浅谈恩德炉粉煤气化技术.docx

浅谈恩德炉粉煤气化技术董广财(哈尔滨气化厂,黑龙江哈尔滨154854)摘要:介绍了朝鲜的恩德炉粉煤气化工艺流程、技术特点及工艺条件,该技术是温克勒流化床气化技术的改进和完善,具有气化强度大、煤源丰富、工艺简单、操作方便、维修工作量少、生产成本低等优点。关键词:煤炭气化;流化床;粉煤;恩德炉;工艺流程;技术特点中图分类号:TQ54612文献标识码:A文章编号:100528397(2004)0220040203我国工业燃气和化肥行业大量使用的常压固定床气化炉,由于设备老化、原料块煤价格高、气化效率低以及环境污染严重等原因,亟待进行改造。随着洁净煤技术的快速发展,煤炭的合理、有效利用日益受到重视,以煤炭气化为“龙头”生产各种煤基化学品,提高煤炭的附加值也受到不少煤炭企业的关注。恩德炉粉煤气化技术能直接用价格低廉的粉煤作原料,生产能力适中,气化效率高,环境污染少,设备投资不高,是煤气生产成本较低的新型煤气化技术。恩德炉粉煤气化技术是朝鲜恩施“七·七”联合企业引进温克勒流化床气化技术,在生产运营实践中结合本国实际,经多次革新改造后发展完善起来的,已正常运行30多年。从一次喷嘴和二次喷嘴进入气化炉。一次喷嘴设在加煤机下方的气化炉锥体部分,与切线方向成一定仰角和斜角,使入炉原料煤容易流化。入炉原料煤中大部分较粗颗粒在炉底部锥体附近形成密相段,呈沸腾状态。在此,气、固两相发生传质和传热并发生燃烧反应和水煤气反应,生成CO、H2、CO2等。密相段温度分布均匀,压力0104MPa,反应温度为950～1000℃。这样,煤料受热后快速热解产生的焦油、酚和轻油等,在床层高温条件下裂解成小分子。其余入炉细粉和大颗粒因受热而裂解产生的小颗粒由反应气体携带离开密相段,在气化炉的上部形成稀相区,在此处与二次喷嘴喷入的二次风进一步发生反应。使细颗粒中的碳继续反应,甲烷和高碳化合物进一步燃烧和裂解。因此,稀相段温度比密相段温度还要高一些。由于灰渣密度较大,自床层落到气化炉底部,经水内冷的螺旋出渣机排于密闭灰斗,定期排到炉底渣车,再倒入渣仓,经短胶带运输机送到临时储渣场。这部分灰渣约占总灰量的40%。未经过完全反应的细粉颗粒由煤气带出炉外,经旋风除尘器将其中较粗部分分离出来,较粗颗粒靠自身重力经回流管返回气化炉底部,再次参加气化反应,以提高碳转化率,从而使飞灰中的含碳量降低到20%以下。出炉煤气温度为900～950℃,其先通过旋风除尘器,再经飞灰沉降室后进入废热钢炉,以回收1工艺技术1.1工艺流程恩德炉使用的是0～10mm粉煤,合格煤料送至氮气加压密封的气化炉煤仓。煤通过煤仓底部的3个螺旋加煤机送入气化炉底部的锥体段。该工艺利用流化床气化原理,富氧空气或氧气和过热蒸汽混合作为气化剂和流化剂。混合气分两路收稿日期:2003212224作者简介:董广财(1966—),男,黑龙江富锦人,1988年毕业于哈尔滨大学城市燃气专业,工学学士,哈尔滨气化厂安全技术处副处长、工程师,电话:0451达3287。2002年第2期董广财:浅谈恩德炉粉煤气化技术41煤气中的余热产生过热蒸汽。由于先经过除尘器再进废热锅炉,使废热锅炉受热面的磨损程度大为降低,从而延长了废热锅炉的使用寿命。废热锅炉出口的煤气温度约为240℃,进人洗涤冷却塔除尘冷却,出口温度降至35℃之后进入温式电除尘器除尘,经煤气排送机加压,然后经捕滴器送入煤气总管,出站煤气含尘50mg/m3,温度35℃,压力0102MPa,作为合成气需深度净化和加压。恩德炉粉煤气化工艺流程见图1。1.2.4煤源丰富,价格低廉恩德炉的特点是可以使用廉价粉煤,也可使用高灰分的褐煤。原料煤资源极为丰富,同时由于褐煤价格比较低,使煤气制造成本显著降低。1.2.5工艺简单恩德炉气化过程中,床层温度约为900～1050℃,且温度分布均匀。因此,气化过程中因煤炭热解而产生的焦油及其他重质碳氢化合物的裂解比较完全,使得出炉粗煤气中焦油、酚类等物质含量相当低,从而简化了煤气净化系统,同时也减少对环境的污染。1.2.6操作弹性大气化炉生产负荷可在40%～110%范围内调节,开、停机操作方便。如需停炉,可停供氧气、煤和蒸汽,在几分钟内即可停炉。1.2.7维修工作量少气化炉由内衬耐火材料的炉体和可拆卸的喷嘴组成,因此不需太多的维修保养可获得较高连续运转率。废热锅炉在旋风分离器之后,减少了煤气中夹带的粉尘对炉管的磨损,延长了废热锅炉的寿命和检修周期。1.2.8自产蒸气量大由于粗煤气温度很高,因此,利用废热锅炉回收煤气中的余热,提高了气化过程的整体热效率。1.2.9煤气生产成本低,气化效率高粉煤由于生产效率高,产量大,价格比块煤便宜,所以制气成本明显降低。气化炉的气化效率达76%。气体组分CO+H2达70%,有效气成分高,甲烷含量2%。1.2.10