國外4座大型IGCC電站的煤氣化工藝

4I

4250IGCCWabashRiver(260.6Tampa(250MW)Demkolec(253Puertollano(300MW)DestecTexacoShellPrenfloDestecTexacoShellPrenfloIGCC42000t/dIGCCIGCC4IGCCIGCC值1結(jié)構(gòu)(1)常～68%IGCC計(jì)68%熔較高或者制困難經(jīng)常磨同時灰石助熔劑或者添劑使得灰熔降使均勻提高磨出口個筒形篩子合格儲罐不合格溢循環(huán)槽被送回磨口儲個攪拌器并根檢結(jié)使儲罐始終保持濃度均勻態(tài)需般由級膜泵從儲抽取并送嘴口輸送管2級檢測器嚴(yán)格控調(diào)全隔膜泵來控制(2)冷95%純度氧被同時送嘴內(nèi)反區(qū)溫般1200～1500℃根不需2.5～8.5MPaTampaIGCC2.8～3.0區(qū)溫度482℃氧發(fā)生反生成HCOHOCHHSN此少NH2224223COSHCN飛灰由HO含較高2TampaTexaco內(nèi)耐火(般層)內(nèi)徑約4.0m高約3.0m反速度快粗停留時間般2～3s離殊計(jì)輻射式冷卻器使溫度降低至700℃時使熔融渣凝冷后粗式卻被冷卻480顯冷器收產(chǎn)生10.4飽汽與輻射式卻做體徑約5m高約m重約標(biāo)約m(3)排渣理統(tǒng)內(nèi)渣輻射卻器后卻凝玻璃滿鎖斗系鎖部各級閥制渣排從鎖斗渣渣粗渣離來步處售細(xì)渣起抽個細(xì)沉槽重或過濾渣從洗出灰渣含碳與沉渣溢來含非少再環(huán)至滌人作滌多余送回統(tǒng)從沉渣槽底細(xì)個濾將細(xì)制細(xì)餅Tampa細(xì)再循環(huán)至磨目了提高碳的轉(zhuǎn)化。析Texaco：(1)制漿系廠無粉性制無煤不必進(jìn)行干，可直接進(jìn)入制漿系統(tǒng)。此外水煤漿進(jìn)料可處理不同物料(煤、石油焦、其廢料，進(jìn)料種類靈活。此外，使用水煤漿進(jìn)料，氣化爐可以在更高的壓力下運(yùn)行～8.5MPa)，對一些化工過程非常必要。氣化爐用單噴嘴運(yùn)行所有的氣化物都從一個噴嘴入，它具有結(jié)構(gòu)簡單優(yōu)點(diǎn)，但由于局部熱負(fù)荷高，量較大，不可避免地會發(fā)生過熱損壞或磨損題。到目前為，氣化爐噴嘴的長累計(jì)運(yùn)行時僅就需要進(jìn)檢修更換。Texaco氣化爐內(nèi)設(shè)耐火，沒有水系統(tǒng)，構(gòu)簡單，較。但由于爐內(nèi)較高，磨損和目前氣爐火的耐火磚最長僅靠爐的耐火磚為a。全廠的水大和的水在制漿系統(tǒng)使用。(5)由于氣在氣化爐內(nèi)的時間Texaco氣爐碳化率，一在96%～98%。由于水煤的水分量大氣化過的比較，量大，煤氣的分量較與法料相比煤氣率熱系統(tǒng)。(6)與它氣爐比，Texaco氣爐大量運(yùn)行的和更。(7)Tampa電Texaco氣爐用率到1997到。1998的目85%，電廠此目可到。IGCC電爐的要問題法(1)排。部到。(2)流，進(jìn)法：采，化爐的運(yùn)行。流廢熱爐和問題進(jìn)的法氣爐的行工，檢和。水和水的磨損題。目前的法更磨料構(gòu)、的，但能。煤有化化爐最不的排系和分系，發(fā)。目前的法制行累行，系設(shè)計(jì)，能。于流煤氣的個氣-氣換(2個煤與煤，個N與)和問題，塵入2煤使氣損壞同在氣和煤氣氣的發(fā)要有設(shè)的氣氣換入煤熱換的小時的水的)。前無的法不這4個氣-氣熱換，用熱煤，這使全廠的率1.5個分點(diǎn)。2煤氣化工藝煤氣點(diǎn)Destec是段氧氣內(nèi)80%漿(濃度為67%)氧為第段第段置個水第段再第為～427℃氣化壓力為MPa。過第段應(yīng)產(chǎn)生的煤氣入第段氣化第段氣是一垂直內(nèi)設(shè)火磚的壓力容器，20%的煤漿第噴嘴噴，與粗煤氣合并發(fā)生蒸、裂解和氣化反應(yīng)粗煤氣熱值進(jìn)一步增加而度低氣爐頂部的出，煤氣溫度約為038℃，故需設(shè)對式氣卻。WabashRiverIGCC電站安裝了2臺100%負(fù)的氣化爐1臺運(yùn)行臺備用煤氣冷卻器只有。該電的煤冷卻之前有根與氣化高度相當(dāng)?shù)膶?dǎo)流圓筒，垂直布，內(nèi)設(shè)耐材料從導(dǎo)筒出的煤進(jìn)入對流式煤氣冷卻器，熱煤氣在管內(nèi)動，水在外流，產(chǎn)生11.03壓力的飽和蒸汽，量約90.7～113.4kg/h，這部蒸汽進(jìn)入熱鍋過熱煤氣被冷卻到℃然后進(jìn)入煤氣除和脫硫統(tǒng)。電廠煤氣卻器徑約3m。Destec煤化工的水漿制和黑處理系統(tǒng)與Texaco藝基相似。分(1)1997在River電廠運(yùn)行656，氣化了469t煤，氣化爐的負(fù)荷到～103%，化爐續(xù)運(yùn)行到h，冷煤氣到～。氣爐的用1996為，1997到，1998到。當(dāng)然，這是當(dāng)氣化爐臺行，1臺備用臺運(yùn)行能高用氣化爐的嘴一為～3個，耐火磚一為～3，2段耐火。(2)Destec氣化爐用2段化高煤氣的熱值，降低氧，使煤氣的出溫降了而的鍋爐使氣化的降。而煤氣熱值的高，有IGCC電站的Desetc化爐的煤氣在熱值約425.5kJ/m

3

，而Texaco氣熱值一為563.83

。(3)用火管式對流冷卻和安裝用低和。(4)Destec化爐用壓力式連續(xù)排渣系統(tǒng)壓和渣設(shè)備的低。解過2連口是水粗，使導(dǎo)而解行運(yùn)行過。冷口制了運(yùn)要進(jìn)流前使流高管，而了氣流冷并制溫為了冷口進(jìn)冷。3藝氣化藝的構(gòu)特點(diǎn)(1)煤備料系統(tǒng)。Shell煤氣化工用料系統(tǒng)的系統(tǒng)與基本相系統(tǒng)高壓的氣濃相。與2水煤漿不同整個系統(tǒng)必須采取防爆措施經(jīng)預(yù)破碎后進(jìn)入煤的干燥系統(tǒng)使煤中的水分小于，然后進(jìn)入磨煤機(jī)中被制成煤粉。對煙煤，煤粉細(xì)度一般為9020%～30%，磨煤機(jī)是在常壓下成粉后用氣送入煤粉倉中。然后進(jìn)入2級加壓鎖斗統(tǒng)。再高壓氣以較高的氣比將煤粉送至個氣化噴嘴，2煤粉在噴里與氧(95%純度)混合并與蒸一起進(jìn)入化爐反應(yīng)。(2)氣化爐。由對稱置的個燃燒噴入的煤、氧氣和蒸汽的混合，在氣化爐迅速發(fā)生氣化反應(yīng)，化爐溫度維持在400～600℃這個溫度使煤中的碳所含的灰分熔化并滴到氣化爐底部經(jīng)冷變成一種璃態(tài)可浸出渣排出。粗煤隨氣上升到化爐出經(jīng)過一個過渡段用塵后低溫煤氣℃右使高熱煤急冷到℃，然進(jìn)入流式氣冷器。有一定角的渡段由于熱煤被驟冷所含的大部分熔融態(tài)灰渣固后入氣化底部。Shell氣化的壓殼內(nèi)置垂水冷生MPa中壓蒸汽一的熔融態(tài)在流起到冷的。DemkolecIGCC氣化直56m高50m，到60m。氣爐的行壓2.6～2.8MPa。(3)煤冷卻器。粗熱氣在煤氣冷卻器中被進(jìn)冷到250℃左右低溫卻段生MPa的壓汽分汽與氣化爐生中壓蒸混合后，再汽機(jī)壓排一起再成中壓熱蒸汽高溫冷段生MPa的高壓汽，與熱爐里的高壓蒸一過熱成蒸汽。Demkolec的煤氣卻器直4m高64m冷卻器部m，是化高冷卻器的壓力里布有上下成5段，熱煤由下與內(nèi)水熱。一有一個氣除灰。由于氣爐的系采用的是除，所以的水和灰水統(tǒng)對比較流與，在不再。的經(jīng)(1)Shell中和于Texaco煤和O卻222于可(80%～83%)，的發(fā)較(43%LHV)水煤漿冷一為～77%。的較低LHV)。(2)含較(2.0%)Shell的IGCC常溫化較有16.8%左右的水冷到大水煤化對。Shell冷較在Demkolec運(yùn)行h以上，可95%。，的含2小于水漿進(jìn)的煤氣對同的氣化爐，Shell氣所的分可小于～25%。采用干再高碳的化(可到99%)。干進(jìn)系統(tǒng)與水煤漿比，和。進(jìn)系統(tǒng)的防爆防分系統(tǒng)的和比煤大，(7)Shell4()Shell25%(8)Shell)(9)5%IGCC3%IGCCDemkolec(1)上述與關(guān)原與前文相同述4藝點(diǎn)(1)與Shell相似對求對煙R為小褐為含小6%(Wt)(2)Prenflo有燃對布置從給送與(85%純)起入反區(qū)反應(yīng)反應(yīng)區(qū)1500℃右焰心2000℃不碳?xì)湮锝狗臃磻?yīng)區(qū)域襯通壁同時產(chǎn)生飽它與余熱鍋相連從反應(yīng)區(qū)液集槽并碎機(jī)破碎經(jīng)閘式并與離被入場銷售循環(huán)粗反形后動入上部之除后對熱急是迫熱帶融態(tài)灰凝固而入底部被急繼續(xù)上升入第級先心圓筒上升部然轉(zhuǎn)向心圓筒與壁間形域從級部部離第2級對第1級環(huán)區(qū)置有層螺旋管熱熱管動內(nèi)動產(chǎn)生飽這是與不同之處第2級結(jié)構(gòu)與藝對相內(nèi)是布置層螺旋管熱束西班牙PuertollanoIGCCPrenflo級螺旋盤共6層上共3組熱經(jīng)2級般左同生飽(3)除灰循后粗經(jīng)級式陶濾旋離使部飛灰收經(jīng)N送回提碳轉(zhuǎn)2粗再經(jīng)級洗使含小1mg/m然入脫硫工技(1)80%～83%美Pittsburgh8號煤的試驗(yàn)結(jié)果證明度的氧做為氣劑，煤的熱值碳轉(zhuǎn)化率氣效率率與95%純的氧氣不大此爐采用85%的純度的氧氣做為氣化劑。Prenflo氣化爐小試驗(yàn)可達(dá)到分鐘2%～15%變負(fù)荷而此時氣中的以及煤氣壓力幾乎不變由也采用2個燃燒，當(dāng)負(fù)荷時，只用2個燃燒器以很容地操作。(2)西班牙PuertollanoIGCC電站中Prnflo爐的運(yùn)行情況。1998初開始用煤發(fā)電，今累計(jì)行198h，最長連運(yùn)行時為h，時的負(fù)為80%氣化爐在75%負(fù)荷下曾運(yùn)行了40h截止1998年9月氣化爐乃至整個IGCC電廠沒在100%負(fù)荷運(yùn)行的記錄50%煤和50%石油焦燒時的驗(yàn)表明際運(yùn)行數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)值常接近。1998年7～8月機(jī)組大，主要修的燃?xì)廨啓C(jī)目前機(jī)已重新動。在氣化爐曾及法(1)壓力供料鎖下粉不暢在2級鎖斗間有一N的，由設(shè)2計(jì)小氣不暢而煤粉不連。解決辦法在2了一個器，以的度，而氣暢，煤粉下連續(xù)2而。(2)和過問題。與DemkolecTampa電站的問題，PuertollanoIGCC電站的氣化也出現(xiàn)過因，而大的問解決辦法也采過的辦法中的，可決題。54氣化爐4爐的表1。表14爐

目

Destec/DynergyShell料

/煤/煤/煤粉粉器

氧氣度95959585～/個

3(+1)4的11440～2160

000

檢化爐

冷

冷的/a3

驗(yàn))驗(yàn)煤氣率%71～76～～80～83碳轉(zhuǎn)率%～98

98

98爐最出力/td-1

～25000002站的率/MW250.0300.0最大容化爐的最長行時間/電最長續(xù)運(yùn)行時間/

8860720～1000

7500324

000200025示范電的氣化爐可用率80～85～(一一備(待考驗(yàn)/%設(shè)計(jì)：組成示范的率設(shè)37.8(HHV)/%試：38.5(HHV)組的達(dá)到能

43(LHV)45(LHV)(公布驗(yàn)(待驗(yàn))值)43%(LHV)效率的熱到到到可性回收噴磚命短

噴嘴耐火壽在的題

全熱收系統(tǒng)短黑水待待黑黑水處理系統(tǒng)待改進(jìn)進(jìn)處理統(tǒng)尚待改進(jìn)進(jìn)是氣化過類似于中IGCC電站的種目電的造價

是低

否最

是較

否較結(jié)美