碎煤加压固定床气化技术进展.pdf

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1、第1期(总第146期)煤化工No．1(TotalNo．146)2010年2月CoalChemicalIndFeb．2010碎煤加压固定床气化技术进展王鹏张科达(煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院，北京100013)摘要介绍了碎煤加压固定床气化技术的发展历程、工艺特点．以及典型的Mark-IV型Lurgi气化技术的工业应用；对现代煤化工可选用的主流气化技术进行了简要分析，指出了碎煤加压固定床气化技术在褐煤气化方面具有的比较优势。最后对BRICC内径100mm小型固定床加压气化试验装置进行了介绍．该试验装置在煤

2、样试烧评价、取得煤样气化特性数据以指导煤化工项目设计中具有重要作用。关键词，加压固定床气化应用褐煤试烧文章编号：1005—9598(2010)一01—0012—05中图分类号：TO052．5文献标识码：A后，南非萨索尔(Saso1)在1980年开发了Mark—V型1碎煤加压固定床气化技术发展历程气化炉，气化炉内径4．7m，产气量达lO万mS／h·台。液态排渣的BGL气化技术也是Lurgi气化炉的升级碎煤加压固定床气化技术最早为德国鲁奇(Lur—版，BGL在气化强度、煤气组成、煤气水产率方面均有gi)公司开发

3、，鲁奇气化炉由此得名。鲁奇炉的改进是很大的提高和改善。鲁奇气化技术发展的核心。主要经历了三个阶段[13。第一阶段(1930年～1954年)．第一代气化炉直径2碎煤加压固定床气化技术工艺流程及特点2．6m．主要用于生产城市煤气，气化炉的结构特点是有内衬和边置灰斗。不设膨胀冷凝器，气化剂通过炉典型的碎煤加压固定床气化技术工艺流程见图1。篦的主动轴送入．该炉型只能气化非黏结性煤．且气化强度较低。产气量5000ma／h．台～8000m3／h．台，我国云南解放军化肥厂引进的就是第一代鲁奇炉第二离器阶段(1954年～1

4、969年)，第二代鲁奇炉扩大了用煤范围，可气化弱黏结性烟煤，取消了内衬，改进了布气方式和增加了破黏装置．边置灰斗调为中置灰斗．气化炉直径扩大到2．8m、3．7m两种。单炉生产能力得到提高．产气量分别达14000m0／h·台～17000m3／h·台、蒸32000ma／h．台～45000m3／h．台。第三阶段(1969年至今)。为了进一步扩大用煤范围，使之达到气化一般黏结性煤的目的．推出了Mark—IV型气化炉，改进了图1碎煤加压固定床气化技术工艺流程示意图布煤器和破黏装置，可气化除焦煤外的所有煤种，气化强度进

5、一步得到提高，气化炉直径3．8m，产气量5mm～50mm块煤经煤溜槽加入气化炉上部煤锁。35000ma／h．台～65000m。／h．台．我国原山西化肥厂和煤锁充压至与气化炉压力相同时．打开煤锁下阀，煤义马煤气厂引进的均为第三代Mark—IV型鲁奇炉。此靠重力加入气化炉。过热的水蒸气和氧气在混合器混合后。从气化炉底部经炉篦进入气化炉，在约3．0MPa、l000℃的条件下，与煤发生气化反应，生成收稿日期：2009—09—30作者简介：王鹏(1979一)，男，2001年毕业于河北理工以C0、H2、C0、CH为主要

6、成分的煤气。从气化炉出来大学，工程师，从事煤气化及碳一合成领域的研发工作。的粗煤气，根据煤种不同，温度在220℃～600℃，经喷2010年2月王鹏等：碎煤加压固定床气化技术进展13一冷器后温度降至200~C左右。进入废锅回收余热，温产．对比气流床气化减少了C0变换工序。度降至180℃．粗煤气经气液分离后进入下游工序。(5)该工艺最重要的工艺操作参数为汽氧比，与废热锅炉可产生0．5MPa～0．6MPa的低压蒸汽。从喷冷气流床强调的氧煤比有一定区别，但目的相同。就是器洗涤下来的含焦油和尘的煤气水随煤气一起进入控

7、制一定的气化炉温度汽氧比的确定通常根据煤样废热锅炉底部的分离器，初步分离油水。一部分含尘的温度(ST)、反应活性、灰渣状态和煤气组成质量。煤气水由循环泵返回到洗涤冷却器。其余送煤气水分(6)固定床气化气、固两相逆流接触，通过逆流操离单元．喷冷循环水量的损失由煤气水处理工段的高作实现高的“冷煤气”热效率．逆流操作使粗煤气和灰压喷射煤气水补充。气化炉气化产生的灰渣周期性排渣均以较低的温度离开气化炉，与气流床相比，在高进灰锁斗。灰锁斗用过热中压蒸汽充压。在灰箱减压温煤气和高温液态渣的热回收方面有优势。卸灰操作过程

8、中．含有灰尘的水蒸气进入膨胀冷凝(7)气化工艺成熟，设备国产化率高、造价较低。器．膨胀冷却器充满冷却水，冷却吸收泄压蒸汽。在投资上较气流床占有较大优势。碎煤加压固定床气化技术主要有以下特点：(8)气化和煤气冷却过程会产生一定数量的含有(1)气化原料方面．一般采用5mm～50mm的块煤进重焦油、轻焦油和酚的煤气水，煤气水处理流程复杂，料。且下限率不能过高。一般要求煤的反应性好、无黏处理费用高。但其中含有高附加值的焦