气流床气化法

2、K-T 气化法
K-T (Koppers-Totzek)气化法是气流床气化工艺中一种 常压粉煤气化制合成气的方法。
2.1 气化炉
结构:
如图所示，K-T炉炉身内衬有 耐火材料的圆筒体，两端各安装 着圆锥形气化炉头． 为两个炉头，也有四个炉头。
反应速度快:
粉煤(约85％通过200目）与氧气和水蒸汽混合物 由气化室相对二侧的炉头并流送入，瞬间着火，形成 火焰，进行反应。两股相对气流使气化区内形成高度 湍流，反应加快。 反应基本上在炉头内完 成，即在喷嘴出口0.5m处 或在0.1s内完成。 气体在炉内的停留时间 约为1s左右。在火焰末端， 即气化炉中部，粉煤几乎 完全被气化。
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。
效率达90％
泰生洗涤和终冷塔后， 含尘量可降至 30~50ug／m3；进一 步可降至3mg／m3。
冷却洗涤塔
终冷塔
③ 制气与排渣 由烧嘴进入的煤、氧和水蒸 汽在气化炉内迅速反应，产生温 度约为1400~1500℃的粗煤气。 粗煤气在炉出口处用饱和蒸汽急 冷，气体温度降至900℃以下， 气体中夹带的液态灰渣快速固化。 以免粘在炉壁上，堵塞气体通道 而影响正常生产。 在高温炉膛内生成的液态 渣，经排渣口排入水封槽淬冷， 灰渣用捞渣机排出。
每个炉头内的两个烧 嘴组成一组，与对面炉头 内的烧嘴处于同一直线上。 双烧嘴相邻对称设置的优点： 改善湍流状态； 当其中一个烧嘴堵塞时，仍可保证继续操作； 喷出的煤粉在自已的火焰区中未燃尽时，可进入 对面烧嘴的火焰中气化； 火焰相对喷射的，一端的火焰喷不到对面炉壁， 因此炉壁耐火材料承受瞬间高温的程度可以减轻。
14-急冷器
小于900℃
1400~1500℃
④ 废热回收
生成气的显热用辐射锅炉 或对流火管锅炉加以回收，并 副产高压蒸汽。废热锅炉出口 煤气温度在300℃以下。 辐射式废热锅炉约可回收 热量的70％，由于炉内空腔大， 故结渣、结灰等问题均不严重； 对流式废热锅炉存在飞 灰对炉管较严重磨损问题。
辐 射 锅 炉
废 热 锅 炉
⑤ 洗涤冷却
气化炉逸出的粗煤气经废热锅炉回收显热后，进入冷却 洗涤塔，直接用水洗涤冷却，再由机械除尘器(泰生洗涤机) 和最终冷却塔除尘和冷却，用鼓风机将煤气送入气柜。
冷却洗涤塔
终冷塔
泰生洗涤机 除渣机 运渣机 水封槽
传统的考伯斯除尘流程，不考虑飞灰回收利用，飞灰经洗涤 后集中堆存处理 多数煤种气化时产生的飞灰含碳量不高，不值得回收利用。
图5-44
ห้องสมุดไป่ตู้
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。
2.2
气化工艺
(1)气化工艺流程 K-T气化工艺流程包括：煤粉制备、煤粉和气化剂的输 送、制气、废热回收和洗涤冷却等部分
6-辐射锅炉
7-废热锅炉
10-冷却洗涤塔 12-最终冷却塔
2-螺旋给料器
3-氧煤混合器
4-煤粉喷嘴
①
煤粉制备
小于25mm的原料煤送至球磨机中进行粉碎，从燃烧炉 来的热风与循环风、冷风混合成200℃左右(视煤种而定) 的温风亦进入球磨机。 原煤在球磨机内磨细、干燥，煤粉随70℃左右的气流 进入粗粉分离器，进行分选。粗煤粒返回球磨机，合格的 煤粉加入充氮的粉煤储仓。 煤粉粒度70~80％通过200目筛（0.1mm），并干燥到： 烟煤水分控制在1％；褐煤水分控制在8~10％。
在炉内的高温下，灰渣熔融呈液态:
60~70％自气化炉底排出; 其余的熔融细粒及未燃尽的炭被粗煤气夹带出炉。 为了防止炉衬受结渣、侵蚀和高温的影响，炉内设有水 蒸汽保护幕。 保护幕呈圆锥形，包围着粉煤燃烧与气化所形成的火 焰。
耐火衬里:
原采用硅砖砌筑，经常发生故障;近年改用加压喷涂含 铬耐火喷徐材料，涂层厚70mm，使用寿命可达3~5年; 目前，世界上最大的K-T炉在印度，容积为56m3，有 四个炉头，采用喷涂耐火衬里，以渣抗渣的冷壁结构， 可副产高压蒸汽。
气流床气化法
气流床气化工艺
K-T气 化法
德士古气 化工艺
德士古气化 炉
K-T气化炉 工艺流程 工艺流程
工艺条件和 气化指标
工艺指标
1、气流床气化基本原理和特点
1.1 基本原理
气体 固定床 煤粒不动 气体穿过 煤粒：6-50 mm
气体 流化床 煤粒运动 气体穿过 煤粒：3-5 mm
气体 气流床 煤粒与气体 同时穿过 煤粒：70%过200目
概念:
气流床气化是将气化剂(氧气和水蒸汽)夹带着煤粉或煤 浆，通过特殊喷嘴送入炉膛内。在高温辐射下，氧煤混合物 瞬间着火、迅速燃烧，产生大量热量。火焰中心温度可高达 2000℃左右，所有干馏产物均迅速分解，煤焦同时进行气化， 生成含一氧化碳和氢气的煤气及熔渣(液态排渣)。 气流床气化炉内的反应基本上与流化床内的反应类似。
在反应区内，煤粒悬浮在气流中，随气流并流运动，煤粒快 速干馏和热解，同时煤焦与气化剂进行着燃烧和气化反应。 煤粒之间被气流隔开，单独进行膨胀、软化、燃尽及形成熔 渣等过程，煤粒相互之间的影响较小。
因此,原料煤的黏 结性、机械强度、热稳 定性对气化过程基本不 起作用。 故，气流床气化除 对熔渣的黏度-温度特 性有一定要求外，原则 上可适用于所有煤种。