常壓水煤漿氣化爐研發(fā)

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1、常壓水煤漿氣化爐研發(fā)一、煤質(zhì)的選擇煤質(zhì)是影響氣化過程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及能否順利操作的關(guān)鍵，一種氣化方法只有選用合適的煤種才能發(fā)揮出效益。常壓氣化工藝目前還沒有煤質(zhì)方面的資料，因此只有按Texaco氣化工藝的選煤標(biāo)準(zhǔn)。適宜于水煤漿加壓氣化的是煙煤，而煙煤中最適宜的是長焰煤、氣煤等。1、煤質(zhì)適應(yīng)性的主要指標(biāo)：煤的反應(yīng)性、成漿性、灰熔融溫度是衡量煤質(zhì)適應(yīng)能力的主要指標(biāo)，同時還應(yīng)注意到煤灰在還原性氣氛下的流動溫度和粘溫特性。煤質(zhì)適應(yīng)性的主要指標(biāo)如下：(1)發(fā)熱量達(dá)25.121MJ／kg[一般的煙煤(原煤)都能達(dá)到這個要求，精煤更是如此]，越高

2、越好；(2)灰熔融溫度FT在l300℃為宜，過高或過低都不利于氣化；(3)煤中灰量不得高于15%~20％，越低越好；2、煤質(zhì)適應(yīng)性的次要指標(biāo)(1)全水份含量越低越好。煤的成漿濃度隨著內(nèi)在水份的含量增大而降低，內(nèi)在水份低的煤易于制取高濃度水煤漿。隨著水煤漿濃度的提高，煤氣中有效氣體成份增加，氣化效率提高，氧氣耗量下降，Texaco煤氣化原料煤的最高內(nèi)在水Mad≤8％為宜：(2)揮發(fā)份含量越高，越利于Texaco氣化反應(yīng)，增加煤氣產(chǎn)率。優(yōu)化指標(biāo)在Vdaf≥37％。(3)固定碳含量越高越好。(4)液渣粘度在15~25Pa·s(指灰熔融溫

3、度FT狀態(tài)下渣的粘度)為好，以維持正常的液態(tài)排渣。(5)煤中有害元素硫、氯、砷、磷、汞、氟等含量越低越好。(6)可磨指數(shù)越大煤越易被磨碎，可提高煤磨機(jī)的產(chǎn)量，降低電耗。3、氣化工藝對原料煤的其它關(guān)鍵要求(1)成漿性煤的成漿性好是指煤制漿濃度高、粘度低及泵送性、流動性、動靜狀態(tài)下的穩(wěn)定性好。Texaco水煤漿加壓氣化工藝要求煤漿濃度在60％以上，粘度在1Pa·s左右：成漿性好的煤能被制成高濃度煤漿，能提高氣化效率并保證氣化裝置在滿負(fù)荷下生產(chǎn)，且泵送性好，氧耗低，不用或減少添加劑用量。尤其是添加木質(zhì)素磺酸鈉等添加劑，費(fèi)用更高，這必須在

4、氣化效率和產(chǎn)品效益之間進(jìn)行權(quán)衡。(2)反應(yīng)活性(碳轉(zhuǎn)化率)反應(yīng)活性高的煤可在適宜的氣化爐溫度下獲得較高的碳轉(zhuǎn)化率，這將在不影響耐火襯里壽命的前提下提高系統(tǒng)效率，減少需處理的固體物(飛灰)。由于煤粒在氣化爐內(nèi)的反應(yīng)時間一般為5~8s，這就要求有很快的反應(yīng)速度才能達(dá)到較高的碳轉(zhuǎn)化率。由于反應(yīng)溫度受耐火材料使用壽命、設(shè)備材質(zhì)和運(yùn)行周期的限制，因此Texaco氣化工藝要求原料煤有較高的反應(yīng)活性，才能使氣化反應(yīng)瞬間完成。此外，煤的粒度對碳的轉(zhuǎn)化率有很大影響，因為煤粒在爐內(nèi)的停留時間及氣固反應(yīng)的接觸面積與顆粒大小的關(guān)系非常密切，較大的顆粒離開

5、噴嘴后，在反應(yīng)區(qū)中的停留時間比小顆粒短；另外，比表面積又與顆粒大小成反比，這雙重影響的結(jié)果必然使小顆粒煤的轉(zhuǎn)化率高于大顆粒：煤粒越小雖有利于煤的轉(zhuǎn)化，但當(dāng)細(xì)粒含量過高時，水煤漿粘度上升，不利于制得高濃度的水煤漿。故對反應(yīng)性較好的煤種，可適當(dāng)放寬煤粉的細(xì)度。(3)渣對耐火材料襯里的腐蝕性腐蝕性渣可導(dǎo)致較高的耐火材料襯里蝕損率，即使是在最佳操作溫度下也是如此。耐火磚蝕損率隨溫度增高而加快。因氣化爐耐火材料非常昂貴，所以選擇低腐蝕性渣的煤作為氣化原料并且在低溫下操作，以使耐火材料的蝕損率減到最小，延長氣化爐的運(yùn)行周期。(4)SGC結(jié)垢性

6、SGC結(jié)垢性是指對合成氣冷卻器的結(jié)垢程度：嚴(yán)重的結(jié)垢將阻止熱傳遞，降低效率，并在洗滌塔中出現(xiàn)問題，降低氣體冷卻溫差：同時在使用燃?xì)馔钙降腎GCC(IntegratedCoalGasificationCombinedCycle)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的廠家，將造成燃?xì)馔钙絿?yán)重結(jié)垢，降低效率，且引起透平機(jī)動平衡改變，被迫停車檢修,影響運(yùn)行周期。4、對煤質(zhì)不要求的指標(biāo)Texaco煤氣化工藝對煤的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及粘結(jié)性等指標(biāo)一般沒有特殊要求。二、試驗工藝流程的確定，需檢測參數(shù)的確定1、工藝描述：富氧鼓風(fēng)常壓水煤漿氣化爐，將61~65%濃度的水煤

7、漿，通過輸漿泵被送至直立式氣化爐筒壁頂部，從若干個水煤漿專用噴嘴由上向下噴出，煤漿液流、霧化氣流、富氧氣流，在噴嘴室內(nèi)迅速混合噴燃，產(chǎn)生劇烈地氣化反應(yīng)，生成以（一氧化碳+氫）為主體的氣體組分。使用的專用水煤漿噴嘴，是采用帶水冷壁的內(nèi)管同心園套筒式噴嘴結(jié)構(gòu)，內(nèi)通水煤漿、霧化氣、富氧氣，并以旋轉(zhuǎn)撞擊形式快速均混。為克服煤漿粒度細(xì)、在爐內(nèi)的停留時間短、氣化反應(yīng)不完全，擬定采用全密相氣流床。整個氣化過程是在常壓下進(jìn)行的。所生成的煤氣和爐渣從下出口排出，并進(jìn)入激冷室或余熱鍋爐。由于氧比空氣重（氧：1.4291kg/標(biāo)準(zhǔn)立方米；空氣：1.29

8、31kg/標(biāo)準(zhǔn)立方米）,氧與空氣不易均混，因此，必須使氧與空氣在特定的裝置內(nèi)均勻混合，否則，會嚴(yán)重影響爐內(nèi)的氣化反應(yīng)，或因局部氧多而產(chǎn)生過熱溫度超高，或因局部氧少而形成低溫，這對爐內(nèi)的正常氣化是很不利的。3、試驗設(shè)備的設(shè)計由于是常壓且采用富氧空氣做