3组主要气化工艺及8种典型气化炉图文详解!

时间:2015-06-29 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介: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

5.MBEL气化炉(流化床)

该气化炉原由英国煤炭公司在其煤炭研究机构作为ABGC工艺(图6)的一部分开发,现归MBEL所有。该气化炉为吹气、加压系统设计,以获约80%的碳转化率,剩余的碳在流化床燃烧。在格洛斯特郡的Stoke Orchard建设并运转了0.5tph中试规模的气化炉。现在,由MBEL、阿尔斯通和苏格兰电厂组成的一个财团,以ABGC作为整体,对该工艺进一步开发,计划在法夫 Kincardine建一个~100MWe示范装置。

图6 装有MBEL气化炉的ABGC

ABGC是以在MBEL气化炉内煤的部分气化为基础,压力20-25巴,温度~1000℃。大约70-80%的煤转化成低热值燃料气,燃料气冷却至~400℃,然后用陶制过滤器清洁。石灰石用来脱除煤中大部分硫,成为硫化钙。气化炉内产生的燃料气在燃气轮机中燃烧,燃气轮机的废气用来在热回收蒸气发生器(HRSG)内产生蒸汽,气化炉产生的固体残渣(灰、半焦和硫化吸附剂)经减压、冷却并通到在常压操作的循环流化床燃烧器(CFBC)。在CFBC内,残余的炭被燃烧,硫化钙经氧化成为硫酸钙,硫酸钙是一种环保型物质。在CFBC内产生的热加到HRSG的蒸汽系统,所产生的蒸汽用来驱动蒸气轮机。在Stoke Orchard的试验证实气化炉处理各类煤和吸附剂的能力,在气化炉里脱硫达90%。

ABGC系统的一项评估表明,应用目前的技术,该系统将会获得44.7%的效率(更高热值基础)。

6.Prenflo(气流床)

Prenflo(加压气流床)气化工艺已由克鲁勃.伍德开发。这是一种加压、干式给料、气流床工艺。克鲁勃在德国萨尔州的Fürstenhansen建一座每天处理48t的装置。随着这项工作的进行,西班牙的普埃托兰 IGCC电厂选择应用Prenflo工艺。该工艺如图7所示。 煤被磨碎至~100μm并靠氮由风力输送到气化炉。气化炉结构独特,气化炉本身与合成气冷却器结合。煤同O2和蒸气一起经装在气化炉下部的燃烧器给入。合成气在1600℃的温度下

产生。但,它在气化炉出口借助再循环的洁净合成气淬冷,将其温度减至大约800℃。然后合成气向上流至一中心分配器管,并经蒸发器段向下流动,在大约380℃离开气化炉。在气化过程形成的熔渣在水槽内淬冷,并通过闸斗仓装置排出。

7.谢尔气化工艺 (气流床)

谢尔气化工艺(SGP)作为一种将多种碳氢化合物原料转成洁净合成气的方法于20世纪50年代开发。SGP不是用于煤炭气化的,壳牌公司另有一单独的工艺(谢尔 煤炭气化工艺,SCGP)。

该气化炉有耐火熔材料衬里,在大约25-30巴(在IGCC范畴,生产H2的典型压力约巴)和1300℃下运行。燃料、O2和蒸汽从气化炉顶部经复合环形燃烧器射入。气化发生,伴随小量烟炱和灰(在给料中~0.5-1%的碳转化成烟炱)。粗合成气和杂质在气化炉底部排出,在合成气冷却器内冷却,冷却器由平行的螺旋形旁管组成,浸入在竖立的蒸汽发生器中。这种配制在~100巴压力下产生饱合蒸气。气体从合成气冷却器入口时的~1300℃冷却,到出口时的<400℃。然后气体可在烟炱和灰洁净之前进一步冷却。这在淬冷管内进行,粗气体用水喷淋,以去除现存的大部分固态颗粒。夹带的颗粒作为分离器内废渣排出。然后气体转至洗涤器,洗涤器中的两个充填床用来减低颗粒浓度至<1mg/m3。之后粗合成的气适宜用来脱硫和使用。

从气体中脱硫的灰和烟炱在由谢尔和鲁奇开发的烟炱灰脱除装置中处理。熔渣经过滤,碳质滤饼被焚化,产生高钒灰残渣。

SGP与SCGP的主要区别为:

1、非(未)冷却的气化炉;

2、燃烧管合成气冷却器;

3、淬冷用非再循环冷却合成气;

4、气化炉内温度较低。

使用SGP的唯一气化发电厂是在鹿特丹的壳牌炼油厂的Per 综合企业。三个SGP系列用残渣生产合成气;67%的合成气用于制H2 ,其余用来发电。

谢尔煤炭气化工艺(气流床)

壳牌公司的气化历史可回溯到20世纪50年代,那时第一个SGP装置交付使用。1972年,壳牌公司开始煤的气化工艺的研究工作。在阿姆斯特丹建设了一座6t/d中试厂后,壳牌公司于1978年在德国汉堡附近哈尔堡建一座150t/d示范厂。壳牌公司采用所获得的经验在美国休斯顿的迪尔帕克现有的石油化工联合企业建一座厂。该厂规模为气化220t/d(每天250美国短吨)烟煤成365t/d(每天400美国短吨)的高湿、高灰分褐煤。1987年迪尔帕克气化炉投入运营,并证实了SCGP气化多种类型煤的能力。

1989年,在荷兰的Buggenum的一座IGCC电厂宣布选择使用SCGP,它成为采用SCGP的唯一商业化电厂。 4/7 首页上一页234567下一页尾页

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