气化炉比较
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1。
Lurgi加压气化炉Lurgi炉是一种固定床加压气化炉。
严格来说,Lurgi加压气化炉属于第一代煤气化技术,但自发明以来不断得到改进,至今在南非仍有大规模使用。
Lurgi气化工艺具有以下特点:(1)使用粒度在5~50mm之间的粒煤;(2)可能气化从褐煤到无烟煤的各种煤,但对原料的热稳定性、机械强度、粘结剂等性能指标有一定要求;(3)操作压力从2~3MPa;(4)气化烟煤时,粗煤气中CO:15%~25%;CO2:24%~34%;H2:34%~40%;CH4:9%~13%;(5)炉顶煤气温度250~350℃;(6)单炉产气量30000~50000Nm3/h;(7)冷煤气效率可达80%。
从以上工艺特点可以看出,Lurgi的煤气温度较低,煤气中CH4及焦油含量较高,粗煤气净化和焦油处理单元不可避免,由此引起的环保问题比较突出。
从煤气成份来看,Lurgi是最适合于直接还原的制气技术,只要对煤气进行脱碳处理后就可以直接供还原竖炉使用。
2 。
Texaco水煤浆气化炉Texaco炉是美国Texaco公司在重油气化基础上开发出的煤气化技术,是目前商业业绩最多的第二代气流床气化工艺,优点是压力高,运行和操作经验丰富,气化温度高,煤气有效成分高,主要技术特点如下:(1)进料采用75%以上-200目煤粉制成的水煤浆,煤浆中煤粉质量分数为65~70%。
理论上Texaco可用于各种煤的气化,但经验表明最适宜的煤种应是灰熔点为1300℃左右、灰分低于20%的煤种;(2)气化压力从2.6~8.4MPa;(3)碳转化率在95%以上,冷煤气效率可达到70%以上;(4)干煤气中的(CO+H2)有效气成份在80%以上,CO约占49%,H2约占31%,CO2约占18%(大同煤);(5)气化温度达到1300~1400℃,水激冷后的粗煤气温度为200~260℃。
如果采用热能回收式气化炉,粗煤气的温度换热后从1370℃降至400℃;(6)采用单喷嘴、热壁炉的设备形式,喷嘴寿命平均在1500h,耐材寿命在1~2年,所以必须设有备用系统;(7)生产1000Nm3(CO+H2)有效气的氧耗在400Nm3左右,煤耗在640kg左右;(8)单炉设计最大日处理煤量可达到2000t。
多类水煤浆气化炉的基本概况比较一、Texaco水煤浆气化1945 年美国德士古公司在洛杉矶蒙特贝洛建成第一套中试装置,20 世纪70 年代开发并推出具有代表性的第二代加压水煤浆气化技术,80 年代投入工业化生产。
该水煤浆气化炉采用单喷嘴下喷式的进料方式,壁炉为耐火砖,采用水激冷流程净化除尘,在发电项目中采用废锅流程回收热量。
单炉目前最大日投煤量可达2000t 操作压力有4Mpa 、6.5Mpa 和8.4Mpa ,操作温度为1350 左右,有效气体成分(CO+H2 )含量为82%左右,它的主要优点流程简单、煤种适应性广、压力较高、气化强度高、有利于环保、技术成熟、投资较低(但专利转让费用高15.9 元/kNm3)。
我国最早引进该技术的是山东鲁南化肥厂,于1993 年投产,现在为多家企业所使用。
不足之处是该技术对煤质有较严格的限制(灰熔点<1250℃)、气化效率和碳转化率相对较低、比氧耗高、总能耗略高、耐火砖寿命短不足两年、喷嘴运行一般为50 天左右,不足三个月要维护或更换,黑水管线易堵塞、结垢、磨蚀,激冷环、激冷室易出问题等。
为了提高经济性,得到较高的气化效率及较好的合成气组分,要求水煤浆浓度(58%—65%)且稳定性和流动性(黏度<1200mpa.s)较好。
2.7—6.5Mpa1300— 1500℃ 60%以上,粒度分布 70%以上大于610(kg/kNm3 有效气) 400(Nm3/kNm3 有效气) 95%—99% 72% 有效成分( CO+H2 )78%—82% 大于 25MJ/kg 小于 15%,最好小于 12% 大于 25% 内水≤ 8% 1300℃以下,最好小于 1250℃ 、多喷嘴对置式水煤浆气化多喷嘴对置式水煤浆气化技术是华东理工大学研究开发, 是对 Texaco 气化炉技术的改进,通过四个对称布置在气化炉中上 部同一水平的工艺喷嘴将煤浆与氧气混合喷入炉内, 使颗粒产生 湍流弥散、震荡运动、对流加热、辐射加热、煤浆蒸发、颗粒中 挥发物的析出、气相反应、灰渣的形成等过程。
各种气化炉型的比较1.常压固定床间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术目前我国氮肥产业主要采用的煤气化技术之一,其特点是采用常压固定床空气、蒸汽间歇制气,要求原料为准 25~75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重,属于将逐步淘汰的工艺。
2.常压固定床无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用?准 8~10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合用于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术进行改进。
3.鲁奇固定床煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气。
其产生的煤气中焦油、碳氢化合物含量约1%左右,甲烷含量约10%左右。
焦油分离、含酚污水处理复杂,不推荐用以生产合成气。
4.灰熔聚煤气化技术中国科学院山西煤炭化学研究所技术。
其特点是煤种适应性宽,属流化床气化炉,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状灰渣排出。
可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤、石油焦,投资比较少,生产成本低。
缺点是操作压力偏低,对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待进一步解决。
此技术适合于中小型氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5.恩德粉煤气化技术属于改进后的温克勒沸腾床煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料煤不粘结或弱粘结性,灰分<25%~30%,灰熔点高、低温化学活性好。
在国内已建和在建的装置共有13套22台气化炉,已投产的有16台。
属流化床气化炉,床层中部温度1000~1050℃。
目前最大的气化炉产气量为4万m3/h半水煤气。
缺点是气化压力为常压,单炉气化能力低,产品气中CH4含量高达1.5%~2.0%,飞灰量大、对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待解决。
生物质气化炉的优势生物质气化炉是一种能够将生物质转化成可变气状燃料的设备。
它利用热解反应将原料转化为可用气体,主要由干燥、预处理、热解和气体净化四个部分组成。
现在越来越多的人开始选择使用生物质气化炉,因为它有很多优势。
1. 高效节能生物质气化炉具有高效节能的特点。
传统的燃煤锅炉和燃气锅炉的燃烧过程中产生的热量很难完全利用,很多热能都被浪费了。
但是生物质气化炉采用的是气体化技术,它能够充分利用燃料的热能,不仅燃烧效率高,而且也不会产生二氧化碳等有害气体,对环境有着很大的保护作用。
2. 低碳环保生物质气化炉的另一个优势是它的低碳环保特性。
我们知道,传统的燃煤锅炉和燃气锅炉燃烧时会产生很多有害气体,如二氧化碳、二氧化硫等,对环境造成相当大的污染。
但是生物质气化炉不会产生这些有害气体,它的燃烧废气中主要是水蒸气、CO、CO2以及少量的NOx和SOx。
3. 处理成本低生物质气化炉的处理成本也相对比较低。
由于其燃料来源广泛,可以处理各种生物质废弃物,如秸秆、木屑、农作物残差等,并且在处理过程中可以将残留物再利用,节约了资源和处理费用。
这对于一些农村地区的废弃物处理是一个非常好的解决方案。
4. 多用途生物质气化炉不仅可以用作供热设备,还可以作为发电设备,不同的燃料在不同的条件下可以转化成不同的燃气,可用于不同的能源利用,可以满足用户不同的能源需求。
同时,它还可以用于工业热处理、干燥设备等领域。
5. 可再生能源生物质气化炉是一种可再生能源设备,它的燃料来源十分广泛,不仅能够利用工业废弃物、木材废料等,还能够利用生活垃圾、畜禽粪便等废弃物转化成燃气,这可以起到减轻压力和保护环境的作用,拥有很大的市场前景。
结语综上所述,生物质气化炉不仅能够高效节能、低碳环保、处置成本低、多用途、可再生能源等优势,将在今后得到广泛的应用和推广。
同时,生物质气化炉还有存在一些技术难题,如气体净化、燃气中扰动流等方面,需要不断地改进和提高。
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。
多类水煤浆气化炉的基本概况比较一、Texaco水煤浆气化1945年美国德士古公司在洛杉矶蒙特贝洛建成第一套中试装置,20世纪70年代开发并推出具有代表性的第二代加压水煤浆气化技术,80年代投入工业化生产。
该水煤浆气化炉采用单喷嘴下喷式的进料方式,壁炉为耐火砖,采用水激冷流程净化除尘,在发电项目中采用废锅流程回收热量。
单炉目前最大日投煤量可达2000t操作压力有4Mpa、6.5Mpa和8.4Mpa,操作温度为1350左右,有效气体成分(CO+H2)含量为82%左右,它的主要优点流程简单、煤种适应性广、压力较高、气化强度高、有利于环保、技术成熟、投资较低(但专利转让费用高15.9元/kNm3)。
我国最早引进该技术的是山东鲁南化肥厂,于1993年投产,现在为多家企业所使用。
不足之处是该技术对煤质有较严格的限制(灰熔点<1250℃)、气化效率和碳转化率相对较低、比氧耗高、总能耗略高、耐火砖寿命短不足两年、喷嘴运行一般为50天左右,不足三个月要维护或更换,黑水管线易堵塞、结垢、磨蚀,激冷环、激冷室易出问题等。
为了提高经济性,得到较高的气化效率及较好的合成气组分,要求水煤浆浓度(58%—65%)且稳定性和流动性(黏度<1200mpa.s)较好。
1、典型的工艺技术数据:(1)气化压力: 2.7—6.5Mpa(2)气化温度:1300—1500℃(3)煤浆浓度:60%以上,粒度分布70%以上大于200目(4) 原料煤消耗:610(kg/kNm3有效气)(5) 氧耗:400(Nm3/kNm3有效气)(6) 碳转化率:95%—99%(7) 冷煤气效率:72%(8) 煤气组分:有效成分(CO+H2)78%—82%2、煤炭质量要求:(1)发热量:大于25MJ/kg(2)灰分:小于15%,最好小于12%(3)挥发分:大于25%(4)水分:内水≤8%(5)灰熔点:1300℃以下,最好小于1250℃(6)可磨性要好二、多喷嘴对置式水煤浆气化多喷嘴对置式水煤浆气化技术是华东理工大学研究开发,是对Texaco气化炉技术的改进,通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平的工艺喷嘴将煤浆与氧气混合喷入炉内,使颗粒产生湍流弥散、震荡运动、对流加热、辐射加热、煤浆蒸发、颗粒中挥发物的析出、气相反应、灰渣的形成等过程。
煤制合成气技术比较作者/来源:陈英1,任照元2(1.兖矿鲁南化肥厂,山东滕州277527;2.水煤浆气化及煤化工国家工程研究中日期:2009-1-13Texaco水煤浆气化、Shell粉煤加压气化和GSP气化技术都是典型的洁净煤气化技术,各有特点,各企业在改造或新建时应根据煤种、灰熔点、装置规模、产品链设定和投资情况进行合理选择。
下面就上述气化技术及其选择和使用情况进行分析和评价,供大家参考。
1 Shell气流床加压粉煤气化该工艺在国外还没有用于化肥生产的成功范例。
中石化巴陵分公司是第一家引进该技术用于化肥原料生产的厂家。
到目前为止,国内已先后有18家企业引进了此项技术(装置)。
但该工艺选择的是废锅流程,由于合成原料气含有的蒸汽较少,3.0MPa下仅为14%;因此用于生产合成氨后续变换工序要补充大量的水蒸气,用于甲醇生产也要补充一部分水蒸气于变换工序,工艺复杂,也使系统能量利用不合理。
湖北双环科技股份有限公司是第一家正式投运的厂家,于2006年5月开始试车。
据反映,试车期间曾发生烧嘴处水冷壁烧漏,输煤系统不畅引发氧煤比失调、炉温超温,渣口处水冷壁管严重腐蚀,水冷液管内异物堵塞和烧嘴保护罩烧坏等问题。
引进该技术的项目投资大。
2006年5月贵州天福与Shell签约,气化岛规模为每小时17.05万m3CO+H2,投资9.7亿元人民币,为同规模水煤浆气化岛投资的1.8倍。
气化装置设备结构复杂,制造周期长。
气化炉、导管、废锅内件定点西班牙、印度制造,加工周期14~18个月,海运3个月;压力壳可国内制造,但材料仍需进口,周期也较长;设备、仪表、材料的国产化率与水煤浆气化相比差距比较大。
建厂时间长(3~5 a),将使企业还贷周期长,财务负担加重。
2001年与Shell签约的中石化巴陵分公司、湖北双环、柳州化工股份有限公司只有双环于2006年5月试车;2003年与Shell签约的中石化湖北化肥分公司、中石化安庆分公司、云天化集团公司、云维集团沾化分公司只有安庆于2006年10月开始煮炉。
3组主要⽓化⼯艺及8种典型⽓化炉图⽂详解! ⼀、⽓化简介 ⽓化是指含碳固体或液体物质向主要成分为H2和CO的⽓体的转换。
所产⽣的⽓体可⽤作燃料或作为⽣产诸如NH3或甲醇类产品的化学原料。
⽓化的限定化学特性是使给料部分氧化;在燃烧中,给料完全氧化,⽽在热解中,给料在缺少O2的情况下经过热降解。
⽓化的氧化剂是O2或空⽓和,⼀般为蒸汽。
蒸汽有助于作为⼀种温度调节剂作⽤;因为蒸汽与给料中的碳的反应是吸热反应(即吸收热)。
空⽓或纯O2的选择依⼏个因素⽽定,如给料的反应性、所产⽣的⽓体⽤途和⽓化炉的类型。
⽓化最初的主要应⽤是将煤转化成燃料⽓,⽤于民⽤照明和供暖。
虽然在中国(及东欧)⽓化仍有上述⽤途,但在⼤多数地区,由于可利⽤天然⽓,这种应⽤已逐渐消亡。
最近⼏⼗年中,⽓化主要⽤于⽯化⼯业,将各种碳氢化合物流转换成'合成⽓',如为制造甲醇,为⽣产NH3提供H2或为⽯油流氢化脱硫或氢化裂解提供H2。
另外,⽓化更为专门的⽤途还包括煤转换为合成汽车燃料(在南⾮应⽤)和⽣产代⽤天然⽓(SNG)(⾄今未有商业化应⽤,但在70年代末和80年代初已受到重视)。
⼆、⽓化⼯艺的种类 有多种不同的⽓化⼯艺。
这些⼯艺在某些⽅⾯差别很⼤,例如,技术设计、规模、参考经验和燃料处理。
最实⽤的分类⽅法是按流动⽅式分,即按燃料和氧化剂经⽓化炉的流动⽅式分类。
正像传统固体燃料锅炉可以划分成三种基本类型(称为粉煤燃烧、流化床和层燃),⽓化炉分为三组:⽓流床、流化床和移动床(有时被误称为固动床)。
流化床⽓化炉完全类似于流化床燃烧器;⽓流床⽓化炉的原理与粉煤燃烧类似,⽽移动床⽓化炉与层燃类似。
每种类型的特性⽐较见表1。
表1 各种⽓化炉⽐较 * 如果在⽓化炉容器内有淬冷段,则温度将较低。
1.⽓流床⽓化炉 在⼀台⽓流床⽓化炉内,粉煤或雾化油流与氧化剂(典型的氧化剂是氧)⼀起汇流。
⽓流床⽓化炉的主要特性是其温度⾮常⾼, 在⼀台⽓流床⽓化炉内,粉煤或雾化油流与氧化剂(典型的氧化剂是氧)⼀起汇流。
德士古气化炉的优缺点理费用; 第四, 气化炉渣为固态排放物, 没有飞灰等带出, 不污染环境, 而且是良好的建筑材料。
当然, 德士古气化工艺虽然与传统的煤气化工艺比较有诸多优势, 但它并非完美无缺, 需进一步改进的明显不足有以下几点:( 1) 制浆噪音大。
煤在磨制( 球磨、棒磨) 成煤浆的过程中, 由于磨料( 钢球、钢棒) 的相互碰撞, 不可避免地产生噪音污染, 一般制浆厂房的噪音都在95dB 以上, 给现场操作人员的身体健康带来极为不利的影响。
( 2) 煤浆泵备件消耗高。
淮化公司用于给气化炉送料的高压煤浆泵, 使用的是液压隔膜泵。
其主要备件隔膜及单向阀的使用寿命基本在4~6 个月, 其中单向阀每套价格在11500 元左右, 隔膜每只约8000 元, 每台泵需用单向阀6 套, 隔膜3 只, 维护费用很高; 并且到目前为止, 该类备件完全依赖进口, 购买周期长, 给稳定生产带来隐患。
( 3) 水煤浆气化氧耗高。
德士古气化炉氧耗一般都在400Nm3/1000Nm3 ( CO+H2) 以上。
为了降低氧耗, 需选择灰份低、灰熔点低的煤, 且煤的成浆性要好, 以便制得高浓度的煤浆, 减少气化炉内气化水而耗氧。
当煤的灰份、灰熔点上升, 成浆性能降低时, 氧耗将大幅度提高, 同时助熔剂、煤浆添加剂、炉砖的消耗也迅速上升,降低了系统的经济效益。
( 4) 需备用热源。
德士古气化炉投料时, 其炉内温度必须在1000℃以上方可, 这就要求本系统外有备用热源设备, 已经超出了大部分工矿企业常规的水、气、汽公用工程; 另外, 如果需要维持热备用炉, 其能耗是很大的, 需煤气150~1500Nm3/h、空气150~1500Nm3/h 及部分抽引蒸汽和冷却水。
( 5) 气化炉耐火材料寿命短。
气化炉耐火材料一般包括背衬砖、支撑砖及向火面砖。
其中向火面砖的使用寿命是决定气化炉能否长周期运行、降低生产成本的关键因素之一。
在淮化公司新建“1830”的时候, 世界上使用最多的是法国砖、奥地利砖及美国砖, 进口到国内一炉砖需要75 万美元( 约合人民币600 万元) , 其使用寿命在1~1.5 年左右。
气化炉和普通炉有什么区别气化炉和普通炉有什么区别1、工作原理不同,气化炉指的是用秸秆等生成可以燃烧的气体,然后用可燃气体进行供气燃烧加热炉体。
普通的炉子是直接用柴火或者是蜂窝煤起到一个加热的效果。
2、结构不同,气化炉构成较复杂,气化炉下面由出灰口、冷却夹套、水冷排结构、炉体、快开上出灰口、进料口密封盖等构成,秸秆气化炉的中上部分为炉体,不仅可以作为燃料装料仓,还可以作为燃烧室。
普通炉子的构成比较简单,只有出灰口、冷却夹套、炉体。
3、燃料不同,气化炉可以使用竹屑、刨花、菌渣废弃物和农业废弃物作为燃料,普通的炉子一般只可用煤炭为燃料。
气化炉分类高能秸秆红外线气化炉设计科学:气化炉由料筒、净化装置、管道、灶头等部分组成。
生物质燃料通过制气室,在密闭缺氧的条件下,采用干馏热解及化学氧化反应后产生一种可燃性气体,在氮气的支持和氧气的助燃下达到理想的燃烧效果。
该炉具装置系统本身具有生物质原料造气、燃气净化、自动分离的功能。
当燃料投入料筒内反应产生一氧化碳、氢气、甲烷、丙烷等可燃气体,燃气自动导入分离系统通过净化装置实行净化焦油、净化烟尘、净化水蒸气的程序,从而产生优质燃气,并通过管道输送到红外线灶头,燃烧十分完全;且内部耐火层设计了专用内胆,确保使用寿命在十年以上。
高效节能:不添加任何化工原料,将秸秆等可燃物直接转化为气体,热值高,燃烧效果好,并应用红外线燃烧技术,可得到较高的炉面温度(近1000摄氏度)。
由于红外线本身可以携带能量,不需要空气作为传播介质,且具有极强的穿透能力。
所以热效率大大提高,使物体加热时间缩短,从而使加热更加快捷、高效。
并缩短厨房劳动时间,减轻疲劳。
如喜欢猛火炒菜,选用红外线气化炉,效果更好!秸秆红外线气化炉技术是通过特殊的设计将木质或秸杆等生物质所产生的气体燃烧,其热量转化为红外线燃烧热辐射传递,由于燃烧方式与传统机理上的革命,使红外线灶具有普通燃气灶无可比拟的显著优势:在常规不炊事工作状态下,采用了梯级传热供暖方式,在零下20度的寒冷地区,能使60至100平方米的房屋温度提高至18~25度。
鲁奇加压气化炉和BGL加压化炉的比较鲁奇炉和BGL炉同属于移动床碎煤煤气化炉;煤在炉内均经过干燥、干馏、还原、氧化四个阶段;气化产物均为:粗煤气、煤焦油、中油等,煤气水中含有较多的酚、氨类物质;加煤系统、汽化炉本体、水夹套等结构基本相同。
现将其不同点比较如下:一、结构比较鲁奇炉和BGL炉主体结构基本相同,均由煤斗、煤锁、炉体、夹套、排灰系统等构成。
结构的主要不同点在于:鲁奇炉的蒸汽、氧气进气位置在炉箅子下部的布气块和炉箅子共同构成的四个半径依次缩小的布气上,而BGL炉则是通过四个对置的喷嘴进气;BGL炉在进气喷嘴附近可以加装粉煤进料喷嘴,可以直接喷入占总进料量30%左右的粉煤,而鲁奇炉无此结构,基本上不能气化粉煤;BGL炉的排灰系统为液态排渣,排灰系统由排渣口、激冷室、灰锁构成,在拍渣口附近有空气进口,以保证液态排渣,鲁奇炉的排灰系统由炉箅子和灰锁构成。
鲁奇炉结构图如下:BGL炉结构如下图:二、气化温度主要的不同点在于:气化温度不同,BGL炉气化温度高,一般1200-14000C(鲁奇900-1200 0C);气化效率是鲁奇炉的2-4倍;液态排渣(鲁奇为固态排渣);蒸汽分解率是鲁奇炉的3倍,废水产量约为鲁奇炉的25%。
具体比较如下:鲁奇炉要求气化温度低于煤的灰熔点,不能使灰渣熔化,否则会产生大块的灰渣堵塞排灰通道,因此、气化温度多选择在1000度左右;BGL汽化炉要求气化温度高于煤的灰熔点,以便使灰渣以液态排出,因此,气化温度多选择在1300度左右。
三、处理能力由于BGL汽化炉提高了气化温度,所以反应速度大大加快,使得单炉处理能力大大提高,一般情况是鲁奇炉的2-3倍左右,如:同样为3.8米内径的汽化炉,鲁奇炉日投煤量约900吨左右,BGL炉可达到2000吨以上。
四、蒸汽、氧气消耗BGL汽化炉蒸汽分解率高,蒸汽耗量约为鲁奇炉的30%,氧气耗量略高于鲁奇炉。
五、废水产量移动床气化工艺因经过了煤的干燥、干馏阶段,因此都要产生含油、酚、氨等物质,这些物质随未分解的水蒸气进入粗煤气,冷却分离后产生含油废水,BGL工艺由于提高了气化温度,提高了蒸汽利用率,所以废水产量大大降低,仅为鲁奇炉的25%左右。
气化炉参数
气化炉的参数可能会因型号和用途的不同而有所差异,但一般而言,以下是一些常见参数:
1. 型号:不同的气化炉有不同的型号,如GL250、GL320、GL480等。
2. 尺寸:气化炉的大小和形状各不相同,具体尺寸可能包括长、宽和高。
3. 电压和频率:这些参数通常用于描述气化炉所使用的电源,如电压(如220V)和频率(如50Hz)。
4. 燃料种类:气化炉可以使用的燃料种类可能包括天然气、液化气等。
5. 燃料出口尺寸:这表示燃料出口的大小,通常以英寸或寸为单位。
6. 使用效果:例如,每加料5公斤,可以持续使用燃气90-180分钟,途中不断气。
7. 功能:例如,使用粉碎料、颗粒料、气化燃料,能高温裂解制造出高能燃气(火焰为蓝色)。
使用纯木柴、秸秆(切成10公分左右),经热化学氧化后制造出燃气(紫红色火焰)。
8. 粘接材料:炉体连接处焊接率下降100%,整个炉体无焊接,采用化工原料配方,粘接后高温不开裂、不老化、不脱落、易拆除。
请注意,上述参数仅为参考,实际选择时还需要根据具体的用途和需要进行筛选。
如果您对某一类型的气化炉有具体需求或问题,可以查阅产品说明或者向制造商或销售商咨询。
1 煤炭气化是煤炭清洁利用的重要途径中国煤炭的特点是高硫、高灰煤比重大。
全国原煤平均灰分含量17.6%左右,平均硫分含量1.10%,其中13%的原煤含硫量高于2%。
西南地区煤炭中含硫量大于2%的占60%。
中国煤入洗率低,约80%原煤用于直接燃烧,燃煤排放出大量有害气体和烟灰,使生态环境遭到严重破坏。
统计表明,中国每年排入大气的污染物中有80%的烟尘,87%的SO2,67%的NOx。
来源于煤的燃烧。
同时,中国煤炭利用效率低。
除在大型和负荷稳定的燃烧工况下,其燃烧效率与石油和天然气相近外,其它非稳定负荷的燃烧过程热效率均低于石油和天然气,其平均利用效率仅 29%。
提高中国煤炭利用效率、减少煤炭燃烧带来的环境污染的根本途径是研制和推广应用煤炭优比利用技术。
发展煤炭气化技术是减少环境污染、节能、发展工业的重要措施。
中国适于气化的煤炭资源十分丰富,可适用于发生炉气化的褐煤、不粘煤、长焰煤和弱粘煤的储量占全国煤炭总储量的40%之多。
此外,还有适用于水煤气发生炉的无烟煤,以及流化床气化炉所用的细、粉煤和煤泥浆等。
煤炭气化是中国煤炭清洁利用的重要途径之一。
煤气化技术,尤其是高压、大容量气流床气化技术在国际上已经进入商业化阶段,显示了良好的经济与社会效益,代表着发展趋势。
中国"以煤代油"的能源政策促进了以煤制取城市、工业燃气技术的发展和其他相关技术的开发。
近20年来,中国煤气化科研和先进技术开发方面已取得了引人注目的成效。
2 煤气化技术以煤炭为原料,采用空气、氧气、CO2。
和水蒸气为气化剂,在气化炉内进行煤的气化反应,可以生产出不同组分不同热值的煤气。
为了提高煤气化的气化率和气化炉气化强度,改善环境,70年代以来发达国家加快了新一代煤气化技术的开发和工业化进程。
总的方向,气化压力由常压向中高压(8.5 MPa)发展;气化温度向高温(1500~1600℃)发展;气化原料向多样化发展;固态排渣向液态排渣发展。
固态床、流化床、气流床等几种不同类型的煤气化技术均取得了较大的进展和较好的效果。
2.1 固定床固定床(慢移动床),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22台炉子,多用于生产城市煤气;如以烟煤为原料用于生产合成气,CH4蒸汽转化工段(例如山西潞城引进装置)。
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。
2.1.1 固定床间歇式气化炉(UGI)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30年代开发成功的,投资少,容易操作,目前已属落后的技术,其气化率低原料单一、能耗高,间歇制气过程中,大量吹风气排空,每吨合成氨吹风气放空多达5 000 m3,放空气体中含CO、CO2、H2、H2S、SO2。
、NOx及粉灰;煤气冷却洗涤塔排出的污水含有焦油、酚类及氰化物,造成环境污染。
中国中小化肥厂有900余家,多数厂仍采用该技术生产合成氢原料气。
随着能源政策和环境的要来越来越高,不久的将来,会逐步为新的煤气化技术所取代。
2.1.2 鲁奇气化炉30年代德国鲁奇(Lurgi)公司开发成功固定床连续块煤气化技术,此后在世界各国得到广泛应用。
气化炉压力(2.5~4.0)MPa,气化反映温度(800~900)℃,固态排渣,气化炉已定型(MK~1~MK-5),其中MK-5型炉,内径4.8m,投煤量(75~84)t/h,粉煤气产量(10~14)万m3/h。
用煤气中除含CO 和H2外,含CH4高达10%~12%,可作为城市煤气、人工天然气、合成气使用。
缺点是气化炉结构复杂、炉内设有破粘和煤分布器、炉篦等转动设备,制造和维修费用大;入炉煤必须是块煤;原料来源受一定限制;出炉煤气中含焦油、酚等,污水处理和煤气净化工艺复杂、流程长、设备多、炉渣含碳5%左右。
针对上述问题,1984年鲁奇公司和英国煤气公司联合开发了直径为2.4m的溶渣气化炉(BGL),将固体燃料全部气化生产燃料气和合成气。
2.2 流化床气化炉流化床,常见有温克勒(Winkler)、灰团聚(U-Gas)、循环流化床(CFB)、加压流化床(PFB是PFBC的气化部分)等。
U-Gas在上海焦化厂(120t煤/do台)1994年11月开车,已6年,迄今运转仍不正常;陕西城固正利用中科院山西煤化所的技术建设150t煤/d(常压)装置;CFB、PFB可以生产燃料气,但国际上尚无生产合成气先例;Winkler已有用于合成气生产案例,但对粒度、煤种要求较为严格,甲烷含量较高(0.7%~2.5%),更兼设备生产强度较低,已不代表发展方向。
2.2.1 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。
在未取得用于氨厂的工业化成功经验之前,应慎重从事。
2.2.2 灰熔聚流化床粉煤气化技术灰熔聚煤气化技术以小于6mm粒径的干粉煤为原料,用空气或富氧、水蒸气作气化剂,粉煤和气化剂从气化炉底部连续加入,在炉内(1050~1100)℃的高温下进行快速气化反应,被粗煤气夹带的未完全反应的残碳和飞灰,经两极旋风分离器回收,再返回炉内进行气化,从而提高了碳转化率,使灰中含磷量降低到10%以下,排灰系统简单。
粗煤气中几乎不含焦油、酚等有害物质,煤气容易净化,这是中国自行开发成功的先进的煤气化技术。
该技术可用于生产燃料气、合成气和联合循环发电,特别用于中小氮肥厂替代间歇式固定床气化炉,以烟煤替代无烟煤生产合成氨原料气,可以使合成氨成本降低15%~20%,具有广阔的发展前景。
第一套直径为2.6m工业气化炉将在城固好氨肥厂建设,取得经验后进行推广。
2.3 气流床气化炉气流床,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。
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。
2.3.1 德士古(Texaco)气化炉Texaco水煤气化炉雷同于1952年开发成功地渣油气化炉,经过1975年、1978年低压与高压中试装置(激冷流程)以及1978年西德Oberhausen的RCH/RAG示范装置(废炉流程、150t煤/d,4.0MPa)考核与经验积累,于1982年建成TVA装置(180t,二台炉,一开一备,6.5MPa)、1984年建成日本UBE 装置(1500t煤/d,三开一备,3.6MPa)以及Cool Water IGCC电站(910t煤/d,二台炉,4.0MPa),这些装置投运后都取得成功。
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2000t,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。
辐射锅炉直径5.18m,高30.5m,重900t。
80年代末至今,中国共引进4套(未计入首钢一套)Texaco水煤浆气化装置,与鲁南(二台炉,一开一倍,单炉日处理量450t煤,2.8MPa)、吴泾(4台炉,三开一备,单炉日处理500t煤,4.0MPa)、渭河(三台炉,二开一备,单炉日处理量为820t,6.5MPa)、淮南(三台炉,无备用,单炉日处理500t煤,4.0MPa),这4套装置均用于生产合成气,7台用于制氨,5台用于制甲醇。
中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。
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。
主要缺点:褐煤的制浆浓度约59%~61%;烟煤的制浆浓度为65%;因汽化煤浆中的水量要耗去入炉煤的8%,比干煤粉为原料氧耗高12%~20%,所以效率比较低。
2.3.2 Destec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2200t/d,2.8MPa,1987年投运)与Wabsh Rive(二台炉,一开一备,单炉容量2500t/d,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。
这种炉型适合于生产燃料气而不适合于生产合成气。
2.3.3 气化炉Shell气化炉与Texaco气化炉技术经历相似,50年代初Shell开发渣油气化成功,在此基础上,经历了3个阶段:1976年试验煤炭30余种;1978年与德国Krupp-Koppers合作,在Harburg建设日处理150t煤装置;两家分手后,1978年在美国Houston的Deer Park建设日处理250t高硫烟煤或日处理400t 高灰分、高水分褐煤。
共费时16年,至1988年Shell煤技术运用于荷兰Buggenum IGCC电站。
该装置的设计工作为1.6年,1990年10月开工建造,1993年开车,1994年1月进入为时3年的验证期,目前已处于商业运行阶段。
单炉日处理煤2000t。
Shell气化炉壳体直径约4.5m,4个喷嘴位于炉子下部同一水平面上,沿圆周均匀布置,借助撞击流以强化热质传递过程,使炉内横截面气速相对趋于均匀。
炉衬为水冷壁(Membrame Wall),总重500t。