作者/來源:王 鵬,張科達(dá)(煤炭科學(xué)研究總院北京煤化工研究分院,北京 100013) 日期: 2010-12-21 點(diǎn)擊率:5404
1 碎煤加壓固定床氣化技術(shù)發(fā)展歷程
碎煤加壓固定床氣化技術(shù)最早為德國魯奇(Lurgi)公司開發(fā),魯奇氣化爐由此得名。魯奇爐的改進(jìn)是魯奇氣化技術(shù)發(fā)展的核心,主要經(jīng)歷了三個階段。
第一階段(1930年~1954年),第一代氣化爐直徑2.6 m,主要用于生產(chǎn)城市煤氣,氣化爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有內(nèi)襯和邊置灰斗,不設(shè)膨脹冷凝器,氣化劑通過爐篦的主動軸送入,該爐型只能氣化非黏結(jié)性煤,且氣化強(qiáng)度較低,產(chǎn)氣量5000 m3/h·臺~8000 m3/h·臺,我國云南解放軍化肥廠引進(jìn)的就是第一代魯奇爐。第二階段(1954年~1969年),第二代魯奇爐擴(kuò)大了用煤范圍,可氣化弱黏結(jié)性煙煤,取消了內(nèi)襯,改進(jìn)了布?xì)夥绞胶驮黾恿似起ぱb置,邊置灰斗調(diào)為中置灰斗,氣化爐直徑擴(kuò)大到2.8 m、3.7 m兩種,單爐生產(chǎn)能力得到提高,產(chǎn)氣量分別達(dá)14000 m3/h·臺~17000 m3/h·臺、32000 m3/h·臺~45000 m3/h·臺。第三階段(1969年至今),為了進(jìn)一步擴(kuò)大用煤范圍,使之達(dá)到氣化一般黏結(jié)性煤的目的,推出了Mark-Ⅳ型氣化爐,改進(jìn)了布煤器和破黏裝置,可氣化除焦煤外的所有煤種,氣化強(qiáng)度進(jìn)一步得到提高,氣化爐直徑3.8 m,產(chǎn)氣量35000 m3/h·臺~65000 m3/h·臺,我國原山西化肥廠和義馬煤氣廠引進(jìn)的均為第三代Mark-Ⅳ型魯奇爐。此后,南非薩索爾(Sasol)在1980年開發(fā)了Mark-Ⅴ型氣化爐,氣化爐內(nèi)徑4.7 m,產(chǎn)氣量達(dá)10萬m3/h·臺。液態(tài)排渣的BGL氣化技術(shù)也是Lurgi氣化爐的升級版,BGL在氣化強(qiáng)度、煤氣組成、煤氣水產(chǎn)率方面均有很大的提高和改善。
2 碎煤加壓固定床氣化技術(shù)工藝流程及特點(diǎn)
典型的碎煤加壓固定床氣化技術(shù)工藝流程見圖1。
5 mm~50 mm塊煤經(jīng)煤溜槽加入氣化爐上部煤鎖,煤鎖充壓至與氣化爐壓力相同時,打開煤鎖下閥,煤靠重力加入氣化爐。過熱的水蒸氣和氧氣在混合器混合后,從氣化爐底部經(jīng)爐篦進(jìn)入氣化爐,在約3.0 MPa、1000 ℃的條件下,與煤發(fā)生氣化反應(yīng),生成以CO、H2、CO2、CH4為主要成分的煤氣。從氣化爐出來的粗煤氣,根據(jù)煤種不同,溫度在220 ℃~600 ℃,經(jīng)噴冷器后溫度降至200 ℃左右,進(jìn)入廢鍋回收余熱,溫度降至180 ℃,粗煤氣經(jīng)氣液分離后進(jìn)入下游工序。廢熱鍋爐可產(chǎn)生0.5 MPa~0.6 MPa的低壓蒸汽。從噴冷器洗滌下來的含焦油和塵的煤氣水隨煤氣一起進(jìn)入廢....