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劣质煤干粉煤气化成套装置

据不完全统计,目前在中国国内市场上煤炭造气炉或气化炉有30余种之多。例如比较熟悉的常压固定床气化炉,现国家已明令禁止建设新的该种炉型;加压的固定床气化炉,如鲁奇炉或BGL炉,虽然是已经建成,正在运行或不断进步之中,但是对煤种的特殊要求以及耗水量大,使得大部分用户望而生畏。

近几年,气流床的煤粉气化炉发展很快,不管是水煤浆炉还是干煤粉炉,从十多年前的德士古炉、谢尔炉,通过消化吸收改造,已经开发成功的炉型已经有华东理工大学开发的四喷嘴对置的水煤浆气化炉和干煤粉气化炉(东方炉),有航天万源煤化工技术开发公司开发的、将激冷技术与干煤粉进料相结合的航天炉,有盈德清大科技公司开发、将耐火砖改为水冷壁的水煤浆气化炉(清华炉),还有各种各样的气流床或气流床与其他床相结合的气化炉。气流床在技术上相对比较成熟,但还是对煤种要求高,耗电耗水量大,一次性投资高等等原因使得客户无法接受。

粉煤流化床气化炉起源于1926年,德国工程师弗雷兹·温克勒发现了颗粒物料的流态化现象并把它应用于煤和焦炭的气化,这就是闻名于世的温克勒气化炉。如果从1932年第一台温克勒气化炉投产之日算起,粉煤流化床气化炉已经有了80多年的发展历史。80多年来,流化床反应器广泛应用于能源化工领域,有了长足的发展,大家熟知的有循环流化床锅炉(CFBB,由沸腾床锅炉发展而来)、石油流化催化裂化反应器(FCC,已经开发出几十种不同形式的反应器和再生器的组合)。粉煤流化床气化炉在1970年代,温克勒气化炉是一枝独秀,据统计,全世界大约有70多台类似的气化炉分布在德国、印度、土耳其、苏联、中国和朝鲜,这些炉子在某些国家一直使用到今天,从未间断,例如朝鲜。此后因为所谓的“石油危机”引发各国开始研究新一代的气化炉,其中就有德国的高温温克勒气化炉HTW,美国的灰团聚气化炉KWR、U-GAS以及中国的灰融聚。

流化床气化炉最大的优点是煤种适应性广,炉子结构简单造价低,产品气体组成和产量的可调性高。但是不可否认的是,常压运行的炉子,如恩德炉、科达炉,目前只能做到空气或富氧气化,产品煤气比较适合做合成氨或工业燃气。关键还是碳利用率低,生产环境也不尽人意。对于带压操作的炉子,虽然单炉的产气量较高,但是也存在着碳利用率低,设备损坏率高,运行周期短等等弊端。

正是认识到这些问题的存在,上海ag环亚集团官网 化工科技有限公司几位从事粉煤流化床气化技术和旋风分离器技术开发的专家集合在一起,从灰团聚的核心技术着手,对运行多年的晋煤集团天溪煤制油分公司的灰熔聚气化炉进行整改,采用了全新的旋风分离器和飞灰循环系统,设计了全新的气化炉气流分配系统以及全新的底渣排放系统,取名灰强聚气化炉。顾名思义,经过改造以后的粉煤流化床气化炉可以做到真正的灰团聚或灰熔聚,操作简单方便,设备故障减少,关键是碳的利用率(工程上称碳转化率)大大地提高了,环境整洁,利润提高。

现以被改造的山西晋煤集团天溪煤制油分公司的气化炉为例:

1)改造前单炉产气量16000~18000Nm3/h,改造后24000~27000Nm3/h;

2)改造前底渣残碳40%~50%, 改造后16%~28%;

3)改造前(CO+H2)含量64%~66%, 改造后含量67%~69%,CO明显上升;

4)改造前碳转化率72%~76%,改造后86%~92%;

5)改造前灰渣排放和旋风分离器返料系统故障不断,改造后几乎没有故障。

需要指出的是晋煤集团天溪煤制油分公司完全采用的是“三高一低”的无烟煤或贫瘦煤,如果改用其他反应活性高一点的煤底渣残碳可以降到2%以下,碳转化率也可达到98%以上。

多年运行实践证明:灰强聚煤气化技术是一种非常适合于劣质煤干粉煤的优秀气化技术之一。


灰强聚气化炉