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2012中国水煤浆气化技术/经济论坛
多喷嘴对置式水煤浆气化技术 及其应用进展
华东理工大学 二O一二年十一月
主要内容
一 二 三 四 五 六 气流床气化 多喷嘴对置式水煤浆气化技术 工业应用与推广 大型化应用 水煤浆气化技术开发进展 国际影响
一、气流床气化
煤气化意义
大规模煤气化技术是发展煤基化学品、煤制天然气、 煤基液体燃料、多联产系统等过程的关键技术、核心技 术和龙头技术。
煤气化分类
气流床气化特点 ¾Entrained-flow gasifiers operate with feed and blast in co-current flow. ¾The residence time in these processes is short (a few seconds). ¾The feed is ground to a size of 100µm or less to promote mass transfer and allow transport in the gas. ¾High temperature is required to ensure a good conversion. ¾All entrained-flow gasifiers operate in the slagging range.
气流床气化代表着煤气化发展方向
前驱——德国的Koppers-Totzek(K-T)炉，开发于上世纪40 年代初，1950年建成第一家商业化规模工厂。 “一高二低”——活性高、灰熔点低、灰份低 新疆芦草沟(烟煤)、山东黄县(褐煤) 有代表性的气流床气化技术： 以水煤浆为原料—— 多喷嘴对置式水煤浆气化(2000t/d) GE (2000t/d)、Global E-Gas(2500t/d) 以干粉煤为原料—— Shell(2000t/d)、Prenflo(2600t/d)、Siemens(2000t/d)
气流床气化分类
原料种类：煤、石油焦 进料形态：水煤浆、粉煤 喷嘴配置方式：单喷嘴、多喷嘴 显热回收方式：激冷、废锅、废锅-激冷 耐火衬里形式：耐火砖、水冷壁
水煤浆气化和粉煤气化比较
水煤浆气化和粉煤气化比较
水煤浆气化和粉煤气化比较
气流床煤气化
●粉煤气化技术亟待完善和优化 ●水煤浆气化技术成熟可靠
二、多喷嘴对置式水煤浆气化技术
技术研究与开发历程
七五、八五 基础研究
渣油气化过
九五 技术开发 日处理22吨 煤中试装置 的建设和运 行 “九五”攻关
十五 工业示范 1150t/d级 工业示范装 置的建设和 运行 863重大课题 科技部
十一五 大型化 2000t/d级 工业装置建 设与运行
十二五 超大型化 3000t/d级 工业装置建 设与运行
程研究
水煤浆气化
过程研究
863课题 科技部
863课题 科技部
化工部
国家计委
制浆系统
气化系统
净化系统
渣水处理系统
多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺原理简图
技术特点
气化炉 多喷嘴撞击流
多喷嘴－处理负荷高 对置式(侧置)－消除短路 雾化＋撞击实现混合－混合 效果好 不存在短路物流－转化率高 平推流长－气化反应进行完 全，气化指标优 独特的托砖架－热电偶寿命 延长
技术特点
V
III IV II I
A
A
A
A
III
VI
射流区、撞击区、 撞击流股、回流 区、折返流区、 管流区
多喷嘴对置式气化炉流场结构
技术特点
1.2 1 0.8
1.2 1 0.8
E( )
E( )
0.6 0.4 0.2 0 0 1 2 θ 3 4
0.6 0.4 0.2 0 0 1 2 θ 3 4
多喷嘴对置式气化炉 停留时间分布密度
1.5秒前离开气化炉 物料比例 单喷嘴气化炉 多喷嘴气化炉 4% 0.9%
单喷嘴气化炉 停留时间分布密度
平均停留时间前 离开气化炉物料比例 62% 58%
技术特点
烧嘴 预膜式
高效(雾化粒径小) 节能(氧气压降低) 长寿命(磨损小) 不会回火－扩散火焰
煤浆形成膜， 两侧气体剪切 煤浆速度低
技术特点
洗涤冷却室 喷淋、鼓泡复合床
无腾涌现象 避免带水带灰 液位容易控制 交叉流式洗涤冷却器，强 化热质传递
技术特点
初步净化系统 混合器+旋风分离器+水洗塔
分级净化－先粗分再精分 洗涤效果好，合成气洁净 黑水水质好 高效节能(合成气压降低)
技术特点
渣水处理系统 蒸发热水塔(闪蒸＋直接换热)
耐结垢、堵灰 换热效果好，热传递效率 高 开停车水循环流程简单、 方便
知识产权情况
¾
本技术属完全自主创新，整套技术均具有自主知
识产权。
¾
气流床煤气化领域授权、公开的专利60余项。
已 授 权 的 发 明 专 利
1. 2. 3. 4. 5. 多喷嘴对置式水煤浆或煤粉气化炉及其应用 ZL98110616.1； 一种复合床高温煤气冷却洗涤设备及其工业应用 ZL01112880.1； 以含碳氢化合物为原料气流床生产煤气的初步净化装置 ZL01112700.7； 一种高温煤气冷却洗涤设备及其工业应用 ZL01112702.3； 碳氢化合物为原料煤气生产装置中的含渣废水热回收方法 ZL01112701.5； 6. 一种固态含碳物质部分氧化制备合成气喷嘴及其工业应用 ZL200510025050.6； 7. 顶部设有多个喷嘴的气化反应器及其工业应用 ZL200610116724.8； ......
