉和水洗塔中， 钙，二氧化碳，水三者反应， 形成碳酸氢钙水溶液 。灰水阶段： 压力降低， CO2析出， 碳酸氢钙变成碳酸钙，碳酸钙难溶于水，多余的离子不断结晶析出形成水垢，绵延整个灰水管路 。
水煤浆气化黑灰水系统降硬研究
一第23卷第6期 洁净煤技术 Vol．23一No．6一一2017年 11月 Clean Coal Technology Nov.一 2017一 水煤浆气化黑灰水系统降硬研究 王晓雷,陈一权,仝胜录,霍卫东 (北京低碳清洁能源研究所,北京一102211) 摘一要:为了解决水煤浆气化黑灰水系统结垢二堵塞问题,对系统现状二机理进行分析,通过模拟计算二搭建小试装置进行试验研究,验证了NaOH +CO 2和Ca (OH )2+Na 2CO 3两种方案处理效果,核算药剂用量,为现场中试试验提供技术指导,寻找有效可行的改造措施三试验得出NaOH +CO 2二Ca (OH )2+Na 2CO 3两种药剂方案处理效果良好,均可将硬度降低到300mg /L 以下,均能满足灰水回用要求三NaOH +CO 2和Ca (OH )2+Na 2CO 3方案药剂费用分别为2．38二1．62元/t 三关键词:水煤浆;气化;黑灰水;降硬;中试试验 中图分类号:TQ546;X78一一一文献标志码:A一一一文章编号:1006-6772(2017)06-0113-05 Decrease of hardness of the coal water slurry gasification black ash water system WANG Xiaolei,CHEN Quan,TONG Shenglu,HUO Weidong (National Institute of Clean -and -Low -Carbon Energy ,Beijing 一102211,China ) Abstract :In order to solve the problem of scaling and clogging of coal water slurry gasification black ash water system,the present status and processing mechanism of system were analyzed,and studies were carried out by simulating and a lab -scale device experiment.The treatment effects of two schemes of NaOH +CO 2and Ca(OH)2+Na 2CO 3were verified,and the dosage of reagent was checked.The techni-cal guidance was provided for a field pilot test,and effective and feasible modification methods were found.The experimental results show that the two treatment schemes of NaOH +CO 2and Ca(OH)2+Na 2CO 3have good treatment effect.Two schemes both could reduce the hardness to less than 300mg /L.This can meet the requirements of ash water reuse.The costs of NaOH +CO 2and Ca (OH)2+Na 2CO 3schemes are 2．38and 1．62Yuan /t respectively. Key words :coal water slurry gasification;black ash water;reduce hardness;pilot test 收稿日期:2017-04-26;责任编辑:孙淑君一一DOI :10.13226/j.issn.1006-6772.2017.06.021基金项目:神华科技创新资助项目(ST930014SH07) 作者简介:王晓雷(1978 ),女,内蒙古通辽人,硕士,从事节能环保技术及工业水处理研究工作三E -mail :wangxiaolei@https://www.360docs.net/doc/bc3189061.html, 引用格式:王晓雷,陈权,仝胜录,等.水煤浆气化黑灰水系统降硬研究[J].洁净煤技术,2017,23(6):113-117. WANG Xiaolei,CHEN Quan,TONG Shenglu,et al.Decrease of hardness of the coal water slurry gasification black ash water system[J].Clean Coal Technology,2017,23(6):113-117. 0一引一一言 煤炭是我国的主要能源,其产量和消费量长期占我国能源的70%左右三煤炭高效二清洁利用及转化技术对于提高我国能源利用效率二减轻能源匮乏压力二改善生态环境具有重要意义三近年来我国新型煤化工发展迅速,但项目都具有较大的耗水量和废水排放量,且大部分集中在煤炭资源丰富二水资源短缺的西部北部地区,导致这些地区生态环境恶化三处理好煤化工水资源短缺及污染排放问题是煤化工企业的重中之重三煤化工污水处理系统若要最大程 度的循环利用,处理后达标排放,取决于高效的水处理技术三煤气化技术是煤炭能源转化的基础,是煤化工最关键二最重要的工艺过程之一三其中,水煤浆加压气化工艺是美国德士古石油公司开发的,20世纪80年代投入工业化,后被GE 公司收购又称GE 水煤浆气化工艺,由于其具有技术成熟,碳转化率高,消耗低,运行稳定二可靠等优点,被广泛应用于煤化工厂,但水煤浆气化渣水处理系统普遍存在着结垢二堵塞问题[1-4]三王小玲等[1]在材质二管道设备布置方面提出优化措施,郑亚兰等[5]从煤种二部件的材料使用二工艺改进二操作管理等方面进行优化改 3 11
整体煤气化联合循环发电
整体煤气化联合循环（IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle）发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备（包括硫的回收装置），第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。IGCC的工艺过程如下：煤经气化成为中低热值煤气，经过净化，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧，加热气体工质以驱动燃气轮机作功，燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功。其原理图见下图IGCC技术把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有发展前景的洁净煤发电技术。在目前技术水平下，IGCC发电的净效率可达43%～45％，今后可望达到更高。而污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%，二氧化硫排放在25mg／N m3左右。（目前国家二氧化硫为1200mg／Nm3），氮氧化物排放只有常规电站的1 5%--20%，耗水只有常规电站的1/2-1/3，利于环境保护。 IGCC具有以下一些突出优点：（1）发电效率高，目前可达45%，继续提高的潜力大。（2）与传统的燃煤方式不同。它能实现98%以上的污染物脱除效率，并可回收高纯度的硫、粉尘和其他污染物在此过程中一并被脱除。（3）用水量小，约为同等容量常规火电机组的三分之一至二分之一。（4）通过采用低成本的燃烧前碳捕捉技术可实现零碳排放。（5）能与其他先进的发电技术如燃料电池等结合，并能形成制氢、化工等多联产系统。 气化炉、燃气轮机、空气分离装置和余热锅炉是IGCC关键设备。气化炉方面，我们认为壳牌气化炉具有产气热值高、煤种适应性广、停机维护时间短等特点，将成为未来IGCC 将推广的重要炉型。燃气轮机方面，适应煤气的低热值的燃气轮机将成为首选机型。空气分离装置方面，目前仍以深冷技术为主，未来将有可能在PSA变压吸附空分技术方面有所突破。 整体煤气化联合循环发电的分类 由图中可以看出IGCC整个系统大致可分为：煤的制备、煤的气化、热量的回收、煤气的净化和燃气轮机及蒸汽轮机发电几个部分。可能采用的煤的气化炉有喷流床（e ntrained flow bed）、固定床（fixed bed）和流化床（fluidized bed）三种方案。在整个IGCC的设备和系统中，燃气轮机、蒸汽轮机和余热锅炉的设备和系统均是已
基于煤气化过程的余热回收利用系统
基于煤气化过程的余热回收利用系统 摘要：煤炭气化是指煤在特定的设备和条件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，统称为煤气，且具有很高的温度，需要将其冷却后储存。本文提出用水冷却高温煤气，使水获得热量，再将这部分热水用在开始阶段与煤的的高温反应中，那么就可以大大减少在开始阶段把常温水升温所需要的热量，从而达到节能的效果。 关键词：煤气化；余热；回收；循环；节能 abstract: coal gasification is refers to the coal under the condition of a specific device and the organic matter in coal and gasification agent (such as steam/air or oxygen, etc.) in a series of chemical reactions, solid coal can be converted to contain combustible gases such as co, h2, ch4 and co2, the non flammable gas such as n2, collectively known as the gas, and has the very high temperature, needs to be cooled and stored. in this paper, cooling water high temperature gas, make water heat, then this part with hot water and coal at the beginning of the high temperature reaction, it can greatly reduce the room temperature water heating needs at the beginning of heat, so as to achieve energy-saving effect. key words: coal gasification; waste heat; recycling; cycle;
煤气化基础知识
第一章煤的组成和性质 一、煤的形成 煤是一种固体可燃有机岩。它是由植物遗体转变而来的大分子有机化合物。大量堆集的古代植 物残体在复杂漫长的生物、地球化学、物理化学作用下，经过不断的繁衍、分解、化合、聚集后， 植物中的碳、氢、氧以二氧化碳、水和甲烷的形式逐渐放出而生成含碳较多，含氧较少的成煤植物， 再经煤化作用依次形成为：泥炭→褐煤→烟煤→无烟煤→超级无烟煤。 二、煤的元素分析和工业分析： 1、煤的元素分析主要包括：碳、氢、氧、氮、硫五种元素。 ●碳是其中的主要元素。煤中的碳含量随煤化程度增加而增加。年轻的褐煤含碳量低，烟煤次之， 无烟煤最高。 ●氢是煤中的第二大元素，其燃烧时可以放出大量的热量。煤中的氢含量随煤化程度加深而减少； 褐煤最高，无烟煤最低，烟煤居中。 ●氧也是组成煤有机质的一个重要元素。氧元素在煤的燃烧过程中并不产生热量，但能与氢生成 水，吸收燃烧热。是动力用煤的不利元素。它在煤中的含量随煤化程度的加深而降低。 ●氮在煤中的含量比较少，随煤化程度变化不大。主要于成煤的植物品种有关。 ●硫是煤中的最有害杂质。燃烧时会生成二氧化硫，它不仅腐蚀金属设备，而且对环境有污染。 硫随成煤植物的品种和成煤条件不同而有较大的变化，与煤化程度关系不大。 2、煤的工业分析：水分、灰分、挥发分、固定碳。 ●水分：根据水在煤中的存在状态，人们把煤中水分分为：外在水、内在水、结晶水和化合水。 煤种的水对煤的工业利用和运输都是不利的。在水煤浆制备过程中，内水过高（8％）不利于 制的高浓度的煤浆。 ●灰分：煤中所有的可燃物质完全燃烧后以及煤中的矿物质在高温下产生分解、化合等复杂反应 后剩下的残渣。这些残渣几乎全部来自于煤中的矿物质。它的含量也是煤气化的主要控制指标 之一。灰分含量越高，相对碳的含量就低，粗渣和飞灰量增大。灰水处理工号的负担加大。 ●挥发分：煤在一定的温度下加热后将分解出水、氢、碳的氧化物和碳氢化合物。人们把除去分 解水后的分解物称作挥发分。挥发分随煤化程度的增加而降低的规律非常明显。利用挥发分可 以计算煤的发热量和焦油产率。原料挥发分髙时，制的的煤气中甲烷等碳氢化合物含量高，不 利于合成氨生产。挥发分中的焦油等物凝结后，易堵塞管道和阀门。这也就是常压固定床煤气 炉必须使用无烟煤或焦炭的缘由。 ●固定碳：煤样在900℃左右的温度下隔绝空气加热7分钟后，残余物扣除灰分后所得的百分率 即为煤的固定碳含量。 3、灰分及灰熔点：
阻垢分散剂在气化炉灰水系统应用
阻垢分散剂在气化炉灰水系统应用 作者：丁磊， 曾庆宇， Ding Lei， Zeng Qingyu 作者单位：神华宁煤集团煤炭化学工业分公司,宁夏 银川,750411 刊名： 煤化工 英文刊名：Coal Chemical Industry 年，卷(期)：2012,40(1) 本文读者也读过(10条) 1.高春雷.马飞.Gao Chunlei.Ma Fei阻垢分散剂在新型气化炉水系统的应用[期刊论文]-中氮肥2006(4) 2.王旸.WANG Yang加氢裂化装置高压空冷器管束泄漏原因初步分析及对策[期刊论文]-腐蚀与防护2006,27(8) 3.余存烨.YU Cun-ye石化水冷器用材与防腐蚀评述[期刊论文]-腐蚀与防护2005,26(12) 4.陈亮.陈天明.曾建华.杨森祥.杨洪波改善方圆坯铸机钢水可浇性技术研究[会议论文]-2010 5.丁勇.齐邦峰.代秀川.DING Yong.QI Bang-feng.DAI Xiu-chuan炼油工业中的环烷酸腐蚀[期刊论文]-腐蚀与防护2006,27(9) 6.邓彤.张建业.Deng Tong.Zhang Jianye化工装置试车的相关问题探讨[期刊论文]-煤化工2012,40(1) 7.江镇海热电厂工业循环冷却水腐蚀在线监测系统[期刊论文]-腐蚀与防护2006,27(10) 8.周立国.Zhou Liguo汽轮机叶片的盐垢处理及预防[期刊论文]-煤化工2010,38(6) 9.张俊喜.颜立成.魏增福.汪知恩.ZHANG Jun-xi.YAN Li-cheng.WEI Zeng-fu.WANG Zhi-en电厂热力设备用黄铜的阴极保护研究[期刊论文]-腐蚀与防护2006,27(3) 10.孟超.曲政.MENG Chao.QU Zheng滨海电厂海水循环水系统中的电偶腐蚀与防护[期刊论文]-腐蚀与防护2006,27(4) 本文链接：https://www.360docs.net/doc/bc3189061.html,/Periodical_mhg201201016.aspx
电渗析技术对煤气化灰水的处理
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/bc3189061.html, 电渗析技术对煤气化灰水的处理 作者：张磊王海谦 来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第01期 摘要：近年来，在经济高速发展和技术飞速进步的背景下，我国煤化工业在国家和政府 的支持下，通过行业人员的不断创新和发展，目前已经取得了一系列重大突破。其中，电渗析技术的发展对煤气化灰水的处理有着极其重要的意义。文章将对现如今我国煤化工业的状况进行讨论，深入剖析电渗析技术对煤气化灰水的处理方法，指出此项技术的发展前景。 关键词：电渗析技术；煤气化灰水 如今，飞快发展的社会对于资源利用提出了更加严苛的要求、而煤炭资源的大量使用却又无可避免的要伤害或者损坏我们所拥有的生活环境。这就要求提出或者创新啊更多先进的技术和方法来提高资源的利用率和处理的洁净率，在如此要求下，电渗析技术对煤气化灰水的处理取得了极其重要的成绩。 1 背景 上个世纪50年代，电渗析技术发展起来，起初人们将次技术应用于海水淡化，而在后期技术的不断发展和改进中，电渗析技术已经广泛应用于多个行业，例如化工、冶金、造纸、医药等，并且其重要性也是与日俱增。在煤化工中，灰水和黑水一般是指气流床高压粉煤气化工艺中水循环中的水，水中含细灰。由激冷室、碳洗塔、渣池出来的水浊度较大被称为黑水，经处理后由泵再打入系统的水浊度较小称为灰水。 电渗析是在外加直流电场的作用下，利用离子交换膜的选择透过性，使离子从一部分水中迁移到另一部分水中的物理化学过程。目前电渗折技术己发展成一个大规模的化工单元过程，在膜分离领域占有重要地位，甚至在某些地区已成为饮用水的主要生产方法。具有能量消耗少，经济效益显著；装置设计与系统应用灵活，操作维修方便，不污染环境，装置使用寿命长，原水的回收率高等优点。 2 介绍 实质上，电渗析可以说是一种除盐技术，因为各种不同的水（包括天然水、自来水、工业废水）中都有一定量的盐分，而组成这些盐的阴、阳离子在直流电场的作用下会分别向相反方向的电极移动。如果在一个电渗析器中插入阴、阳离子交换膜各一个，由于离子交换膜具有选择透过性，即阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，阴离子交换膜只允许阴离子以通过，这样在两个膜的中间隔室中，盐的浓度就会因为离子的定向迁移而降低，而靠近电极的两个隔室则分别为阴、阳离子的浓缩室，最后在中间的淡化室内达到脱盐的目的。
水煤浆气化装置灰水系统除硬技术探究
水煤浆气化装置灰水系统除硬技术探究 摘要：近年来，随着我国经济的不断发展和社会的不断进步，各个领域都有了 一定上的技术提升。这些化肥生产的公司也在生产的装置上，以及技术上进行了 相应的改变。随着我国节能环保的不断推出，以及绿色发展的不断进行水煤浆气 化系统结垢装置方面存在的问题，严重的干扰的相关企业的正常发展。下面将结 合河南的某化肥公司进行水煤浆气化装置中灰水槽的钙含量以及硬度进行相应的 分析，同时，针对三种除应技术进行对比，分别包括电絮凝除硬技术、酸性气除 硬技术以及膜吸收除硬技术，通过对比后最终选用的处理技术为酸性气除硬技术。关键词：水煤浆；灰水系统；除硬技术 引言：用于水煤浆气化工艺可以更好地利用资源，为企业创造更多的经济效益， 因此备受关注。但是在水煤浆气化灰水系统的运行中发现，水煤浆企划装置系统 存在着严重的结垢问题。为了更好地解决存在的污垢问题，维持系统的长时间稳 定运转，提高企业的经济效益，就要对灰水系统的除硬技术进行研究，在原有的 雏鹰基础上进行相应的提升，降低水煤浆气化装置长时间的结垢难题。下面将对 水煤气化装指灰水系统除应技术进行相应的研究和分析，并提出自己的观点，以 供相关企业参考。 一、水煤浆气化灰水系统 1.1水煤浆气化灰水系统中存在的问题 由于我国能源分布存在着缺少石油天然气，但存在着丰富的煤的特点，因此，基 于我国的能源分布更好地利用煤炭资源，降低在使用过程中的污染问题，是现阶 段符合我国国情发展以及能源多元化的重要手段，利用一定的技术进行煤炭资源 的清洁利用处理，是推动我国能源更好地利用以及经济发展的重要手段。这其中 最常出现的就是水煤浆气化灰水系统的使用。但水煤浆气化灰水系统的应用过程 中还存在着大量的问题。由于在水煤浆系统运行的初期所需要的补水量非常大， 系统经过一次脱盐用的水量高达每小时125立方米，这个过程中，造成氨水的量 消耗的极大，同时，在废水排除系统外管道出现了严重的腐蚀和结垢现象。这些 问题主要表现在以下几个方面： （1）水煤浆系统的系统补水和系统的各处冲水所需要用的水量巨大。在进行拖 延补水的过程中，大量高品质的水被补入灰水系统内，造成了高品质水的浪费。（2）高压闪蒸系统在实际的运行中达不到所要求的设计参数。由于达不到实际 工作所需，因此水中的酸性物质在高压闪蒸的过程中，不能被有效地处理，因此 导致设备的运行期间都处于酸性状态，对设备造成了一定的腐蚀性。 （3）灰水系统的处理中，排水过程没有相应的设置工艺指标。在进行灰水系统 的工艺指标设计时，是根据相关设备的液体位置进行分析来调整灰水系统的高低，没有根据相应的指标进行设计，因此导致灰水系统存在着浓缩性倍数整体较低的 情况。 （4）灰水系统中所使用的水质情况不够稳定。由于回水系统中的水质不够，稳定，存在着波动较大的情况，因此导致药剂的浓度波动也偏大，不能够更好地处 理水中的钙和镁离子美的聚集情况，对后期的管道和设备出现结垢的情况创造了 一定条件。 （5）灰水系统的水资源利用率较低。在实际运行的过程中，由于系统的补水量 消耗大，因此导致对水资源的利用率较低。例如在实际应用的过程中一吨安的取 水情况约为15立方米，而排出的水则达到七立方米，因此，在系统的应用过程
整体煤气化联合循环发电
整体煤气化联合循环发电（IGCC）简介 一整体煤气化联合循环的工作过程 整体煤气化联合循环（IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle）发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备（包括硫的回收装置），第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。IGCC的工艺过程如下：煤经气化成为中低热值煤气，经过净化，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧，加热气体工质以驱动燃气透平作功，燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功。其原理图见下图： 二整体煤气化联合循环的特点 IGCC（整体煤气化联合循环）发电技术是当今国际上最引人注目的新型、高效的洁净煤发电技术之一。该技术以煤为燃料，通过气化炉将煤转变为煤气，经过除尘、脱硫等净化
工艺，使之成为洁净的煤气供给燃气轮机燃烧做功，燃气轮机排气余热经余热锅炉加热给水产生过热蒸汽，带动蒸汽轮机发电，从而实现了煤气化燃气蒸汽联合循环发电过程。 IGCC 发电技术把联合循环发电技术与煤炭气化和煤气净化技术有机的结合在一起，具有高效率、清洁、节水、燃料适应性广，易于实现多联产等优点，符合二十一世纪发电技术的发展方向。 1、IGCC将煤气化和高效的联合循环相结合，实现了能量的梯级利用，提高了采用燃煤技术的发电效率。目前国际上运行的商业化IGCC电站的供电效率最高已达到43%，与超超临界机组效率相当。当采用更先进的H系列燃气轮机时，IGCC供电效率可以达到52%。 2、IGCC对煤气采用“燃烧前脱除污染物”技术，煤气气流量小(大约是常规燃煤火电尾部烟气量的1/10)，便于处理。因此IGCC系统中采用脱硫、脱硝和粉尘净化的设备造价较低，效率较高，其各种污染排放量都远远低于国内外先进的环保标准，可以与燃烧天然气的联合循环电厂相媲美。 目前常规燃煤电厂脱硫主要采用尾部脱硫的方法，脱硫所产出的副产品是石膏。IGCC 一般采用物理/化学方式脱硫，其脱硫效率可达99%以上，脱硫产物是有用的化工原料-硫磺。常规燃煤电厂目前没有有效的脱除CO2的方法，IGCC具有实现CO2零排放的技术潜力。在IGCC系统中可以对煤气中的CO进行变换，生成H2和CO2，H2可以作为最清洁的燃料（如燃料电池），CO2可以进行分离、填埋回注等，以实现CO2零排放。 3、IGCC的燃料适应性广，褐煤、烟煤、贫煤、高硫煤、无烟煤、石油焦、泥煤都能适应。采用IGCC发电技术，可以燃用我国储量丰富、限制开采的高硫煤，使燃料成本大大降低。 4、IGCC机组中蒸汽循环部分占总发电量约1/3，使IGCC机组比常规火力发电机组的发电水耗大大降低，约为同容量常规燃煤机组的1/2～2/3左右。 5、IGCC的一个突出特点是可以拓展为供电、供热、供煤气和提供化工原料的多联产生产方式。IGCC本身就是煤化工与发电的结合体，通过煤的气化，使煤得以充分综合利用，实现电、热、液体燃料、城市煤气、化工品等多联供。从而使IGCC具有延伸产业链、发展循环经济的技术优势。 三整体煤气化联合循环的发展 1972年在德国Ltinen酌斯蒂克电站投运了世界上第一个以增压锅炉型燃气一蒸汽联合循环为基础的IGCC电站，该电站的发电功率为170MW，实际达到的供电效率为34%，采用以空气为气化剂的燃煤的固定床式的Lurgi气化炉。显然，这个电站开创了煤在燃气一蒸汽联
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
无烟煤流化床气化飞灰的结渣特性
文章编号:0253?2409(2013)01?0001?08 收稿日期:2012?08?12;修回日期:2012?10?17三 基金项目:中国科学院战略性先导科技专项(XDA 07050100);中国科学院知识创新工程方向(KGCX 2?YW?320)三无烟煤流化床气化飞灰的结渣特性 杨 鑫1,2,黄戒介1,房倚天1,王 洋1 (1.中国科学院山西煤炭化学研究所,山西太原 030001;2.中国科学院大学,北京 100049) 摘 要:通过烧结特性实验研究了无烟煤流化床气化飞灰在 近灰熔点”处的烧结特性,并利用X 射线衍射分析(XRD )进行了结晶矿物质和玻璃相的定量分析以研究其烧结机制三结果表明,飞灰中矿物质间的相互转化控制着其结渣特性三由于铁二钙和镁等碱性组分的部分富集,飞灰的灰熔点与原煤相比要低;在低于灰熔点DT 100~200℃附近,由于长石类矿物质的转变熔融形成了具有黏结性的液相,灰样发生液相烧结导致收缩变形而结块;大部分的钙和铁等助熔组分赋存于玻璃相中提高了其浓度,且在热处理过程中它们并未发生析晶行为,从而促进灰样的烧结致密化过程,进一步使得飞灰的结渣倾向增强三关键词:飞灰;流化床气化;结渣特性;矿物质;玻璃相;定量分析中图分类号:TQ 544 文献标识码:A Slagging characteristics of fly ash from anthracite gasification in fluidized bed YANG Xin 1,2,HUANG Jie?jie 1,FANG Yi?tian 1,WANG Yang 1 (1.Institute of Coal Chemistry ,Chinese Academy of Sciences ,Taiyuan 030001,China ; 2.University of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100049,China ) Abstract :An experimental procedure was tested for studying the sintering and fusion characteristics of fly ash from anthracite fluidized bed gasification at the temperature approaching the ash deformation temperature (DT ),and the slagging characteristic was investigated.The quantitative analysis on the composition of crystalline mineral matter and the amorphous phases in the thermal treated ash was carried out using X?ray diffraction analysis (XRD ).Experimental results show that the slagging tendency of fly ash is related to the transformation of minerals.AFTs of fly ash are lower than those of original coal due to higher contents of Fe ,Ca ,and Mg.The formation of melting matrix causes a liquid?phase sintering at 100~200℃below the DT ,which leads to a shrinkage deformation and clinkering due to the formation and transformation of feldspar that plays a glue ’role in sintering.A great amount of Ca and all of Fe are found in the glass phase ,which improves the amorphous phase in concentration.These fluxing components in the glass phase that do not crystalize during thermal treatment can promote the densification process of sintering and the slagging or agglomeration tendencies. Key words :fly ash ;fluidized bed gasification ;slagging characteristics ;minerals ;glass phase ;quantitative analysis 煤转化技术作为洁净煤炭技术的核心是解决能源与环境问题的重要途径,其中,流化床气化技术具有煤种适应广,炉内固硫和生成氮化物少等优点,是煤转化技术发展的重要方向[1~3]三但是由于流化床反应器内的混合均匀特性以及炉内操作温度比气流床低,流化床气化炉的碳转化率低于气流床的碳转化率三其中,主要原因之一是气化炉顶的飞灰残碳损失[4,5]三为提高碳利用率,有必要采用高温气化方法使飞灰返回气化炉再气化三为此,研究飞灰气化过程中灰熔融和烧结特性对预防结渣和正常气化操作具有重要意义三 飞灰的结渣特性对于气化炉的设计和操作参数的确定十分重要,如操作温度二氧煤比等三煤灰的结渣一般认为是由于煤灰颗粒间的烧结和熔融作用下 形成的,也即液相存在下黏性流机制的烧结是引起结渣物形成的主要原因[6~8]三低温阶段煤灰颗粒间主要发生固相烧结,此时颗粒间致密化并不明显,形成强度小的烧结三当温度升高后,颗粒自身表面的软化或者由其他颗粒的熔融充当煤灰颗粒间发生液相烧结的黏结剂,随着液相流动,颗粒发生滑动二旋转二重排,烧结体迅速致密化,形成了强度大的烧结体,此过程在低于煤灰熔点下也能够发生[8,9]三因此,尽量避免大量的液相烧结发生是确保气化炉内高温气化与固态排渣同时顺利进行的前提,也是 近灰熔点”处固态排渣式气化炉内操作温度等参数确定的重要因素三Llorente 等[10]对比使用五种不同方法预测了生物质灰在流化床燃烧条件下的结渣倾向,同时在鼓泡流化床中试装置中进行验证三研 第41卷第1期2013年1月 燃 料 化 学 学 报 Journal of Fuel Chemistry and Technology Vol.41No.1Jan.2013
煤气化灰水电化学处理技术介绍及其应用
第6期2017年11月 中氮肥 M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progress No. 6 Nov. 2017 煤气化灰水电化学处理技术介绍及其应用 傅承1肖东2,周俊波1陈宝生2,金志娜2,夏子辉2,何燕南2 (1.北京化工大学，北京100029; 2.北京京润环保科技股份有限公司，北京100085) [摘要]近年来新型煤气化技术应用广泛，但其工艺系统运行过程中会产生大量的气化灰水，这些气化灰水温度高，且含大量C a2+、M g2+，易造成系统结垢和堵塞。利用电化学处理技术（即电絮凝技术）对气化灰水进行处理研究，并对电化学处理技术与煤气化工艺系统中现有灰水处理工艺进行对比分析，探讨其处理效果、运行成本及应用前景。结果表明，电化学处理技术在悬浮物、浊度平均去除率达到90%以上的情况下，硬度去除率也能达到60. 5%，处理后的灰水完全符合系统回用的标准。 [关键词]煤气化；气化灰水；电化学处理技术；药剂絮凝处理技术；试验研究；应用 [中图分类号]T Q546. 5 [文献标志码]B[文章编号]1004 -9932(2017)06 -0067 -03 〇引言 煤炭是我国的主要能源，蕴藏量居世界第三 位[1]。2016年，中国原煤产量34. 1x l08t，煤 炭消耗量占能源消费总量的62.0%。近年来，我国新上煤化工项目以坑口布局为主，多分布在 西北、华北地区，并且与水资源（我国水资源 的分布格局为“东多西少、南富北贫”呈逆向 分布——我国北方地区煤炭资源量占全国总量的 90%以上，而其水资源量仅占全国总量的21% [2]。2012年，煤气化行业新鲜水消耗量占 煤化工行业新鲜水总消耗量的比例高达43% [3]，因此亟需通过水处理工艺技术的应用减少新鲜水 的消耗。 近年来，在多方力量的推动和协作下，我国 开发出多种类型的煤气化炉并得到大量应用，但 这些煤气化工艺与其他国内外煤气化工艺一样，气化过程中会产生含有大量细碎煤渣的污水，这 些污水经过高温闪蒸、真空闪蒸处理后，成为 “黑水”，之后经加药絮凝沉降，出水成为“灰 水”，污水的循环利用系统被称作渣水系统。气 化黑水具有高温、高悬浮物、高浊度等特点，同时黑水中会携带大量Ca2+、M g2+，而现有的药 剂絮凝处理技术对水中Ca2+、M g2+的去除效果 差，只有靠加入大量的高温分散剂、阻垢剂予以 [收稿日期]2017-04-08 [作者简介]傅承（1991一）男，河北赵县人，北京化工大学动力工程及工程热物理专业在读硕士研究生。缓解，而即使这样气化灰水中的Ca2+、M g2+浓 度仍然较高，易造成后续设备与管路结垢、堵 塞，且大量循环使用后灰水总硬度不断升高，使 系统在高结垢倾向下运行[-5]；同时，为维持系 统盐分浓度的稳定，需外排大量污水，并补充等 量的新鲜水。 本文利用电化学处理技术对某套航天粉煤气 化系统（航天炉）气化灰水处理进行研究，即用电絮凝技术代替药剂絮凝处理技术对气化灰水 进行处理，并与现有气化工艺系统的灰水处理工 艺进行对比分析，探讨其处理效果、运行成本及 应用前景。 1电化学处理技术的工作原理 在煤气化灰水电化学处理设备反应池中设置 电化学反应器，采用金属铁或铝合金材料，通过 对反应器加电，使原位产生Fe3+或Al3+，Fe3+或Al3+进入水中与OH-结合生成Fe(OH)或 A1(0H)以及其他单核羟基配合物、多核羟基 配合物和聚合物等[6_8]，电极原位产生絮凝核，絮凝核具有极强的吸附性，形成的胶核滑动层带 负电，易吸附水中的Ca2+、M g2+等结垢性离子，提高硬度的去除率[-2]。同时，在离子进入电 场后，其内部电荷重新进行分配，发生离子极化 现象，流动过程中正、负电荷相互吸引，重新组 合成新的粒子，在不断曝气的搅拌作用下，粒子 相互吸引、碰撞，最终能成长为原来粒径103?104倍的粒子，粒径由100 ~ 1 000 A 增大至0.1
煤气化技术及其工业应用
煤气化技术及其工业应用 摘要：我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭气化技术的发展对我国的经济建设和可持续发展都有具有重要意义。本文介绍了我国的煤化工行业的发展现状以及煤气化技术的工业应用。 关键词:煤化工,煤气化技术,工业应用 我国是一个以煤炭为主要能源的国家。近几十年来，煤炭在我国的一次能源消费中始终占据主要地位，以煤为主的能源格局在相当长的时间内难以改变。中国传统的煤炭燃烧技术存在综合利用效率低，能耗高、煤炭生产效率低、成本高、环境污染严重等问题，煤炭气化技术的发展对我国的经济建设和可持续发展都有具有重要意义。 以煤气化为基础的能源及化工系统，不仅能较好的提高煤转化效率和降低污染排放，而且能生产液体燃料和氢气等能源产品，有效缓解交通能源紧张。煤气化技术正在成为世界范围内高效、清洁、经济地开发和利用煤炭的热点技术和重要发展方向。煤炭的气化和液化技术、煤气化联合循环发电技术等都已得到工业应用。 煤气化技术包括:备煤技术、气化炉技术、气化后工艺技术三部分，其核心是气化炉。按照煤在气化炉内的运动方式，气化方法可划分为三类，即固定床气化法、流化床气化法和气流床气化法，必须根据煤的性质和对气体产物的要求选用合适的煤气化方法。 1煤气化工艺概述 煤炭气化是煤洁净利用的关键技术之一，它可以有效的提高碳转化率、冷煤气效率，降低气化过程的氧耗及煤耗。煤气化工艺是以煤或煤焦为原料，氧气(空气、富氧、纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂(或称气化介质)，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煤气的热化学加工过程。 目前世界正在应用和开发的煤气化技术有数十种之多，气化炉也是多种多样，最有发展前途的有10余种。所有煤气化技术都有一个共同的特征，即气化炉内煤炭在高温下与气化剂反应，使固体煤炭转化为气体燃料，剩下的含灰残渣排出炉外。气化剂为水蒸气、纯氧、空气、CO2和H2。煤气化的全过程热平衡说明总的气化反应是吸热的，因此必须给气化炉供给足够的热量，才能保持煤气化过程的连续进行。 煤气化根据供热原理大致可分为3种： （1）热分解(约500-1000℃)：加热使煤放出挥发分，再由挥发分得到焦油和燃气(CO、CO2、H2、CH4)，必须由外部供热，残留的固态炭(粉焦和焦炭等)作它用； （2）部分燃烧气化(约900-1600℃)：煤在氧气中部分燃烧产生高温，并加入气化剂(H2O、CO2等)，产生可燃气(CO、CO2、H2)和灰分；
煤气化
煤气化理论 气化过程是煤的一个热化学加工过程。它是以煤为原料，以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸汽或氢气等作气化剂（或称气化介质），在高温条件下通过化学反应将煤中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。气化所得的可燃气体称为煤气，进行气化的设备称为气化炉。煤气的成分取决于燃料、气化剂的种类以及进行气化过程的条件。 碳与氧之间的化学反应 ? C + O2= CO2 ?2C + O2= 2CO ? C + CO2= 2CO ?2CO + O2 = 2CO2 在一定温度下，碳与水蒸气发生的化学反应 ? C + H2O = CO + H2 ? C + 2H2O = CO2 + 2H2 这是制造水煤气的主要反应，也称为水蒸汽分解反应，两反应均为吸热反应。反应生成的CO可进一步和水蒸汽发生如下反应CO + H2O = CO2 + H2 煤气中的甲烷，一部分来自煤中挥发物的热分解，另一部分则是气化炉内的碳与煤气中的氢反应以及气体产物之间的反应的结果。 ? C + 2H2= CH4 ? CO + 3H2= CH4 + H2O ? 2CO + 2H2 = CH4 + CO2
? CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O 上述生成甲烷的反应，均为放热反应。 煤中其他元素与气化剂的反应 煤中还含有少量元素氮（N）和硫（S）。他们与气化剂O2、H2O、H2以及反应中生成的气态反应物之间可能进行的反应如下 ?S + O2 = SO2 ?SO2 + H2 = H2S + 2H2O ?2H2S + SO2 = 3S + 2H2O ? C + 2S = CS2 ?CO + S = COS ?N2 + 3H2=2NH3 ?N2 + H2O + 2CO = 2HCN + 1.5O2 ?N2 + XO2 = 2NOx 煤气化分类 煤气化方法的分类多种多样： 按操作压力：常压和加压气化两类； 按操作过程的连续性：间歇操作和连续操作两类； 按排渣方式：熔融排渣和固态排渣两类；