《第四章、煤气化技术ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章、煤气化技术ppt课件.ppt（88页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,煤气化技术,主讲人：张国伟,内容概要,3、原料的性质对气化的影响,4、煤炭气化技术-固定床气化法,5、煤炭气化技术-流化床气化法,6、煤炭气化技术-气流床气化技术,1、煤气化工艺的工艺过程包括哪些？,2、煤气化工艺的主要产品有哪些？,3、煤气化的产品的应用有哪些？,一、,第一节 概述,煤炭气化的简介,煤炭气化工艺的分类,煤炭气化的评价指标,煤炭气化的原则流程,概,1、煤炭气化的简介,煤或煤焦与气化剂（空气、氧气、水蒸气、氢等）在一定温度及压力下发生化学反应，将煤或煤焦中有机质转化为煤气的过程,气化的主要阶段包括：备煤、气化、气体洗涤、黑水处理、一氧化碳变换等工段,气化的主要产品包括：CO、H
2、2、CH4,用于生产各种燃料，是干净的能源，利于提高人民生活水平和环境保护;煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。,18世纪后半叶,煤化工发展始于18世纪后半叶，用煤生产民用煤气；在欧洲当时用煤干馏方法，生产的干馏煤气用于城市街道照明；1840年由焦炭制发生炉煤气来炼铁，1875年使用增热水煤气作为城市煤气,二次世界大战时期,二次世界大战时期，煤炭气化工业在德国得到迅速发展。1932年采用一氧化碳与氢通过费一托(Flscher Tropsch)合成法生产液体燃料获得成功，1 934年德国鲁尔化学公司应用此研究成果创建了第一个F-T台成油厂，1936年投产。19351945年期间德国
3、共建立了9个合成油厂，总产量达570kt。,二次世界大战后,二次世界大战后，煤炭气化工业因石油、天然气的迅速发展减慢了步伐，进人低迷时期，煤气主要作为城市煤气及台成氪原料的生产等，直到20世纪70年代成功开发由合成气制甲醇技术，由于甲醇的广泛用途，使煤炭气化工业又重新引起人们重视。,70年代后,1975年，美国Eastaman(依斯曼)公司开始了合成醋酐的实验室研究，重点是开发适用的催化剂，以便在工业化生产时能达到需要的条件下，减少副产物生成。他们采用醋酸甲酯与一氧化碳为原料羰基合成制取醋酐，并于1977年中试成功。到20世纪80年代末，由煤炭气化制合成气，羰基合成生产醋酸、醋酐开始大型化生产
4、，这是煤制化学品的一个非常重要的突破。,现在,现在，随着气化生产技术的进一步发展，以生产含氧燃料为主的煤炭气化合成甲醇、二甲醚，有广阔的市场前景。其中二甲醚不仅是从合成气经甲醇制汽油、低碳烯烃的重要中间体而且也是多种化工产品的重要原料。甲醇从近年供需情况来看，除作基本有机化工原料、精细化工原料外，作为替代燃料应用，预计需求量将达8001000万吨年，到2020年t甲醇需求预计达5000万吨年。,南非,南非开发煤炭间接液化历史悠久，早在1 927年南非当局注意到依赖进口液体燃料的严重性，基于本国有丰富的煤炭资源，开始寻找煤基合成液体燃料的新途径，1939年首先购买了德国FT合成技术在南非的使用权
5、，在20世纪50年代初，成立了SASOL公司，1955年建立了SASOL I T，1980年和1982年叉相继建成了SASOL一厂和SASOL厂。,煤炭气化发展简史,2,煤炭气化工艺的分类,地理位置,其原理如图,此过程的反应式如下：,煤在气化过程中不需外界供热，而是利用煤与氧反应放出热量来达到反应所需温度，即燃烧一部分气化所用燃料，将热量积累到燃料层里，再通入水蒸气发生化学反应制取煤气。,是指利用外部给气化炉提供热量的过程。其热源可由加热外部炉壁来加热燃料，炉壁需选用耐火度高且导热性好的材料；同时也可用高度过热水蒸气(1100 )；另外也可用加热水蒸气和粉末燃料的混合物到1100达到水煤气反应
6、温度。其原理如图所示,地面气化技术分类,地面气化技术分类,气化介质,地面气化技术分类,其他分类,工业煤气分类,工业煤气,几种气化炉的工艺性能,3 煤炭气化过程主要评价指标,评价指标,水蒸气消耗量和水蒸气分解率是煤炭气化过程重要的指标,4 煤气化的主要工艺流程,气化压力向高压发展,气化炉能力向大型化发展,气化压力由常压、低压（1.0MPa）向高压（2.08.5MPa）气化发展，从而提高气化效率、碳转化率和气化炉能力，实现气化装置大型化和能量高效回收利用，降低合成气的压缩能耗或实现等压合成（如甲醇低压合成），降低生产成本。如Texaco气化压力可达6.58.5MPa，Shell气化压力为24MPa
7、。,Texaco和Shell单台气化炉气化煤量已达2000t/d以上。Prenflo气化炉单炉气化煤量已达2600t/d。大型化便于实现自动控制和优化操作，降低能耗和操作费用。,气化温度向高温发展,Texaco气化温度14001500，Shell气化温度高达14001700，流化床气化温度为10001200。气化温度高，煤中有机物质分解气化，消除或减少环境污染，对煤种适应性广。尘降到12mg/m3(标)以下。,技术不断进步,不断开发新的气化技术和新型气化炉，提高碳转化率和煤气质量，降低建设投资。目前碳转化率高达98%99%，煤气中含CO+H2达到80%90%。,现代煤气化技术与其他先进技术联合
8、应用,如与燃气轮机发电组合的IGCC发电技术；高压气化（6.15MPa）与低压合成甲醇、二甲醚技术联合实现等压合成，省去合成气压缩机，使生产过程简化，总能耗降低。,环保效果更好,煤气化技术与先进脱硫、除尘技术相结合，实现环境友好，减少污染。如在气化炉内加入脱硫剂（石灰石），脱硫效率可达80%90%；采用高效除尘器使煤气中含,煤炭气化发展方向,1、什么是煤炭气化技术，煤炭气化工艺大概包括了那些工段？,2、煤炭气化的产品包括哪些？,3、煤炭气化技术分类包括哪些？,4、煤炭气化过程的评价指标？,5、煤炭气化简单流程？,总结,本节课总结：,作业,P142：填空题2、3、5、7选择题2、3、6、7,1、
9、什么是煤炭气化技术，煤炭气化工艺大概包括了那些工段？,2、煤炭气化的产品包括哪些？,3、煤炭气化技术分类包括哪些？,4、煤炭气化过程的评价指标？,5、煤炭气化简单流程？,复习,复习：,1 煤气化的基本条件,煤焦炉及设备,2 气化的几个重要过程,3 气化过程主要化学反应,4气化过程物理化学基础,5 煤气平衡组份的计算,第二节 煤炭气化原理,知识目标,掌握煤炭气化方法、煤炭气化原理,了解地上气化,熟悉与理解气化过程的理论基础与煤气平衡组成的计算,能力目标,能掌握煤炭气化反应,会判断实际用煤气化时的主要影响因素,会解释T、P对气化的影响,1 煤气化的基本条件,具体的气化过程随所采用的炉型不同，操作条
10、件不同，所使用的气化剂及燃料组成的不同而不同，但基本都包括几个主要的过程，即煤的干燥、干馏、热解、不完全燃烧等过程。,2 煤气化的几个重要过程,气化的几个重要过程,就移动床来说，基本接近于低温干馏（500-600)。沸腾床和气流床气化工艺此过程较复杂，气流床几个过程几乎同时进行。,就单纯热解作用的气态而言煤气热值随煤中挥发分的增加而增加，随煤的变质程度的加深氢气含量增加而烃类和二氧化碳含量减少。,加气体流速，提高气体温度都可以增加干燥速度。煤中水分含量低、干燥温度高、气流速度大，则干燥时间短；反之，煤的干燥时间就长。,干燥,3 煤气化的主要化学反应,煤气化主要的副反应,4、气化过程的物理化学基
11、础,吕查德理（Le Chatelier）原理：处于平衡状态的体系，当外界条件（温度、压力及含量（摩尔分数）等）发生变化时，则平衡发生移动，其移动方向总是朝着削弱或者抗拒外界条件改变的影响。,吕查德理（Le Chatelier）原理,吸热反应（Q0）的K值，随温度升高而下降。,温度的影响,压力增加，反应向体积缩小的方向移动。,压力的影响,温度、压力对气化平衡的影响,温度与反应平衡图,气化用煤的煤质、煤种对气化过程有很大的影响，煤种不仅影响气化产品的产率与质量，而且关系到气化的生产操作条件。,在选择气化用原料的种类时，必须结合气化方式和气化炉的结构进行考虑，也要充分利用资源，合理选用原料。,第三节
12、 原料煤对气化的影响,3、1 煤种对气化的影响,特性,代表原料,无烟煤、焦炭、半焦和贫煤,这类原料气化时不黏结，不会产生焦油，所生产的煤气中只含有少量的甲烷，不饱和碳氢化合物极少，但煤气热值较低。 无烟煤在中国的储量约占总储量的18。无烟煤一号(年老无烟煤)产地主要有北京门头淘、福建龙岩和广东梅县，无烟煤二号(中等无烟煤)主要产在山西晋城和河南焦作，无烟煤三号(年轻无烟煤)主要产地在山西阳泉和宁夏汝箕沟。,烟 煤,褐 煤,泥炭煤,气化煤种的主要特征,这种煤炭气化时黏结，并且产生焦油，煤气中的不饱和烃、碳氢化合物较多，煤气净化系统较复杂，煤气的热值较高。烟煤中贫煤、长焰煤、不粘和弱黏煤在一定条件
13、下可作为气化用煤。中国的烟煤主要分布在北方各省，华北地区储量约占全国总储量的60以上。,气化时不黏结但产生焦油。褐煤是变质程度较低的煤，加热时不产生胶质体，含有高的内在水分和数量不等的腐殖酸，挥发分高，加热时不软化，不熔融。中国褐煤的储约占总储量的10%，主要的褐煤产地有内蒙的平庄、札赉诺尔和大雁、吉林的舒兰、南的小龙潭和广西的百色。,泥炭煤中含有大量的腐殖酸，挥发分产率近70%左右。气化时不黏结，但产生焦和脂肪酸，所生产的煤气中含有大量的甲烷和不饱和碳氢化合物。,煤气的发热值：,不同气体的发热值,指标准状态下1m3煤气在完全燃烧时所放出热量高发热值,煤种对气化煤气组分的影响,煤种对煤气产率的
14、影响,一般来说，煤中挥发分越高，转变为焦油的有机物就越多，煤气的产率下降。 此外，随着煤中挥发分的增加，粗煤气中的二氧化碳是增加的，这样在脱除二氧化碳后的净煤气产率下降得更快,1、煤气产率：2、净煤气产率：3、干馏煤气占净煤气的体积百分比；4、干馏煤气占净煤气的热能百分比；5、干馏煤气占粗煤气的热能百分比；6、干馏煤气占粗煤气的热能百分比；,煤种,结论,不同煤种气化产品表,一般地说，变质程度较深的气煤和长焰煤比变质程度浅的褐煤焦油产率大，而变质程度更深的烟煤和无烟煤其焦油产率却更低。,消耗指标,煤气化反应C+H2O=CO+H2，该热量是通过炉内的碳和氧气燃烧以后放出的热量来维持。不同煤种，煤中
15、碳的质量分数不同，在气化时所消耗的水蒸气，氧气等气化剂的数量也相应增大。,煤种对消耗指标及气化组成的影响,气化反应过程与煤的性质有很大的关系：不同的气化流程对煤的性质也有不同的要求，对气化工艺有影响的煤的性质如左图所示。,3、2煤炭性质对气化的影响,吸附或凝聚在煤内部较小的毛细孔中的水分。,以硫酸钙、高岭土等形式存在的，通常大于200以上才能析出。,是在煤的开采、运输、储存和洗选过程中润湿在煤的外表面以及大毛细孔。,外在水分,内在水分,固定床,对气化影响,煤中水分含量太高而加热的速度又太快时，煤中水分逸出太快，容易使煤块碎裂而引起出炉煤气的含尘量增高。另外增加水处理量。,流化床和气流床：固体颗
16、粒粉碎的粒度很小，过高的含水量会降低颗粒的流动性，因而规定煤的含水量小于5。尤其对烟煤的气流床气化法，采用干法加料时，要求原料煤的水分含量应小于2。,水分对气化的影响,结晶水分,气流床、流化床,挥发分,确定气化用煤中挥发分含量的大小要根据气化炉型及煤气的用途来确定。,固定床气化工艺时，如果煤气用作燃料时，要求甲烷含量高、热值大，则可以选用挥发分较高的煤作原料，在所得的煤气中甲烷的含量较大。,当制取得煤气用作工业生产的合成气时，一般要求使用低挥发分、低硫的无烟煤、半焦或焦炭。,合成氨用的半水煤气，要求氢气含量高，而这时甲烷却变成了一种杂质，含量不能太大，要求挥发分小于10%。,挥发分对气化的影响
17、,气化时由于少量碳的表面被灰分覆盖，气化剂和碳表面的接触面积减少，降低了气化效率,灰分的大量增加，不可避免地增加了炉渣的排出量，随炉渣排出的碳损耗量也必然增加。,1,2,3,随着煤中灰分的增加，气化的各项消耗指标均增加，如氧气的消耗指标、水蒸气的消耗指标和煤的消耗指标都有所上升，而净煤气的产率下降。,灰分对气化的影响,灰熔点,变形温度-表示软化温度-T2表示流动温度-T3表示而灰熔点一般指T2,对于固态排渣，要求T21250。为防止灰分结渣，常采用的措施是通入过量蒸汽。,煤中的矿物质，在高温和活性气体介质的作用下，转变为牢固的粘结物或熔融物质炉渣的能力称为结渣性。,一是气化炉正常操作时，不致使
18、灰熔融而影响正常生产的最高温度，另一个是采用液态排渣的气化炉所必须超过的最低温度。,对于灰熔点低的煤在气化时容易结渣，要加大水蒸气的用量，使氧化层的温度维持在灰熔点以下对于灰熔点高的煤种，可采用较高的操作温度。,(SiO2+Al203)(Fe2O3+CaO+MgO)来表示，该值越大，则灰熔点越高，灰分越难结渣，相反，则灰熔点越低，灰分越易结渣。,灰分对气化的影响,煤在气化时，其中8085的硫以H2S和CS2的形式进入煤气当中。用做合成原料气时，硫化物的存在会使得合成催化剂中毒，煤气中硫化物的含量越高，后面工段脱硫的负担会超重。,硫分对气化的影响,如果制得的煤气用于燃料时，比如用做城市民用煤气，
19、其疏含量要达到国家标准，否则燃烧后大量的S02会排人大气，污染环境。,硫分对气化的影响,硫分对气化的影响,煤粉粒度对气化影响通过比表面积、传热系数、煤气夹粉量有关。移动床：10 100mm的且较均匀的块煤流化床：0 8mm的细粒煤气流床：0. 1 mm的粉煤,粒度对气化的影响,为限制2mm的煤粒不被带出，炉内上部空间煤气的实际速度最大为0.90.95ms,粒度对气化的影响,对气化影响,焦炭强度,方法,结果,解决,转鼓试验是将一定量块度大于某一规定值的焦炭试样，放入一个特定结构尺寸的转鼓内，转鼓以恒定的转速转动。,一定转数转达由于转鼓内的提料板作用，焦炭在鼓内产生翻动和上下跌落运动。,在煤气发生
20、炉上部设置机械搅拌装置；,转鼓试验是将一定量块度大于某一规定值的焦炭试样，放入一个特定结构尺寸的转鼓内，转鼓以恒定的转速转动。,一定转数转达由于转鼓内的提料板作用，焦炭在鼓内产生翻动和上下跌落运动。,对原料进行瘦化处理，在入炉煤内混配一些无黏结性的煤或灰渣，以降低煤料的黏结性。,转鼓试验是将一定量块度大于某一规定值的焦炭试样，放入一个特定结构尺寸的转鼓内，转鼓以恒定的转速转动。,一定转数转达由于转鼓内的提料板作用，焦炭在鼓内产生翻动和上下跌落运动。,煤的黏结性,黏结性煤在气化时，干馏层能形成胶质体，使料层的透气性变差，阻碍气体流动。,当气体流动变差时，将出现炉内崩料或架桥现象，使煤料不易往下移
21、动，导致操作恶化。,煤的黏结性对气化的影响,方法,燃料的机械强度是指抗碎、抗磨和抗压等性能的综合体现。 煤的热稳定性是指煤在加热时，是否容易碎裂的性质。,转鼓测焦炭的强度,机械强度,机械强度和热稳定性对气化的影响,热稳定性,机械强度差的煤在运输过程中，会产生许多粉状颗粒，造成燃料损失，在进入气化炉后，粉状燃料的颗粒容易堵塞气道，造成炉内气流分布不均，严重影响气化效率。,热稳定性差的煤在气化时，伴随气化温度的升高，煤易碎裂成煤末和细粒，对移动床内的气流均匀分布和正常流动造成严重的影响。,1、气化的几个重要过程？,2、煤炭气化的主要反应？,3、不同煤种对气化气体产率及气体组分的影响？,4、対气化产
22、生影响的八个指标？,5、温度和压力对煤炭气化的化学平衡的影响？,总结,本节课总结：,作业,P142：填空题12、15、16、18选择题11、13,1 固定床气化工艺简介,煤焦炉及设备,2 常压发生炉煤气生产技术,3水煤气生产工艺,4 加压移动床气化工艺,5 鲁奇气化工艺,第四节 固定床气化法,气化技术分类,4.1 固定床气化工艺简介,移动床简介,混合发生炉气化是移动床常压气化技术最成熟的气化方法之一，原料煤在煤气发生炉内与空气和水蒸汽组成的混合气化剂发生反应，生成混合发生炉煤气。混合发生炉煤气属于低热值煤气，一般在4.67.5MJ/m3之间，主要用作工业燃料气，不能单独作民用煤气使用。,移动床
23、简介,粒度控制在50mm左右,物料分层明显,煤和气反向进入；,气化剂为水蒸气和空气；,固定床的特点,固定床气化的过程原理,氧化层,还原层,干馏层,干燥预热层,灰层,热交换,分为上中下三部分,常压煤气,热煤气流程：500冷煤气流程：30产品温度进行划分,（1）燃料层温度（2）燃料层运移速度和料层高度（3）鼓风量（4）饱和温度,煤气气化炉操作指标,操作条件,冷煤气流程,4.2 常压发生炉煤气生产工艺,工艺分类,水煤气生产,原理,产品,六个阶段,工艺条件,4.3 水煤气的生产工艺,空气煤气、水煤气、半水煤气, 吹风阶段； 蒸汽吹净阶段； 上吹制气阶段； 下吹制气阶段； 二次上吹制气阶段； 空气吹净阶
24、段。, 气化层温度； 蒸汽用量； 吹风时间； 碳层高度； 循环时间； 生产强度。,常压水煤气的生产工艺流程图,（1）双竖管 冷却水的用量可以由下式计算：,主要设备简介,洗涤塔、电捕焦油器,工艺参数及控制,水煤气发生炉工艺指标及控制,吹风过程的热效率用料层蓄积的热量与该过程所消耗的热量之比来表示，即：,吹空气过程的操作条件,制气阶段的效率 制气效率用下式表示，即：气流速度 水蒸气量料层高度循环时间,吹空气过程的操作条件,气化过程物料平衡综合表,表4-2 （以100入炉无烟煤计算）,气化过程热平衡综合表,3M21型移动床混合煤气发生炉,典型常压发生炉,3M13型移动床混合煤气发生炉,典型设备,典型
25、设备,UGI型水煤气发生炉,不同燃料循环时间分配表,魏尔曼-格鲁夏（Wellman-Galusha）煤气发生炉,连续式两段发生炉,两段炉煤气指标,4.4、加压气化生产工艺,气化炉,常压固定床气化炉生产的煤气热值较低，气化强度和生产能力有限。,1939年由德国的鲁奇公司设计的第一代工业装置Mark建成投产，后来又不断地对气化炉的结构、压力、煤种行研究，相继推出了Mark、 Mark 、Mark、 Mark炉型。,中国20世纪60年代就引进了捷克制造的早期鲁奇炉，在云南建成投产，用褐煤加压气化制造合成氨。1978年天脊煤化工集团公司(原山西化肥厂)1987哈尔滨依兰东德PKM城市煤气和甲醇1994
26、河南义马型城市煤气和甲醇,1.加压气化生产特点及工艺流程,1.加压气化生产特点（1）原料选择（煤种适应性强、气化小粒煤、水分、灰分高的劣质煤）（2）生产过程控制（大型化、自动化、气化压力高输送容易、年轻煤有副产品） （3）缺点（蒸汽利用率低，量大，废水多一次性投资大）,2固定床加压气化的基实际过程,温度分布特征：反映了气化特征。,灰渣层。位于料层的最底部，原料中的碳已基本耗尽，起保护炉算和预热气化剂作用。,第一反应层。第一反应层亦即氧化层，主要进行碳的氧化反应，是料层中温度最高的区域，并提供气化炉内其它反应所需的热量。,第二反应层。即气化层。该层开始的主要标志是氧气已全部耗尽，水蒸气大量分解，
27、CO2被还原，使气体中CO和H2的含量不断增加。CO2和H2O(g)含量逐渐减少。同时也进行着C+H2O(g) CH4CO2的反应。,甲烷层。甲烷层是生成甲烷的主要反应层，也是加压气化与常压气化的区别所在。该层进行的甲烷生成反应是碳与氢、一氧化碳与氢之间的反应，反应速度比第一反应层和第二反应层中的气化反应速度要慢得多，因此，为生成尽可能多的甲烷，一般要求甲烷层厚度较大。,干馏层。干燥煤脱除挥发分，生成热解水和多种干馏产物。在加压气化炉内，由于温度较低并有大量氢气存在，因此产生的焦油和以脂肪烃为主的轻质油很少裂解，并以蒸气状态存在于粗煤气中。同时，在该层还存在着CO的变换反应，决定了出炉煤气的组
28、成。,干燥层。入炉原料失去水分并逐渐升温。与常压气化相比，加压气化过程中甲烷生成反应增多。一方面是由于较厚干馏层挥发分热解产生甲烷，另一方面是由于甲烷层中碳的加氢生成甲烷，而且主要以后者为主。,3 加压气化工艺,整体煤气化联合循环发电流程（IGCC）,4 鲁奇加压气化炉Mark-IV,煤锁：容积为12m3 的压力容器，它通过上下阀定期定量地将煤加入到气化炉内。根据负荷和煤质的情况，每小时加煤35 次。加煤过程：a. 在大气压下向煤锁加煤b. 用煤气充压c.向炉内加煤d.煤锁卸压，煤气送入煤锁气柜，残余的煤气由煤锁喷射器抽出，经过除尘后排入大气。,灰锁：6 m3 的压力容器，和煤锁一样，采用液压
29、操作系统，以驱动底部和顶部锥形阀和充、卸压阀。可以自动、半自动和手动操作。该循环如下：a.连续转动的炉篦将灰排出气化炉，通过顶部锥形阀进入灰锁。底部锥形阀关闭，压力同气化炉b.停止炉篦转动，灰锁顶部锥形阀关闭，再重新启动炉篦。c.灰锁降压到大气压后，打开底部锥形阀，灰从灰锁进入灰斗d.关闭底部锥形阀，用过热蒸汽对灰锁充压，新循环开始。,鲁奇加压气化炉Mark-IV,炉体：由双层钢板制成，外壁按3.6MPa 的压力设计，内壁设计外压0.25MPa 。水夹套：软化水的压力3MPa，蒸汽除滴后作气化剂。夹套内的给水由夹套水循环泵进行强制循环。同时夹套给水流过煤分布器和搅拌器内的通道，以防止这些部件超
30、温损坏。,布煤器和搅拌器 ：布煤器和搅拌器安装在同一转轴上。从煤箱降下的煤通过转动布煤器上的两个扇型孔，均匀下落在炉内。搅拌器是一个壳体结构，由锥体和双桨叶组成，壳体内通软化水循环冷却。,炉篦：分四层，相互叠合固定在底座上，顶盖呈锥体。炉篦各层上开有气孔，气化剂由此进入煤层中均匀分布。炉篦的转动多采用液压传动装置，也有用电动机传动机构来驱动。由于气化炉炉径较大，为使炉篦受力均匀，采用两台液压马达对称布置。,气化压力,压力对煤气组成的影响,工艺参数的选择,有利,有弊,褐煤在各种不同压力下的气化实验结果,褐煤在各种不同压力下的气化实验结果,对气化影响的因素,汽氧比是指气化剂中水蒸气和氧气的组成比例
31、。,气化压力,压力对氧气消耗量的影响,压力对蒸汽消耗量的影响,压力对气化炉生产能力的影响,压力对煤气产率的影响,气化层的温度,甲烷的生成反应是放热反应，降低温度有利于甲烷的生成。,汽氧比的选择,气化层的温度对气化影响,甲烷的生成反应是放热反应，因而降低温度有利于甲烷的生戒。但温度太低，化学反应的速度减慢。,通常，生产城市煤气时，气化层的温度范围在9501050左右；生产合成原料气时，可以提高到1150左右。,影响反应层温度最主要的因素是通入炉中气化剂的组成即汽氧比，汽氧比下降，温度上升。,气化物料平衡,气化能量平衡,气化能量平衡,黏结性,气化炉结构复杂，炉内设有搅拌装置、煤分布器和炉算等转动设
32、备，设备的损坏与检修较为频繁，运行开工率较低7580%，需要设备用炉;,操作温度一般为10001250,气化炉压力2.54.0MPa,固态排渣,鲁奇加压气化工艺的技术特点:,煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净化、副产品的回收工艺复杂、流程长、投资大;,蒸汽消耗量大，分解率低，需配套规模较大的中压以上蒸汽锅炉;,1气化炉开车前系统的检查确认2点火前的准备工作3气化炉点火及火层培养4气化炉的切氧、升压、并网送气,5气化炉的气化控制,1压力热备炉的停车与再开车2常压热备炉的停车与再开车3交付检修（熄火、排空）的计划停车,气化炉的开车,气化炉的停车与再开车,1气化炉生产负荷的调整2汽氧比的调整3气化
33、炉火层位置控制4灰锁操作5灰锁膨胀冷凝器的冲洗与充水6煤锁操作7不正常现象判断及故障处理,加压气化炉的正常操作调整,1、流化床气化概述,3、高压流化床汽化技术,一、流化床加压气化,2、常压流化床气化技术,1、流化床气化概述,在固定床阶段，燃料是以很小的速度下移，与气化剂逆流接触。而氧气和水蒸气从气化炉的底部进入，当气流速度加快到一定程度时，床层膨胀，颗粒被气流悬浮起来。,流化床气化的特点,流化床气化采用010mm的小颗粒煤作为气化原料。气化剂同时作为流化介质，通过气化炉内的气体分布板（炉篦）自下而上经过床层。根据所用原料的粒度分布和性质，控制气化剂的流速，使床内的原料煤全部处于流化状态，在剧烈
34、的搅动和返混中，煤粒和气化剂充分接触，同时进行着化学反应和热量传递。利用碳燃烧放出的热量，提供给煤粒进行干燥、干馏和气化。生成的煤气在离开流化床床层时，夹带着大量细小颗粒（包括70的灰粒和部分未完全气化的碳粒）由炉顶离开气化炉，部分密度较重的渣粒由炉底排灰机构排出。 对大部分煤来说，灰分开始软化的温度为10501150。为了避免结渣，流化床的操作温度经常维持在850900。在这个温度下，只能用反应性好的褐煤为气化原料，才能获得质量较好的煤气。 在流化床内整个床层的温度较为均匀。送入流化床的煤粒，迅速地分布于炽热颗粒之间而受到突然的加热。燃料的干燥和干馏是在反应层中进行的，因而燃料受到充分均匀的
35、加热，挥发分的分解完全，使煤气中甲烷和酚类很少，焦油少。,温克勒气化炉采用粉煤为原料，粒度在010mm左右。若煤不含表面水且能自由流动就不必干燥。对于黏结性煤，可能需要气流输送系统，借以克服螺旋给煤机端部容易出现堵塞的问题。粉煤由螺旋加料器加入圆锥部分的腰部，加煤量可以通过调节螺旋给料机的转数来实现。一般沿简体的圆周设置二到三个加料口，互成180或120的角度有利于煤在整个截面上的均匀分布。,温克勒气化炉的炉箅安装在圆锥体部分，蒸汽和氧(或空气)由炉箅底侧面送人，形成流化床。一般气化剂总量的6075由下面送入，其余的气化荆由燃料层上面2 54m处的许多喷嘴喷入，使煤在接近灰熔点的温度下气化，这
36、可以提高气化效率、有利于活性低的煤种气化。通过控制气化剂的组成和流速来调节流化床的温度不超过灰的软化点。较大的富灰颗粒比煤粒的密度大，因而沉到流化床底部，经过螺旋排灰机排出。大约有30的灰从底部排出，另外的70被气流带出流化床。,气化炉顶部装有辐射锅炉，是沿着内壁设置的一些水冷管用以回收出炉煤气的显热，同时，由于温度降低可能被部分熔融的灰颗粒在出气化炉之前重新固化。,早期的温克勒气化炉在炉底部有炉栅，气化剂通过炉栅进入炉内。后来的气化炉取消炉栅，炉子的结构简化，同样能达到均匀布气的效果。典型的工业规模的温科勒常压气化炉，内径5.5m，高23m当以褐煤为原料时，氧气蒜汽常压鼓风，单炉生产能力在标
37、准状态下为47000m3/h采用空气蒸汽鼓风时，生产能力在标准状态下为94000m3h。生产能力的调整范围为25150。,温克勒气化炉,温克勒气化工艺流程包括煤的预处理、气化、气化产物显热的利用、煤气的除尘和冷却等,(1)原料的预处理首先对原料进行破碎和筛分，制成0l0mm的炉料，一般不需要干燥，如果炉料含有表面水分，可以使用烟道气对原料进行干燥，控制入炉原料的水分在812左右。对于有黏结性的煤料，需要经过破黏处理，以保证床内的正常流化。,(2)气化预处理后的原料送入料斗中，料斗中充以氮气或二氧化碳惰性气体。用螺旋加料器将煤料加入气化炉的底部，煤在炉内的停留时间约15min左右。气化剂送人炉内和煤反应，生成的煤气由顶部引出。煤气中古有大量的粉尘和水蒸气。,(3)粗煤气的显热回收粗煤气的出炉温度一般为900左右。在气化炉上部设有废热锅炉，生产的蒸汽压力在1.962.1 6MPa，蒸汽的产量为0.50.8kgm3干煤气。,(4)煤气的除尘和冷却出煤气炉的粗煤气进人废热锅炉，回收余热，产生蒸汽，然后进人两级旋风分离器和洗涤塔，煤气中的大部分粉尘和水汽，经过净化冷却，煤气温度降至3540，含尘量降至520mgm3。,温克勒气化流程,
