作者/來源:劉芃鑫,郭明波(河南煤業(yè)化工集團(tuán)中原大化集團(tuán)公司,河南 濮陽 457004) 日期: 2011-01-11 點(diǎn)擊率:1912
1 殼牌(SHELL)氣化爐燃燒原理
殼牌煤氣化工藝Shell Coal Gasification Process (SCGP)屬于當(dāng)前先進(jìn)的第二代煤氣化工藝,具有碳轉(zhuǎn)化率高,對原煤要求低適用與絕大部分煤種。具體燃燒原理如下:
來自粉煤給料倉的粉煤,用高壓氮?dú)饣蚨趸妓椭撩簹饣療臁M瑫r,來自空分的加壓氧氣經(jīng)預(yù)熱后也進(jìn)入氣化燒嘴。
SCGP工藝采用了有多個燃燒器的水冷卻膜壁的氣化,可以用下列總反應(yīng)說明SCGP中的簡化后的煤(和焦炭)氣化反應(yīng):
CH+1/2O2—→CO+1/2H2
其中,CH是煤的簡化分子式。
這個簡化方程式可以認(rèn)為是通過二步法實現(xiàn)的,其中第一步的放熱反應(yīng)釋放的能量用于推動第二步的吸熱反應(yīng):
(1)燃料+O2—→CO2+H2O+能量
(2)燃料+CO2+H2O+能量—→CO+H2
然而為了真正的理解氣化過程,應(yīng)當(dāng)知道更為基本的氣化方程。為簡便起見,在這些方程中把煤表示為純碳,習(xí)慣上負(fù)的反應(yīng)熱將表示生成熱量。對煤而言可以區(qū)分出下列幾個氣化反應(yīng):
C+1/2O2—→CO (1) -110MJ/kmoleC
C+H2O←→CO+H2 (2) +131MJ/kmoleC
C+2H2←→CH4 (3) -75MJ/kmoleC
這些反應(yīng)說明,含碳燃料事實上以三種方式進(jìn)行氣化,即:(1)部分氧化反應(yīng),(2)和水蒸汽的吸熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)和(3)加氫氣化反應(yīng)。
實際上部分氧化反應(yīng)必須分為二步....