煤的气化方法与煤气的种类_123.ppt

煤的气化方法与煤气的种类 煤的气化方法 煤的气化分类有很多 这里主要介绍几种常用的分类方法 1按原料在气化炉的运动状态可分为移动床 固定床 气化 流化床 沸腾床 气化 气流床 悬浮床 气化 熔融床气化等2按气化过程的操作方式可分为连续式气化 间歇式气化 循环式气化等3按压力大小不同可分为常压气化 加压气化 中压0 7 3 5MPa 高压 7 0MPa 移动床双向气化连续制气 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 其缺点是一是消耗大 二是污染环境 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 除了废水 废气 废渣和粉尘外 就只有造气风机的噪音污染问题没有解决了 移动床双向气化连续制气炉就是完全解决了环保问题的固定床间歇气化炉 加之其无与伦比的投资省 运行费用低的优点 移动床造气炉的市场地位在一个较长的历史时期内还无法被取缔或被取代 移动床单向气化连续制气 和传统的固定床间歇气化比较 采用单向气化的合成氨装置的吨氨成本比采用双向气化的大约要高出180元以上 通过对几套正在进行的装置进行考察 结果也证明了这一点 这个高出的180元以上的吨氨成本 就从根本上决定了移动床单向气化工艺是不可能得到市场接受的 除了做一些工程技术上的探讨以外 是不可能取代现有的固定床间歇气化工艺的 连传统的固定床间歇气化工艺都不及 和经过改进的移动床双向气化连续制气工艺相比 就更处于劣势 所以本文的重点放在移动床双向气化连续制气工艺方面 移动床双向气化连续制气工艺是目前国内应用最为普遍的成熟工艺 移动床双向气化炉以其投资省 运行费用低 操作简单等优点 占有国内气化炉的绝大部分市场 到目前为止 还没有出现一种技术或炉型能取代它 利用氧气对移动床双向气化连续制气工艺进行有效的改良 可以减少煤炭消耗 降低合成氨的成本 还可以显著减少二氧化碳的排放 既有利于企业 更有功于社会和环境 流化床粉煤气化技术 煤气化就是将固体煤转变为煤气 煤气化技术广泛用于生产合成气 如合成氨 甲醇 工业燃料 城市煤气等领域 是洁净煤技术的重要组成部分 流化床煤气化又叫沸腾床煤气化 它是以小颗粒煤为气化原料 细粒煤在自下而上气化剂的作用下 保持连续不断的和无秩序的沸腾和悬浮状态运动 迅速地进行混合和热交换 以至整个床层温度和组分均一 使气 固两相流态化 煤与气化剂在一定温度和压力条件下反应生成煤气 灰粘聚流化床气化 灰粘聚 灰融聚 灰熔聚 灰团聚 的排灰方式 即提高流化床局部区域温度 使煤中的灰分在软化 ST 而未熔融的状态下 相互碰撞粘结成含碳量较低的灰渣球 有选择地排出炉外 它与传统的固态和液态方式不同 与固态排渣相比 降低了灰渣中的含碳量 与液态排渣相比 减少了灰渣带走的显热损失 从而提高了气化过程的碳的利用率 它是煤气化排渣技术的重大发展 原理气化剂 氧 水蒸汽等 从气化炉底部以一定的速度进入气化炉内 使床层内的煤粒沸腾流化起来 气 固两相充分混合接触反应 使碳的氧化更完全 从气化炉上部带出的飞灰经旋风分离器分离出的细灰煤粉返回炉内进行循环 从而提高过程的总效率 气化炉内设有中心管且在气化炉底部设置灰粘聚分离装置 在炉内上部形成局部高温区 使灰渣粘聚成球 借助灰渣与煤粉的质量差异对灰渣选择性控制排出 降低灰渣中的含碳量 固定床气化炉与流化床气化炉性能比较 技术性能从目前情况来看 固定床和流化床气化炉的设计运行时间 一般都小于5000h 前者结构简单 坚固耐用 后者结构较复杂 安装后不易移动 但占地较小 容量一般较固定床的容量大 启动时 固定床加热比较缓慢 需较长时间达到反应温度 流化床加热迅速 可频繁起停 运行过程中 固定床床内温度不均匀 固体在床内停留时间过长 而气体停留时间较短 压力降较低 流化床床温均匀 气固接触混合良好 气固停留时间都较短 床内压力降较高 固定床的运行负荷可在设计负荷的20 110 之间变动 而流化床由于受气流速度必须满足流化条件所限 只能在设计负荷的50 120 之间变化 使用的原料 流化床对原料的要求较固定床低 固定床必须使用特定种类 形状 尺寸尽可能一致的原料 流化床使用的原料的种类 进料形状 颗粒尺寸可不一致 前者颗粒尺寸较大 后者颗粒尺寸较小 固定床气化的主要产物是低热值煤气 含有少量焦油 油脂 苯 氨等物质 需经过分离 净化处理 流化床产生的气体中焦油和氨的含量较低 气体成分 热值稳定 出炉燃气中固体颗粒较固定床多 出炉燃气温度和床温基本一致能量利用和转换 固定床中由于床内温度不均匀 导致热交换效果较流化床差 但固体在床中停留时间长 故碳转换效率高 一般达90 99 流化床出炉燃气中固体颗粒较多 造成不完全燃烧损失 碳转换效率一般只有90 左右 两者都具有较高热效率 环境效益 固定床燃气飞灰含量低 而流化床燃气飞灰含量高 其原因是固定床中温度可高于灰熔点 从而使灰熔化成液态 从炉底排出 而流化床中温度低于灰熔点 飞灰被出气带出一部分 所以流化床对环境影响比固定床大 必须对燃气进行除尘净化处理 经济性 在设计制造方面 由于流化床的结构较固定床复杂 故投资高 在运用方面 固定床对原料要求较高 流化床对原料要求不高 故固定床运行投资高于流化床 固定床气化炉内温度分布较宽 这可能产生床内局部高温而使灰熔聚 比容量低 启动时间长以及大型化较困难 流化床具有气化强度大 综合经济性好的特点 综合考虑设计和运行过程 流化床对固定床具有更大的经济性 应该成为我国今后生物质气化研究的主要方向 煤气的种类 空气煤气混合煤气水煤气半水煤气 空气煤气 空气煤气是以空气为气化剂与煤炭进行反应的产物 生成的煤气中可燃组分 CO H2 很少 而不可燃组分 N2 CO2 很多 因此 这种煤气的发热量很低 用途不广 随着气化技术的不断提高 目前已不采用生产空气煤气的气化工艺 混合煤气 定义以空气和水为气化剂 与加热中的原料煤或焦炭反应的生成的煤气 称为混合煤气 是人工煤气的一种 常见的人工煤气还有空气煤气 水煤气 富氧煤气 广泛应用于冶金 建材行业及工业锅炉的一种低热值气体燃料 半水煤气性质 将蒸汽和空气 或富氧空气 按1 1的比例一起吹入煤气发生炉中与赤热的无烟煤或焦炭作用而产生的煤气 是水煤气和发生炉煤气的混合气体 也可将分别制成的水煤气和发