Texaco德士古煤氣化技術(shù)
Texaco-德士古煤氣化技術(shù)的氣化爐主要結(jié)構(gòu)是水煤漿單噴嘴下噴式,大部分是采用水激冷工藝流程,但在IGCC發(fā)電項目的,也采用廢鍋流程。單爐容量目前最大可達日投煤量2000噸,操作壓力大多采4MPa、6.5MPa,少數(shù)項目也已達到8.4MPa。中國引進德士古煤氣化技術(shù)最早的是山東魯南化肥廠,于1993年投產(chǎn),目前已有十來家使用德士古煤氣化技術(shù)。
有著30年應(yīng)用經(jīng)驗的德士古煤氣化技術(shù)在中國應(yīng)用也十幾年了,是較成熟的煤氣化技術(shù)。從技術(shù)的掌握和操作的熟練,設(shè)備的國產(chǎn)化和配套的耐火材料的制造都有較大優(yōu)勢。德士古煤氣化技術(shù)的主要優(yōu)點是水煤漿帶來的,即較容易把壓力升上去。如南化的氣化爐壓力達到了8.4MPa,這樣就可能實現(xiàn)不需壓縮直接合成甲醇,節(jié)省了壓縮能耗。德士古煤氣化技術(shù)的缺點也跟水煤漿有關(guān),水煤漿中含有40%的水,使它的熱值降低。對煤質(zhì)的限制變得較嚴(yán)格,如成漿性差的煤、灰分較高、灰熔點高的煤經(jīng)濟性較差;氣化效率相對較低,碳轉(zhuǎn)化率約為95%。比氧耗是各種氣流床氣化工藝中最高的,約為400標(biāo)立方米/千立方米(CO+H2);必須采用熱爐壁,每爐耐火磚要50萬美元,進口的要100萬美元,壽命不到2年。價值15萬美元的噴嘴只能運行2個月左右就要拆下修理。
德士古水煤氣化工藝流程
1、制漿系統(tǒng)
制漿系統(tǒng)用于水煤漿的制備。原料煤經(jīng)煤稱重給料機計量后送人磨機,同時在磨機中加入水、添加劑、石灰石、氨水,經(jīng)磨機研磨成具有適當(dāng)粒度分布的水煤漿,合格的水煤漿由低壓煤漿泵送人煤漿槽中。
2、合成氣系統(tǒng)
水煤漿經(jīng)高壓煤漿泵加壓后與高壓氧氣經(jīng)德士古燒嘴混合后呈霧狀噴入氣化爐燃燒室,在燃燒室中進行復(fù)雜的氣化反應(yīng),生成的煤氣(稱為合成氣)和熔渣經(jīng)激冷環(huán)及下降管進人氣化爐激冷室冷卻,冷卻后的合成氣經(jīng)噴嘴洗滌器進人碳洗塔,熔碴落人激冷室底部冷卻、固化,定期排出。在碳洗塔中,合成氣進一步冷卻、除塵,并控制水氣比(即水汽與干氣的摩爾比),然后合成氣出碳洗塔進入后工序。
3、燒嘴冷卻系統(tǒng)
德士古工藝燒嘴是氣化裝置的關(guān)鍵設(shè)備,一般為三流道外混式設(shè)計,在燒嘴中煤漿被高速氧氣流充分霧化,以利于氣化反應(yīng)。由于德士古燒嘴插人氣化爐燃燒室中,承受1400℃左右的高溫,為了防止燒嘴損壞,在燒嘴外側(cè)設(shè)置了冷卻艋管,在燒嘴頭部設(shè)置了水夾套,并由一套單獨的系統(tǒng)向燒嘴供應(yīng)冷卻水,該系統(tǒng)設(shè)置了復(fù)雜的安全聯(lián)鎖。
4、鎖斗系統(tǒng)
落入激冷室底部的固態(tài)熔渣,經(jīng)破渣機破碎后進人鎖斗系統(tǒng)(鎖渣系統(tǒng)),鎖斗系統(tǒng)設(shè)置了一套復(fù)雜的自動循環(huán)控制系統(tǒng),用于定期收集爐渣。在排渣時鎖斗和氣化爐隔離鎖斗循環(huán)分為減壓、清洗、排渣、充壓四部分,每個循環(huán)約30分鐘,保證在不中斷氣化爐運行的情況下定期排渣。
鎖渣系統(tǒng)主要有渣罐、鎖渣閥、排渣閥、渣罐和沖洗水罐組成,鎖渣閥一般有兩個,排渣閥一個,在集渣時需給渣罐充壓,渣罐壓力與氣化爐接近時打開鎖渣閥,集渣結(jié)束后關(guān)閉鎖渣閥門,對渣罐卸壓,排到常壓后打開排渣閥門,排渣結(jié)束并沖洗完渣罐后,關(guān)閉排渣閥,對渣罐充壓,重復(fù)循環(huán)。
5、閃蒸及水處理系統(tǒng)
閃蒸及水處理系統(tǒng)主要用于水的回收處理。氣化爐和碳洗塔排出的含固量較高黑水,送往水處理系統(tǒng)處理后循環(huán)使用。首先黑水送人高壓、真空閃蒸系統(tǒng),進行減壓閃蒸,以降低黑水溫度,釋放溶性氣體及濃縮黑水,經(jīng)閃蒸后的黑水含固量進一步提高.迭往沉降槽澄清,襤清后的水循環(huán)使用。