气化原理
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。气化原料为各种煤或焦炭。
气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型，即非均相气－固反应和均相的气相反应。
气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型，即非均相气－固反应和均相的
气相反应。
不同的气化工艺对原料的性质要求不同，因此在选择煤气化工艺时，考虑气化用煤的特性及其影响极为重要。
不同的气化工艺对原料的性质要求不同，因此在选择煤气化工艺时，考虑气化用煤的特性及其影响极为重要。气化用煤的性质主要包括煤的反应性、粘结性、结渣性、热稳定性、机械强度、粒度组成以及水分、灰分和硫分含量等。
煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热方式等分类，常用的是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。
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。
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。
流化床气化又称为沸腾床气化。其以小颗粒煤为气化原料，这些细颗粒在自下而上的气化剂的作用下，保持着连续不断和无秩序的沸腾和悬浮状态运动，迅速地进行着混合和热交换，其结果导致整个床层温度和组成的均一。流化床气化能得以迅速发展的主要原因在于：（1）生产强度较固定床大。（2）直接使用小颗粒碎煤为原料，适应采煤技术发展，避开了块煤供求矛盾。（3）对煤种煤质的适应性强，可利用如褐煤等高灰劣质煤作原料。
流化床气化炉常见有温克勒（Winkler）、灰熔聚（U-Gas）、循环流化床（CFB）、加压流化床（PFB是PFBC的气化部分）等。
（1）、循环流化床气化炉CFB
鲁奇公司开发的循环流化床气化炉（CFB）可气化各种煤，也可以用碎木、树皮、城市可燃垃圾作为气化原料，水蒸气和氧气作气化剂，气化比较完全，气化强度大，是移动床的2倍，碳转化率高（97%），炉底排灰中含碳2%～3%，气化原料循环过程中返回气化炉内的循环物料是新加入原料的40倍，炉内气流速度在（5～7）m/s之间，有很高的传热传质速度。气化压力0.15MPa。气化温度视原料情况进行控制，一般控制循环旋风除尘器的温度在（800～1050）℃之间。鲁奇公司的CFB气化技术，在全世界已有60多个工厂采用，正在设计和建设的还有30多个工厂，在世界市场处于领先地位。
CFB气化炉基本是常压操作，若以煤为原料生产合成气，每公斤煤消耗气化剂水蒸气1.2kg，氧气0.4kg，可生产煤气（l.9～2.0）m3。煤气成份CO+H2>75%，CH4含量2.5%左右， CO215%，低于德士古炉和鲁奇MK型炉煤气中CO2含量，有利于合成氨的生产。
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。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。
气流床气化是一种并流式气化。从原料形态分有水煤浆、干煤粉2类；从专利上分，Texaco、Shell最具代表性。前者是先将煤粉制成煤浆，用泵送入气化炉，气化温度1350～1500℃；后者是气化剂将煤粉夹带入气化炉，在1500～1900℃高温下气化，残渣以熔渣形式排出。在气化炉内，煤炭细粉粒经特殊喷嘴进入反应室，会在瞬间着火，直接发生火焰反应，同时处于不充分的氧化条件下，因此，其热解、燃烧以吸热的气化反应，几乎是同时发生的。随气流的运动，未反应的气化剂、热解挥发物及燃烧产物裹夹着煤焦粒子高速运动，运动过程中进行着煤焦颗粒的气化反应。这种运动状态，相当于流化技术领域里对固体颗粒的“气流输送”，习惯上称为气流床气化。
气流床气化具有以下特点:(1)短的停留时间(通常1s)；(2)高的反应温度(通常1300-1500℃)；(3)小的燃料粒径(固体和液体，通常小于0.1mm)；
(4)液态排渣。而且，气流床气化通常在加压(通常20-50bar)和纯氧下运行。
气流床气化主要有以下几种分类方式：
(1)根据入炉原料的输送性能可分为干法进料和湿法进料；
(2)根据气化压力可分为常压气化和加压气化；
(3)根据气化剂可分为空气气化和氧气气化；
(4)根据熔渣特性可分为熔渣气流床和非熔渣气流床。
在熔渣气流床气化炉中，燃料灰分在气化炉中熔化。熔融的灰分在相对较冷的壁面上凝聚并最终形成一层保护层，然后液态熔渣会沿着该保护层从气化炉下部流出。熔渣的数量应保证连续的熔渣流动。通常，熔渣质量流应至少占总燃料流的6%。为了在给定的温度下形成具有合适粘度的液态熔渣，通常在燃料中添加一种被称为助熔剂的物质。这种助熔剂通常是石灰石和其它一些富含钙基的物质。在非熔渣气流床气化炉中，熔渣并不形成，这就意味着燃料必须含有很少量的矿物质和灰分，通常最大的灰分含量是1%。非熔渣气流床气化炉由于受原料的限制，因此工业上应用的较少。
气流床对煤种（烟煤、褐煤）、粒度、含硫、含灰都具有较大的兼容性，国际上已有多家单系列、大容量、加压厂在运作，其清洁、高效代表着当今技术发展潮流。
干粉进料的主要有K-T（Koppres-Totzek）炉、Shell- Koppres炉、Prenflo炉、Shell 炉、GSP炉、ABB-CE炉，湿法煤浆进料的主要有德士古（Texaco）气化炉、Destec 炉。
（1）、德士古（Texaco）气化炉
美国Texaco(2002年初成为Chevron公司一部分，2004年5月被GE公司收购)开发的水煤浆气化工艺是将煤加水磨成浓度为60～65%的水煤浆，用纯氧作气化剂，在高温高压下进行气化反应，气化压力在3.0～8.5MPa
之间，气化温度1400℃，液态排渣，煤气成份CO+H2为80%左右，不含焦油、酚等有机物质，对环境无污染，碳转化率96～99%，气化强度大，炉子结构简单，能耗低，运转率高，而且煤适应范围较宽。目前Texaco最大商业装置是Tampa电站，属于DOE的CCT-3，1989年立项，1996年7月投运，12月宣布进入验证运行。该装置为单炉，日处理煤2000～2400吨，气化压力为2.8MPa，氧纯度为95%，煤浆浓度68%，冷煤气效率～76%，净功率250MW。
Texaco气化炉由喷嘴、气化室、激冷室(或废热锅炉)组成。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。喷嘴、气化炉、激冷环等为Texaco水煤浆气化的技术关键。
80年代末至今，中国共引进多套Texaco水煤浆气化装置，用于生产合成气，我国在水煤浆气化领域中积累了丰富的设计、安装、开车以及新技术研究开发经验与知识。
从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看，主要优点：水煤浆制备输送、计量控制简单、安全、可靠；设备国产化率高，投资省。由于工程设计和操作经验的不完善，还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态，存在的问题还较多，主要缺点：喷嘴寿命短、激冷环寿命仅一年、褐煤的制浆浓度约59%～61%；烟煤的制浆浓度为65%；因汽化煤浆中的水要耗去煤的8%，比干煤粉为原料氧耗高12%～20%，所以效率比较低。
（2）、Destec（Global E-Gas）气化炉
Destec气化炉已建设2套商业装置，都在美国：LGT1（气化炉容量2200吨/天，2.8MPa，1987年投运）与Wabsh Rive（二台炉，一开一备，单炉容量2500吨/天，2.8MPa，1995年投运）炉型类似于K-T，分第一段（水平段）与第二段（垂直段），在第一段中，2个喷嘴成180度对置，借助撞击流以强化混合，克服了Texaco炉型的速度成钟型（正态）分布的缺陷，最高反应温度约1400℃。为提高冷煤气效率，在第二阶段中，采用总煤浆量的10%～20%进行冷激（该点与Shell、Prenflo的循环没气冷激不同），此处的反应温度约1040℃，出口煤气进火管锅炉回收热量。熔渣自气化炉第一段中部流下，经水冷激固化，形成渣水浆排出。E-Gas气化炉采用压力螺旋式连续排渣系统。
Global E-Gas气化技术缺点为：二次水煤浆停留时间短，碳转化率较低；设有一个庞大的分离器，以分离一次煤气中携带灰渣与二次煤浆的灰渣与残炭。这种炉型适合于生产燃料气而不适合于生产合成气。
4) 熔浴床气化。它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内，把一部分动能传给熔渣，使池内熔融物做螺旋状的旋转运动并气化。目前此气化工艺已不再发展。
煤炭气化技术广泛应用于下列领域：
1）作为工业燃气一般热值为1100－1350大卡热的煤气，采用常压固定床气化炉、流化床气化炉均可制得。主要用于钢铁、机械、卫生、建材、轻纺、食品等部门，用以加热各种炉、窑，或直接加热产品或半成品。
2）作为民用煤气一般热值在3000－3500大卡，要求CO小于10％，除焦炉煤气外，用直接气化也可得到，采用鲁奇炉较为适用。与直接燃煤相比，民用煤气不仅可以明显提高用煤效率和减轻环境污染，而且能够极大地方便人民生活，具有良好的社会效益与环境效益。出于安全、环保及经济等因素的考虑，要求民用煤气中的H2、CH4、及其它烃类可燃气体含量应尽量高，以提高煤气的热值；而CO有毒其含量应尽量低。
3）作为化工合成和燃料油合成原料气早在第二次世界大战时，德国等就采用费托工艺（Fischer-Tropsch）合成航空燃料油。随着合成气化工和碳－化学技术的发展，以煤气化制取合成气，进而直接合成各种化学品的路线已经成为现代煤化工的基础，主要包括合成氨、合成甲烷、合成甲醇、醋酐、二甲醚以及合成液体燃料等。
化工合成气对热值要求不高，主要对煤气中的CO、H2等成分有要求，一般德士古气化炉、Shell气化炉较为合适。目前我国合成氨的甲醇产量的50％以上来自煤炭气化合成工艺。
4）作为冶金还原气煤气中的CO和H2具有很强的还原作用。在冶金工业中，利用还原气可直接将铁矿石还原成海棉铁；在有色金属工业中，镍、铜、钨、镁等金属氧化物也可用还原气来冶炼。因此，冶金还原气对煤气中的CO含量有要求。
5）作为联合循环发电燃气整体煤气化联合循环发电（简称IGCC）是指煤在加压下气化，产生的煤气经净化后燃烧，高温烟气驱动燃气轮机发电，再利用烟气余热产生高压过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。用于IGCC的煤气，对热值要求不高，但对煤气净化度-如粉尘及硫化物含量的要求很高。与IGCC配套的煤气化一般采用固定床加压气化（鲁奇炉）、气流床气化（德士古）、加压气流（Shell 气化炉）广东省加压流化床气化工艺，煤气热值2200－2500大卡左右。
6）作煤炭气化燃料电池燃料电池是由H2、天然气或煤气等燃料（化学能）通过电化学反应直接转化为电的化学发电技术。目前主要由磷酸盐型（PAFC）、熔融碳酸盐型(MCFC)、固体氧化物型(SOFC)等。它们与高效煤气化结合的发电技术就是IG-MCFC和IG-SOFC，其发电效率可达53%。
7）煤炭气化制氢氢气广泛的用于电子、冶金、玻璃生产、化工合成、航空航天、煤炭直接液化及氢能电池等领域，目前世界上96%的氢气来源于化石燃料转化。而煤炭气化制氢起着很重要的作用，一般是将煤炭转化成CO和H2，然后通过变换反应将CO转换成H2和H2O，将富氢气体经过低温分离或变压吸附及膜分离技术，即可获得氢气。
8）煤炭液化的气源不论煤炭直接液化和间接氧化，都离不开煤炭气化。煤炭液化需要煤炭气化制氢，而可选的煤炭气化工艺同样包括固定床加压Lurgi 气化、加压流化床气化和加压气流床气化工艺。
我国煤气化技术进展
近40年来，在国家的支持下，中国在研究与开发、消化引进技术方面进行了大量工作。我国先后从国外引进的煤气化技术多种多样。通过对煤气化引进技术的消化吸收，尤其是通过国家重点科技攻关，对引进装置进行技术改造并使之国产化，使我国煤气化技术的研究开发取得了重要进展。50年代末到80年代进行了仿K-T气化技术研究与开发；80年代中科院山西煤化所开发了灰熔聚流化床煤气化工艺并取得了专利；“九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司承担了国家重点科技攻关项目“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”(22吨煤/天装置)，中试装置的结果表明：有效气成分～83%，比相同条件下的Texaco生产装置高1.5～2个百分点；碳转化率>98%，比Texaco高2～3个百分点；比煤耗、比氧耗均比Texaco降低7%。“十五”期间多喷嘴对置式水煤浆气化技术已进入商业示范阶段。“新型水煤浆气化技术”获“十五”国家高技术研究发展计划(863计划)立项，由兖矿集团有限公司、华东理工大学承担，在兖矿鲁南化肥厂建设多喷嘴对置式水煤浆气化炉及配套工程，利用两台日处理1150吨煤多喷嘴对置式水煤浆气化炉(4.0MPa)配套生产24万吨甲醇、联产71.8MW发电，总投资为～16亿元。该装置于2005年7月21日一次投料成功，并完成80小时连续、稳定运行。装置初步运行结果表明：有效气CO+H2超过82%，碳转化率高于98%。它标志着我国拥有了具备自主知识产权的、与国家能源结构相适应的煤气化技术具有重大的突破，其水平填补了国内空白，并达到国际先进水平。
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宁夏宝丰200万吨/ 年焦化工程冬季施工保温方案 4#焦炉筑炉工程 依据设计要求筑炉工程施工温度不小于5 °C,而4#焦炉筑炉工程大部分(约 80 天)位于冬季施工。根据以往经验和热工计算4#焦炉筑炉工程计划采用无烟煤火炉升温、保温大棚保暖的措施。 1、保温 ( 1)保温大棚保暖的措施封闭采用单层波形彩钢板,保温措施为在单层波 形彩钢板里面全部安装5 50厚矿棉板，固定采用①12钢筋，间距500mm (2)火泥搅拌棚，材料采用①48x3.5脚手架管搭设骨架，间距1200MM封闭采用单层波形彩钢板,保温措施为在单层波形彩钢板里面全部安装5 50 厚矿棉板，固定采用①12钢筋，间距500mm (3)在施工完后对当天砌筑完的墙进行保温覆盖，材料米用 1.7m X 1m的棉被600条搭接覆盖。 2、采暖 (1)热源：筑炉的所有热源在4#焦炉地下室用红砖砌筑1.2m x 1.2m x 0.86m 的火炉4 0个,使用无烟煤作为热源。其中红砖、无烟煤由甲方提供,炉箅子、火炉施工由施工方施工。 (2)搅拌水加热：火泥搅拌棚中砌筑1个1.2m x 1.2m x 0.86m的火炉使用无烟煤作为热源对氺进行加热。 ( 3)看火、加煤由甲方负责派人。 质量、安全保证措施 1、冬季施工应注意防火和煤气中毒。
2 、施工时必须有专人负责测量气温且记录。 3、冬季施工,应做好五防“防火、防滑、防冻、防风、防煤气中毒” 工 。施现场，雪后要清扫干净再工作。 4、冬季严禁用电炉取暖。 5、对于进入施工现场的车辆、设备以油质为动力的工机具，做好冬季用油的准备工作，为工程的顺利进行提供有力的保证。 6、入冬前组织经理部职工和施工队进行冬施安全教育。 7、注意掌握天气情况，按方案做好冬施各项准备工作。 8、冬期施工做好防滑措施，雪后、雨后及时清理脚手架及上人马道上的积雪和冻冰块；停工后有复工时外脚手架应全面检查合格后方可投入使用。 9、加强用火管理，现场有足够的消防器材，防止火灾的发生。 10、加强用电管理，现场禁止使用裸线，不得私架电线，加强线路检查，防止漏电及电路失火，尤其是要在暴风雪后对供电线路进行检查，防止断线造成触电事故。 11、施保温用的稻草、草帘、聚苯板等易燃物品要在安全地点码放，应保持干燥通风，有防风雪措施。其堆放间距要符合防火要求。保温材料必须符合环保及消防（阻燃）要求。 12、有易燃保温材料应按生产需要控制进场，专人调配，防止积压。 13、各种可燃保温材料不准堆放在电闸箱、电焊机、变压器和电动工具周围，防止材料长时间蓄热导致自燃。同时应远离电线，避免线路打火引燃保温材料。
德士古气化炉 Texaco(德士古)气化炉 德士古气化炉是一种以水煤气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危机，美国能源部制定了煤液化开发计划，于是，德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛(Montebello)研究所建设了日处理15t的德士古气化装置，用于烧制煤和煤液化残渣。目前国内大化肥装置较多采用德士古气化炉，并且世界范围内IGCC电站多采用德士古式气化炉。 典型代表产品我厂制造过的德士古气化炉典型的产品有:渭河气化炉、恒升气化炉、神木气化炉、神华气化炉等。1992年为渭河研制的德士古气化炉是国际80年代的新技术，制造技术为国内先例，该气化炉获1995年度国家级新产品奖。它的研制成功为化工设备实现国产化，替代进口做出了重要贡献。德士古气化炉是所以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[1]。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,我国也将水煤浆气化技术列为“六五”、“七五”、“八五”、“九五”的科技攻关项目。本文基于目前我国水煤浆气化技术的现状,以Texaco气化炉为研究对象,根据对气化炉内流动、燃烧和气化反应的特性分析,将Texaco气化炉膛分成三个模拟区域,即燃烧区、回流区和管流区,分别对各区运用质量守恒和能量守恒方程,建立了过程仿
生物质气化炉设计要点 1前言 我国每年林业废弃物和农业生产剩余物质产量高达7亿t，如何有效利用这一巨大资源，已成为摆在科研工作者面前的重要课题。生物质气化技术改变了直接燃烧生物质的利用方式，提高了废弃生物质的能源品位，对节约常规能源、降低环境污染、保护生态环境具有重要意义。 下吸式固定床气化炉由于具有结构简单，易于操作，产出气焦油含量低等优点已经得到了广泛的应用。生物质气化过程是一个复杂的热化学反应过程，生物质气化炉各部位结构尺寸将极大地影响气化炉的热效率、产气成分和产气品质,故设计合理的生物质气化炉是有效利用生物质能的关键。 2下吸式生物质气化炉的工作原理 如图1所示，作为气化剂的空气从气化炉侧壁空气喷嘴吹入，其产出气的流动方向与物料下落的方向一致，故下吸式气化炉也称为顺流式气化炉。吹入的空气与物料混合燃烧，这一区域称为氧化区，温度约为900～1200℃，产生的热量用于支持热解区裂解反应和还原区还原反应的进行；氧化区的上部为热解区，温度约为300～700℃，在这一区域，生物质中的挥发分（裂解气、焦油以及水分）分离出来；热解区的上部为干燥区，物料在此区域被预热；在氧化区的下部为还原区，氧化区产生的CO2和碳、水蒸气在这一区域进行还原反应，同时残余的焦油在此区域发生裂解反应，产生以CO和H2为主的产出气，这一区域的温度约为700～900℃。由于来自热解区富含焦油的气体须经过高温氧化区和以炽热焦炭为主的还原区，气体中的焦油在高温下被裂解，从而使产出气中的焦油大为减少。 3下吸式生物质气化炉的特点 a.为了使氧化区各部位的温度均匀一致，不至于产生死区和过热区，从而保证焦油裂解反应最大限度地进行，下吸式气化炉料斗下部的横截面尺寸变小，这个部位即所谓的“喉部”，“喉部”尺寸的大小决定了气化炉的产气能力和产气品质。 b.为保证物料与空气的充分混合，在“喉部”布置多个空气喷嘴。一般有外喷（空气由喉部外向中心喷射）和内喷（空气由喉部中心供气管向外喷）两种布置形式，其中第一种形式应用较多。
科林粉煤气化技术(CCG)简介 德国科林工业集团 二零一零年七月 1. 公司简介 德国科林工业集团是全球著名的煤气化、煤干燥和生物质气化技术提供商。该集团是前东德燃料研究所 (DBI)和黑水泵工业联合体（Gaskombinat Schwarze Pumpe，简称GSP）气化厂最大的后裔公司。 科林（CHOREN）名称的由来是：“C-Carbon-碳H-Hydrogen-氢O-Oxygen- 氧REN-RENewable-可再生”。 科林集团总部位于德国弗莱贝格市，原东德燃料研究所旧址，著名的黑水泵气化厂就在附近。戴姆勒奔驰汽车公司、德国大众汽车公司为科林的战略投资者。
目前集团拥有近300名研发及工程技术人员，其中主要技术骨干为前徳燃所和黑水泵厂的员工。科林公司的发起人Wolf博士即为前东徳燃料研究所研发部部长，煤气化运行总监贡瓦先生是前黑水泵气化厂厂运行主任。 科林集团拥有40多年气流床气化技术研发、设计、设备制造、建设以及运行的经验，可以为客户提供粉煤气化技术（CCG）和生物质气化技术（Carbo-V®）从工艺包设计到关键设备制造和开车运行等一系列综合性服务。 此外，科林集团也是蒸汽流化床煤干燥技术的创始人和专利持有人，在全世界煤干燥领域，特别是褐煤干燥领域具有多年成功运行经验。 科林能化技术（北京）有限公司是科林集团的全资子公司，负责集团在亚太地区的业务。 2. 技术来源及技术开发背景 科林高压干粉煤气化炉简称为CCG炉(Choren Coal Gasifier),该技术起源于前东德黑水泵工业联合体（Gaskombinat Schwarze Pumpe，简称GSP）下属的燃料研究所，于上世纪70年代石油危机时期开始开发，目的是利用当地褐煤提供城市燃气。1979年在弗莱贝格市建立了一套3MW中试装置，完成了一系列的基础研究和工艺验证工作。试验煤种来至于德国、中国、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、澳大利亚、捷克等国家。1984年在黑水泵市（SCHWARZ PUMPE）建立了一套130MW（日投煤量为720吨）的水冷壁煤气化炉工业化装置，气化当地褐煤用作城市燃气，有运行8年的工业化生产经验。之后改用工业废液废油作为进料，继续运行至今。燃料研究所和黑水泵工厂的技术骨干后来发起成立了科林的前身公司，继续致力于煤气化技术的研发,并把运行中出的问题进行了设计更改和完善，推出了一套完整优化的新气化技术 - CCG。 3. CCG技术介绍 （A）气化工艺 CCG气化工艺过程主要是由给料、气化与激冷系统组成。原料煤被碾磨为100%<200μ，90%<65μ的粒度后, 经过干燥, 通过浓相气流输入系统送至烧嘴，在 反应室内与工业氧气（年老煤种还需添加少量水蒸气）在高温高压的条件下反应，产生以一氧化碳和氢气为主的合成气。
如何保证气化炉长周期运行 气化炉是煤化工装置的核心和龙头，决定了全系统装置能否长周期、满负荷、安全、稳定地运行，也决定了产品的成本效益。 在调查中了解到，目前煤化工装置运行的无论是干煤粉还是水煤浆煤气化炉，单炉最长连续运行时间都达到了200多天,但各个类型炉型之间依旧有差别。同样是水煤浆气化炉（包含备用炉），有连续运行300多天的，也有连续运行550天的。 业内专家指出，影响气化炉长周期运行的是综合因素，考量的是企业的综合实力，企业应当着重在烧嘴精度、喷嘴与气化炉流场结构、排渣系统的优化设计，提高灰水系统运行周期和保持煤质稳定上下功夫。 优选喷嘴材料和处理工艺 喷嘴是气化炉的核心设备，喷嘴使用寿命是决定气化炉生产周期长短的关键因素，60%的气化炉停车都与喷嘴有关。伊泰煤制油公司总经理刘尚利认为，喷嘴寿命周期在100~150天，到时候必须停下来更换，喷嘴损坏会直接造成气化反应氧碳比失调，使气化炉进料紊乱，甚至引发超温、过氧爆炸等严重事故。因此，除了喷嘴加工精度外，使用中的监控和管理也非常重要的。 华东理工大学洁净煤技术研究所周志杰副教授认为，提高喷嘴的寿命需要对其结构设计优化，煤浆中的固体颗粒对喷嘴材料的磨损很大，应尽量降低煤浆流动速度，还要探索采用耐高温、耐磨材料或者堆焊耐磨合金加热处理工艺制造喷头。 陕西鑫立喷嘴研制开发有限公司技术部部长胡战卜则表示，烧嘴的运行与氧煤比、水煤浆流速等因素有关，要提高烧嘴及气化炉稳定运行周期，今后还应探索外氧气流和水煤浆流的最佳角度结构设计，使喷射结构和角度更合理，达到最好的混合、雾化效果，使水煤浆反应充分，有效气含量提高，煤渣含碳量降低。在运行中为保护烧嘴，有煤化工企业通过在烧嘴前端浇注保温材料，使烧嘴盘管及外头端部与炉内火焰有效隔离，炉内火焰不会直接对冷却水盘管和外喷头进行烧蚀，减少烧嘴外头端部因受热冲击产生的龟裂，消除了冷却水盘管和外头角焊缝处受炉内高温气体的影响引起的热应力损坏，延长了烧嘴使用周期，保障了气化装置的长周期稳定运行。 重视挂渣机理基础研究 神华宁煤集团煤化工公司烯烃公司总工程师黄斌介绍说，干煤粉气流床要实现长周期、稳定、高效运行，取决于煤粉输送系统的稳定性、喷嘴与气化炉流场结构的匹配性以及排渣系统的优化设计。多位业内人士证实，由于气化炉流场、排渣系统优化设计问题，目前运行的粉煤气化炉，部分所排细灰、煤渣的含碳量高达到6%。由于水冷壁炉是“以渣抗渣”，必
60万吨/年醋酸项目一期工程20万吨/年醋酸项目（第一阶段30万吨/年甲醇） 气化炉烘炉方案 气化炉原始烘炉方案 1、编制目的： 1）规范烘炉操作，保证气化炉的正常投运；
2）防止烘炉过程中出现意外，导致耐火砖受损而影响耐火砖使用寿命。 2、编写依据： 1）天辰设计院的PID图，以及现场设备、管道实际施工情况； 2）《化学工业大、中型装置试车工作规范》； 2）预热烧嘴使用说明书； 4）耐火砖厂家提供的烘炉曲线图。 3、职责分工： 1）工艺人员负责管线、阀门的确认； 2）设备人员负责检查气化炉炉砖的砌筑质量； 3）仪表人员负责阀门、联锁的调试。 4、烘炉的要求： 1）气化炉的升温及恒温严格按厂家提供的速率进行； 2）严格控制气化炉液位及抽引器的抽负力，防止回火和温度大幅波动。 5、烘炉前应具备的条件： 1)所有相关设备和管线都已做过强度，气密性试验，并经过清洗和吹 扫合格。 2)所有相关的控制阀，止逆阀安装正确，动作准确。
3)相关仪表、电气检查合格，DCS具备烘炉条件。 4)相关单体试车进行完毕。 5)用于开车用的通讯器材、工具、消防、气防器材已经准备就绪。 6)对现场做清理工作，特别是易燃、易爆品不得留在现场。 7)检查盲板情况，凡是临时盲板已拆除，操作盲板已就位。 8)确认气化炉表面温度计、烘炉热偶经调校合格，误差不大于10℃， 并能投入使用。 9)再次核查各记录档案，证实各项工作准确无误，具备烘炉条件。 10)气化炉砌筑结束，已经办理中间交接手续。 11)烘炉方案已经审批，操作人员已经掌握操作步骤及注意事项。 12)烘炉用的水、电、1.3MPa（G）蒸汽、仪表空气已经具备条件。 13)记录报表齐全，升温曲线绘制完毕。 14)气化炉炉口闷炉用炉盖已制好（密封性能好，安装方便）。 15)做水分布实验，使下降管布水均匀。 6、烘炉步骤与方法： 6.1烘炉前的准备工作： 开车前，联系调度，引来外界区的新鲜水、循环水、电、蒸汽、燃料气等到气化工段各线总阀前。具体如下： 1)联系调度送工业循环水、新鲜水、消防水至气化岗位。 2)联系调度通知电气，给气化框架送照明电源，渣池泵送电。 3)联系调度通知电厂送1.3MPa（G）低压蒸汽至气化岗位手阀前。
木柴气化柴火炉原理图： 木柴气化柴火炉原理图 双层罐体：找来一大一小二个常见的奶粉罐。大罐直径14cm、高17.5cm，小罐直径10cm、高13cm。 外罐顶部锯掉三个大方孔，留三个支撑处和顶部一圈当锅架以便放锅，下部挖一个小方孔用于鼓风机进风。 内罐底部打满孔。 两个罐之间用三条螺丝，每条螺丝上有三个螺母进行架高固定。
先说两个概念： 燃烧——燃烧是一种同时伴有放热和发光效应的激烈的化学反应。放热、发光、生成新物质（如木料燃烧后生成二氧化碳和水份并剩下碳和灰）是燃烧现象的三个特征。 干馏——干馏是在隔绝空气的条件下，对木材、煤加强热使之分解的一种加工处理方法。干馏后，原料的成分和聚集状态都将发生变化，产物中固态、气态和液态物质都有。对木材干馏可得木炭、木焦油、木煤气。 柴火炉的分类： 基本上可以分作2类，第一类是直接燃烧木柴的柴火炉（wood stove）
工作原理就是木柴在燃烧室内通过加热点燃之后自行燃烧的过程。这种炉子结构比较简单，如下图所示（可以有不同的变形，但原理相同），点火是从燃料下方开始点火，只要加入的燃料（木柴）比较干燥，能够获得比较理想的火力输出。缺点是，通常燃烧不充分，燃烧过程会产生烟，而且想要获得比较好的燃烧效果，只能使用一定长度，枝条状的燃料能在燃烧室内保持竖直。这个就不细说了。 第二种是木煤气炉，或者叫木柴气化炉（woodgas stove） 工作原理跟前一类炉子略有不同，这类炉子点火是从燃料上方开始点火，最上方的燃料在燃烧之后会产生一层高温的碳，这些碳对在他下方燃料进行加热，这个过程其实就是类似干馏的一个过程，下方燃料受热之后主要会分解成为新的碳以及一些气态物质，这种气态物质是木煤气，也就是我们平常所说的烟（这种表达不是特别准确），木煤气在产生之后会向上流动（热空气上升），穿过上方的高温碳层，跟空气接触，燃烧产生火焰，这个过程一直持续到最底部燃料，最后在炉膛内所剩余的都是燃烧的木炭。 此类炉子的结构如图所示：
课程：新能源开发与利用 专业：农业机械化及其自动化姓名:XＸＸ 学号：ＸXXXＸXXＸ 教师：XXX
小型家用气化炉设计及数值计算 XXX (院系:南农工学院农机系学号:XＸXXXXXX E－mail:XXXＸXXX@ｑｑ.com) 摘要:随着化石燃料资源的日益减少以及在利用过程中对环境造成的巨大破坏，生物质能的资源化利用正受到越来越多的重视。而小型家用生物质气化技术由于具有结构简单，管路短,操作维护简单方便，耗资少等优点，适应于我国农村目前普遍的经济水平和组织体制。本文结合我国农村的实际情况，设计出小型家用生物质上吸式气化炉。该小型家用气化炉解决了现役气化炉中气化性能不理想，焦油含量高的问题。相信此类气化炉将在未来占据一定规模的市场份额,逐步推广到我国农村偏远地区,为解决民生问题作出巨大贡献。 关键词：气化炉；生物质;数值设计；秸秆；净化装置 Ｓmall Hoｕsehold Gasifｉｅr Ｄesign Ａnd Nｕmｅｒiｃa ｌＣａｌｃulaｔｉoｎ ＸXX （departmeｎｔｓ:soutｈNongJiXｉa&m colｌege sｔｕｄenｔnumbｅr: XXXXXXX E-ｍ ail:XXXＸXXX@https://www.doczj.com/doc/8e8878658.html,） Ａbｓｔｒａct：Ｗitｈtｈｅdwｉnｄｌiｎｇof fossil fuｅl rｅｓｏurceｓａｎd cau ｓeｄeｎormoｕs dａｍaｇe to tｈe ｅnvironｍenｔin the process of utiｌｉzaｔion, biｏmasｓutilizatiｏn is beiｎｇｍoｒeａnd mｏrｅattｅnｔion.And ｂecause small household biomass gaｓｉficaｔiｏnｔechnology has the adｖａntaｇes ｏf sｉmple ｓt ｒuｃturｅ，short linｅ，siｍｐle aｎd convenienｔoperaｔion and mａintenancｅ, lｅss cost, ａdapted to the cuｒrent gｅneral econｏmic leveｌａnｄorganizａｔioｎｓystem ｉn the rｕral ａｒeas.Ｃombiｎed wｉth tｈe acｔual sitｕａtion oｆour country rural arｅa, tｈiｓpaper ｄｅsigｎed ａsmａll ｈoｕseｈold suｃｔion onｔhe bｉomass ｇａsifｉer．Thｅsmall houｓｅhoｌd gasifierｈaｓsolved the actｉv ｅsｅｒvｉce iｎｔheｇasifｉｅr ｇasificａtion peｒfｏrｍance iｓnoｔideal，thｅｐrｏｂlｅｍoｆｈighｔａr cｏｎtent．Belｉeve ｔhis kｉnd of gasifｉeｒwiｌl oc ｃupｙｔhe markｅt ｓhare ｏf a ｃertain sｉze in thｅfutuｒe，grａｄuａlly to re ｍotｅrurａl areas in Cｈina,ｔhe hｕｇe cｏntribｕｔｉon to soｌveｔhe pｒoｂlｅm oｆthe peoｐｌe's lｉveliｈｏod. Keｙwｏrds：gaｓｉfｉer；biomass;nｕmｅrｉｃａl desiｇn；ｓtraw; ｐuｒifｉｃａｔion plant 0 引言 在世界能源消耗中，生物质能源一直是人类赖以生存的重要能源，是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量的第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。大量使用大自然馈赠的生物质能源,几乎不产生污染，资源可再生而不会枯竭,同时起着保护和改善生态环境的重要作用。由此,我国小型家用生物质气化炉逐步进入人们的视野。
新型煤气化工艺选择探讨 我国的煤气化炉众多，其工艺也比较多。文章探讨了几种煤气化工艺技术，希望能够为相关工作提供借鉴。 标签：煤气化技术；对比；探讨 现代煤化工属于资金密集型产业，气化炉又是投资比例最大的单元，怎样依托自身的原料结构、运输、人员素质、水资源、资金、知识产权和环境容量等因素，准确选定适合自身的煤气化工艺显得尤为重要。 1 煤气化技术概述 中国是拥有煤气化炉最多的国家，但多数为常压固定床煤气发生炉（全国有约4500台），单炉发气量小，对环境污染较严重，且不能适应大型化的要求，因此这种气化技术已在2006年7月7日的（发改工业[2006]1350号）中明确要求禁止。取而代之的大型加压煤气化技术，中国已实现工业运行的有10多种，引进国外技术的有6种。通常把气化炉分为三种类型：固定床、流化床和气流床。具体分类如下： 固定床：UGI、富氧连续气化、Lurgi、BGL等。 流化床：恩德、KBR、灰融聚、温克勒气化炉、U-GAS、HRL等。 气流床：GE、OMB、GSP、Shell、HT-L、TPRI等。 当前被广泛接受的是气流床气化炉，下面着重介绍气流床煤气化工艺。 2 常用煤气化技术简介 2.1 GE德士古水煤浆气化 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，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。 2.2 多喷嘴对置式水煤浆气化 工艺技术特点：（1）有效气成分达84.9%，碳转化率达98.8%，比氧耗为
粉煤加压气化技术简介 一、背景 “九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂（水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心）、中国天辰化学工程公司共同承担了国家“十五”科技攻关计划课题“粉煤加压气化制合成气新技术研究与开发”，建设具有自主知识产权的粉煤加压气化中试装置。装置处理能力为15～45吨煤/天，操作压力2.0～2.5Mpa，操作温度1300～1400℃。 该课题于2001年年底启动，2002年10月完成研究开发阶段中期评估，中试装置进入设计施工阶段。2004年7月装置正式投运，首次在国内展示了粉煤加压气化技术的运行结果，填补了国内空白，技术指标达到国际先进水平。中试装置于2004年12月6日至9日顺利通过科技部组织的现场72 小时运行专家考核，2004年12月21日于北京通过科技部主持的课题专家验收。同年，该成果入选2004年度煤炭工业十大科学技术成果。 二、装置流程与技术优势 1、整个工艺流程如图1，具体流程为：原煤除杂后送入磨煤机破碎，同时由经过加热的低压氮气将其干燥，制备出合格煤粉存于料仓中。加热用低压氮气大部分可循环使用。料仓中的煤粉先后在低压氮气和高压氮气的输送下，通过气化喷嘴进入气化炉。气化剂氧气、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉，并在高温高压下与煤粉进行气化反应。出气化炉的高温合成气经激冷、洗涤后并入造气车间合成气管线。熔融灰渣在气化炉激冷室中被激冷固化，经锁斗收集，定期排放。洗涤塔出来的黑水经过二级闪蒸，水蒸汽及一部分溶解在黑水中的酸性气CO 2、H2S 等被迅速闪蒸出来，闪蒸气经冷凝、分离后与气化分厂生产系统的酸性气一并处理，闪蒸黑水经换热器冷却后排入地沟，送气化分厂生产装置的污水处理系统。
编制依据 1. 中国石化集团兰州设计院所设计施工图； 2. 《工业炉砌筑工程施工及验收规范》GBJ211-88； 3. 《化工用炉砌筑工程施工及验收规范》HGJ227-84。 十三、概况 1. 工程概况 本工程为乌石化公司化肥气化装置气化炉拱顶隔热衬里改造，由中国石化集团兰州设计院设计。改造目的是为了增大气化炉炉顶隔热衬里的厚度，降 低炉壳温度。炉顶部隔热耐火层由内到外依次为刚玉质异形砖、氧化铝耐火 浇注料、陶纤毡。炉内净直径最大为?1371，最小直径? 254，施工面很窄, 炉内操作比较困难，要求砌筑质量高，施工强度很大。拱顶改造与气化炉检修同时进行。 2. 主要工程量 刚玉砖：1320 块； 刚玉空心球砖： 8块； 轻质隔热砖：1156块； 高铝砖：1436 块； 陶纤毯：37m2； 隔热耐火浇注料：2m3； 十四、施工顺序 拆除拱顶、筒体及炉底耐火材料-清理炉子-砌筑炉子底部出气口处耐火砖-浇注炉子底部耐火浇筑料 -砌筑炉子筒体耐火砖及隔热砖 -支模砌筑拱顶刚玉砖及浇筑耐火浇
注料T拆除炉子内部架子，清扫T砌筑炉子锥型底部耐火砖。 四、施工准备 1. 施工机具及场地的准备 本气化炉施工包括砌砖和隔热耐火浇注料施工。刚玉砖砌筑前必须进行预砌筑，应准备预砌筑场地，场地要求平整、干净。耐火浇注料施工需要搅拌场地和材料堆放场地,搅拌场地应有水源和电，材料堆放场地应防潮、防雨。搅拌用搅拌机设在气化炉平台上，水源及电接到平台上。筑炉用材料用车间的电动葫芦运输到位。 2. 材料的准备根据设计要求，筑炉材料由洛阳耐火材料研究院生产，定货由业主负责， 需用耐火材料数量如下表：
生物质焦油催化裂解原理与石油的催化裂解相似，所以关于催化剂的选用可从石油工业中得到启发。但是由于焦油催化裂解的附加值小，其成本要求很低才有实际意义。所以人们除了利用石油工业的催化剂外，还大量研究了低成本的材料，如石灰石，石英砂和白云石等天然产物。 大量的实验表明，很多材料对焦油裂解都有催化作用，其中效果较好又有应用前景的 典型材料主要有三种，即木炭，白云石，镍基催化剂，主要性能如下图示： 从上面三种典型催化结果比较可知，镍基催化剂的效果最好，在750℃时既有很高的催化裂解率，而其他的材料在750℃裂解的效果还不理想，但由于镍基催化剂较昂贵，成本较高，一般生物质气化技术难以应用，所以只能在气体需要精制或合成汽油的工艺中使用。木炭的催化作用实际上在下吸式气化炉中既有明显的效果，但由于木炭在催化裂解焦油的同时参与反应，所以消耗很大（在1000℃时达0.1kg/m3）对大型生物质气化来说木炭作催化剂不现实，但木炭的催化作用对气化炉的设计及小型气化炉有一定的指导意义。 白云石（dolomite）是目前为止研究的最多和最成功的催化剂，虽然各地白云石的成分略有变化，但都有催化效果一般当白云石中的CaCO3/MgCO3在1-1.5时效果较好。白云石作为焦油裂解催化剂的主要优点是催化效率高，成本低，所以具有很好的使用价值。 气化炉简图
其中还原区中放置炽热焦炭以促进焦油、二氧化碳的还原反应，焦油在热分解区裂解温度大约为1000℃左右，而吹入的空气与物料混合燃烧，这一区域叫做氧化区，温度约为900——1200℃，产生的热量用于支持热裂解区裂解反应和还原区的还原反应的进行；氧化区的上部为裂解区，温度约为300——700℃，在这一区域，生物质中的挥发分（裂解气，焦油以及水分）被分离出来；热解区的上部为干燥区，物料在这一区域被预热；氧化区的下部为还原区，氧化区产生的二氧化碳、炭和水蒸气在这一区域进行还原反应，同时残余的焦油在此区域发生裂解反应，产生以一氧化碳、氢气为主的产出气，这一区域的温度约为700——900℃来自热解区富含焦油的气体必须经过高温氧化区和以炽热焦炭为主的还原区，其中焦油在高温下被裂解，从而使产出气中的焦油含量大为减少。料斗与产出气之间焊有导热翅片，以增加产出气与料斗之间换热面积，降低产出气的温度，提高气化炉的热效率。 完全燃烧时的理论空气用量然后按照当量比0.25—0.3计算实际所需的空气用量V′ V=(1 /0.21)*(1.866C+5.55H+0.7S-0.7O) 式中V——物料完全燃烧所需要的理论空气量，m3/㎏; C——物料中碳元素所占的比例，%； H——物料中氢元素所占的比例，%； O——物料中氧元素所占的比例，%； S——物料中硫元素所占的比例，%。
北 京 航 天 动 力 研 究 所 北京航天石化技术装备工程公司
HT–L煤气化工艺介绍
中国航天科技集团公司
HT–L煤气化工艺系统介绍
1、主要技术路线：干煤粉作原料 采用激冷流程 ? ? ? ? ? ? 主要特点： 技术先进，具有的热效率(可达95%) ，碳转化率高(可达99%)； 气化炉为水冷壁结构结构，气化温度能到1500至1700度； 对煤种要求低，可实现原料本地化； 具有自主知识产权，专利费用低； 关键设备全部国产化，投资少。
气化炉专利号： 发明申请号：200510053511.0 实用新型申请号：200520005280.1 烧嘴专利： 发明申请号：200510079701.X 实用新型申请号：200520110717.8 破渣机专利： 发明申请号：03141353.6 实用新型申请号：03272196.X
已申请专利
2006-7-26
HT–L煤气化工艺系统介绍
2、工艺流程：
备煤系统
原料煤 S-1103 粉煤过滤器 V-1302 中压汽包 P-1301A/B 汽包循环泵 V-1201 粉煤贮仓 E-1309 氧气加热器 V-1309 氧气缓冲罐 中压蒸汽
气化及合成气洗涤系统
锅炉给水 中压过热蒸汽 氧气 粗合成气去火炬 粗合成气 脱盐水 闪蒸气去火炬
V-1101 原料煤贮仓 X-1101 称重给煤机
C-1301 洗涤塔 V-1204 粉煤锁斗 F-1301 气化炉
渣及灰水处理系统
高压氮气
A-1101 磨煤机 F-1101 惰性气体发生器 空气 燃料气 渣 V-1303 渣锁斗
冷凝液来自变换 V-1401 高压闪蒸罐 V-1404 真空闪蒸罐 V-1408 除氧器 低压饱和蒸汽 S-1402 过滤机 滤饼
V-1205 粉煤给料罐
三条相同 的进煤管 线
Q-1401/V-1411 捞渣机
T-1401 灰水罐
S-1401 沉降槽
污水
2006-7-26
铝炉筑炉施工方案 内衬砌筑应在厂房炉体基础施工完成验收后，炉壳钢构完成验收后，环境温度在摄氏5度以上的情况下进行，同时厂房应具备不受天气影响的条件。本施工方案按现行的国家标准《GB 50211-2004 工业炉砌筑工程施工及验收规范》制定。 一、炉底砌筑： 1、炉底硅藻土砖的砌筑。 炉壳验收后，炉壳内清扫干净，炉底及扒渣坡砌筑3层硅藻土砖，砖缝小于等于5mm, 硅藻土砖采用干砌法，砖缝用硅藻土粉填充。2、炉底及扒渣坡保温浇注料的砌筑： 在炉底及斜坡砌筑完成后及侧墙保温板和保温砖砌筑完成后，在轻质砖上浇注一层低点为50mm厚的保温浇注料。在侧砖保温砖上按图纸标出底部斜度及扒渣的斜度。保温浇注料严格按厂家说明书执行浇注。 3、炉底低水泥浇注料的浇注： 在侧墙和炉底保温浇注料完成后，开始浇注炉底低水泥浇注料，炉底低水泥浇注料分两次完成，第一次把炉底模具按图纸支好，并确认牢固后开始浇注，按厂家说明书执行浇注。炉底第一次水泥浇注料凝固后，进行模具拆除及二次支模，确认牢固后进行第二次浇注，程序同上。 二、侧墙熔池部分的砌筑： 1、侧墙熔池部分硅酸铝纤维板的铺设：
在炉底两层保温砖完成后，铺设熔池部分侧墙衬板，衬板分为两层，分别为40mm及20mm厚，两层为错缝铺设，板缝小于等于3mm,大于3mm时用纤维毡填充。 2、侧墙熔池部分硅藻土砖的砌筑： 在纤维板铺设完成后，开始砌筑硅藻土砖 3、侧墙熔池部分保温浇注料的浇注： 在第2步完成后，开始保温浇注料的浇注，先将模板支好，确定其牢固后，将保温浇注料按厂家说明进行浇注。 4、侧墙熔池部分低水泥浇注料的浇注： 低水泥浇注料的浇注分两次完成，基本程序同底部低水泥浇注料的浇注方法相同。 三、熔池以上侧墙部分的砌筑： 1、硅酸铝纤维板的铺设： 衬板分为两层，分别为40mm及25mm厚，两层为错缝铺设，板缝小于等于3mm,大于3mm时用纤维毡填充。 2、侧墙锚固砖的砌筑： 用挂勾及保持器与炉体钢构连接，与纤维板的施工交叉进行。 3、侧墙硅藻土砖的砌筑： 基本操作规程和底部硅藻土砖砌筑方法相同。 4、侧墙浇注料的浇注： 在以上三步完成后，进行浇注。分两次进行，步骤与低水泥浇注料相同。按图纸留出扒渣门、铝液测温孔、接铝箱等位置。
一：预热水流程： 答：三次水建X-1204—P-2211—203二楼球阀去预热水阀打开—FV-217—大滤网—激冷环—50旁路—去渣池球阀开—X-1204 新系统：LV-1309二次水—X-1303补水—渣池泵—FV-1408—气化炉—预热水风槽—X-1303(渣池) 三：高压煤浆泵的启动步骤： 答：○1开车前的检查。○2水煤浆的工艺端的处理。○3驱动液端的工艺处理。○4确认阀门。○5清水循环。6切换煤浆。 四：高压煤浆泵清水大循环需要确认哪些阀门： 答：1煤浆槽底出口阀关。2煤浆泵入口管线冲洗阀2只打开中间排放阀关闭。3入口管排放阀3只关闭。4关闭泵入口取样阀。5泵出口排放阀2只全关。6煤浆泵至气化炉阀全关。7煤浆泵去气化炉主管线中的冲洗水阀全关（两道）。○8203九楼SBV01（煤浆切断阀）关闭。○9SRV01（九楼煤浆循环阀）打开。○10冲洗SBV01与SBV02之间冲洗水阀关及冲洗SBV01前两道阀全关。○11煤浆槽煤浆限12去煤浆槽冲洗水法全开。○13煤浆循环管线去煤浆槽最后一道阀全关，阀前排放阀全开，并连接软管至203流孔板旁路全关（两只）。○ 渣池地沟。 五：高压煤浆泵的巡检内容： 答：1观察泵进出口阀的压力。2润滑油驱、动液的油位，润滑油泵驱动液泵运行正常，进出口隔膜缓冲压力，电气、仪表设施是否正常，仪表空气压力是否正常。 六：捞渣机的巡检内容： 答：电机温度、电流是否正常。液压系统油位、链轮冲洗水、刮板及链条、捞渣机减速箱、轴承、油位、液位及刮料情况。 七：冲洗小滤网的步骤： 答：1确认备用小滤网冲洗水阀导淋阀关闭。2缓慢打开备用小滤网前后球阀，确认小滤网压差下降。3中控监视FTC217/267/317流量3缓慢关闭小滤网的入口阀同时与总控联系激冷水的流量是否正常。4关小滤网的出口阀、关小滤网的前后球阀。5缓慢打开泄压阀，泄至常压缓慢打开冲洗水阀冲洗泄压阀。6打开小滤网清洗。7清洗完后回装打开前后球阀。8打开冲洗水给小滤网冲压。9关冲洗水阀。 10做备用小滤网交接 八：冲洗大滤网的步骤： 答：1冲洗前总控确认FV212/激冷室黑水进高压闪蒸罐手动调节正常，确认气化炉合成气出口温度正常，高压灰水和冷凝液正常。2总控联系仪表人员把进入气化炉连锁的液位设旁路或打假信号。3总控确认气化炉液位正常。4与总控联系缓慢打开大滤网旁路阀。5缓慢关闭大滤网进出口阀，确认激冷水正常。6缓慢打开大滤网倒淋阀，泄压速度<0.1mpa/min，慢开冲洗水阀，冲洗3~10min。8关闭倒淋阀，微开冲洗水阀冲压至3.0mpa，缓慢打开大滤网进出口阀。9缓慢关闭大滤网旁路阀，同时关注激冷水流量。10冲洗结束。 九：冲洗水流程： 答：新系统：冲洗水槽——冲洗水泵→澄清槽底流泵管线冲洗 →煤浆制备管线 →煤浆槽搅拌器外停煤浆冲洗管线 →冲洗煤浆管线与煤浆循环管线 →冲洗高压煤浆泵进出口管线
锅炉筑炉方案 1编制说明和依据 1.1编制说明 为了保证施工质量和施工进度按正确的施工程序进行施工，加强企业管理，提高企业施工水平，采用先进的施工技术，降低成本而编写本施工方案。由于方案的编制受技术资料的局限，不足以指导现场施工，仅供投标使用，若中标应根据详细的文献资料进行补充和完善。 1.2编制依据 1)锅炉炉墙通用筑炉说明书NG9501-85 2)《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）DL/T5047-95 2施工机械及人员组织 2.1施工机械一览表 2.2施工人员组成一览表 3施工前的准备工序 1)施工前场地应“三通一平”，临时设施安装完毕，所用工、机具必须经过试运行合格。 2)筑炉前应仔细审阅图纸及与筑炉有关的技术文件，了解及掌握施工的要求，特别
是新的施工工艺。 3)筑炉施工应待基础工程和钢结构工程完工，锅炉整体试压合格。 4)耐火材料及保温材料应堆放在仓库内，并分别堆放，注好标记，禁止露天堆放。 5)锅炉筑炉前应对安装工程进行下列检查： a)凡对筑炉工作有影响且筑炉后无法拆除的临时安装设施工应全部清除。 b)砌入砖墙内的框架零件，应安装及焊接完毕。 c)炉墙上的金属件应按炉墙金属件图固定完毕，其位置应符合设计要求。 d)管子的不平整度及管间距离检查合格。 e)办理经检查部门认定的炉体框架水冷壁管安装的中间交接手续。 6)筑炉前应对炉墙所需耐火材料进行质量检查，首先核对产品合格证，再对外观检查，最后取样进行试验。 a)化学分析鉴定材质 b)物理试验检查强度、耐火度及热稳定性。 c)外观检查几何尺寸，发现缺角、缺棱、渣穴超过定值时不得使用。 d)凡失效变质的材料不合格的材料不得使用。 7)耐火砖的检查： a)利用角尺进行检查，量砖时检查每个面的中间部位，允许误差≤2.5mm。 b)扭曲的检查是将被检查面放在平板上，保持平整，然后将塞尺沿着板面平 滑地插入平板与砖面间构成的缝隙内，塞尺插入的深度不超过10mm为宜，允 许误差<2.5mm。 8)缺角、缺棱的检查 缺角、缺棱的检查，使用专门制造的可紧密套在制品棱角上带有沿规定方向滑动的刻度测角器进行检查，允许误差＜5mm。 9)裂纹的检查 直角裂纹可用钢尺直接测量弯曲裂纹可用软线随其弯曲程度来测量，然后伸直用钢尺量出具体数据。 4施工程序流程图及施工进度、劳动力分配 4.1施工程序流程图： 4.2施工进度及劳动力分配 见施工组织设计有关内容。
在一般的煤气发生炉中，煤是由上而下、气化剂则是由下而上地进行逆流运动，它们之间发生化学反应和热量交换。这样在煤气发生炉中形成了几个区域，一般我们称为“层”。 按照煤气发生炉内气化过程进行的程序，可以将发生炉内部分为六层(见混合煤气发生炉结构示意图)：1)灰渣层；2)氧化层(又称火层)；3)还原层；4)干馏层；5)干燥层；6)空层； 其中氧化层和还原层又统称为反应层，干馏层和干燥层又统称为煤料准备层。 (1)灰渣层：煤燃烧后产生灰渣，形成灰渣层，它在发生炉的最下部，覆盖在炉篦之上。 其主要作用为： A、保护炉篦和风帽，使它们不被氧化层的高温烧坏； B、预热气化剂，气化剂从炉底进入后，首先经过灰渣层进行热交换，使灰渣层温度降低，气化剂温度升高，一般气化剂能预热达300-450℃左右。 C、灰渣层还起了布风作用，使进入的气化剂在炉膛内尽量均匀分布。 (2)氧化层：也称为燃烧层(火层)。从灰渣中升上来的气化剂中的氧与碳发生剧烈的燃烧而生成二氧化碳，并放出大量的热量。它是气化过程中的主要区域之一，其主要反应是： C+O2→CO2+97650大卡氧化层的高度一般为所有燃料块度的3-4倍，一般为100-200毫米。气化层的温度一般要小于煤的灰熔点，控制在1200℃左右。 (3)还原层：在氧化层的上面是还原层。赤热的碳具有很强的夺取氧化物中的氧而与之化合的本领，所以在还原层中，二氧化碳和水蒸气被碳还原成一氧化碳和氢气。这一层也因此而得名，称为还原层，其主要反应为：CO+C→2CO+38790大卡H2O+C→H2+CO+28380大卡 2H2O+C→CO2+2H2+17970大卡由于还原层位于氧化层之上，从上升的气体中得到大量热量，因此还原层有较高的温度约800-1100℃，这就为需要吸收热量的还原反应提供了条件。而严格地讲，还原层还有第一、第二之分，下部温度较高的地方称第一还原层，温度达950-1100℃，其厚度为300-400毫米左右；第二层为700-950℃之间，其厚度 为第一还原层1.5倍，约在450毫米左右。 (4)干馏层：干馏层位于还原层的上部，由还原层上升的气体随着热量的被消耗，其温度逐渐下降，故干馏层温度约在150-700℃之间，煤在这个温度下，历经低温干馏的过程，煤中挥发份发生裂解，产生甲烷、烯烃及焦油等物质，它们受热成为汽态，即生成煤气并通过上面干燥层而逸出，成为煤气的组成部分。干馏层的高度随燃料中挥发份含量及煤气炉操作情况而变化，一般＞100毫米。 (5)干燥层：干燥层位于干馏层上面，也即是燃料的面层，上升的热煤气与刚入炉的燃料在这层相遇，进行热交换，燃料中的水分受热蒸发。一般认为干燥温度在室温150℃之间，这一层的高度也随各种不同的操作情况而异，没有相对稳定之层高。 (6)空层：空层即燃料层上部，炉体内的自由区，其主要作用是汇集煤气。也有的同志认为：煤气在空层停留瞬间，在炉内温度较高时还有一些副反应发生，如：CO分解、放出一些炭黑： 2CO→CO2+C 以及2H2O+CO→CO2+H2从上面六层简单叙述，我们可以看出煤气发生炉内进行的气化过程是比较复杂的，既有气化反应，也有干馏和干燥过程。而且在实际生产的发生炉中，分层也不是很严格的，相邻两层往往是相互交错的，各层的温度也是逐步过渡的，很难具体划分，各层中气体成份的变化就更加复杂了，即使在专门的研究中，看法也是分歧的。煤气炉的结构: 对于固定床煤气炉有多种结构型式，按不同部位分述如下：1、加煤装置：间歇式加煤罩；双料钟；振动给煤机；拨齿加煤机。2、炉体结构：带压力全水套；半水套；无水套(耐火材料炉衬)；常压全水套。3、炉篦：宝塔型；型钢焊接型。4、灰盘传动结构：拨齿型；蜗轮蜗杆型。 煤气发生炉的事故处理 一、遇到下列情况应立即改热备用或停炉 1、供电停电时。 2、供气或供水停止4小时以上时。
气化炉维护检修规程 1总则 1.1适用范围 本规程适用于山东华鲁恒升化工股份有限公司 A气化炉及B/C气化炉的维护检修。 1.2设备概述 气化炉为华鲁恒升大氮肥国产化装置中核心设备之一，用于水煤浆的加压气化，为合成氨或甲醇生产提供粗原料气。我公司采用的气化炉分为两种类型：一种为西北化工研究院的专有技术（B/C气化炉，类似于德士古气化炉）；另一种为华东理工大学的专有技术（A气化炉，为四烧嘴对撞式，具有自主知识产权）。 1.3设备结构与技术性能简介 1.3.1设备结构 A气化炉和B/C气化炉均由燃烧室和激冷室组成。 燃烧室内衬耐火材料，就燃烧室筒体来说，从内到外依次为热面砖、背衬砖、隔热砖和可压缩层（膨胀材料）。衬里材料结构为：炉膛基本为竖向直筒；上面为球形拱顶；下面为收缩的渣口结构，即锥底。在使用中蚀损最严重的部位是向火面砖。 A气化炉和B/C气化炉在结构上的主要区别有： a）A气化炉安四个烧嘴，在炉子侧面即燃烧室筒体上水平对置安装， A 气化炉开车时在炉子顶部安装预热烧嘴，正常生产时炉子顶部用堵头堵死； B/C气化炉只一个烧嘴，在炉子顶部朝下安装，开车时预热烧嘴也安装在 此。 b）A气化炉在激冷室只有下降管没有上升管，而设置了气泡分离器；B/C 气化炉既有下降管也有上升管，没有设置气泡分离器。 1.3.2技术参数与性能 A气化炉和B/C气化炉的介质均为02、H2、CO、C02、H2O、H2S、N2和炉渣，工作压力均为6.5MPa,燃烧室工作温度均为1450C，激冷室工作温度均为252°C。 单炉日处理煤量A气化炉比B/C气化炉略高。另外，A气化炉产生的气化气中有效气体成分（CO+ H2）含量高。 1.4设备完好标准