移动床气化法
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下面按反应器分类方法分别进行介绍。
1、移动床煤气化前已述及,煤的移动床气化是以块煤为原料,煤由气化炉顶加入,气化剂由炉底送入。
气化剂与煤逆流接触,气化反应进行得比较完全,灰渣中残碳少。
产物气体的显热中的相当部分供给煤气化前的干燥和干馏,煤气出口温度低,灰渣的显热又预热了入炉的气化剂,因此气化效率高。
这是一种理想的完全气化方式。
移动床气化方法又分常压及加压两种。
常压方法比较简单,但对煤的类型有一定要求,要用块煤,低灰熔点的煤难以使用。
常压方法单炉生产能力低,常用空气-水蒸气为气化剂,制得低热值煤气,煤气中含大量的N 2,不定量的CO 、CO 2、O 2和少量的气体烃。
加压方法是常压方法的改进和提高。
加压方法常用氧气与水蒸气为气化剂,对煤种适用性大大扩大。
为了进一步提高过程热效率又开发了液态排渣的移动床加压气化炉,它又是加压移动床的一种改进型式。
⑴ 混合发生炉煤气采用蒸气与空气的混合物为气化剂。
制成的煤气称为混合发生炉煤气。
目前这种煤气在国内应用相当广泛。
① 理想发生炉煤气 理论上,制取混合发生炉煤气是按下列两个反应进行的:2C+O 2+3.76N 2=2CO+3.76N 2+246435kJC+H 2O =CO+H 2-118821kJ理想的发生炉煤气的组成取决于这两个反应的热平衡条件,即满足放热反应与吸热反应的热效应衡等的条件。
为了达到这个条件,每2kmol 碳与空气反应,则与水蒸气起反应的碳应为:246435/118821=2.07 所以,4.07kmol 碳与蒸气空气混合物相互作用,在理论上,产生的煤气量为:4.07+2.07+3.76=9.9kmol ,煤气组成为:CO =4.07/9.9×100%=41.1%H 2=2.07/9.9×100%=20.9%N 2=3.76/9.9×100%=38.0% 在标准状态下煤气的产率:在标准状态下煤气的热值:气化效率为:实际上制取混合发生炉煤气,不可避免有许多热损失(如煤气带走的显热,灰渣中残碳是不可能消除的等),水蒸气分解和CO 2还原进行不完全,使实际的煤气组成、气化效率与理论计算值有显著差异。
科技成果——移动床纯氧连续气化技术技术开发单位昊华骏化集团有限公司适用范围在煤制合成气领域,玻璃、陶瓷用工业窑炉领域具有很高的市场推广价值,且该技术对原有造气装置及工业窑炉装置的上下游工序不产生任何影响,可与系统稳定匹配。
同时该技术对原煤的适应性较强,无烟煤、烟煤、褐煤等均可使用。
成果简介采用具有自主知识产权的特殊高径比分段燃烧气化炉,通过延长煤炭在气化炉的停留时间,提高煤炭转化率,有效气含量提升至85%以上,灰渣残碳含量降至0.5%以下;用纯氧替代空气做气化剂,提高了气化效率及装置的规模化效益,解决了吹风气的外排难题,降低了煤耗,同时实现了装置的稳定连续运行;造气废水采用自主开发的相变水处理装置,实现了废水的分级循环利用,解决了造气循环水难处理、外排量大、气味大的行业难题。
技术效果以合成氨行业为例,吨氨可节约100kg原煤;有效气含量由70%提升至85%,传动设备的动力消耗(电耗)降低约10%;蒸汽分解率由45%提升至75%以上,吨氨蒸汽耗减少约1吨;灰渣残碳含量由15%降至0.5%以下,实现了灰渣的直接资源化利用(直接用于建筑材料);造气循环水分级利用,解决了废气、废水外排的行业难题。
应用情况河南省驻马店市河南顺达新能源科技有限公司,8套ɸ3600移动床纯氧连续气化成套装置。
该装置已稳定运行2年半时间,每小时产合成气(CO+H2)100000Nm3,有效气含量可达85-88%,比煤耗小于580kg/KNm3(CO+H2),比氧耗低于240Nm3/KNm3(CO+H2),灰渣残碳含量小于1%,蒸汽分解率大于75%,造气废水全部分级循环再利用。
该示范装置在2017年10月通过中国石油和化学工业联合会的技术鉴定,与会专家一致评定“移动床纯氧连续气化技术已达到国际先进水平,具有很高的市场推广价值”。
市场前景T-G炉气化技术较BGL炉、UGL炉相比具有效气含量高、灰渣残碳低、无三废排放的优点,较大型水煤浆炉、航天粉煤气化炉具有投资省、建设周期短等优点,经过多套示范装置的应用,运行稳定可靠,是中小氮肥企业及工业窑炉行业技术升级改造的理想之选。
利用氧气对移动床双向气化连续制气工艺进行改良摘要本文对移动床双向气化连续制气工艺中氧气的作用进行深入的讨论,提出利用高浓度的氧气作为辅助气化剂对制气工艺进行改良的理论依据,并通过实际的工程运行对改良工艺进行验证和总结。
关键词移动床气化炉双向气化连续气化氧气煤耗一移动床双向气化连续制气工艺在众多类型的煤气化炉中,以固定床间歇气化炉(UGI)的使用最为广泛。
由于自动加煤机和炉条机无级调速的出现,使固定床变成了移动床。
密闭加煤装置和密闭下灰系统的工程化应用,实现了不用停炉就可加煤和下灰,尽管在制气过程中有上吹和下吹等间歇性操作,但从实际运行效果来看,完全实现了工业生产的连续性要求,不停炉就可以实现加煤和下灰的制气工艺完全可以称其为移动床双向气化连续制气工艺。
换个方式来讲,配备了密闭加煤装置和密闭下灰系统的固定床间歇气化炉完全可以改称为移动床双向气化连续制气炉。
尽管固定床间歇气化炉(UGI)的使用非常广泛,但还是被国家能源委员会和国家环保总局列入淘汰产品,并明文限制其在新建的氨醇项目中使用,究其原因,无外乎两个方面:一是消耗大,二是污染环境。
固定床间歇气化炉消耗大的结论已经被市场实践证明是错误的。
煤、电、水三大消耗是氨醇生产的主要成本,在德士古炉(水煤浆)、壳牌炉(粉煤)、恩德炉(褐煤)、和固定床炉等进行比较,吨氨醇成本以固定床间歇气化为最低。
固定床间歇气化炉在和其他炉型的市场竞争中不但没有被淘汰,而且在数量和规模上均有大的发展。
我国的氨醇市场是一个比较完善的具备高度竞争的市场,在这市场上,氨醇生产成本可以决定一个氨醇企业的生存和消亡。
我们不难发现,在我国,许多以固定床间歇气化的企业得到了比较大的发展,反倒那些以其他方式造气的企业都在生存线上挣扎。
随着新技术的应用,固定床间歇气化炉污染环境的状况可以得到根本的改变。
造气污水已经可以达到零排放,造气产生的废气和废渣可以进入混燃炉处理利用后达标排放。
自动加煤机和密闭下灰技术可以从本质上改变固定床间歇气化炉曾经有过的严重的粉尘污染问题。
滑动床气化技术在燃煤电厂热能利用中的运用一、燃煤电厂的热能利用现状燃煤电厂是我国能源结构中占据重要位置的一种能源。
燃煤电厂的发电原理基于热能转换,通过燃烧燃料产生高温高压的热力,进而驱动蒸汽发电机组发电。
在这个过程中,热力的产生和利用将存在一定的浪费,如何有效地提高热能利用效率成为制约煤电产业可持续发展的关键因素。
当前煤炭工业亟待寻找新的煤热电联产技术和节能技术,提高热效率,降低排放,降低生产成本,实现高质量发展。
二、滑动床气化技术介绍滑动床气化技术属于一种固定床气化技术,该技术将燃煤抛入气化剂上,将燃烧产生的高温气体带出,经过反应区,然后再经过冷却区,最终产生燃气。
能够将氧化铍、钾等微量元素的成分与燃气中,对减缓烟气中的二氧化硫,降低燃烧装置对于烟气中有毒、有害物质的排放,达到低污染排放,同时气化炉的转化效率高,在煤气冷却和净化方面,不需要使用水洗除尘、脱硫等传统的环保手段,可以实行复杂煤种的气化,其气化效率和稳定性均高于其他气化方式,因此备受关注。
滑动床气化技术可通过自动控制进料量,使进料量逐渐增加,逐渐增加气化炉负荷,获得更高质量的燃气产品,实现燃煤多联产。
三、滑动床气化技术在燃煤电厂中的运用滑动床气化技术在燃煤电厂中的运用的主要目的是提高热能转换效率和热电联产效果,最终达到节约能源、降低燃料成本、减少污染排放等目的。
滑动床气化技术的引入将使燃煤电厂新建的或者改造成为多联产机组成为可能,此外滑动床气化技术在氢气生产、煤制烯烃化学品生产等领域也有着广泛应用,可将煤炭优势转化为利润。
四、滑动床气化技术的优点1.高气化效率滑动床气化技术的气化效率高,在煤气冷却和净化方面,不需要使用水洗除尘、脱硫等传统的环保手段,可以实行复杂煤种的气化,元层结构不易破碎,气化效率高,净化气体质量好。
2.多联产效益滑动床气化技术使得燃煤电厂新建的或者改造成为多联产机组成为可能。
燃煤、氢气生产、煤制烯烃化学品生产等产业的联生生产使得煤炭的资源得到最大保护。