煤化工工艺学课件54-流化床气化法教材.ppt

1、 5 5、煤的气化、煤的气化 54 流化床气化法 54 流化床气化法1.常压流化床气化原理 直接使用小颗粒碎煤（010mm）为原料，并可利用褐煤等高灰劣质煤。它又称为沸腾床气化，把气化剂（蒸气和富氧空气或氧气）送入气化炉内，使煤颗粒呈沸腾状态进行气化反应。知识储备：什么是流化床？知识储备：什么是流化床？气流速度提高气流速度提高,固体颗粒全部浮动起来固体颗粒全部浮动起来,但是仍逗留在但是仍逗留在床层中不被流体带出床层中不被流体带出.2.常压流化床（温克勒）气化工艺温克勒(Winkler)气化炉-实例1组成：流化床（下部的圆锥部分）悬浮床（上部的圆筒部分，为下部的610倍）操作特点a:原料的加入：

2、由螺旋加料器加入圆锥部分腰部。b:排灰：矸石灰（30%左右）自床层底部排出；其余飞灰由气流从炉顶夹带而出。c:气化剂（氧气或空气；水蒸汽）：一次气化剂（6070%）由炉箅下部供入；二次气化剂（3040%）由气化炉中部送入。二次气化剂的作用： 其在接近灰熔点的温度下操作，使气流中夹带碳粒得到充分的气化。实例实例1温克勒气化工艺流程略原料的预处理破碎粒度（010mm,0.5mm以下筛去）干燥（水分：812%）破黏气化粗煤气的显热回收（废锅回收）煤气的除尘和冷却工艺条件和气化指标工艺条件a:操作温度一般为900左右。b:操作压力约为0.098MP（常压）c:原料粒度；010mm,褐煤、弱黏煤、不黏煤

3、和长焰煤等，但活性要高。d:二次气化剂用量及组成：与带出未反应的碳成比例。？（过少：未反应碳得不到充分气化而被带出，气化效率下降；过多：产品被烧）温克勒气化工艺的优缺点 p193优点：单炉生产能力大；气化炉结构简单；可气化细颗粒煤(010mm);出炉煤气基本上不含焦油；运行可靠，开停车容易。缺点：气化温度低（防止结渣，900度，所以要使用活性高的原料）；气化炉设备庞大；热损失大（煤气出炉温度高）；带出物损失较多（气流中夹带碳颗粒）；粗煤气质量较差。 思考：温克勒气化工艺的缺点主要是由什么造成的？思考：温克勒气化工艺的缺点主要是由什么造成的？3.高温温克勒（HTW）气化法基本原理温度的影响但要防

4、止结渣，可在煤中添加石灰石等来提高煤的软化点和熔点。压力的影响加压，床层的膨胀度下降，工作状态比常压稳定。加压，气流带出量减少，带出物的颗粒尺寸也减小了。加压，生产能力提高。加压，煤气热值得到提高。提高温度提高CO和H2的浓度提高碳的转化率和煤气产率；气化工艺在温克勒气化工艺基础上提高温度和压力。提高气化压力到1MPa ;气化温度可提高到1000； 工艺流程优点：提高气化炉生产能力；碳的转化率上升，提高了煤气的质量。注意锁斗的作用注意锁斗的作用4.灰团聚气化法特点：团聚排渣（灰团聚而不结渣 ）原理：在流化床中导入氧化性高速射流，使煤中灰分在软化而未熔融状态下，在一个锥形床中相互熔聚而黏结成含碳

5、量较低的球状灰渣，有选择地排出炉外。与传统排渣方式相比的优点：与固态排渣比：降低了灰渣中的碳损失；与液态排渣比：减少了灰渣带走的显热损失。实例2气化炉及气化过程气化炉内四个重要功能：煤的破黏、脱挥发份、气化及灰的熔聚、团聚灰渣从半焦中分离出来。原料煤06mm床内反应温度为9501100 ；操作压力在0.142.4MPa范围变化. o 气化炉：气化过程：气化剂由两处进入气化炉：从炉篦进入，维持正常的流化；由中心（文氏管）进入灰熔聚区。由中心进入气体的氧/汽比较大，故床底中心区(熔聚区)温度较高，当达到灰的初始软化温度时，灰粒选择性地和别的颗粒团聚起来。团聚体不断增大，直到它不能被上升气流托起为止。床层上部空间作用;裂解在床层内产生的焦油和轻油（煤气不含焦油）。煤气夹带煤粉由两级旋风分离器分离和收集。气化工艺的特点灰分熔聚及分离（灰渣和半焦选择性分离）a:文丘里管内的气流速度 控制中心管的气流速度，可达到控制排灰量的多少。 b:熔聚区的温度 文氏管气化剂的汽/氧比较低，形成的局部高温区（比灰熔点低100200），使未燃碳燃烧气化，又使灰粒相互粘结而团聚。c:带出细分的再循环。 借助两级旋风分离器实现细粉循环并进一步气化，生成细灰与床层中的熔聚灰一起形成灰球排出。对煤种有较广泛的适应性 广泛的煤种适应性（一定黏结性的煤无需破黏）和高的碳的转化率。