德士古气化工艺流程五-企业生产实际教学案例库课件.ppt
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1、企业生产实际教学案例库应用化工生产技术专业(煤化工方向)典型气流床气化炉及其工艺典型气流床气化炉及其工艺(2)(2)德士古气化法德士古气化法( (水煤浆加料气化工艺水煤浆加料气化工艺) ) 二、德士古气化炉结构目 录一、德士古气化工艺简介三、煤浆的制备和输送四、德士古气化工艺流程五、德士古气化工艺条件和气化指标 德士古德士古(TEXACO)(TEXACO)气化工艺最早开发于气化工艺最早开发于2020世纪世纪4040年代后期。开始的工作重点集中年代后期。开始的工作重点集中在开发一种天然气的重整工艺,以便为转在开发一种天然气的重整工艺,以便为转换成液态烃化合物制造合成气。不久后,换成液态烃化合物制
2、造合成气。不久后,重点转向为氨的生产制造合成气。重点转向为氨的生产制造合成气。 2020世纪世纪5050年代期间,研究扩大该工艺年代期间,研究扩大该工艺以气化石油及少量的煤。以气化石油及少量的煤。 目前,在我国运行的德士古气化炉有目前,在我国运行的德士古气化炉有1212台。兖矿鲁南化肥厂的德士古气化装置台。兖矿鲁南化肥厂的德士古气化装置,是我国从国外引进的第一套德士古煤炭,是我国从国外引进的第一套德士古煤炭气化装置,采用水煤浆进辩在加压下来生气化装置,采用水煤浆进辩在加压下来生产台成氨的原料气体。产台成氨的原料气体。一、一、德士古气化工艺简介德士古气化工艺简介德士古气化炉是一种以水煤浆进料的加
3、压德士古气化炉是一种以水煤浆进料的加压气流床气化装置,如气流床气化装置,如右右图所示。图所示。该炉有两种不同的炉型,根据粗煤气采用该炉有两种不同的炉型,根据粗煤气采用的冷却方法不同,可分为淬冷型,如的冷却方法不同,可分为淬冷型,如右右图图 (a),和全热回收型,如,和全热回收型,如右右图图 (b)所示。所示。两种炉型的比较:两种炉型下部合成气的两种炉型的比较:两种炉型下部合成气的冷却方式不同,但炉子上部气化段的气化工冷却方式不同,但炉子上部气化段的气化工艺是相同的。艺是相同的。反应过程:德士古加压水煤浆气化过程是反应过程:德士古加压水煤浆气化过程是并流反应过程。合格的水煤浆原料同氧气从并流反应
4、过程。合格的水煤浆原料同氧气从气化炉顶部进入。煤浆由喷嘴导入,在高速气化炉顶部进入。煤浆由喷嘴导入,在高速氧气的作用下雾化。氧气和雾化后的水煤浆氧气的作用下雾化。氧气和雾化后的水煤浆在炉内受到高温衬里的辐射作用,迅速进行在炉内受到高温衬里的辐射作用,迅速进行着一系列的物理、化学变化:预热、水分蒸着一系列的物理、化学变化:预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等。气化后的煤气中主要是一氧化碳、气化等。气化后的煤气中主要是一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气。气体夹带灰分并氢气、二氧化碳和水蒸气。气体夹带灰分并流而下流而下,粗合成气在冷却后,从炉子
5、的底部粗合成气在冷却后,从炉子的底部排出。排出。分离回收:在淬冷型气化炉中。粗合成气体分离回收:在淬冷型气化炉中。粗合成气体经过淬冷管离开气化段底部,淬冷管底端浸没经过淬冷管离开气化段底部,淬冷管底端浸没在一水池中。粗气体经过急冷到水的饱和温度在一水池中。粗气体经过急冷到水的饱和温度,并将煤气中的灰渣分离下来,灰熔渣被淬冷,并将煤气中的灰渣分离下来,灰熔渣被淬冷后截留在水中,落人渣罐,经过排渣系统定时后截留在水中,落人渣罐,经过排渣系统定时排放。之后冷却了的煤气经过侧壁上的出口离排放。之后冷却了的煤气经过侧壁上的出口离开气化炉的淬冷段。然后按照用途和所用原料开气化炉的淬冷段。然后按照用途和所用
6、原料,粗合成气在使用前进一步冷却或净化。在全,粗合成气在使用前进一步冷却或净化。在全热回收型炉中,粗合成气离开气化段后,在合热回收型炉中,粗合成气离开气化段后,在合成气冷却器中从成气冷却器中从1400被冷却到被冷却到700,回收,回收的热量用来生产高压蒸汽。熔渣向下流到冷却的热量用来生产高压蒸汽。熔渣向下流到冷却器被淬冷器被淬冷,再,再经过排渣系统排出。合成气由淬经过排渣系统排出。合成气由淬冷段底部送下一工序。冷段底部送下一工序。对于这两种工艺过程,目前大多数德士古气对于这两种工艺过程,目前大多数德士古气化炉采用淬冷型,优势在于它更廉价,可靠性化炉采用淬冷型,优势在于它更廉价,可靠性更高,劣势
7、是热效率较全热回收型的低。更高,劣势是热效率较全热回收型的低。气化炉为一直立圆筒形钢制耐压容器,内壁气化炉为一直立圆筒形钢制耐压容器,内壁衬衬以高质量的耐火材料,可以防止热渣和粗煤以高质量的耐火材料,可以防止热渣和粗煤气的侵蚀。气的侵蚀。二、二、德士古气化炉结构德士古气化炉结构基本部分包括煤浆的制备基本部分包括煤浆的制备和输送、气化和废热回收、和输送、气化和废热回收、煤气的冷却和净化等。煤气的冷却和净化等。煤浆的制备和输送煤浆的制备和输送合格煤浆的制备是德士古法合格煤浆的制备是德士古法应用的基本前提。煤浆的浓应用的基本前提。煤浆的浓度、黏度、稳定性等对气化度、黏度、稳定性等对气化过程和物料的输
8、送均有重要过程和物料的输送均有重要的影响,而这些指标与煤的的影响,而这些指标与煤的研磨又有着密切的关系。研磨又有着密切的关系。固体物料的研磨分为干法和固体物料的研磨分为干法和湿法两大类。制取水煤浆时湿法两大类。制取水煤浆时普遍采用的是湿法,这种方普遍采用的是湿法,这种方法又分为封闭式和非封闭式法又分为封闭式和非封闭式两种系统。两种系统。封闭式湿磨系统封闭式湿磨系统如如右上右上图所示。煤经过研磨图所示。煤经过研磨后送到分级机中进行分选,后送到分级机中进行分选,过大的颗粒再返回到磨机中过大的颗粒再返回到磨机中进一步研磨。这种方法的优进一步研磨。这种方法的优点是得到的煤浆粒度范围较点是得到的煤浆粒度
9、范围较窄,对磨机无特殊要求;缺窄,对磨机无特殊要求;缺点是需要分级设备。为了达点是需要分级设备。为了达到适当的分级,煤浆的黏度到适当的分级,煤浆的黏度就不能太大,这就意味着煤就不能太大,这就意味着煤浆中的固浆中的固体物体物含量不能太大含量不能太大,而水分含量相应的就高,而水分含量相应的就高,后系统需要增设稠化的专用后系统需要增设稠化的专用设备,以达到该法的煤浆浓设备,以达到该法的煤浆浓度要求。度要求。非封闭式湿磨系统非封闭式湿磨系统如如右下右下图所示。该法中,图所示。该法中,煤一次通过磨机,所制取煤一次通过磨机,所制取的煤浆同时能够满足粒度的煤浆同时能够满足粒度和浓度的要求。煤在磨机和浓度的要
10、求。煤在磨机中的停留时问相对长一些中的停留时问相对长一些,这样可以保证较大的颗,这样可以保证较大的颗粒尽可能不太多。要达到粒尽可能不太多。要达到合格的研磨,选择适当的合格的研磨,选择适当的磨机就变得很重要,最合磨机就变得很重要,最合适的是用充填球或棒的滚适的是用充填球或棒的滚筒磨机,妥善选择磨机长筒磨机,妥善选择磨机长度、球径及球数,使得煤度、球径及球数,使得煤通过磨机时一次即能达到通过磨机时一次即能达到高浓度的煤浆,并具有所高浓度的煤浆,并具有所需要的粒度。需要的粒度。需要指出的是不管是哪一种需要指出的是不管是哪一种制浆工艺,都是耗能大户。制浆工艺,都是耗能大户。为了减少磨矿功耗,磨矿前为了
11、减少磨矿功耗,磨矿前,除特殊情况,除特殊情况(如用粉煤或如用粉煤或煤泥制浆煤泥制浆)外外,都必须经过都必须经过破碎,预先破碎到粒度小于破碎,预先破碎到粒度小于30mm,然后经过带称送,然后经过带称送入入磨粉机。研磨好的煤浆首先磨粉机。研磨好的煤浆首先要进入一均化罐要进入一均化罐,然后用泵然后用泵送到气化炉。煤浆是否能够送到气化炉。煤浆是否能够顺利进入气化炉,在泵功率顺利进入气化炉,在泵功率确定的前提下,取决于煤浆确定的前提下,取决于煤浆的浓度和颗粒的粒度的浓度和颗粒的粒度,这又这又集中体现在煤浆的黏度上,集中体现在煤浆的黏度上,为降低黏度可采用加入添加为降低黏度可采用加入添加剂的方法以降低黏度
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