自本刊2006年第2期刊登《恩德粉煤氣化技術及其應用》之后,不少讀者來函或來我院進一步咨詢恩德粉煤氣化技術的有關問題。包括氣化的工藝條件、氣化工藝流程、生產操作與自動控制水平、生產操作的主要數據及技術指標等。這些問題的提出,反映了用戶對恩德粉煤氣化技術需求的急切心里。本文就此作進一步介紹,供參考。
1 氣化工藝條件
1.1 氣化用煤
氣化用煤可使用褐煤、長焰煤、不粘煤和弱粘煤。要求煤具有較高的活性。煤的活性與煤的埋藏年代有關,年代越短的煤活性越大,而活性越大則氣化反應越能盡快地進行,對操作有利。褐煤是流化床氣化爐最好的原料,它的機械強度低,熱穩(wěn)定性差,受熱易碎裂,這就無形增大了受熱面,增快了反應速度,使碳利用率隨之升高。
但是,褐煤水分含量高,一般在12%以上,這是不利的。當水分大于14%時,往往造成粉煤粘結于粉碎、運輸設備中,并堵塞通道。此外,水分過高會使煤氣中CO2含量增加,降低煤氣質量,所以作為流化床氣化原料煤的水分必須干燥到8%~12%。
原料的灰熔點是流化床操作溫度受限制的主要因素,當操作溫度超過灰熔點時,會引起嚴重結渣,結渣狀況往往超過固定床。
煤的粒度應該均勻,一般控制在0~10 mm,其中0.6 mm以下的不能超過15%。粒度過小,將增加氣體帶出物,造成原料的損失。
具體對原料煤的要求是:
熱值 12.54~20.9MJ/kg
灰分 <30%
水分要求 <8%
灰熔點 ST>1250℃
粒度 <10mm
煤的焦渣特性 1~2之間
粘結性 y值 0~3
活性 950℃,α>85%;1000℃,α>95%
1.2 氣化劑
采用不同氣化劑可以生產不同性質的煤氣,典型煤氣成分見表1。
表1 煤氣成分表
氣化劑
生成氣
種 類
煤氣組成/%
干煤氣高熱值/kJ/m3
H2
CO
CH4
CO2
N2
空氣+蒸汽
富氧空氣+蒸汽
氧氣+蒸汽
氧氣+蒸汽
燃料氣
合成氣
水煤氣
水煤氣
12
26
40
35.3
22
38
38
48.2
0.7
0.2
2
1.8
10
14
19
13.8
55.3
21.8
1
0.9
4346
7758
10128
10706
通常情況下,作為合成氣,根據要求的煤氣組成,氣化劑可采用過熱蒸汽與氧或富氧空氣....