几种气流床气化炉部分气化指标的对比分析

2006年6月化工第31卷第3期Guizhou Chemical Industry几种气流床气化炉部分气化指标的对比分析王伟王延坤(兖矿国宏公司气化部,山东邹城,273500摘要分析了三种气流床气化炉的氧耗问题、产气量问题和气体成分问题。关键词气流床气化指标对比分析中图分类号TQ546.2文献标识码B文章编号1008-9411(2006)03-0059-03关于煤气化的几种气流床气化炉氧气消耗量的(3)入炉氧气量:444kg问题,单位质量原料煤有效气体产量高低的问题和(4)入炉总水量:49kg出炉气体成分及二氧化碳含量高低的问题。这些问(5)产气量:956kg题都是煤气化过程当中的关键问题,分析这些问题CO788.8kg(折合28.17kmo)有助于了解不同气化工艺的优劣,加深对不同气化H228.2kg(折合14.1kmo)工艺的认识,选择适宜的气化途径。首先列举德士CO233.1kg(折合0.75kml)古水煤浆气化工艺,对喷式新型气化工艺和谢尔干(6)每1kg煤需氧量:0.95kg煤粉气化工艺的部分工艺指标。(7)每1kg煤产有效气量:1.74kg(折合为1主要工艺指标0.090kmol)(8)有效气体成分体积比:90%1.1德士古水煤浆气化工艺的主要工艺指标(9)二氧化碳体积比:2.6%(1)人炉无水无灰基原料浆:8930kg(2)人炉水量:6700kg2关于每1kg煤耗氧量的问题(3)入炉氧气流量:12360k德士古水煤浆气化炉的每1kg煤需氧量为:(4)产气量:25678kg1.384kCO15980kg(折合570kmol)对喷式新型水煤浆气化炉的每1kg煤需氧量H2890kg(折合445kmol)1.31kgCO29108kg(折合207kmol)谢尔干煤气化炉的每1kg煤需氧量:0.95kg(5)每1kg煤需氧量:1.384kg可以看出谢尔气化炉的耗氧量最低,这是因为(6)每1kg煤产有效气量:1.89kg(折合为谢尔气化炉是以干煤粉为原料的气化炉,人炉的水0.114kmol)分非常的少,煤粉不完全燃烧产生的热量就非常多,(7)有效气体成分体积比:825%炉内的热量相对比较富裕,所以每1kg煤的需氧量(8)二氧化碳体积比:17%就比较低。不仅如此,还要加入一定量的蒸气,通过1.2新型水煤浆气化炉的主要工艺指标部分蒸气的分解来消耗一些热量,适当降低气化炉(1)无水无灰基原煤:28740k内的反应温度。德士古水煤浆气化炉和对喷式新型(2)人炉水量:21700kg气化炉都是以水煤浆为原料的气化炉,炉内的热量(3)氧气流量:37600kg平衡状况都相对比较紧张,都需要通过部分原料煤(4)产气量:81921kg的完全燃烧来提供足够的热量,以满足气化反应的CO52864kg(折合1888kmol)需要,所以它们的每1kg煤需氧量都比较高,但它们H22892kg(折合1446kmol的每1kg煤的耗氧量也有一定的差距,这是因为新CO226165kg(折合594kmol)型气化炉的炉内操作温度比德士古气化炉的操作温(5)每1kg煤需氧量:131kg度略低一些,德士古气化炉的操作温度必须要高(6)每1kg煤产有效气量:1.94kg(折合为些,因为德士古气化炉的喷咀在拱顶上,从拱顶到下0.116kmol)面的济厂距离柏内的泪度变化递度较大,又是(7)有效气体成分体积比84%(8)二氧化碳体积比:148%釆度中国煤化工要有较高的反应温CNMHG口的距离比较近,而1.3谢尔干煤粉气化炉的主要工艺指标且炉内的温度变化不大,整个炉内大体是一个等温(1)人炉干煤量:470kg的环境,所以它不必象德士古气化炉那样要求较高(2)入炉蒸气量:14.5kg的操作温度21。这是新型气化炉的一个优势,也是贵州化2006年6月Guizhou Chemical Industry第31卷第新型气化炉每1kg煤耗氧量低于德士古气化炉的原进料的谢尔气化炉煤粉当中夹带的水量非常的少因所以炉内的热量就相对比较富裕,所以它的氧气消3关于每1kg煤的有效气产量的问题耗量就比较低,因此设定的氧碳比就要低一些,相应地出口气体当中CO2的成分比较低,有效气体德士古水煤浆气化炉的每1kg煤产有效气量(H2+OO)的含量就比较高,氧/碳比高低是决定出为:1.89kg(折合0.114kmol)口气体中CO2中成分高低的根本原对喷式新型水煤浆气化炉的每1kg煤产有效气从另外一角度来讲,出口气体当中CO2气体成量:1.94kg(折合0.116kmol)分的高低还与气化炉内的热量平衡状况有一定的关谢尔干煤粉气化炉的每1kg煤产有效气量:系,上面讲到了煤在气化炉内首先要和大部分氧结174kg(折合0.090kmol)合实现完全燃料产生CO2气体,在氧气分压比较低通过上面的数据比较可以看出新型气化炉的每的时候才发生不完全燃料产生O,最终未反应的残lkg煤产气量最高,这是因为在新型气化炉当中煤碳反过来再和二氧化碳、水蒸气发生还原反应。但在气化炉内的流动情况比较混乱,煤在气化炉内的是在残碳的还原反应阶段究竟是以和二氧化碳的反运动路线比较曲折,正是这种混乱的局面和曲折的应为主体还是以和水蒸气的反应为主体,这一方面流动路线导致了煤在气化炉内的停留时间的延长,要看气化炉内水蒸气分压的高低,另一方面要看气煤在气化炉内和气化剂的混合比较充分,增加了煤化炉内的热量平衡状况。煤和二氧化碳的反应所需和气化炉内水蒸气的反应量,提高了煤的转化率加要的热量为1622736kJ/kg,要比煤和水蒸气的反大了水蒸气的分解率,有1mol的水蒸气和碳发生反应所需的热量118742kJ/kg多得多,所以谢尔气化应就能产生1mo的CO和1mol的H2,所以单位质炉炉内的热量非常富裕,水蒸气的分压又比较低,主量原料煤的有效气体产量比较高,谢尔气化炉的每要的是以和二氧化碳的反应为主体,所以出口气体lkg煤的有效气体产量最低,是因为谢尔气化炉是中CO2的成分可以降得比较低;而水煤浆气化,气以于煤粉为原料的气化炉,炉内水蒸气的分压比较化炉内的热量平衡比较紧张,没有足够的热量来满低,水蒸气的分解率虽然比较高,但是分解量却是远足二氧化碳的还原的需要,所以是以和水蒸气的反远低于水煤浆气化,干煤粉气化炉实际主要是一个应为主体的,气化炉出口气体当中还会存留一定量煤粉的不完全燃烧过程,水蒸气的分解量比较低所的QO2气体。以它的每1kg煤的有效气产率比较低。同样是以水煤浆为原料的气化炉,德士古水煤4关于出炉气体有效气体成分及二氧化碳浆气化炉比对喷式新型气化炉要求的操作温度略高一些,所以德士古气化炉的氧/碳比就略高于对喷式含量高低的问题新型气化炉,因而德士古气化炉的出口气体当中煤在气化炉内的反应过程,一般来讲煤在完成COh的成分就比较高,相应地对喷式新型气化炉的了挥发份释放和热裂解过程以后,首先进行的是完出口气体当中CO2的成分就略低一些。全燃烧反应,只有在气化炉内氧气的分压比较低的情况下才生成CO,在氧气完全消耗殆尽以后,煤才5关于出口气体中氢气的含量多少问题结束燃烧过程转入进行煤和二氧化碳、水蒸气及其出口气体当中氢气的含量一方面受煤当中氢元他气体的还原反应。最终的反应结果—出气化炉素含量多少的影响,另一方面对于同样的煤,在不同的水煤气气体成分中的主要成分是:OOOO2、H,的气化工艺状态下产生的氢气量也不相同,主要的如果出口气体当中CO2的成分比较高,有效气体影响因素是气化炉内水蒸气的分解量。在气化炉的(H2+CO)的含量就比较低。相反,如果出口气体当出口气体成分当中,德士古气化出口气体中C/H摩中的CO2成分比较低,有效气体(H2+OO)的含量就尔比是11.145,对喷式新型气化炉出口气体中C/比较高H摩尔比是1/1.165,而谢尔气化炉的出口气体当决定出口气当中QO2多少的因素是入炉的氧/中CH摩尔比只有10.975。谢尔气化的C们H摩碳比,设定入炉氧/碳比理论依据主要是考虑气化炉尔比最低,是因为它从水蒸气当中得到的氢比较少。内的热量平衡状况和气化炉内的操作温度。以水煤鲁南化即厂田煤的C尔比是10.806,出口气浆为原料的气化炉在进料的过程中带入了大量的体中中国煤化工口气中约有29.6%水,这部份水份气化要消耗大量的热量,因而氧气的的刻CNMH气化炉用煤的C/C消耗量就比较高。所以设定的氧碳比就要高一些,摩尔比是1A0.891,出口气中C/H摩尔比是1A最终气化炉出口气体当中OO2的成分比较高,相应975,大约只有86%的氢来自于水蒸气的分解。谢地有效气体(H2+CO)的含量就比较低。以于煤粉尔气化炉内的水蒸气含量相对水煤浆气化低很多,2006年6月第31卷第3期王伟等;几种气流床气化炉部分气化指标的对比分析61它的水蒸气分解量比较低,从水蒸气当中得到的氢参考文献比较少,因而表现出在出炉气当中碳氢元素的摩尔1徐京磐鲍礼堂流化床和气流床气化技术综述[J小氮比远低于水煤浆气化工艺。这也是谢尔气化虽然它肥设计技术,2002,2的出口气体当中有效气体(H2+CO)的含量比较高2于广锁,韩文,等.新型多咀对喷式水煤浆气化炉的开但是每千克煤的有效气体产率却比较低的原因。水发[J]化肥工业,2001,3煤浆气化水蒸气的分解量高导致了气化炉出口气3德士古气化和新型气化炉的有关数据来源于生产记录报表体中氢气的比例高,导致了每1kg煤的有效气体产(收稿日期2006-02-15)率比较高,虽然从质量上看每1kg煤的有效气体产作者简介率相差不大,但是从体积上看有效气体的产率相差伟,男,1969年生,山东滕州市人,大专文化,工程就大了,因为氢的摩尔质量比较低,从质量上比较影师响不明显。Comparison between the Technical parameters of Three Kind of Fluidized Bed gasifiersWang Wei Wang Yankun(Yankuang-Guohong Group Co Ltd, Zoucheng Shandong 550026)Abstract: Based on the analysis of the oxygen consumption, gas production rate and gas composition, thetechnical parameters made a comparison between the texaco gasifier, coal- water slurry gasifier and Shell gasifi-Key words: Fluidized bed; gasification; analysis来函照登贵州化工编辑部2006年第2期《超低碳不锈钢管一管板的焊接工艺试验与应用》一文中的图片,由于底稿有误,请贵编辑部在第3期予以更正。谢谢!此致敬礼周桂芬06-5正确图片如下:Creq:Cr +Mo+1. 5si+0. 5Nb%图2舍弗勒焊缝组织图中国煤化工CNMHG图1焊接试件的坡口尺寸和接头形式