煤化工工艺学课件52 气化炉的根底原理ppt

  § 5、煤的气化 § 5．2 气化炉的根底原理 § 5．2 气化炉的根底原理 ★ 1.气固反响器类型 ⑴几种床层情况 床层：若是在一个圆筒形的容器内设备一个多孔的水平散布板,并将固体颗粒堆放在散布板上,构成一层固体层,工程上称为”床层”,简称”床”. ①固定床： 气流速度不致使固体颗粒的相对方位发生显着的改变,即固体颗粒处于固定情况,床层高度基本上坚持不变. ②流化床： 气流速度进步,固体颗粒悉数起浮起来,可是仍停留在床层中不被流体带出. ③气流床： 进一步提高流速,固体颗粒不能持续停留在床层中,开端被流体带出容器外,固体颗粒和涣散活动与气体质点的活动相似. ⑵几种床层情况的气化炉 ①固定床(移动床)气化炉 质料：6~50㎜块煤或许煤焦 加料办法：上部加料 排灰办法：固态或许液态 灰渣和煤气出口温度：不高 炉内情况:煤焦与发生的煤气、 气化剂与灰渣都进行逆向热交换 ②流化床气化炉 质料：3~5mm 加料办法：上部加料 排灰办法：固态排渣 灰渣和煤气出口温度：挨近炉温 炉内情况:悬浮欢腾 ③气流床气化炉 质料：粉煤（７０％以上经过２００目） 加料办法：下部与气化剂并流加料 排灰办法：液态排渣 灰渣和煤气出口温度：挨近炉温 炉内情况:煤与气化剂在高温火焰中反响 ④熔池气化炉 气－固－液三相反响气化炉 质料：６ ㎜以下直至煤粉一切规模的煤粒 加料办法：燃料与气化剂并流参加 排灰办法：液态 灰渣和煤气出口温度：挨近炉温 炉内情况:熔池是液态的熔灰、熔盐或熔融金属作为气化剂和煤的涣散剂，作为热源供煤中挥发物的热解和干馏。 ⑶各种床层气化炉的比较 固定床 流化床 气流床 熔融床 气化进程 块煤炉顶供应与热空气逆流，顺次经过枯燥区、气化区、焚烧区、焦碳与O2、H2O效果生成煤气 中小颗粒煤粒在炉底供应高速气化剂和蒸汽带动下边流态翻滚、边在高温炉床内气化 小煤粒的干或湿态与气化剂高速从喷燃器喷入，在高温度高压力欠氧下完结气化 煤粉与氧一同从喷嘴喷进熔融金属表面，在高温下瞬时气化 气化温度°C 440～1400 800～1100 1200～1700 1500 长处 低温煤气易于净化*适于高灰熔点煤*技能老练，全世界煤气化设备容量占90% *简略易操作，动力消耗少*对耐火炉衬要求低*适于高灰熔点的煤 碳转化率高*液态灰渣易排出扩大容量：5000吨/日*负荷盯梢好（50%）*煤种适应性广 煤种适应性广*气化效率高 固定床 流化床 气流床 熔融床 缺陷 不适于焦结性强的煤*低温干馏发生煤焦油、沥青等*单段炉不易大型化，1200吨/日 *容量较小1500吨/日*飞灰中未燃尽碳多（第二代运用灰聚会功用） *对耐火炉衬要求高（第二代用水冷套）*适于低灰熔点煤 适于低灰熔点煤 碳转化（%） 99 95 97～99 有用例 Lurgi鲁奇炉 液态排渣鲁奇炉 Winker KRW U-GAS Texaco, shell? K-T炉 开发中 ★表5-6自热式气化炉中不同产热办法的比较 反响物质 长处 缺陷 适用场合 空气 消耗少 N2稀释了煤气 低热值煤气 H2 高CH4含量 H2的别离制作作为合成气时，CH4需进一步别离转化 加热气 O2 可获得纯度高的煤气 需制氧设备 中热值煤气及合成气 CaO 不需要制作O2 再生未处理 合成气和加热气 考虑：向煤粉中参加氧化钙的效果是什么 qm-----------固体的质量流量, kg/hvR-----------反响器体积，m3 表5-7 不同反响器类型煤容积气化强度（qm/vR）的比较 反响器类型 最高温度/℃ 容积气化强/[kg/(m3/h)] 固定床 0.1MP 约1100 120~200 0.3MP 800~1100 200~300 流化床 4MP 795~895 71 气流床 0.1MP 1500 360 4MP 1500 7200 几个小问题 4.装料和排灰 ⑴装料 间歇加料；接连加料 常压加料；加压加料 ★加压加料：料槽阀门；泥浆泵 ①料槽阀门法 原理：如图5-18 ②泥浆泵法 原理：煤料与油或水拌和制成浆状悬浮液，其间含大约60%的固体煤料，经过泵打入气化炉。 ⑵排灰 ①固定床反响器 固态排渣时分：经过炉箅 (灰渣层要坚持必定厚度：维护炉栅 适宜的蒸汽和氧气份额：避免结渣 加压时分选用和料槽阀门相同的办法排灰) ②流化床反响器 矸石灰：炉子底部开口排灰 飞灰：从粗煤气中别离 ③气流床 灰渣以液态办法排渣，从气化炉底部开口流出 (条件：气化温度应高于灰渣的熔化温度) 考虑：煤的反响活性对气化有什么影响？ 5.煤质对气化的影响 气化用煤的性质包含反响活性、粘结性、结渣性、耐热性、机械强度、粒度组成、以及煤的水分、灰分和硫分等。 ⑴ 煤的反响活性这是指在必定的条件下，煤炭与不同气化介质（如二氧化碳、氧、水蒸气和氢）彼此效果的反响才能。 反响活性又称为反响性。反响性的强弱直接影响煤在气化时的有关目标：产气率、灰渣或飞灰含碳量、氧耗量、煤气成分及热效率等。不管何种气化工艺，煤活性高总是有利的。 考虑：1.煤灰熔点与结渣性的联系？气化用煤对灰熔点的要求 2.煤的结渣性对气化炉有什么影响？ ⑵结渣性煤中矿物质，在气化和焚烧进程中，因为灰分软化熔融而变成炉渣的功能称为结渣性。 对移动床气化炉，大块的炉渣将会损坏床内均匀的透气性，严峻时炉篦不能顺畅排渣，需用人工破渣，乃至被逼停炉。别的炉渣包裹了未气化的质料，使排出炉渣的含碳量增高。对流化床来说，即便少数的结渣，也会损坏正常的流化情况，别的在炉膛上部的二次风区的高温，会使熔渣阻塞气体出口处等。一般用煤灰熔点（T2）来判别煤炭是否简单结渣，灰熔点越低的煤，越易结渣。气化用煤要求T21250℃。因为灰渣的物理情况和化学组成均不同于煤中的灰分，因而仅以灰熔点来判别有时并不牢靠。 考虑：煤的粘结性有什么损害？对不同气化炉有什么不同？ ⑶ 煤的粘结性煤受热后会彼此粘结一同。关于移动床煤气化办法，若煤料在气化炉上部粘结成大块，将损坏料层中气流的散布，严峻时会使气化进程不能进行，对流化床气化法，若煤粒粘结成大颗粒或块，则会损坏正常的流化情况。适用的气化用煤是不粘结或弱粘结性煤。因为气流床气化炉内，煤粒之间触摸甚少，故可运用粘结性煤。

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