煤化工工藝學(xué)課件54 流化床氣化法

1、 5 5、煤的氣化、煤的氣化 54 流化床氣化法 54 流化床氣化法1.常壓流化床氣化原理 直接使用小顆粒碎煤（010mm）為原料，并可利用褐煤等高灰劣質(zhì)煤。它又稱為沸騰床氣化，把氣化劑（蒸氣和富氧空氣或氧氣）送入氣化爐內(nèi)，使煤顆粒呈沸騰狀態(tài)進(jìn)行氣化反應(yīng)。知識(shí)儲(chǔ)備：什么是流化床？知識(shí)儲(chǔ)備：什么是流化床？氣流速度提高氣流速度提高,固體顆粒全部浮動(dòng)起來固體顆粒全部浮動(dòng)起來,但是仍逗留在但是仍逗留在床層中不被流體帶出床層中不被流體帶出.2.常壓流化床（溫克勒）氣化工藝溫克勒(Winkler)氣化爐-實(shí)例1組成：流化床（下部的圓錐部分）懸浮床（上部的圓筒部分，為下部的610倍）操作特點(diǎn)a:原料的加入：

2、由螺旋加料器加入圓錐部分腰部。b:排灰：矸石灰（30%左右）自床層底部排出；其余飛灰由氣流從爐頂夾帶而出。c:氣化劑（氧氣或空氣；水蒸汽）：一次氣化劑（6070%）由爐箅下部供入；二次氣化劑（3040%）由氣化爐中部送入。二次氣化劑的作用： 其在接近灰熔點(diǎn)的溫度下操作，使氣流中夾帶碳粒得到充分的氣化。實(shí)例實(shí)例1溫克勒氣化工藝流程略原料的預(yù)處理破碎粒度（010mm,0.5mm以下篩去）干燥（水分：812%）破黏氣化粗煤氣的顯熱回收（廢鍋回收）煤氣的除塵和冷卻工藝條件和氣化指標(biāo)工藝條件a:操作溫度一般為900左右。b:操作壓力約為0.098MP（常壓）c:原料粒度；010mm,褐煤、弱黏煤、不黏煤

3、和長(zhǎng)焰煤等，但活性要高。d:二次氣化劑用量及組成：與帶出未反應(yīng)的碳成比例。？（過少：未反應(yīng)碳得不到充分氣化而被帶出，氣化效率下降；過多：產(chǎn)品被燒）溫克勒氣化工藝的優(yōu)缺點(diǎn) p193優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)螤t生產(chǎn)能力大；氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；可氣化細(xì)顆粒煤(010mm);出爐煤氣基本上不含焦油；運(yùn)行可靠，開停車容易。缺點(diǎn)：氣化溫度低（防止結(jié)渣，900度，所以要使用活性高的原料）；氣化爐設(shè)備龐大；熱損失大（煤氣出爐溫度高）；帶出物損失較多（氣流中夾帶碳顆粒）；粗煤氣質(zhì)量較差。 思考：溫克勒氣化工藝的缺點(diǎn)主要是由什么造成的？思考：溫克勒氣化工藝的缺點(diǎn)主要是由什么造成的？3.高溫溫克勒（HTW）氣化法基本原理溫度的影響但要防

4、止結(jié)渣，可在煤中添加石灰石等來提高煤的軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)。壓力的影響加壓，床層的膨脹度下降，工作狀態(tài)比常壓穩(wěn)定。加壓，氣流帶出量減少，帶出物的顆粒尺寸也減小了。加壓，生產(chǎn)能力提高。加壓，煤氣熱值得到提高。提高溫度提高CO和H2的濃度提高碳的轉(zhuǎn)化率和煤氣產(chǎn)率；氣化工藝在溫克勒氣化工藝基礎(chǔ)上提高溫度和壓力。提高氣化壓力到1MPa ;氣化溫度可提高到1000； 工藝流程優(yōu)點(diǎn)：提高氣化爐生產(chǎn)能力；碳的轉(zhuǎn)化率上升，提高了煤氣的質(zhì)量。注意鎖斗的作用注意鎖斗的作用4.灰團(tuán)聚氣化法特點(diǎn)：團(tuán)聚排渣（灰團(tuán)聚而不結(jié)渣 ）原理：在流化床中導(dǎo)入氧化性高速射流，使煤中灰分在軟化而未熔融狀態(tài)下，在一個(gè)錐形床中相互熔聚而黏結(jié)成含碳

5、量較低的球狀灰渣，有選擇地排出爐外。與傳統(tǒng)排渣方式相比的優(yōu)點(diǎn)：與固態(tài)排渣比：降低了灰渣中的碳損失；與液態(tài)排渣比：減少了灰渣帶走的顯熱損失。實(shí)例2氣化爐及氣化過程氣化爐內(nèi)四個(gè)重要功能：煤的破黏、脫揮發(fā)份、氣化及灰的熔聚、團(tuán)聚灰渣從半焦中分離出來。原料煤06mm床內(nèi)反應(yīng)溫度為9501100 ；操作壓力在0.142.4MPa范圍變化. o 氣化爐：氣化過程：氣化劑由兩處進(jìn)入氣化爐：從爐篦進(jìn)入，維持正常的流化；由中心（文氏管）進(jìn)入灰熔聚區(qū)。由中心進(jìn)入氣體的氧/汽比較大，故床底中心區(qū)(熔聚區(qū))溫度較高，當(dāng)達(dá)到灰的初始軟化溫度時(shí)，灰粒選擇性地和別的顆粒團(tuán)聚起來。團(tuán)聚體不斷增大，直到它不能被上升氣流托起為止。床層上部空間作用;裂解在床層內(nèi)產(chǎn)生的焦油和輕油（煤氣不含焦油）。煤氣夾帶煤粉由兩級(jí)旋風(fēng)分離器分離和收集。氣化工藝的特點(diǎn)灰分熔聚及分離（灰渣和半焦選擇性分離）a:文丘里管內(nèi)的氣流速度 控制中心管的氣流速度，可達(dá)到控制排灰量的多少。 b:熔聚區(qū)的溫度 文氏管氣化劑的汽/氧比較低，形成的局部高溫區(qū)（比灰熔點(diǎn)低100200），使未燃碳燃燒氣化，又使灰粒相互粘結(jié)而團(tuán)聚。c:帶出細(xì)分的再循