发布时间 : 星期四 文章气流床气化技术研究现状更新完毕开始阅读80bec31752d380eb62946ddc
化尚需时日。Texaco气化炉示意图如图1.1：
图1.1 Texaco气化炉示意图
1.1.1.1 Texaco水煤浆气化工艺流程
（1）激冷流程
该流程主要用于制取H2，将生成的粗煤气中所含有的CO经变换后转化为H2, H2可以用来制造合成氨或用于炼油厂加氢精制。通过激冷产生的蒸汽可以用来满足CO变换H2的需要。该工艺流程最主要的特点是:工艺流程简单、设备投资少、热能利用合理、可实现等压合成，特别是用于合成氨生产。目前世界上在运行的Texaco水煤浆气化炉除用于IGCC的之外，基本都采用此工艺流程。
其流程如下图所示。
图1.2激冷流程
（2）废锅流程
这个流程主要用于制造含氧化合物，如碳基化合物或燃料气用于循环发电。由于这种流程增加了辐射式锅炉和对流式废热锅炉，设备极其复杂，初期投资很大。前述己建的几个IGCC联合循环发电装置都采用的这个流程。其流程示意图如图1.2所示。
图1.3废锅流程
（3）废锅-激冷流程
这个流程主要用于制造CO+H2的混合气体，此时需要调整煤气中所含的CO/H2比，以一部分气体加水蒸气送变换系统将CO转化为H2。该流程适合于生产甲醇。它只设置了辐射式锅炉，因此投资介于上述两种流程之间。 1.1.1.2 Texaco水煤浆气化工艺特点
Texaco水煤浆气化技术属气流床气化技术，是将粗煤磨碎，加入水、添加剂、助熔剂制成水煤浆，煤浆浓度一般为60-70%，经煤浆加压泵喷入气化炉，与纯氧进行燃烧和部分氧化反应，气化温度1350-14500C，气化压力为2.6--8.0MPa, 液态排渣。该工艺流程具有以下特点：
(1)原料适应性强。对烟煤、劣质煤、粘结性煤和高硫煤等均能气化，灰熔点低于1350℃最理想，高于1350℃时需要添加助熔剂，对采煤粒度无特殊要求，机械化采煤时30%的粉煤都可以利用，另外还可以气化焦炭、石油焦等，还可以掺烧垃圾；
(2)工艺路线多样化。可以根据不同的产品和下游工序的要求选用不同的流程，充分利用反应余热；
(3)合成气中H2/CO比值在较大范围内可调。适合于合成氨、甲醇、醋酸和气油等化工产品，也可用于生产城市煤气，或者辅助发电；
(4)气化工艺参数高。气化压力最大可达到12Mpa，并可在较大范围内调整，有利于实现等压合成氨和甲醇，气化温度一般在13500C-1500℃之间，碳转化率
高达%-98%以上，合成气有效成份高，干基H2+CO可达80%，甲烷含量低于0.1%；
(5)生成煤气中氰、蔡、酚等有毒物质极少，几乎无废气产生，废水排放量少，三废处理简单；
(6)热利用效率高。产生的高温合成气可利用直接或间接法回收热能，用来产生高温高压蒸汽，供后续工序使用或用来驱动汽轮压缩机组；
(7)气化的操作、配氧以及排渣等均可采用DCS计算机自动控制，安全可靠性高；
(8)合成气成本低，与天然气以及渣油相比，其比例关系为2.5:4:3.2,其中建设费用的比例为1.3:0.8:1.2,运转费用的比例为1.2: 3.2: 2，煤制合成气综合价格最低。
Texaco气化炉内无转动部件，为热壁炉，有多层耐火砖组成的耐火衬里，寿命在1年左右，一年以后必须停炉更换耐火砖;水煤浆喷嘴寿命较短，一般在2-3个月，这两个问题目前成为Texaco水煤浆气化技术的瓶颈;另外气化炉激冷环堵塞问题也较普遍。热煤气和液态排渣用水激冷，煤气冷却并被水蒸气饱和，经洗涤除尘后送出，渣可间歇排出。该技术由于是水煤浆进料，大部分水分要汽化，因而煤耗和氧耗均较高，冷煤气效率较低，碳的转化率为96%-98%。另外，此技术还存在一些缺点和不足:(1)投资高。气化装置、空分装置投资都较高，加上软件费用，总投资很高，影响到企业效益:(2)氧耗高。合成氨能耗高，操作费用高;(3)从国内己建成的装置看，操作故障多，尤其是初期开车时，开停车频繁;(4)喷嘴雾化效果相对较差，雾化角过小，射流比较集中，另外，喷嘴对负荷调整的适应性相对较差，负荷低于60%时喷嘴雾化效果己经很差;(5)采用炉顶单喷的结构形式所形成的雾化流场不尽合理.受气化炉高径比的限制，很难形成更加理想的雾化流场，炉内湍流混合程度较低。Texaco水煤浆气化技术，理论上适合各种烟煤，适于新建大型合成氨厂，煤气中有效气可达80%, CO和H2的比例调节度比较高，不排出污染物，三废处理简单，激冷流程较适合于合成氨工艺，可实现等压合成。但该装置在我国渭河运行中发现，在煤的成浆性、添加剂和助熔剂的加入量、氧耗等方面存在极大的局限性。综合考虑运输、供应、质量和煤价等因素，运行了半年后由原设计的山西黄陵煤改为甘肃华亭煤。Texaco气化炉气化工艺的主要参数如表1.2。
表1.2 Texaco气化炉气化工艺的主要参数
1.1.2道水煤浆气化技术
Dow水煤浆加压气化是在Texaco水煤浆气化方法基础上开发出来的新工艺，道水煤浆气化技术又称作Destec气化工艺，是由美国Dow化学公司开发的两段式水煤浆进料的气流床气化炉。Dow化学公司于1975年开始水煤浆气化方面的研究工作，1976年开始进行水煤浆气化的小型实验，1979年建成日处理38t水煤浆的氧气气化中试装置，1982年建成发电能力16万KW的气化装置;1983年建成日处理1088t煤的氧气气化工业试验装置;1984年开始处理次烟煤1480t/d的气化炉实验装置建设，1987年投运.商业化装置同时在1987年也投入运行，建于美国路易斯安纳州的伯克明市，气化炉一开一备，每日处理美国西部煤2400t，处理得克萨斯州褐煤2900t，产量315-353*104m3/d,煤气的发热量为8959.75-10048.32KJ/m3，1995年在Indiana的Wabish Rive:建成以Destec气化工艺为气头的IGCC发电装置。
Dow化学公司的煤气炉是当今世界上规模最大的商业气化炉，属第三代炉型。它主要用于蒸汽燃气联合循环发电(IGCC)，但该公司有意将该工艺用于化工生产。例如:我国在引进渭河化肥装置时曾经参与投标，但是由于该公司缺乏在化工生产方面的经验等一些客观原因而未能竞标成功。道化学公司水煤浆气化技术是美国道化学公司开发出来的两段气化工艺，主要用于循环联合发电(IGCC)上。其气化系统见图1.3。它具有以下三个显著特点：
(I)采用两段、两室喷流床气化，在下部高温气流床(燃烧室)中进行的气化反应为:CWS+02--CO+CO2+H2+H2S+熔渣+△H，取得煤浆的高碳转化率，同时消除有害熔渣的形成；
(2)在上部气流床(气化室)的气化反应为：CWS+热的粗煤气→C+CO+Cq+H2+H2S+灰分+△H，利用下部第一段气流床产生的粗煤气的显热，再在上部第二段气化室入口处喷入水煤浆进行气化反应，节省了氧气，降低了单