欧盟造纸企业黑液的气化技术介绍.doc

欧盟造纸企业黑液的气化技术介绍描述：气化是一项合适的充满前途的技术，供制浆厂生成过量电能。通过各种不同的气化技术，可从各种燃料（煤、木材残留物、黑液）生产可燃气体。黑液气化的原理是，通过与氧气（空气）在高温下反应，将浓缩液热解成无机相和气相。人们已提出了许多黑液的气化工艺。从概念上，这些工艺分成两类。一类是低温气化，气化器运行于无机盐的熔点以下（700-750）。流化床适用于低温气化工艺，已用在所有开发中的低温工艺中。另一类包括那些运行于熔点以上，并使用水淬来冷却和溶解熔融钠盐的工艺。本文此处描述了其中一个气化工艺的例子：黑液从制浆厂的蒸发设备中取出，并使用间接蒸汽，加热到130 135。黑液的干燥固体含量大约为 65%。然后，加热的液体进入 Chemrec 工艺的第一部分，此部分是一个气化器。工艺有一个气化器和一个淬火溶解器，用于产生绿液，有一个稀液涤气器，用于吸收硫化氢。黑液被引入到气化器中，在那里用高压空气（12 bar）雾化，并喷射到反应器的上部。工艺所需的主要空气流被增压到 0.5 bar，并从 80 预热到 500。室中的大气温度约为 950，雾化黑液形成小液滴，被部分燃烧掉。黑液中的无机化合物转化成硫化钠和碳酸钠小熔炼液滴，这种雾状液滴通过反应器，下降到淬火冷却器中，淬火冷却器是反应器单元的组成部分。有机化合物转化成可燃气体，含有一氧化碳、甲烷和氢气。当同时与淬火冷却器中的冷却液直接接触时，冷却器温度降低至 95，熔炼液滴和可燃气体分离。熔炼液滴溶解在稀的洗涤液中，形成绿液溶液，泵送到再生锅炉下的溶解槽中。部分稀的绿液再循环至淬火器。泵的前面使用一个滤网，捕获小的颗粒与未溶解的熔炼液滴。黑液气化工艺中其中一个最令人感兴趣的机会是，将燃气轮机与蒸汽轮机结合运行，采用如下图中所示的组合循环。要克服的困难主要是气体的清洁度，以避免燃气轮机中的扰动。图：采用组合循环的综合气化图：通过燃气轮机和带冷凝尾的蒸汽轮机进行发电的组合循环采用组合循环技术的综合气化（IGCC）只能逐渐引入到造纸业，这是因为考虑到现有再生锅炉的使用寿命。而且，气化器最初的设计容量也不足以满足大型制浆厂的需要。在 2010 之前，IGCC 技术预计只会在整个牛皮纸造纸业中扮演边缘的角色。某些生产瓶颈出现在再生锅炉，且提高化学再生容量可以解决限制的工厂，可能会对此方案感兴趣。环境影响：黑液气化器的潜在优点是： 通过使用组合循环（燃气轮机加上蒸汽轮机），提高电能产量。理论上的平衡计算表明，以黑液的热值为基础进行计算，基于 IGCC 概念的黑液可以达到大约 30% 的动力效率。可将此值于常规再生锅炉 12-13% 的效率做比较。不过，同时总效率（电力 + 蒸汽）可能下降 5%，下降到大约 75%。这样，工艺蒸汽的产量下降。在蒸汽过量的情况下，这是一种令人感兴趣的方案，因为它能够提高输出的电力产量。 大气排放低 使得由于再生锅炉的限制而容量有限的制浆厂能提高产量。在具有内建制浆容量但未得到利用的工厂，以及纤维线改良向再生系统增加了更多干燥固体的情况下（例如，低 卡伯值 制浆、氧气去木质素、经过提高的漂白系统废水回收），此系统尤其有利如果牛皮纸行业引进 IGCC 技术，则行业的电力产量有可能达到 1700 kWh/Adt，而目前的水平仅为 8