文档介绍：第五节气流床气化法
1. 基本原理和特点
2. K-T气化法
3. Shell煤气化工艺
4. GSP粉煤气化法
5. 德士古(TEXACO)气化法
本节主要内容
1、气流床气化基本原理和特点
基本原理
气体
气流床
煤粒与气体
同时穿过
煤粒:70%过200目
气体
流化床
煤粒运动
气体穿过
煤粒:3-5 mm
气体
固定床
煤粒不动
气体穿过
煤粒:6-50 mm
气流床气化是将气化剂(氧气和水蒸汽)夹带着煤粉或煤浆,通过特殊喷嘴送入炉膛内。在高温辐射下,氧煤混合物瞬间着火、迅速燃烧,产生大量热量。火焰中心调度可高达2000℃左右,所有干馏产物均迅速分解,煤焦同时进行气化,生成含一氧化碳和氢气的煤气及熔渣(液态排渣)。

气流床气化炉内的反应基本上与流化床内的反应类似。
概念:
因此,原料煤的黏结性、机械强度、热稳定性对气化过程基本不起作用。
故,气流床气化除对熔渣的黏度-温度特性有一定要求外,原则上可适用于所有煤种。
在反应区内,煤粒悬浮在气流中,随气流并流运动,煤粒快速干馏和热解,同时煤焦与气化剂进行着燃烧和气化反应。
煤粒之间被气流隔开,单独进行膨胀、软化、燃尽及形成熔渣等过程,煤粒相互之间的影响较小。
主要特征
(1)气化温度高、气化强度大
气流床反应器中由于煤粒和气流的并流运动,煤料与气流接触时间很短(气流在反应器中的短暂停留),故要求气化过程在瞬间完成。
为此,必需保持很高的反应温度(达2000℃左右)和使用煤粉(<200目)作为原料,以纯氧和水蒸汽为气化剂,所以气化强度很大。
基本上可适用所有煤种。气化时要注意原料煤除熔渣的粘度-温度特性.
挥发分含量较高、活性好的煤较易气化,完成反应所需要的空间小,反之,为完成气化反应所需的空间较大。
褐煤不适于制成水煤浆加料(为什么?)。
(2)煤种适应性强
由于反应温度很高,炉床温度均一,煤中挥发分在高温下逸出后,迅速分解和燃烧生成二氧化碳和水蒸汽,并放出热量。二氧化碳和水蒸汽在高温下与脱挥发分后的残余炭反应生成—氧化碳和氢,因而制得的煤气中不含焦油,甲烷含量亦极少。
(3)煤气中不含焦油
气流床气化时需用粉煤,要求粗度为70-80%通过200目筛,故需较庞大的制粉设备,耗电量大。
气流床为并流操作,制得的煤气与入炉的燃料之间不能产生热交换,故出口煤气温度很高。
气速很高,带走的飞灰很多,因此,为回收煤气中的显热和除去煤气中的灰尘需设置较庞大的余热回收和除尘装置。
(4)磨粉、余热回收、除尘等辅助装置庞大
2、K-T 气化法
K-T (Koppers-Totzek)气化法是气流床气化工艺中一种常压粉煤气化制合成气的方法。
如图所示,K-T炉炉身内衬有耐火材料的圆筒体,两端各安装着圆锥形气化炉头.
为两个炉头,也有四个炉头。
气化炉
结构:
粉煤(约85%通过200目)与氧气和水蒸汽混合物由气化室相对二侧的炉头并流送入,瞬间着火,形成火焰,进行反应。两股相对气流使气化区内形成高度湍流,反应加快。
反应基本上在炉头内完成,。
气体在炉内的停留时间约为1s左右。在火焰末端,即气化炉中部,粉煤几乎完全被气化。
反应速度快: