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褐煤气化技术研究(二)

[ 发布日期:2018-06-12 10:17:00 点击:406 来源:金沙4166官网登录 资讯中心 【打印此文】 【关闭窗口】]

  大力发展煤化工是我国未来能源发展的主要趋势,煤化工涉及煤的焦化、气化、液化以及煤化工制品等多个领域,随着科技进步和技术的不断成熟,煤的洁净化、高效燃烧、联合循环发电、干熄焦、炼焦 过程自动化、煤炭气化以及环保洁净能源为主的煤化工能源技术越来越得到广泛的重视和应用。与其它国家相比,我国的烟煤、无烟煤等优质煤炭资源储量比较丰富,但作为不可再生能源,已被充分利用,走向枯竭是必然趋势。 

RD干燥装置 

  褐煤气化技术:  
  一、褐煤移动床气化  
  移动床煤气化技术有UGI、Lurgi和BGL。其中UGI为常压间歇造气,原料煤要求采用块状无烟煤或焦炭,产气效率低,已被国家列入淘汰技术,也不适用于褐煤气化。Lurgi和BGL煤气化技术均为加压连续造气,要求入炉煤粒度为6~60 mm的碎煤/块煤/型煤,都适用于气化褐煤。其中Lurgi气化炉现已发展到第V代,气化压力2~3 MPa,反应温度900~1100 ℃,固态排灰,对强粘结性、热稳定性差、灰熔点低以及粉状的褐煤气化难度大。BGL是原英国燃气企业在Lurgi炉基础上改造而成的,主要是由固态排灰改为液态排渣,将Lurgi炉的炉箅改为熔渣槽,槽下加一个激冷室,气化压力2~3 MPa,反应温度可达1400~1600 ℃,低灰熔点的褐煤对BGL气化有好处。  
  由于以下几个原因,移动床气化褐煤采用型煤是必要的:随着综采、机采技术的普及,采出的原煤粒度有变细、变碎的趋势,粉煤量已占50%以上;移动床要求入炉煤有较好的热稳定性和较高的抗碎强度,而褐煤原煤一般水分含量高、机械强度低、热稳定性差,在移动床气化炉内褐煤受热后水分蒸发,易碎裂成小块或煤粉,增加炉内阻力,降低气化效率,使煤气中未反应煤粉的带出量增多;型煤与原煤块煤相比,粒度均匀,还可以通过煤种混配、快速加热以及热焖等方式,降低原煤粘结性,调整煤的灰熔点和机械强度,改善热稳定性等。  
  褐煤高的挥发分含量对移动床来说,自下而上的高温气流要经过相对低温的干馏段,煤中的挥发分(焦油、酚、氨、甲烷等)随煤气带出,焦油会堵塞管道和阀门,焦油、酚、氨使煤气的净化处理、污水处理复杂化。由于挥发分高导致的较多甲烷,其利弊则与煤气用途有关。高灰分的褐煤采用移动床气化时,除了对气化效率、经济效益有影响外,一般没有其它特别的不利影响。  
  二、褐煤流化床气化  
  典型的碎煤/粉煤流化床气化技术主要有Winkler、HTW、灰熔聚和恩德炉等。流化床气化操作温度要求低于煤的灰熔点,以避免灰分结渣,灰熔点高的褐煤更适合流化床气化,灰熔点较低的褐煤可以通过配煤(与灰熔点高的无烟煤等煤种混用)来提高灰熔点。流化床气化时床层温度相对较低,褐煤的挥发分含量、反应活性普遍较高,适合流化床气化。流化床气化对入炉褐煤的粒度是有要求的,因为大粒度煤难以流化,覆盖在炉箅上,可能引起炉箅处  结渣。如果粒度太小,又易被气流从炉顶带出,气化不彻底。恩德炉、HTW炉等一般要求粒度在0~10 mm,灰熔聚炉则要求粒度在0~6 mm。流化床对煤、灰抗粘结性有一定要求,否则影响其流化状态。一般采用环锤式破碎机、风扇磨煤机将褐煤加工到需要的粒度。从煤的输送、气化剂消耗和炉内热量平衡上考虑,入炉褐煤中水分一般要求小于8%~12%,褐煤入炉前需进行干燥处理。  

  褐煤干燥现在一般采用转筒干燥器,干燥介质采用锅炉烟道气、燃料气或弛放气等。转筒式干燥设备所用的热烟气,应控制在合适的温度和含氧量。流化床气化对煤中灰分要求最好小于25%,但灰分含量高达40%的褐煤也能气化,问题主要在于经济性。褐煤较差的热稳定性,对流化床操作存在一些不利影响,须加强排灰等。

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  三、褐煤气流床气化  
  褐煤气流床气化技术有湿法、干法之分,GE单喷嘴水煤浆气化、国内四喷嘴水煤浆气化和西北化工研究院单喷嘴多元料浆气化为湿法气流床气化,需磨煤制浆后气化。Shell、Prenflo多喷嘴干煤粉气化和GSP单喷嘴千煤粉气化则为干法气流床气化,需干法磨煤制得干煤粉。对湿法气化来说,煤中水分尤其是内水含量越高,成浆性能越差,在煤浆浓度相同的条件下,煤浆的表观粘度较大,以致流动性较差。若使其达到较好的流动性,则煤浆浓度一般就会下降。煤中水分含量越大,磨煤操作时越易溢浆,添加剂的选择余地越小,添加剂消耗越大。加之褐煤固定碳含量和发热量低,不仅单位有效气体的煤耗高,同时由于水分蒸发消耗了过多的热量,气化炉内热量也难于达到平衡。如某褐煤原煤的成浆浓度最高仅为44%,如果不能采取提质改性、合理配煤等有效措施将制浆浓度提高到一定程度(至少应在55%~57%以上,以便维持气化炉内正常的氧化反应、气化反应等的进行,维持热量平衡),则不宜选用湿法气流床气化。对干煤粉气流床来说,水分高,增加了气化过程的热能消耗,同时不便于干煤粉的输送,需要将入炉煤预干燥到一定程度。灰分不直接参加气化反应,却要消耗煤在氧化反应中产生的反应热。褐煤煤种灰分含量高,会相对增加气化炉的比煤耗、比氧耗。对于湿法气流床气化,灰分形成的灰渣都进入渣水处理系统,灰分中SiO2、A12O3等硬颗粒会对一些管道、阀门、设备产生过度冲蚀以致泄漏,而灰分中的CaO、FeO等碱性成分和渣水中细灰又容易在管道、换热器的一些部位产生沉积、垢堵。灰分高,渣水中的固含量增加,渣水处理系统的负荷增加,难度增大,能耗也随之上升。Shell、Prenflo废锅流程干煤粉气流床气化技术中的陶瓷过滤器、激冷气压缩机、废锅等因灰而结垢、损毁故障影响着气化装置的正常运行。此外,灰分中NaO含量较多,对陶瓷过滤器、废锅也产生比较严重的不利影响。GSP干煤粉气流床气化技术目前采用了激冷流程,所有灰分分别通过激冷室、洗涤器进入渣水处理系统,这与GE等湿法气流床气化技术的情况有些类似。褐煤机械强度低、热稳定性差,对于气流床气化没有不利影响,而机械强度低导致的好可磨性,对气流床气化炉入炉煤粉的加工则是有利因素。  
  四、褐煤地下气化  

  褐煤资源因质地不稳定且易挥发,极不利于传统井工下采。煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有效控制地燃烧,通过对煤的热解、化学作用产生粗煤气,是集井、采煤、转化工艺为一体的多学科开发清洁能源与化工原料的新技术,其实质是将物理采煤转变为化学采煤,提取煤中有用组分,将灰渣、矸石、放射物等有害物留在地下。

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  以上就是洛阳瑞岛小编推荐大家阅读的褐煤气化技术研究的相关常识,同时小编还推荐大家阅读:褐煤气化技术研究(一)。
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