7 KBR输运床气化炉 (TRIGTM)-清洁高效的煤气化技术

KBR输运床气化炉(TRIG TM)-清洁高效的煤气化技术

内容提纲

• 开发背景

• 技术特点和性能表现• TRIG TM的优势

• 应用情况

• 总结

• 严重的能源危机

– 70年代～90

– 原油价格快速增长

– 寻求安全可靠的替代能源

• 解决方案：替代能源

煤– 基于本土资源

– 分布广泛，储量巨大

– 成本低廉

• 常规煤炭利用方案

– 高初始投资，尤其是煤气化

– 高运营和维护成本

– 运行周期短，在线率低

– 高污染

• 解决方案：新型煤气化技术– 设备简单，投资成本低

– 运行与维护方便

– 长周期运转

– 高效气化，环保无污染

• 清洁煤处理技术示范工程

– 90年代美国能源部（DOE）资助

– KBR公司和美国南方公司合作开发

– KBR负责开发主体煤气化装置

– 1995年示范装置建成并投产

• TRIG TM煤气化技术

– 专门处理中低阶煤的煤气化技术

– 加压干粉煤（第二代气化技术）

– 2009年2月正式开始允许转让

TRIG

TM

–

方框流程图循环气压缩机

废热锅炉

TRIG ™气化炉

备煤系统

BFW HP 蒸汽

MP 蒸汽

空气

煤

粗灰移除系统HP N 2LP N 2

氧气

循环合成气

颗粒物控制系统

粗灰变换单元

合成气

空分单元

细灰移除系统

细灰

废热回收

投煤系统

KBR TRIG™－投煤系统

• 传统的锁斗方式设计• 盘式锁斗阀

– 气密性更好– 具有自研磨功能– 使用寿命更长

• 专有的密相输送系统

– 较低的粒径要求，D50: 0.3~0.4mm 左右– 较低的水含量要求，<18～20%

• 专有的流量测量与控制系统• 冗余设计

COAL FROM MILLER

KBR 输运床气化炉(TRIG™)－工艺特点

• 高循环比流化床

– T: 900~1000C P: 34~40 bar

– 高循环比，50～100循环倍率

– 混合均匀，近乎恒温操作

• 既可以空气气化，也可以氧气气化

• 适应原料

– 适合中低阶、高灰、高水份的煤种

• 固态排灰

• 洁净的合成气，无焦油，酚类

KBR 输运床气化炉(TRIG™)－设备特点• 从流化催化裂化（FCC）技术派生

– 流态化是气固反应的最佳选择

– 至今为止运用最为成熟和广泛的循环流化床技

术，在几乎全球的每一个炼油厂内运行

– 易于工程放大，具有丰富的大规模工业化经验

– KBR于1942年开发了全球第一家FCC装置，是该技

术经验最丰富的专利商

• 简单设备结构

– 无高温煤烧嘴

– 无内部件、移动件和膨胀节

• 设备材质

– 碳钢外壳

– 耐火耐磨两层衬里

气化炉内部结构

碳钢外壳

绝热材料

耐磨材料

气体通道(980°C)

没有内件

废热锅炉－工艺特点

• 设备结构

– 立式火管

– 包含饱和蒸汽发生器、过热器、两段省煤器• 入口温度: ~980 C，出口温度~370 C

• 最大化回收热量

– 产生过热高压蒸汽

– 良好的动力蒸汽

• 连续稳定运转

– 合成气不含焦油

– 干燥、固态煤灰，无粘结性粗合成气

合成气至PCD

BFW 过热高

压蒸汽

颗粒控制系统(PCD)

含灰气体

管套

固体

颗粒控制系统(PCD)－设备特点

• 传统飞灰处理方式

– 水洗，产生黑水

– 陶瓷过滤器，容易破碎

• KBR PCD过滤器

– 烧结金属滤芯，材质更加坚固

– 烛台式组合，分布均匀，压降更小

– 高效过滤飞灰，出口合成气固体含量<

0.1 ppmw

– 增强型的安全保护机制，在滤芯破损

情况下保证固体不进入下游单元

排灰系统

• 传统排灰系统

– 直接水冷，产生黑水，设备腐蚀

– 锁斗减压，间歇操作、较大的磨损• KBR专有设计的排灰系统

– 非接触式间接冷却

– 预热锅炉给水

– 消除灰和水份的接触，不产生黑水

– 连续排灰、冷却、减压系统

– 无移动件

– 迄今为止100％可靠

TRIG 煤种选择

• 反应活性高有利于气化

– 形成期年轻

– 褐煤、次烟煤和部分烟煤

– 粒径要求~ 400 μm 相对于气流床的100 μm

• 含水量要求宽松

– <18~20％，可以直接进炉

• TRIG 对硫含量没有要求

• TRIG 对灰份含量没有要求

• 高灰熔点有利于TRIG的操作

TRIG 示范装置测试结果

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

Air O2Air O2Air O2 C

a

r

b

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n

C

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%

Powder River

Basin

Falkirk Lignite Freedom Lignite