作者/來源:周壽祖,朱鳳梅,張繼臻(水煤漿氣化及煤化工國(guó)家工程研究中心 山東滕州 277527) 日期: 2003-02-16 點(diǎn)擊率:1389
兗礦魯南化肥廠德士古水煤漿氣化裝置于1993年4月投料成功,于1994年元月達(dá)到設(shè)計(jì)能力。該工程項(xiàng)目1994年榮獲原化工部一等獎(jiǎng),1995年榮獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。上海三聯(lián)供、陜西渭河化肥廠的德士古水煤漿氣化爐也已投入運(yùn)行。雖然德士古氣化爐對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng),但是煤質(zhì)仍然直接影響德士古爐的工藝狀況、氣化后的氣體成分、氣化爐的使用周期以及灰水處理系統(tǒng)的工藝狀況等。掌握好不同種煤的配比能降低氧耗、能耗,提高氣化效率,帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益,因此,優(yōu)化配煤在德士古氣化技術(shù)中占有重要的位置。
1 德士古水煤漿氣化工藝原理
德士古水煤漿氣化屬氣流床氣化工藝技術(shù),即水煤漿與氣化劑——純氧在氣化爐內(nèi)特殊噴嘴中混合,高速進(jìn)入氣化爐反應(yīng)室,遇灼熱的耐火磚瞬間燃燒,直接發(fā)生火焰反應(yīng)。微小的煤粒與氣化劑在火焰中作并流流動(dòng),煤粒在火焰中來不及相互熔結(jié)而急劇發(fā)生部分氧化反應(yīng),反應(yīng)在數(shù)秒內(nèi)完成。在上述反應(yīng)時(shí)間內(nèi),放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)幾乎是同時(shí)進(jìn)行,因此產(chǎn)生的煤氣在離開氣化爐之前,碳幾乎全部參與了反應(yīng)。在高溫下所有干餾產(chǎn)物都迅速分解轉(zhuǎn)變?yōu)榫嗨簹獾慕M分,因而生成的煤氣中只含有極少量的CH4。氣流床氣化的特點(diǎn)是每個(gè)煤粒均被氣流隔開,每個(gè)顆粒能單獨(dú)膨脹、軟化、燃盡并形成熔渣,而與鄰近的顆粒毫不相干。燃料顆粒不易在塑性階段凝集,從而燃料的粘結(jié)性對(duì)氣化過程不會(huì)產(chǎn)生大的影響。德士古水煤漿氣化爐所產(chǎn)煤氣中主要組分含CO、H2、CO2和H2O,它們存在如下平衡關(guān)系:
CO+H2O=CO2十H2
在氣化爐高溫條件下,上述反應(yīng)很快達(dá)到平衡,因此氣化爐出口的煤氣組成相當(dāng)于該溫度下CO、水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡組成。
2 對(duì)煤質(zhì)的要求
2.1 對(duì)煤質(zhì)的主要要求
煤料的反應(yīng)性、成漿性、灰熔融溫度是衡量煤種適應(yīng)能力的主要指標(biāo)。同時(shí)還應(yīng)注意煤灰在還原性氣氛下的流動(dòng)溫度和粘溫特性。其對(duì)煤質(zhì)的要求為:
(1)發(fā)熱量達(dá)25.121MJ/kg,越高越好。
(2)灰熔融溫度FT在1 300℃為宜,過高或過低都不利于氣化。
(3)煤中灰含量不得高于20%,越低越好。
2.2 對(duì)煤質(zhì)的次要要求
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