氣流床煤氣化的技術(shù)現(xiàn)狀和多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的開發(fā)
作者/來源： 日期： 2005-09-16 點(diǎn)擊率：1230
煤炭氣化是對(duì)煤炭進(jìn)行化學(xué)加工以實(shí)現(xiàn)煤炭潔凈利用的關(guān)鍵。氣流床煤氣化技術(shù)是現(xiàn)在最清潔的煤利用技術(shù)之一，主要包括：以水煤漿為原料的GE(Texaco)、Global E-Gas氣化爐和以干粉煤為原料的Shell、Prenflo、Noell氣化爐［1］。在新型煤化工和能源轉(zhuǎn)化技術(shù)中，煤氣化都起有重要作用，特別是在我國，煤氣化具有作為原料氣和燃料氣的雙重市場(chǎng)需求，被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、機(jī)械、建材等行業(yè)和煤氣生產(chǎn)企業(yè)。
1國外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.1 技術(shù)現(xiàn)狀
1.1.1 GE(Texaco)氣化爐
美國Texaco公司(2005年5月氣化部分被GE收購)開發(fā)的水煤漿氣化工藝是將煤加水磨成水煤漿，用純氧作氣化劑，在高溫高壓下進(jìn)行氣化反應(yīng)，液態(tài)排渣，煤氣有效成分（CO＋H2）為80%(體積分?jǐn)?shù))左右，不含焦油、酚等有機(jī)物質(zhì)，碳轉(zhuǎn)化率96%～99%，氣化強(qiáng)度大，爐子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤適應(yīng)范圍較寬。目前Texaco的最大商業(yè)裝置是Tampa電站，于1989年立項(xiàng)，1996年7月投運(yùn)，12月宣布進(jìn)入驗(yàn)證運(yùn)行。該裝置為單爐，日處理煤2 000～2 400 t，氣化壓力為2.8 MPa，冷煤氣效率約76%。
噴嘴、氣化爐、激冷環(huán)等為Texaco水煤漿氣化的技術(shù)關(guān)鍵。更大尺寸Texaco氣化爐提高碳轉(zhuǎn)化率的方案為：增加氣化爐的停留時(shí)間；氣化爐直徑給定下增加長(zhǎng)徑比。
Texaco水煤漿氣化技術(shù)自工業(yè)化應(yīng)用以來，先后在世界各地建成多套生產(chǎn)裝置，表1為Texaco水煤漿氣化技術(shù)的應(yīng)用情況。
從已投產(chǎn)的水煤漿加壓氣化裝置的運(yùn)行情況看，由于工程設(shè)計(jì)和操作經(jīng)驗(yàn)的不完善，裝置還沒有達(dá)到長(zhǎng)周期、高負(fù)荷、穩(wěn)定運(yùn)行的最佳狀態(tài)。存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
◆燒嘴 燒嘴是Texaco氣化工藝的關(guān)鍵，其壽命直接決定著裝置的長(zhǎng)期、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。目前燒嘴壽命很短，延長(zhǎng)燒嘴壽命是亟待解決的一個(gè)問題。燒嘴通常都是三通道結(jié)構(gòu)，中間通道走水煤漿，外層和內(nèi)層通O.2。內(nèi)層通O.2量小于8%，且無法調(diào)節(jié)，這使燒嘴和耐火磚壽命、氣體組成和碳轉(zhuǎn)化率都受到了影響。
◆耐火磚 耐火磚的壽命對(duì)Texaco氣化過程也很重要。高溫氣化爐中，耐火磚在一個(gè)較短時(shí)間內(nèi)(6～18個(gè)月)就會(huì)有較大的毀損。維修費(fèi)用中耐火磚的更換占了很大份額且換磚大概要花1個(gè)多月時(shí)間，所以，延長(zhǎng)耐火磚的壽命很有必要。
◆激冷環(huán) 激冷環(huán)也是氣化過程中的重要設(shè)備。目前仍有不少問題，如激冷室?guī)�、液位保不住、�?nèi)環(huán)易變形、布水縫隙不均勻、下降管易燒壞變形等。
1.1.2 Global E-Gas氣化爐
已建設(shè)兩套商業(yè)裝置：LGTI(1987年運(yùn)行，1995年停運(yùn))與Wabash River(2臺(tái)爐，一開一備，單爐容量2 500 t/d，2.8 MPa，1995年投運(yùn))。爐型類似于K-T，分第一段(水平段)與第二段(垂直段)。第一段兩個(gè)噴嘴呈180°對(duì)置，最高反應(yīng)溫度約1 400 ℃。第二段采用總煤漿量的25%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))進(jìn)行冷激，反應(yīng)溫度約1 040 ℃，采用壓力螺旋式連續(xù)排渣系統(tǒng)....
