固定床气化炉的特点及应用
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固定床气化:1.1 鲁奇固定床气化技术鲁奇公司从1930年开始开发此项技术,经过不断改进,比较成熟的是直径为3.8m,压力为3.0-4.0MPa的MARK Ⅳ型气化炉。
其后,由与南非萨索尔合作开发了MARK Ⅴ型气化炉。
在美国、南非有应用。
国内较早使用鲁奇炉的有山西天脊,河南义马,云南解化、哈气化、兰州煤气厂。
鲁奇炉的特点是带有夹套锅炉固态排渣的加压煤气化炉,也称为碎煤加压气化。
煤种要求:使用块煤(6-50mm),热稳定性好,不能有黏结性,灰熔点不能太低,煤种适应性差1.1.1 优点:1.1.1.1 业绩多、运行稳定1.1.1.2 副产品附加值高(副产品:焦油、中油、石脑油、粗酚、氨)1.1.1.3 粗煤气中含10%-12%甲烷,甲烷合成负荷低,投资省1.1.1.4 氧耗低,空分投资省,备煤系统相对简单1.1.1.5 设备国产化率高1.1.2 缺点:1.1.2.1 煤锁阀和灰锁阀检修频繁1.1.2.2 酚、氨回收系统开车困难1.1.2.3 气化流程长,操作性对复杂1.1.2.4 污水量大、成分复杂,处理难度大,达标排放不易,投资高1.1.2.5 煤种适应性差鲁奇炉总装图1.2 BGL熔渣气化炉BGL气化炉炉体简单,在炉内壁加入了耐火砖衬,外面靠水夹套保护。
在炉体下部沿周向安装了一组喷嘴,将混合氧气、水蒸汽高压喷入炉内,形成炉内局部高温燃烧区(2000℃),气化区温度在1400-1600℃(反应温度700-1400,鲁奇炉700-1100),较鲁奇炉大幅度提高了气化率,成倍提高了气化强度。
最大的优势是将蒸汽使用量减少到鲁奇炉耗量的10%-15%,蒸汽分解率超过90%,绝大部分水蒸汽参与气化,极大减少了废水量。
与气流床相比,又兼具了鲁奇炉的特点,无需为气化水而消耗大量氧气,仅比鲁奇炉耗氧多10-20%。
但气化反应速度快,强度大大增强,生产能力比同样大小的鲁奇炉高2-3倍。
煤种要求:使用块煤或型煤(6-50mm),热稳定性好,不能有黏结性,灰熔点不能太低,煤种适应性差1.2.1 优点:1.2.1.1 设备完全国产化1.2.1.2 副产品附加值高1.2.1.3 粗煤气中含6.2%左右的甲烷,甲烷合成负荷低,投资省1.2.1.4 污水处理量比鲁奇炉少1.2.1.5 设备国产化高1.2.2 缺点:1.2.2.1 煤锁阀检修频繁1.2.2.2 运行业绩少1.2.2.3 酚、氨回收系统开车困难1.2.2.4 装置用水量大1.2.2.5 气化流程长,操作性对复杂1.2.2.6 污水成分复杂,处理难度大,达标排放不易,投资高1.2.2.7 煤种适应性差。
固定床气化炉的特点及应用固定床气化炉的特点及应用2007年12月26日17:11 农博网固定床气化炉结构简单,投资少,运行可靠,操作比较容易,对原料种类和粒度要求不高,铡碎的物料自上而下加入炉内。
上流式固定床气化炉气化剂在炉中自下而上流动。
它的优点是燃气经过热分解层-干燥层时,灰尘得到过滤,致使出炉的燃气灰分含量较少;另外,热得燃气向上流动时有助于物料的热分解和干燥,热量在炉内得到了有效利用媒体高转换热效率,出炉的燃气温度较低。
缺点是燃气中含焦油量较多;向炉内投料不方便。
对于微型气化炉可采用间断式加料方式,即一炉料燃尽后打开盖再加一炉料;而连续生产则需有专门的加料装置,当气闸叶片磨损后,密封不严将导致漏气。
这种炉子适于应用在燃气无需冷却、过滤便可以输送到直接燃用的场合。
下流式固定床气化炉气化剂在炉中自上而下流动,热分解层产出的焦油(对气化技术来说,焦油是有害的物质)在经过氧化-还原层时,能热裂解成小分子量的永性体(再降温时不凝结成液体),所以出路的燃气中焦油含量较少,但是灰分较多,并且温度较高,需要进行冷却和去除杂质。
这种气化炉在国内外小规模生产中得到了较广泛的应用,其原因是:①结构简单,运行比较可靠,造价较低,适于农村的技术水平和经济水平。
②该炉型的产气量一般在600m3/h,最大可达1000m/h,燃气的热值常为5000KJ/m3左右。
农作物秸秆资源比较分散,自然村居民超过400户的为数不多,气化站用这种小炉型,产气量与用气量匹配合理,原料用量少,易收集(运输距离短)。
③这种炉型的设计、制造、安装与使用的经验比较成熟,人们对它印象良好,易于推广应用。
横流式固定床气化炉此种气化炉的气化剂由炉子一侧供给,燃气从炉子的另一侧流出,其原料多为木炭,它具有炉内反应温度高、气化强度大、燃气几乎不含焦油并且温度很高的特点。
开心式固定床气化炉结构和气化过程与下流式固定床气化炉类似,不同的是它没有缩口,炉箅不平,而是中间隆起的。
煤炭气化技术是煤化工产业化发展很重要的单元技术。
煤炭气化技术在中国被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业,气化的核心设备气化炉大约有9000多台,其中以固定床气化炉为主。
近20年来,中国引进的加压鲁奇炉、德士古、水煤浆气化炉等,主要用于生产合成氨、甲醇或城市煤气。
中国先后从国外引进的煤炭气化技术多种多样。
如引进的水煤浆气化装置有1987年投产的鲁南煤炭气化装置(二台炉、一开一备,单炉日处理450吨煤,2.8MPa),1995年投产的吴泾煤炭气化装置(四台炉,三开一备,单炉日处理500t煤,4.0 MPa)、1996年投产的渭河煤炭气化装置(三台炉,二开一备,单炉日处理820t煤,6.5MPa),2000年7月投产的淮南煤炭气化装置(三台炉,无备用,单炉日处理500t煤,4.0MPa)等。
进行煤炭气化的设备叫气化炉。
按照燃料在气化炉内的运动状况来分类是比较通行的方法,一般分为移动床(又叫固定床)、沸腾床(又叫流化床)、气流床和熔融床等。
图4-16 三种典型气化工艺过程(a)固定床,800~1000℃,块煤(3~30mm或6~50mm);(b)流化床,800~1000℃,碎粉煤(1~5mm);(c)气流床,1500~2000℃,煤粉(小于0.1mm)此外,气化炉在生产操作过程中,根据使用的压力不同,又分为常压气化炉和加压气化炉;根据不同的排渣方式,可以分为固态排渣气化炉和液态排渣气化炉。
不论采用何种类型的气化炉,生产哪种煤气,燃料以一定的粒度和气化剂直接接触进行物理和化学变化过程,将燃料中的可燃成分转变为煤气,同时产生的灰渣从炉内排除出去,这一点是不变的。
然而采用不同的炉型,不同种类和组成的气化剂,在不同的气化压力下,生产的煤气的组成、热值以及各项经济指标是有很大差异的。
气化炉的结构、炉内的气固相反应过程及其各项经济指标,三者之间是紧密联系的。
一、固定床气化工艺简介1、固定床气化的特点移动床(固定床)是一种较老的气化装置。
三种煤气化炉技术介绍一、概述煤气化技术的开发与应用大约经历了200年的发展历史。
煤气化技术按固体和气体的接触方式可分为固定床、流化床、气流床和熔融床4种,其中熔融床技术还没有实际应用开发,各种煤气化炉的模式见图1。
1.固定床。
固定床气化炉是最早开发出的气化炉,如图1(a)所示,炉子下部为炉排,用以支撑上面的煤层。
通常,煤从气化炉的顶部加入,而气化剂(氧或空气和水蒸气)则从炉子的下部供入,因而气固间是逆向流动的。
特点是单位容积的煤处理量小,大型化困难。
目前,运转中的固定床气化炉主要有鲁奇气化炉和BGC-鲁奇炉两种。
2.流化床。
流化床气化炉如图1(b)所示,在分散板上供给粉煤,在分散板下送入气化剂(氧、水蒸气),使煤在悬浮状下进行气化。
流化床气化炉不能用灰分融点低的煤,副产焦油少,碳利用率低。
3.气流床。
气流床气化炉如图1(c)所示,粉煤与气化剂(O2、水蒸气)一起从喷嘴高速吹入炉内,快速气化。
特点是不副产焦油,生成气中甲烷含量少。
气流床气化是目前煤气化技术的主流,代表着今后煤气化技术的发展方向。
气流床按照进料方式又可分为湿法进料(水煤浆)气流床和干法进料(煤粉)气流床。
前者以德士古气化炉为代表,还有国内开发的多元料浆加压气化炉、多喷嘴(四烧嘴)水煤浆加压气化炉;后者以壳牌气化炉为代表,还有GSP炉以及国内开发的航天炉、两段炉、清华炉、四喷嘴干粉煤炉。
二、三种先进的煤气化工艺我国引进并被广泛采用的三种先进煤气化工艺——鲁奇气化炉、壳牌气化炉、德士古气化炉。
1.鲁奇气化炉(结构见图2)属于固定床气化炉的一种。
鲁奇气化炉是1939年由德国鲁奇公司设计,经不断的研究改进已推出了第五代炉型,目前在各种气化炉中实绩最好。
德国SVZ Schwarze Pumpe公司已将这种炉型应用于各种废弃物气化的商业化装置。
我国在20世纪60年代就引进了捷克制造的早期鲁奇炉并在云南投产。
1987年建成投产的天脊煤化工集团公司从德国引进的4台直径3800mm 的Ⅳ型鲁奇炉,先后采用阳泉煤、晋城煤和西山官地煤等煤种进行试验,经过10多年的探索,基本掌握了鲁奇炉气化贫瘦煤生产合成氨的技术,现建成的第五台鲁奇炉已投产,形成了年产45万吨合成氨的能力。
生物质常压固定床气化炉安全评价标准生物质常压固定床气化炉是一种常见的生物质能转化设备,具有高效利用生物质资源、减少环境污染和减少对化石能源依赖的优点。
然而,随着生物质固定床气化技术的逐渐普及,其安全性问题备受关注。
本文将从深度和广度的角度对生物质常压固定床气化炉的安全评价标准进行全面评估,并撰写一篇有价值的文章。
一、生物质常压固定床气化炉的基本原理1. 生物质气化技术概述生物质气化是指将生物质颗粒、块状燃料或废弃物在缺氧条件下加热转化为可燃气体的过程。
生物质气化技术可以将生物质资源转化为可再生能源,具有环保和可持续发展的特点。
2. 常压固定床气化炉工作原理常压固定床气化炉是一种常见的生物质气化设备,其工作原理是将生物质颗粒或块状燃料置于固定的气化床内,通过控制气化剂的进气量和进气速度,使生物质在高温条件下发生热解反应,产生可燃气体。
二、生物质常压固定床气化炉的安全评价标准1. 安全性评价指标生物质常压固定床气化炉的安全性评价标准应包括设备结构安全、操作环境安全、气体排放安全、事故应急处理等方面的指标。
设备结构安全主要包括设备设计合理性、材料选用等;操作环境安全包括设备周围环境是否合格;气体排放安全需要考虑气体排放的浓度和组成等;事故应急处理要考虑设备可能出现的各种事故情况,并制定相应的应急预案。
2. 安全评价方法对于生物质常压固定床气化炉的安全评价,可以采用定量分析和定性分析相结合的方法。
定量分析可以通过数值模拟方法对气化炉内部的温度、压力、气体组成等参数进行分析;定性分析可以通过检测设备结构是否存在缺陷、操作环境是否符合要求等方面进行分析。
三、对于生物质常压固定床气化炉安全评价标准的个人观点和理解1. 安全是气化炉设备设计和运行的首要考虑因素,只有确保设备的安全性,才能更好地实现生物质资源的有效利用。
2. 安全评价标准应该是因地制宜的,针对不同地区和不同生物质类型的气化炉进行差异化的安全评价。
生物质气化炉形式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以简要介绍生物质气化炉的背景和重要性。
可以参考以下的内容:生物质气化炉是一种将生物质材料转化为可燃气体的设备,具有重要的能源转化和环境保护意义。
随着能源需求的增加和环境污染的日益严重,生物质气化炉作为一种清洁、高效能源转化技术受到了广泛关注和研究。
生物质是指从植物、动物及其代谢产物中获取的可再生有机物资,如木材、秸秆、农作物残渣等。
生物质气化炉通过热解、气化等过程将生物质转化成可燃气体,如生物质气、合成气等。
与传统能源转化方法相比,生物质气化炉具有低碳排放、环境友好、资源利用率高等优势。
在生物质气化炉的分类和形式方面,可以根据不同的气化介质、反应方式和气化产物等特性进行划分。
常见的生物质气化炉类型包括固定床气化炉、流化床气化炉、旋转气化炉等。
不同形式的生物质气化炉在气化效率、产物分布、操作灵活性等方面存在差异。
因此,了解生物质气化炉的不同形式和特点对于其应用和发展具有重要意义。
本文将从生物质气化炉的定义和原理、分类和形式,以及其应用和发展前景等方面进行全面介绍和分析。
通过深入了解生物质气化炉的优势、挑战和对环境、能源的影响,我们可以更好地把握生物质气化炉的发展方向,促进其在可再生能源领域的应用和推广。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以写为:文章结构部分旨在介绍本篇长文的组织框架和整体内容安排,以便读者能够更好地理解文章的脉络和主题展开。
首先,本篇长文将从引言开始,引言部分包括概述、文章结构和目的三个方面。
在概述中,将对生物质气化炉的概念和应用进行简要介绍,为后续内容的展开做铺垫。
接着,将介绍文章的结构,即各个章节的主题与内容安排,以帮助读者了解全文的逻辑结构。
最后,明确本篇长文的目的,即通过对生物质气化炉形式的研究与探讨,为读者提供全面而深入的了解和启发。
接下来,正文部分将分为三个主要章节:生物质气化炉的定义和原理、生物质气化炉的分类和形式、生物质气化炉的应用和发展前景。
几种固定床(移动床)气化炉的特点2009-02-21 10:05:37| 分类:默认分类|举报|字号订阅移动床(固定床)气化移动床气化又称固定床气化,属于逆流操作。
分为常压与加压两种。
常压法比较简单,但要求用块煤,低灰熔点的煤难以使用。
加压法是常压法的改进和提高,常用O2与水蒸气为气化剂,对煤种适应性大大提高。
属于这类炉型的气化炉有UGI炉、鲁奇(Lurgi)炉和液态排渣鲁奇(BGL)炉等。
(1) UGI炉固定床气化炉常压UGI炉以块状无烟煤或焦炭为原料,以空气和水蒸气为气化剂,在常压下生产合成原料气或燃料气。
该技术是20世纪30年代开发成功的,设备容易制造、操作简单、投资少。
但是,在日益重视规模化、环境保护和能源利用率的今天,这种常压煤气化技术设备能力低、三废量大以及必须使用无烟块煤等缺点变得日益突出。
①UGI炉单炉生产能力小。
即使是最大的3.6m炉,单炉的产气量也只有12000m3/h(标)左右,使得气化炉数量增多,布局十分困难。
②UGI炉生产现场操作环境恶劣。
一层潮湿,二层闷热,三层升腾的蒸汽让人难以忍受。
③一个制气循环分为吹风、上吹、下吹、二次上吹、空气吹净5个阶段。
气化过程中大约有1/3的时间用于吹风和倒换阀门,有效制气时间少,气化强度低。
另外,需要经常维护气化区的适当位置,加上阀门开启频繁,部件容易损坏,因而操作与管理比较繁琐。
④来自洗气箱和洗气塔的大量含氰废水和吹风气,对河流和空气造成严重污染。
⑤UGI炉对煤质的要求极为严格,原料必须是25~80mm的无烟块煤,入炉煤必须经过筛选,筛选下来的粉煤和碎煤只能低价卖出或烧锅炉。
⑥UGI炉碳转化率低,渣中含碳量高达22%以上,造成煤的大量浪费。
⑦UGI炉出炉煤气中CO+H2只有70%左右,而且炉出口温度低,气体含有相当量的煤焦油,给气体净化带来困难。
UGI炉目前已属于落后的技术,国外早已不再采用。
我国的中小氮肥厂仍有3000多台UGI炉在运转。
煤气化技术及气化炉的应用目前,煤气化技术和气化炉的使用越来越广泛,我国的人口众多,国土面积也不小,但是仍旧处于资源短缺的环境污染的双重制约下。
我国的现有资源中,煤炭资源是比较充足的,占到了我国目前所有消耗能源的80%。
笔者从煤气化技术入手,对我国目前所使用的固定床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术进行了全面的分析和研究。
标签:煤气化技术;气化炉;煤种;应用1 固定床气化技术1.1 气化炉固定床气化技术所使用的气化炉主要是间歇固定床气化炉、鲁奇和鲁奇改进气化炉。
1.1.1间歇固定床气化炉对于间歇固定床气化炉来说,其本身的特点就是操作比较简单,但是从根本上来说其技术比较落后,而且能力和效率比较低。
对于很多间歇固定床气化炉来说,需要进行单台炉的投煤量控制,并将原料进行筛选。
1.1.2 鲁奇炉对于鲁奇固定气化工艺来说,其工艺是比较成熟的,在进行使用的时候,需要将其温度控制在900-1000℃,实现焦油的高气化效率,实现对气化热效率的高度控制。
在多种工艺中,这种艺的熟练程度比较高,而且原料的制备和排渣的处理相对来说比较容易,适合城市煤气的供应。
1.1.3鲁奇改进气化炉鲁奇改进气化炉实在鲁奇炉的基础上进行相应的改进实现的,这种改进可是使固态的排渣变为液态排渣。
该气化炉可直接气化含水量大于20%的煤,在1400~1600℃高温气化条件下,蒸汽用量可大幅下降。
这种炉体本身的结构相对来说比较简单,一般采用的就是常规压力容器材料和常规的耐高温炉衬和循环的冷却水夹套。
1.2 原料煤要求1.3 国内应用情况对于一般气化炉的使用在我国的东北地区的使用是比较多的,利用鲁奇炉的主要是内蒙古的一些公司,使用鲁奇改进炉的是我国的山西省梅花公司。
所以,对于一般气化炉的使用比较多的,而且占到了全部使用量的60%以上。
2 流化床气化技术2.1 气化炉2.1.1 恩德气化炉恩德气化炉是经过温克勒气化炉改进得来的,是应用于生产燃料气和合成氨等。
气化炉技术简介
气化炉是一种将燃料转化为气体的设备,主要用于生产煤气、合成气、水煤浆等气体燃料。
气化炉的工作原理是利用燃料与氧气反应产生高温气流,将燃料转化为气化物。
气化炉技术可以分为多种类型,其中常用的有固定床气化、流化床气化、壁式气化、旋转气化等。
每种气化炉技术有其独特的特点和应用范围。
固定床气化炉是一种最早应用的气化炉技术,主要用于气化煤、木材、生物质等。
其特点是在一个固定的垂直炉床中加入燃料,通过在上部喷入气体使其气化,然后将气化气体经过冷却、除尘处理后作为燃料使用。
流化床气化炉是一种以流化床技术为基础的气化炉,主要用于气化煤、生物质等。
其特点是利用高速气流将燃料悬浮在气流中,形成床层,然后在床层中加热气体使其气化,并将气化产物从床层中带走。
壁式气化炉是以固定床气化为基础的气化炉技术,主要用于气化煤、石油焦等。
其特点是利用旋流器将燃料投入炉膛,然后在炉壁上加热使其气化,并将气化产物从顶部排出。
旋转气化炉是一种采用旋转床技术的气化炉,主要用于气化生物质。
其特点是将燃料放置在旋转床中,然后旋转床加热将燃料气化,并将气化产物通过顶部排出。
气化炉技术具有高效节能、减少污染等优点,已广泛应用于化工、能源、冶金等行业。
生物质气化炉形式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:生物质气化技术是一种重要的生物质能转化技术,可以有效地将生物质资源转化为燃气或液体燃料,以实现能源的可持续利用。
生物质气化炉作为生物质气化技术的核心装置,起着至关重要的作用。
在生物质气化炉形式方面,目前主要包括固定床气化炉、流化床气化炉、循环流化床气化炉、包管床气化炉和转床气化炉等几种形式。
固定床气化炉是一种较为简单且主要用于小规模生物质气化装置的气化炉形式。
固定床气化炉的主要特点是系统结构简单,操作容易,但气化效率较低,需要长时间的气化反应。
固定床气化炉属于间歇式气化方式,适用于生物质产生性能较差的情况,但由于气化效率低,故而不适用于大规模气化生产。
流化床气化炉是一种较为常见且适用于中小规模生物质气化装置的气化炉形式。
流化床气化炉的主要特点是气化效率高,操作灵活,气化反应较为迅速。
流化床气化炉属于连续式气化方式,适用于生物质产生性能较好的情况,可实现较高效率的气化生产。
流化床气化炉在生物质气化生产中应用广泛,是目前生物质气化技术中较为成熟的气化炉形式。
循环流化床气化炉是在流化床气化炉基础上发展而来的一种高效气化炉形式。
循环流化床气化炉采用特殊的气体循环系统,能够有效地提高气化效率和气化产能,同时降低气化过程中的能耗和废气排放。
循环流化床气化炉在生物质气化领域有着广泛的应用前景,特别适用于需求较高气化效率和气化产能的项目。
包管床气化炉是一种新兴的气化炉形式,采用高效的气体固体反应器,能够有效地改善气化反应的均匀性,提高气化效率。
包管床气化炉在生物质气化领域中具有较好的应用潜力,可以满足不同规模和不同品种生物质气化项目的需求。
转床气化炉是一种先进的气化炉形式,采用旋转式的气体固体反应器,能够实现高效的气化反应和气体产生。
转床气化炉在生物质气化领域中具有较高的气化效率和气化产能,适用于大规模生物质气化项目的需求。
总的来说,生物质气化炉形式多样,每种形式都有其独特的优势和适用范围。
生物质固定床气化炉生物质固定床气化炉主要分为两大类的用途,一是为工业设备加热,二是为民用提供炊事燃气。
(一)生物质固定床气化炉炉窑供能技术工作原理:利用气化炉生产的可燃气体,通过管道输送到炉窑设备,在合理的空气配比下燃烧,为其提供能量。
技术特点:(1)采用生物质原料如秸秆、锯末、花生壳,与煤相比无污染,来源丰富,与油和天然气相比价格低廉。
国家环保局不但允许在城区燃用生物质供能,而且大力提倡利用清洁的可再生能源。
(2)气化强度高,完全可以为实际需要提供足够的能量。
(3)燃烧温度达1200℃以上。
(4)燃烧纯净,不会导致堵塞,粘结等问题。
(5)输送方便,可以一台气化炉供多个用能点使用。
应用场合:工厂锅炉、洗浴、宾馆等一切用能场所。
(二)饭店用气化炉现在许多城市城区不允许烧煤,而烧油和天然气成本又太高。
随着煤价的不断上涨,大中型饭店的燃料消耗费用变得很高,因此迫切需要采用新型的经济燃料。
饭店用生物质气化炉是比较理想的产品,它利用生物质原料产生生物质燃气,通过管道输送至灶头,即可用于一切炊事活动。
相比于直接燃烧15%的热效率,气化燃烧的效率达到75%以上。
生物质颗粒由生物质原料如玉米秆、锯末等压制而成,由于密度大幅度提高,其运输、贮存变得十分容易。
采用颗粒原料气化,燃气比较稳定,持续时间也长。
特别是生物质颗粒燃料价格便宜,与燃煤、燃油、燃天然气相比,具有极大的经济效益。
(三)生物质固定床气化炉秸秆气化集中供气技术秸秆气化集中供气技术的应用是适应农村经济的发展和农民生活水平的提高及国民环保意识的增强而发展起来的。
这项技术的应用,开创了农村利用低品位生物质能源供应现代生活燃气的新事业,它对于改善农民生活质量,解放劳动力,增强就业机会,消化农村大量剩余秸秆,降低国家优质能源消耗、减少环境污染具有重要意义。
1.项目的技术可行性1.1气化原理秸秆气化技术,就是生物质原料在缺氧状态下加热反应的能量转换过程。
秸秆一般由碳、氢、氧等元素和灰分组成,当它们被点燃时,供应少量空气,并且采取有效措施控制其反应过程,使碳、氢元素变成一氧化碳、甲烷、氢气等可燃气体,秸秆中大部分能量都转移到气体中,这就是气化。
鲁奇加压固定床气化技术的开发及应用煤炭气化是重要的洁净煤技术之一,广泛应用于生产化工合成气、工业燃料气、城市煤气等。
随着对提高煤炭利用效率的重视和环保要求日趋严格,目前正积极开发煤炭液化技术、整体煤气化联合循环发电技术及燃料电池、氢能等新技术,这些技术的应用同样离不开煤炭气化,因此煤炭气化技术将起到越来越重要的作用。
固定床气化是目前应用最多的煤炭气化技术,从世界范围看,常压固定床气化技术基本上不再发展,而鲁奇加压气化技术则不仅得到广泛应用,而且发展势头良好,本文将简要介绍鲁奇加压气化技术的开发和应用情况。
1.鲁奇加压固定床气化技术的发展1936年,在德国Hirschfelde建立直径为1.1m的试验装置,做了许多试验工作,在此基础上设计了第一代鲁奇加压固定床气化炉,1939年投人生产。
第一代气化炉只能气化非粘结性煤,而且气化强度低,炉径Φ2600mm,生产能力为5000-8000m3/h。
1954-1969年,为了气化弱粘结性烟煤和提高单炉的生产能力,德国鲁尔煤气公司和鲁奇公司合作,在试验炉上进行了各种不同变质程度的煤种试验,并在此基础上建设了一大批工厂,所用气化炉内径Φ2600/3700mm,设搅拌装置,后者生产能力达32000-45000m3/h。
1969年以后,为了生产合成天然气的需要,在英国西田和南非萨索尔进行了美国东部和西部煤的试验获得成功,并对鲁奇炉的搅拌装置作了进一步的改进,使之可气化一般粘结性的烟煤,扩大了煤种使用范围。
此种第三代鲁奇炉,内径为Φ3800mm(MarkIV型),生产能力达35000-50000m3/h。
从1980年起,在南非萨索尔一厂又建立了Φ5000mm的MarkV型原型气化炉,其煤气产量达到100000m3/h。
在鲁奇炉的基础上,又开发了二种新技术:1)鲁尔-100气化炉。
开发的目的主要是通过提高操作压力,提高气化强度,同时扩大煤种范围,以更经济地生产天然气等。
固定床反应炉前言煤炭气化是煤炭转化中实现煤的清洁高效利用的重要过程之一,用于煤炭气化的反应炉有多种类型,按照气固接触的方式,有固定床、流化床、夹带床及融盐床等。
其中,固定床煤气化反应炉因其高热效率和操作系统简单方便而得到广泛应用。
目前世界上煤的气化约89%为固定床气化,10%为夹带床,仅有1%为流化床气化。
目录一、固定床常压反应器的类型 (3)1.1、绝热式固定床反应器(3M-21型混合煤气发生炉) (3)1.1.1、结构及特点 (3)1.1.2、各部件的作用 (3)1.2、换热式固定床反应器(UGI型水煤气发生炉) (4)1.2.1、结构及特点 (4)1.2.2、各部件的作用 (4)二、固定床加压发生炉 (5)2.1、加压鲁奇炉的结构特点 (5)2.2、加压鲁奇炉的操作步骤 (5)2.3、工艺参数控制 (6)三、影响固定床反应器的基本调节 (6)3.1、常压、加压时温度调节 (6)3.2、常压、加压时压力调节 (6)3.3、常压、加压时流量调节 (6)四、固定床反应器的防护与维护(常压、加压) (6)五、参考文献 (7)一、固定床常压反应器的类型根据煤和气体的流动方式,常压固定床煤气化反应炉有逆流式,共流式和错流式,其中以逆流式过程最为普遍。
常压固定床是最早使用的气化工艺,在气化炉内,煤是分阶段进入,随着反应时间的延长,燃料逐渐下降,经过前述的干燥、干馏、还原和氧化等各个阶段,最后以煤渣的形式不断排出,而后补加新的燃料,其操作方法有间歇式,连续式气化法。
1.1、绝热式固定床反应器(3M-21型混合煤气发生炉)3M-21型煤气发生炉不带搅拌破粘性装置,适合与气化贫煤、无烟煤和焦煤等比黏结性燃料,气化剂用空气和水蒸汽,湿式排渣,炉膛内径为3000mm,产气量为4500m3/h,多用于治金、玻璃等行业作为燃料气的生产装置。
1.1.1、结构及特点3M-2l型气化炉的主体结构由四部分组成:炉上部有加煤机构、中部为炉身、炉底部有除灰装置、气化剂的入炉装置。
三种煤气化炉技术介绍煤气化是一种利用化学反应将固体煤转化为可燃气体的技术过程,可以将煤转化为煤气、合成气和合成油等能源。
煤气化可以通过不同的煤气化炉技术实现,下面将介绍三种常见的煤气化炉技术。
1.固定床煤气化炉:固定床煤气化炉是最早应用的煤气化技术之一、在固定床煤气化炉中,煤炭被填充在炉膛中,煤气化反应通过从煤床底部通入的氧气或氧气与蒸汽的混合物进行。
煤床通过由炉膛底部从下而上通过的气流进行流化,从而促进反应的进行。
在固定床煤气化炉中,煤气化反应主要发生在煤床下部的炉膛区域,温度通常在900°C至1400°C之间。
固定床煤气化炉的优点是操作稳定、适应性强,但由于床层热阻较大,炉温难以控制并且煤气质量较低。
2.流化床煤气化炉:流化床煤气化炉是一种采用流化床技术进行的煤气化工艺,该技术首次在20世纪60年代得到应用。
在流化床煤气化炉中,煤炭经过细磨和干燥后与气化剂(如氧气和水蒸汽的混合物)一起输入炉膛。
煤炭在流化床内扬起并形成流化状态,反应通过高速气流中的煤颗粒与气体热交换实现。
在流化床煤气化炉中,温度通常在800°C至1000°C之间。
流化床煤气化炉具有热传递效率高、反应速度快的优点,产生的煤气质量较高,但操作复杂,需要高流速和高压力的气流。
3.级联煤气化炉:级联煤气化炉是一种将两个或多个煤气化反应装置相连接以提高反应效率和煤气品质的技术。
在级联煤气化炉中,通常使用高温煤气化反应器作为第一级反应器,将煤炭和气化剂进行气化反应;然后,将第一级反应器的产物气流引入低温煤气化反应器中进行进一步的气化和合成反应。
级联煤气化炉可通过优化不同反应器之间的温度和气体组成来实现高效率的煤气化过程。
级联煤气化炉的优点是可以提高煤气化效率和产气量,并可根据需要调整煤气的组成。
综上所述,固定床煤气化炉、流化床煤气化炉和级联煤气化炉是三种常见的煤气化炉技术。
每种技术都有其特点和适用范围,可以根据具体需求选择合适的煤气化炉技术。
固定床气化炉的特点及应用
固定床气化炉是一种常见的气化设备,用于将固体燃料转化为气体燃料,以供热能或化工原料使用。
它具有以下几个特点:
1. 固定床结构:固定床气化炉采用了固定床结构,即将燃料固定在炉膛中,通过燃料的逐层递进气化,使得气化反应更加均匀和稳定。
2. 高热效率:固定床气化炉具有较高的热效率,能够充分利用燃料的热值,最大程度地将固体燃料转化为气体燃料。
同时,固定床结构也使得炉膛能够有效地吸收和利用废热,提高了热效率。
3. 灵活性:固定床气化炉能够适应不同种类的固体燃料,如木材、碳黑、秸秆等,具有较高的灵活性。
此外,固定床气化炉还可以用于试验和研究,可对不同燃料和气化条件进行实验,得到相应的气化效果和参数。
4. 适用范围广:固定床气化炉可以广泛应用于能源、化工、冶金等行业,用于生产燃气、合成气、发电气等气体燃料。
近年来,随着可再生能源的重要性的日益增强,固定床气化炉也广泛应用于生物质能源领域,将木材、秸秆等生物质转化为可再生的气体燃料。
固定床气化炉的应用主要有以下几个方面:
1. 煤炭气化:固定床气化炉在煤炭气化领域具有广泛的应用。
通过固定床气化炉,煤炭中的碳氢化合物和灰分可以被有效转化为高热值的合成气,供热、供电和合成化工原料使用。
2. 生物质能源利用:固定床气化炉在生物质能源利用中发挥着重要作用。
生物质如木材、秸秆等可通过固定床气化炉转化为可再生的合成气,可用于供热、供电以及替代化石燃料的合成化工原料。
3. 废弃物处理:固定床气化炉能够有效处理和利用各种固体废弃物,如生活垃圾、工业废料等。
通过固定床气化炉,固体废弃物中的有机物能够转化为合成气,减少废弃物的体积和对环境的影响。
4. 中小型能源系统:固定床气化炉由于其结构简单、操作方便等特点,适用于中小型能源系统的建设。
中小型气化系统可以在远离传统能源供应网络的地方提供能源,解决了能源的供给问题。
5. 实验研究:固定床气化炉还可以用于试验和研究领域。
实验室中的小型固定床气化炉可以用于研究不同燃料和气化条件下的反应机理和反应动力学等问题,为气化技术的进一步发展提供参考。
总之,固定床气化炉作为一种常见的气化设备,在能源转化和废弃物处理等方面具有重要的应用价值。
随着可再生能源的发展和环境保护意识的提高,固定床气
化炉的应用前景将会更加广阔。