【正文】 裝置,容易操作。 該工藝技術(shù)的缺點是裝置能力小,氣化率低、只能使用優(yōu)質(zhì)原料塊煤或型煤、能耗高,間歇制氣過程中,大量吹風氣排空,每噸合成氨吹風氣放空多達5000m3,放空氣體中含CO、COHH2S、SONOx及粉灰。煤氣冷卻洗滌塔排出的污水含有焦油、酚類及氰化物,污水處理的成本很高。該技術(shù)只能用于小型煤氣化裝置。 魯奇氣化爐 20世紀30年代德國魯奇(Lurgi)公司開發(fā)成功固定床連續(xù)塊煤氣化技術(shù),此后在世界各國得到廣泛應用。采用固態(tài)排渣,操作溫度約低于原料煤灰熔點100℃左右。氣化爐已定型多種型號(Mark 1~Mark Mark +),。最新型號的Mark+,總高17m,投料量1600t/d,有效氣(CO+H2+CH4)產(chǎn)量約為82000Nm3/h。煤氣中除含CO和H2外,含CH4高達10%~12%。 魯奇爐新型氣化爐技術(shù)的特點: 碳轉(zhuǎn)化率提高,煤耗降低。 氧耗低。魯奇爐氣化工藝是目前各種采用純氧為氣化劑中氧耗最低的。 蒸汽消耗低。 煤氣的甲烷的含量高 煤氣含水量少 冷煤氣效率高。冷煤氣效率代表了煤中的熱量轉(zhuǎn)化為煤氣中熱量的程度,魯奇爐最高可達93%。 魯奇氣化爐的缺點是氣化爐結(jié)構(gòu)復雜、爐內(nèi)設有破粘和煤分布器、爐篦等轉(zhuǎn)動設備,制造和維修費用大。入爐煤必須是塊煤或型煤,不能以粉煤為原料,原料來源受一定限制。出爐煤氣中含焦油、酚等,污水處理和煤氣凈化工藝復雜、流程長、設備多、爐渣含碳5%左右。單爐能力偏小,大型裝置需要并列的臺數(shù)較多,會引起投資增加。 魯奇煤氣化技術(shù)近年來也在某些方面有所改進,以上缺點得到了一定程度的改善。比如廢水的量減少,單爐生產(chǎn)能力有所提高等。采用精洗煤與高灰份煤的魯奇爐煤氣干煤氣成份煤種 CO2 CO H2 CH4 Ar高灰份煤 精洗煤 目前國內(nèi)有22臺魯奇爐,多用于生產(chǎn)城市煤氣。如以煙煤為原料用于生產(chǎn)合成氣,要設CH4蒸汽轉(zhuǎn)化工段(例如山西潞城引進裝置)。由于魯奇煤技術(shù)所產(chǎn)煤氣初步凈化系統(tǒng)較為復雜,不是公認的首選的煤氣化技術(shù)。但是天脊的工程技術(shù)人員對此技術(shù)有了熟練掌握,并獨創(chuàng)了“魯奇爐氣化貧瘦煤”和“魯奇爐造氣用來生產(chǎn)合成氨”技術(shù)。由該集團工程技術(shù)人員自行研發(fā)攻關(guān)的“大型魯奇煤制氨工藝技術(shù)的開發(fā)與應用研究”這一科技成果,榮獲國家科技進步二等獎。 BGL煤氣化爐 BGL煤氣化技術(shù)由英國煤氣公司(British Gas)開發(fā)完成,并獲得德國魯奇公司(Lurgi)的協(xié)助。 該技術(shù)的特點由Lurgi氣化爐發(fā)展而來,并具有一些新的特點: BGL塊(碎)煤熔渣氣化爐技術(shù)在Lurgi爐內(nèi)壁設計基礎(chǔ)上加入耐火磚襯,形成簡單的水夾套保護層,在爐下部沿周向裝置了一組噴嘴,將混合氧氣/水蒸氣高壓噴入爐內(nèi),形成爐內(nèi)局部高溫(約2000℃)氣化區(qū),大幅度提高了氣化率、成倍提高了氣化強度、同時將蒸汽使用量減少到Lurgi爐消耗量的10~15%。絕大部分噴入爐內(nèi)的水蒸氣通過參與氣化而消耗掉了。 由于兼具Lurgi固定床的逆流氣化的整體流程和現(xiàn)代高溫熔渣氣化原理,提高了氣化熱效率,使氣化過程的氧耗較其他熔渣氣化技術(shù)的氧耗大幅度降低,顯著節(jié)省了對空分等設備的投資。 粗氣的出口溫度僅為300~550 ℃,提高了氣化過程的熱效率,節(jié)省了氧氣消耗,大幅度降低了廢熱回收的需求和設備成本。 由于BGL氣化技術(shù)的設計特點,爐內(nèi)靠近爐壁處溫度和粗氣出口處溫度較低,氣化爐爐體和附屬設備可采用常規(guī)壓力容器鋼材,在中國就近加工制造,大幅度降低了制造,運輸和安裝的成本。 BGL熔渣氣化技術(shù)可以直接使用灰熔點低于1400℃的煤種,對于高灰熔點煤種,可通過添加助溶劑的方式應用。 BGL熔渣氣化設備投資、生產(chǎn)成本和技術(shù)使用費均明顯低于其他國外氣化技術(shù)。與這些技術(shù)相比,BGL熔渣氣化技術(shù)的冷煤氣效率最高(89%)、碳轉(zhuǎn)化率最高(%)、熱效率最高、氧耗最低。 %以上的碳轉(zhuǎn)化為氣體后,煤中剩余的礦物質(zhì)在高溫下熔化,經(jīng)循環(huán)水激冷形成無滲濾性的玻璃質(zhì)固體碎渣粒由爐底部排出。主要由煤中礦物質(zhì)組成的熔渣可作為無污染副產(chǎn)品在建筑和筑路中使用,或安全地深埋。 隨粗氣從氣化爐上部出來的還有其他氣體和液體成份。經(jīng)過冷凝,脫焦和油后,分離出一定量的廢水。廢水主要來自氣化過程中干燥和干餾兩個階段投料煤中所含的少量水份,使廢水處理量大幅度減少。 氣化廢水量較Lurgi爐大幅度減少,有機物含量和濃度大幅度提高,有利于在較低生產(chǎn)成本下分離處理,分離出的酚作為副產(chǎn)品具有較高商業(yè)價值,大大超過水處理生產(chǎn)成本。 在采用恰當?shù)纳疃人幚砑夹g(shù)后,可使凈化后的水質(zhì)達到中國飲用水河流的一級排放標準要求,或全部回收做為工藝或冷卻用水循環(huán)使用。 粗氣中分離的焦油?輕油等即可做為有價值的副產(chǎn)品商業(yè)化外售,也可經(jīng)回路管道經(jīng)氣化爐噴嘴與氣化劑混合后噴入爐中重新參與氣化。 氣化用煤為含煤粉不超過20%的塊煤(6mm60mm)時,備煤系統(tǒng)與Lurgi爐相同。粉煤可制成型煤。特別是對高含水、易破碎的劣質(zhì)褐煤,可通過制型煤,成為高效氣化的原料。位于德國的黑水泵廠即是在制作型煤過程中,將含水量55%的褐煤干燥到含水量僅12%,不加添加劑,高壓制成氣化爐用的型煤,實現(xiàn)高效氣化。BGL煤氣化爐的干煤氣組成成分 H2 CO CH4 CO2 其它碳氧化合物 不可燃物質(zhì)組分 20002007年,。該技術(shù)的氣化壓力已經(jīng)發(fā)展出操作壓力在70Bar(G)的爐型,以便用于生產(chǎn)高熱值的城市燃氣。 目前,德國的澤瑪克清潔能源有限公司(ZEMAG Clean Energy Technology GmbH)擁有該技術(shù)的所有權(quán)。 流化床氣化爐 流化床技術(shù)特點:爐內(nèi)氣體流速較大,煤粒懸浮于氣流中作相對運動,呈沸騰狀,有明顯床層界限,停留時間數(shù)分鐘。操作條件:溫度800~1000℃。壓力常壓~。煤塊粒徑1~5mm。原料煤種適應性強。 流化床氣化技術(shù)的共同優(yōu)點是: 流態(tài)化是氣固相反應的最佳選擇。 循環(huán)流化床技術(shù)在諸如發(fā)點、煉油等其他領(lǐng)域早有成熟和廣泛的運用,技術(shù)特點為人們熟知。 易于工程放大,工業(yè)化經(jīng)驗多。 氣化爐設備本體的結(jié)構(gòu)比較簡單,沒有固定床復雜的爐箅和攪拌破粘結(jié)構(gòu),也沒有氣流床的高溫煤粉(或煤漿)燒嘴,沒有內(nèi)部件、移動件和膨脹節(jié)。 設備材質(zhì)方面,通常采用碳鋼外殼即可,投資成本較小。 目前在煤氣化領(lǐng)域較有影響的流化床氣化技術(shù)主要有綜合能源系統(tǒng)有限公司(SES)的UGAS?氣化技術(shù)和KBR公司TRIGTM氣化技術(shù)。 UGAS?氣化技術(shù) UGAS?氣化技術(shù)來自于美國氣體技術(shù)研究院(GTI)的循環(huán)流化床,GTI 始于20 世紀40年代,至今已有約70 年的歷史,是世界領(lǐng)先的循環(huán)流化床氣化技術(shù)供應商,在美國、芬蘭等地建有中試裝置和工業(yè)化示范裝置。 綜合能源系統(tǒng)有限公司(“SES”)是專門從事流化床煤氣化技術(shù)開發(fā)和推廣的一家技術(shù)型公司。目前擁有UGAS?煤氣化技術(shù)在全球的獨家使用推廣權(quán)。 UGAS?氣化技術(shù)能夠采用低成本的高灰煤、高硫煤、石油焦、褐煤以及生物質(zhì)作為原料,因而可以取得更好的經(jīng)濟指標。 UGAS?(G),氣化爐本體內(nèi)徑2m,高度約27m。如使用印度尼西亞的褐煤,每臺粗煤氣產(chǎn)量為158534Nm3/h。目前SES在山東棗莊有2400t/d(1開1備)的工業(yè)示范裝置運行,河南義馬有一套31200t/d(2開1備)工業(yè)示范裝置運行正在運行。 UGAS?氣化技術(shù)的特點 突出的環(huán)境友好性。氣化溫度適中,沒有焦油,污水處理非常簡單干法排渣,用水量少,污水排放量少具備脫除汞及其它有害重金屬的能力,合成氣中汞等重金屬的含量更低 對原料極強的適應性強。褐煤、煙煤、次煙煤,各類生物質(zhì)能使用比無煙煤年輕的