谢尔气化炉如图8所示

该气化炉容器由碳素钢压力外壳构成，里面有一气化室，气化室由耐火衬里的膜壁封闭。通过膜壁的循环水用来控制气化室壁温度及产生饱合蒸汽。干式pf、O2和蒸汽经气化炉底部的对置燃烧器送入，气化炉操作压力~25-30巴。气化在1500℃和此温度以上发生，确保煤灰熔化并形成熔渣。熔渣在气化炉壁内表面下行，在气化炉底部一水槽内淬冷，一部分熔渣粘在气化炉壁上并冷却，形成防护层。

煤的气化形成一种粗燃料气，主要成分是H2和CO，及少量CO2和一些夹带的渣粒。在气化炉出口，粗气以再循环的冷却的燃料气淬冷，使温度降至~900℃以下。冷却使渣粒冻结，使它们粘性减小，不易在表面挂渣。

其后，燃料气在合成气冷却器中冷却到~300℃，产生高压和中压蒸汽。与壳牌公司的石油气化工艺的合成气冷却器完全不同，SCGP合成气冷却器在壳侧有气体。因此，合成气冷却器有一套复杂的管道，包括各种节省器、中压及高压汽化器和一些过热器。

冷却的合成气利用陶瓷过滤器过滤。之后大约50%的冷却合成气再循环至气化炉顶部作气体的淬冷介质使用，其余的合成气被洗涤，去掉卤化物和NH3，然后送至脱硫装置。

8.德士古气化工艺（气流床）

德士古工艺的主要特性是利用同样的基本技术成功地气化多种原料。这些原料包括气体、石油、 OrimulsionTM，石油焦和一系列煤。德士古另外还进行预处理工艺，这将使废塑料和废旧轮胎得以气化。 德士古气化工艺是最早开发于20世纪40年代后期。开始工作重点集中在开发一种天然气重整工艺，以便为转换成液态碳烃化合物制造合成气。不久后，重点转向为NH3产品生产合成气。20世纪50年代期间，研究扩大该工艺以气化石油及少量的煤。1973年发生石油危机之际，煤炭气化研究工作重新开始，1983年在美国的田纳西州的金斯波特的艾斯特曼化工厂，首座商业化煤气化工厂开始运营。1984年，冷水IGCC厂投入运营。

目前，采用德士古工艺作业的气化发电厂有EL Dorado（石油焦）和Polk（煤）；德士古工艺还被选择用于多数在建或计划中的石油废料IGCCs厂。

该工艺有两种不同的基本类型，其用来冷却粗制合成气的方法不同，在淬冷型中，来自气化炉底部的粗合成气用水骤冷。在完全热回收型中，粗合成气利用合成气冷却器冷却，德士古淬冷型气化炉示意图见图9，全热回收型见图10。

忽略所采用的合成气冷却方法的不同，实际气化工艺是相同的。原料同O2和（通常）蒸汽从气化炉顶部进入。蒸汽作为温度调节剂。像煤或石油焦这样的固体原料在给入气化炉之前被制成浆和粉碎；在这种情况下，浆料中的水替代蒸汽作为调节剂。气化炉本身是有耐火衬里的压力容器。气化在~1250~1450℃的温度发生。操作压力依合成气作何种用途而定：为IGCC之用压力为~30巴（虽然可以更高）；为制造化学品之用的操作压力为60~80巴。粗合成气，还有任何灰（像熔渣）和烟炱（在石油气化时产生），在底部从气化炉排出。

在淬冷型中，粗合成气经淬冷管离开气化炉底部，淬冷管的底部未端浸入一水池中。粗气体经过水冷却到水的饱和温度，并清洁了渣和烟炱颗粒。之后，冷却过、饱和合成气经侧壁上的一个管子离开气化炉/淬冷容器。然后，按照用途和所用原料，粗合成气在使用前进一步冷却和/或净化。

在全热回收型中，粗合成气离开气化炉段，并在放热合成气冷却器内冷却是从~1400℃到~700℃，回收的热量用来产生高压蒸汽。熔渣向下流至冷却器，在底部的一池中淬冷，再经闸斗仓排出。部分冷却的合成气离开气化炉的底部，之后在清洁和使用前在对流冷却器内进一步冷却。到现在为止，大多数德士古气化炉已采用淬冷型。其高于全热回收设计的主要优势是它更为廉价，可靠性更高；主要劣势（用于IGCC）是热效率较低。实际大部分在用的气化炉用于生产化学品，热效率不成为问题，故淬冷方式更受欢迎。淬冷方式的另一有效特性是，在石油气化时，淬冷式有助于合成气中的洗去石油烟炱颗粒。可以看出，采用德士古气化炉的燃石油的IGCC项目大多使用淬冷式气化炉，而燃煤的德士古 IGCC项目使用合成气冷却器。

四、气化工艺的选择

多种因素影响一个专用项目的气化炉选择。商业因素最为重要，政治方面的考虑也可以是重要的。影响气化炉选择的技术问题包括要气化的物料的特性及项目规模。

1.煤炭

三种主要气化炉（即气流、流化床和移动床）都能用来气化煤炭。煤炭的特性会影响气化炉的选择，包括灰分含量和熔点和煤炭反应性。项目的规模也会有一定影响。

以上所译论的气化炉，除谢尔 SGP外，都已证实可用来气化煤。

气流床反应器，和BGL气化炉，取决于煤灰熔解并转化成液体，成熔渣。假如灰熔点或渣的粘性太高，可使用一种适宜的助熔剂来使它们降低，通常为石灰石。所需石灰石的量依灰熔点和煤炭中的灰含量而定。因此，高灰熔点的高灰分煤将需要相当量的石灰石，相反，流化床气化炉以及鲁尔干法排灰气化炉，则取决于灰不熔解。由此得出结论，低灰含量和低灰熔点趋向于选择液态排渣气化炉；高灰分含量和高灰熔点选择非液态排渣气化炉更为有利。

反应性是要考虑的另一个问题。流化床气化炉的气化温度较低，更适合活性褐煤，但不太适于反应活性小的煤。

大约300MWe发电厂已建有气流床气化炉，在更大规模的电厂建该气化炉是可能的。相比之下，流化床和移动床气化炉趋向于为较小的电厂所选择，因此一个大型发电厂项目将会需要多台气化炉。这种做法作的缺点是损失一些规模经济，但有一个优点，即是使用多台气化炉可以在一台因维修不工作时，电厂仍不停运转。

在选择煤的气化炉时，进一步考虑是采用以空气作氧化剂的工艺，还是采用以O2作氧化剂的工艺。一般而言，流化床系统利用空气作为氧化剂，其它气化炉则用O2。利用空气作为气化介质具有无需空分装置，空分装是设备的昂贵部分；以此相比，由于利用了空气，就意味着燃料气要用氮稀释，则下游工艺设备需要较大。

2.石油

只有气流气化炉适合于气化像重油这样的液态碳烃化合物。谢尔 SGP和Texaco这两种气化炉都有使用这类原料的成功历史记录。因此，将在这两种气化炉中选择进行商业化。

3.生物质

生物质是很活性的，且生物质项目趋向于在小规模（一般<50MWe）电厂进行，有几个气化炉已专为利用生物质而开发，这些气化炉通常在常压下操作，这样容易将生物质送入气化炉。 5/7 首页上一页34567下一页尾页