魯奇FBDB氣化工藝的干灰處理方案

1、；.魯奇FBDBTM氣化工藝的干灰處理方案   液空全球工程建設(shè)中心魯奇固定床干底排灰氣化（FBDBTM）技術(shù)是領(lǐng)先的煤氣化技術(shù)之一。目前全球大約有200多臺這樣的氣化爐在運(yùn)行。它是非熔渣，高壓煤氣化工藝，適合所有煤階，尤其適合高灰熔點和/或高水分煤。對于該氣化工藝，煤分批從氣化爐頂部進(jìn)入，向下與高壓氧氣和高壓蒸汽逆向接觸按順序被干燥，熱解，氣化和燃燒。原料氣從氣化爐頂部采出，灰從底部排出。氣化爐在略微低于灰熔點的溫度下運(yùn)行。因此所生成的灰沒有熔化但有些燒結(jié)。經(jīng)減壓后，灰在大約350400左右以熱的固體顆粒從灰鎖排出。熱合成氣離開氣化爐后經(jīng)冷卻凈化處理以滿足所需的產(chǎn)品規(guī)格。

2、氣體凈化單元（即魯奇低溫甲醇洗Rectisol®）回收石腦油作為氣化副產(chǎn)品。氣體冷卻部分產(chǎn)生的冷凝液經(jīng)不同的步驟處理后回收可銷售的副產(chǎn)品。這些處理步驟包括魯奇煤氣水處理和焦油/中油回收工藝（GLSTM），魯奇酚回收Phenosolvan®工藝，魯奇氨回收CLLTM工藝，以及廢水處理工藝。經(jīng)處理后，幾乎可以將水100%回收后返回到工廠水循環(huán)中。魯奇固定床氣化工藝能效高。氣化和燃燒的大部分熱量被回收，在氣化爐夾套中產(chǎn)生高壓蒸汽，預(yù)熱從氣化爐頂部進(jìn)入的新鮮煤。魯奇固定床氣化工藝的效率相對于其他氣化技術(shù)是最高的，這主要?dú)w功于逆流工藝和合成氣中高甲烷含量?；姨幚硐到y(tǒng)全球所有運(yùn)行的魯奇

3、固定床氣化裝置均采用濕法排灰工藝。這是傳統(tǒng)的，成熟的濕灰處理解決方案，基于濕法處理灰渣工藝，需要大量的水將灰沖至渣溝。渣溝為水泥溝渠結(jié)構(gòu)，布置在氣化單元正下方。氣化單元排出的灰分批卸入渣溝，用高壓水將灰沖至溝底?；宜疂{離開渣溝后去往下游灰水分離單元。圖/濕灰水利處理工藝在灰水分離系統(tǒng)單元中，灰和水通過篩濾，澄清和過濾后分離。凈化的水返回至渣溝。離開該單元的灰是濕灰，意味著大量的水隨灰排出系統(tǒng)。因此需要向渣溝補(bǔ)充所損失的水。濕灰處理解決方案具有工藝成熟、高可靠性和高在線率、無需壓碎灰等特點，是處理魯奇固定床氣化爐產(chǎn)生的易磨蝕熱灰的比較可靠的方法。魯奇固定床氣化裝置的運(yùn)行經(jīng)驗表明濕法排灰工藝的在線

4、率接近100%。粒徑的分布不是主要問題，在水分離系統(tǒng)單元的第一步篩濾可將所有大顆粒去除，只有細(xì)灰水漿必須通過之后的泵，澄清和壓濾工藝進(jìn)行處理。因此無需壓碎機(jī)。然而，濕灰處理方案并不是沒有缺點。對于一個不具備水量和水源條件的新廠而言，濕法排灰的水耗是主要問題。濕法排灰工藝的運(yùn)行成本高，一方面是因為用泵提供大量高壓水以將灰沖至渣溝底部，另一方面是需要補(bǔ)充水。在灰水分離系統(tǒng)單元，需要設(shè)置大能力的澄清池，壓濾機(jī)和蓄水池來處理灰和水。濕法排灰工藝需要較大的空間。濕灰用作填埋場材料通常需要復(fù)合襯徹，影響投資。此外，其濕灰應(yīng)用沒有得到相應(yīng)開發(fā)。因此，法液空全球工程建設(shè)中心開發(fā)了替代方案以滿足目前市場和客戶的

5、如下需求：減少水足跡、省略灰漿分離單元、改善運(yùn)行成本（公用工程和維護(hù)）、干灰作為副產(chǎn)品、從熱灰中回收熱量。魯奇固定床氣化工藝產(chǎn)生的灰與燃煤鍋爐產(chǎn)生的灰在粒徑分布，溫度，硬度和磨蝕指數(shù)都不相同。相對于魯奇固定床的灰，燃煤鍋爐的灰粒徑更小，更熱，磨蝕更小。下表顯示了處理前灰的規(guī)格。表/灰的典型規(guī)格條件值正常溫度350400壓力1Barabs單位熱量1.2kJ/kg堆密度（干基）8601050kg/m3空隙空間Approx.50%粒徑分布025mm69.20%25mm100mm30.80%組分干基，wt%SiO23050%Fe2O32040%Al2O32040%CaO020%MgO010%其它15%

6、 替代方案有多種在完全干燥條件下處理灰的方案；對于燃煤鍋爐，已有底部灰的收集，運(yùn)輸，冷卻和儲存等成熟方法。法液空全球工程建設(shè)中心評估了這些方法對魯奇固定床氣化爐的灰處理的適應(yīng)性，并經(jīng)過市場調(diào)研后，選擇了三種適合處理魯奇固定床氣化爐灰的干灰處理工藝。方案1：在本方案中，氣化灰收集在冷卻螺旋輸送機(jī)上并被輸送。輸送機(jī)上配有水冷夾套。灰與夾套冷卻水間接接觸被冷卻。冷卻的灰從螺旋輸送機(jī)的另一端離開進(jìn)入下一個輸送機(jī)被直接送至儲倉?；叶ㄆ趶膬}排空作進(jìn)一步處理。方案2：在本方案中，一個特殊輸送機(jī)通常用于收集燃煤鍋爐的底部灰收集和輸送氣化灰。這種特殊輸送機(jī)在輸送過程中冷卻灰。在輸送機(jī)的里面，空氣逆向

7、吹過輸送機(jī)板上的灰層，灰與空氣直接接觸被冷卻。輸送機(jī)的末端抬高，灰直接被送入儲料槽。方案3（馬伽蒂電力集團(tuán)Magaldi Power干灰處理方案）：在本方案中，氣化灰收集在用于處理高溫灰的特殊不銹鋼輸送機(jī)上并被輸送。熱灰送至冷卻器，與空氣直接接觸被冷卻。一旦冷卻后，灰通過斗式提升機(jī)送至儲倉。圖/干灰處理方法這3種方案各有優(yōu)缺點。本文中，具體討論方案3。因為方案3總體成本（運(yùn)行成本和投資成本）最具競爭力，同時可靠性高，滿足風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)。馬伽蒂電力集團(tuán)總部在意大利的薩勒諾，在電力，水泥，冶金和礦業(yè)行業(yè)的熱散料處理方面世界領(lǐng)先。該集團(tuán)研發(fā)了處理魯奇固定床氣化工藝排灰的獨(dú)特方案，并配置專利設(shè)備：ECO

8、BELT®抽取機(jī)，ECOBELT®輸送機(jī)和接觸冷卻器。首先魯奇固定床氣化爐的灰由ECOBELT®抽取機(jī)收集，抽取機(jī)是鋼網(wǎng)帶式輸送機(jī)，由防塵鋼殼完全包附，以防止任何灰或氣泄露到大氣中。抽取機(jī)的設(shè)計用于從氣化爐中抽出熱灰，其對粒徑不敏感，磨損，電力消耗和噪音都達(dá)到最小。熱灰從ECOBELT®抽取機(jī)輸送至ECOBELT®輸送機(jī)，ECOBELT®輸送機(jī)是鋼帶輸送機(jī)，也由防塵鋼殼包附目的與抽取機(jī)一樣。ECOBELT®輸送機(jī)能夠長距離輸送并提升物料。ECOBELT®輸送機(jī)的在線率>99.6%，這要?dú)w功于馬伽蒂電力集團(tuán)帶網(wǎng)

9、盤的特殊鋼帶的損傷容限設(shè)計。熱灰從ECOBELT®輸送機(jī)輸送至灰壓碎機(jī)以限定粒徑（通常至80mm）。壓碎機(jī)的能力較小，成本低，因為原灰中粒徑大于80mm的灰量小于總灰的5%（重量比），電力消耗較少。壓碎后，灰輸送至Contact Cooler®接觸冷卻器。圖/馬伽蒂電力集團(tuán)灰處理工藝        為了獲得最大的冷卻效率，80mm是接觸冷卻器內(nèi)所允許的最大粒徑。在接觸冷卻器內(nèi)，灰與空氣直接接觸后被冷卻到100150，然后被斗式提升機(jī)送至灰倉的頂部?；覀}定期將灰從底部排出到卡車上。灰可以利用作為填

10、埋場材料或作為水泥/磚工業(yè)的原料。少量空氣在ECOBELT®抽取機(jī)和輸送機(jī)內(nèi)循環(huán)以避免可燃?xì)獾睦鄯e。抽取機(jī)和輸送機(jī)內(nèi)的循環(huán)空氣和接觸冷卻器的空氣送至袋式過濾器系統(tǒng)以脫除灰塵。不含塵的熱空氣或者加熱鍋爐給水/工藝物流等以回收熱量，或者直接排到大氣中。該技術(shù)優(yōu)勢明顯：零水耗，運(yùn)行成本低，無排放水的處理，干灰可用于水泥/磚/道路建設(shè)，基于輸送機(jī)的方案簡單，熱灰的熱量可回收，與濕灰處理系統(tǒng)的可靠性和在線率相同，操作和維修簡單，并且在燃煤鍋爐裝置中有業(yè)績。法液空全球工程建設(shè)中心針對馬伽蒂電力集團(tuán)方案的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了詳細(xì)的評估。結(jié)論如下：（1）假設(shè)灰不能賣至磚/水泥制造企業(yè)，馬伽蒂電力集團(tuán)的灰的處置成本比濕灰處置成本低5%。（2）假設(shè)10%的灰可以賣至磚/水泥制造企業(yè)，馬伽蒂電力集團(tuán)的灰的處置成本比濕灰處置成本低11%。（3）馬伽蒂電力集團(tuán)方案所需占地面積比濕灰少65%。處置成本是指灰收集，傳送，儲存及處理的總費(fèi)用，考慮以下因素：總運(yùn)行費(fèi)用、總投資費(fèi)用、在氣化裝置底部安裝干灰系統(tǒng)增加氣化裝置所提高其高度造成的結(jié)構(gòu)費(fèi)用、塵處理系統(tǒng)、無熱回收。液空集團(tuán)全球工程中心已經(jīng)就魯奇固定床干底排灰氣化技術(shù)的灰處理替代方案