新型煤气化技术的探讨

第1期(总第119期)机械管理开发2011年2月No.1(SUM No.119)MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENTFeb.2011新型煤气化技术的探讨王永宝(太原锅炉集团技术中心,山西太原030021)[摘要]介绍了水冷壁气化炉的原理及前景;并指出其与传统气化炉相比的优势所在。新型煤气化技术具有长远的战略意义,它的应用前影非常广泛。[关键词]水冷壁;气化炉 ;煤气化[中图分类号] TQ54 [文献标识码] A [文章编号] 1003-773X(2011)01-0073- 020引言混合气体.新型煤气化技术是在总结传统气化炉的设计制压缩空气。空分-一次氧气造和运行经验的基础上发展而来。随着我国经济实力的不断壮大,对能源的需求越来越大,又由于我国油气气化原料少而煤多的特点.煤气化技术有着巨大的发展空间。输送新型煤气化技术提高了炉膛温度,扩展了可气化煤种二次氧气，冷二次氧气的范围,对于我国劣质煤比例大的基本国情来说,具有壁相当可观的市场前景。粗合气体11基本原理煤气化技术有很多分类方法,其中以进料粒度的大小形态可分为块煤气化、碎煤气化、粉煤气化三大排渣类。新型煤气化技术采用的是粉煤湿法进料,进料煤圈1基本原理图加水制浆.含水为35%~40%,不需在气化反应时再补2与传统炉型比较高压蒸汽,可直接用高压泵将煤浆送人炉内,压力可达传统炉型主要为绝热式和盘管式气化炉,且为一8 MPa。湿法与干法进料的总能耗相近,前者主要用次给氧的气化过程。从结构上比较:绝热式气化炉内于化工制气,后者主要用于发电"。置耐火砖,耐火砖使用寿命较短,一般为1~2年,国产基本原理见图1,新型煤气化技术通过氧气分级砖寿命为1年左右。耐火砖较贵,1台投煤量为1 000 tld供给.气化炉主烧嘴和侧譬氧气喷嘴分别向气化炉内的气化炉耐火砖需400万元人民币左右.有待改进;并加氧,使气化炉主烧嘴的氧气量可脱离炉内部分氧化且绝热气化炉的局限性在于气化温度一般比在还原性反应所需的碳与氧的化学当量比约束.改变了主烧嘴气氛下的灰熔点高50~100 C,由于耐火砖衬里承受高局部区域氧化强度过高的状态,使气化炉轴向温度均温抗渣的限制, -般要求煤的灰熔点在还原性气氛下衡并有所提高.充分发挥气化炉全容积的气化功能。小于1300 C,从而限制了煤种的使用范围。盘管式气在主烧嘴中心通道采用氧含量从0~100%的不同气化炉是由单跟管子盘成类似弹簧状的结构.缺点在于体作为主烧嘴预混气体,不仅调整了火焰中心的温度，水循环不畅和膨胀性难以控制。新型的水冷壁气化炉而且调整了火焰中心距主烧嘴端面的距离,有利于降很好地解决了以上炉型存在的缺点,它是传统气化炉低主烧嘴端部温度,延长其使用寿命。生产甲醇时,采和流化床锅炉的结合体.在合金钢制壳体内悬挂水冷用CO2作预混气体,不仅可保护主烧嘴.还可以使气化壁,犹如水壶的内胆一样。通过水冷壁良好的水循环炉内起控制作用的变换反应向CO方向移动,提高有性可有效地提高炉内温度,竖直向下的主膨胀方向使部件布置的更合理。从技术上比较,前两种形式均为效气体成份。一次给氧的气化过程,产气率和燃烧工况等性能指标它把- -次给氧的连续气化过程,分为二次(或多都有待改进;而水冷壁气化炉通过二次给氧,优化了燃次)给氧的两级(或多级)气化过程.是在对现有问题分烧方式(反应过程:脱水分和挥发份-→燃烧- +气化-→再析和机理研究的基础提出来的,具有科学性。连续的燃烧-再气化) ,提高了产气量"。气化过程,其实际的气化过程也是分段依次进行的,开传统气化炉优点是结构简单.用耐火砖衬里,气化始是水分的蒸发和脱挥发分过程,接着才是煤颗粒的炉内无转动装置或复杂的膜式水冷壁内件,所以制造着火燃烧和气化过程。本T.艺提出将煤颗粒的着火燃方便,造价低。因其采用热壁炉,内部热容量较大,耐烧再进行分级.主要的燃烧过程在第- -段完成, 在第二火砖升温至1 000 C以上后.即可直接喷水煤浆投料,段补充部分氧气,完成全部的燃烧过程和气化过程,并生产安全可靠;不像冷壁炉那样为了开工点火,防止熄在第一段控制氧气的加入比例,保持温度在煤的灰熔火和保证安全生产,在开停车和正常生产时都需要连点以下。在第二段加人氧气的作用下,使温度提高到煤续燃中国煤化工气化炉生产能力较的灰熔点以上,从而实现煤的非熔渣-熔渣分级气化。YHCNMHG(下转第75页)收稿日期:2010-08-03作者简介:王永宝(1982- -).男,吉林四平人,助工。本科,从事锅炉设计工作。.●73.第1期(总第119期)李经寬,等:转轮式风速仪底座支架尺寸的设计2011年2月。40量仪重力扭矩、机架扭矩、角钢扭矩4部分。即:M=(2.5+ 1.5)x10x0.555= 22.2 N.m,M=7xl0 D=70 D,同M=6x0.7x43 D=180.6 D,EMx= 22.2N.m+70D+ 180.6D .,光度接受仪3底座设计分析由于各地风速的不同,在各个地方采用的支架尺员寸不同。根据各地方每年最大风速的不同,确定底座支架的尺寸。所设计的支架是用来测量太原地区的风速,因此采用8级风的最大风速30 m/s,代入风矩的计算公式中得:Mx=323.433 6 N.m .根据M女r必须大于Mx,计算出最合适的底座半径,即正六边形共边长。D=0.8 m .4结束语文中底座支架尺寸不是固定的.可以根据当地平均风速来确定底座的大小,能够更准确、经济的来测定虽风速。该设计方法在相同的流体吹动物体的支架设计中具有很高的参考价值,供相关的工程技术人员参考和交流。圉3转轮式风速仪结构简图参考文献2.3稳定 扭矩的计算[1]周文龙,洪文鹏.工程流体力学(M] 北京:中国电力出版社,当结构总重力扭矩大于风扭矩时，结构具有稳定2] 杨可桢.机械设计基础[M]北京:高等教育出版社,2005.2006.性,重力扭矩包括外圈重力扭矩、光度接受仪及风速测On Stand Design of Turn Wheel AnemometerLI Jing-kuan, GAO Hong-bin, LU Gai-lin, LIANG Kai-jie, DING Kai- -rui(Collge of Engineering, Shanxi Universiy, Taiyuan 030013, china)[Abstract] Turm wheel anemometer is one of instruments in measuring wind speed. The stability of base stents is very important to theequipment safety operation. On the basis of engineering calculation method for fluid mechanics momentum, in addition, on the basis of itsbase stents torque is greater than anemometer wind torque, through caleulating speed measuring instument, respectively, pole luminosity re-ceived by the tripod, 8 level wind in Taiyuan district as an example, it is designed the base stents. After checking, the method is effective.[Key words] Turm wheel anemometer; Base design; Admeasuring apparatus(上接第73页) .大,目前世界最大的气化炉日投煤量2 000 t;国内最大型所占的市场份额将逐步减小，对化工行业产生会较的气化炉日投煤量1 000t,直径φ3 200 mm。我们的大的冲击力,优质煤不在是煤气化工的唯一选择, 烟煤目标是:如何在技术成熟的基础上,把气化炉的容量做等次一些的煤种的加人对降低成本起着积极作用,投的更大。运周期越长,成本越低,还可节省引进国外技术的高昂综合以上所述,新型煤气化技术,不仅结构上做专利费;尤其基于我国煤多油少,劣质煤储量大的国到了更新改进.而且在燃烧理论上也形成了一套具有情,新型煤气化技术具有长远的战略意义,因此它的应我国自主知识产权的煤气化理念.该技术已被清华大用前景非常广泛。学和其他国内合作单位申请了专利保护,打破了西方(像德七古.壳牌等)公司的垄断地位。1] 张建胜.煤气化技术综述及分级氧化气流床气化技术的发3应用前景展[M].北京:清华大学出版社.2009.随着新型煤气化技术转换为实际生产力,传统炉[2] 章荣林. 氮肥和甲醇[M].北京:中国天辰化学出版社,2006.New Technology of Coal Gasifying’s DiscussWANG Yong-ba中国煤化工(Technical Center ofTaiyuan Boiler Group,.[Abstract] The principle ements and future of the waler wall' B gasificationCNMHGcontrasting the traditingasification fumace is put forward.[Key words] Water wall; Gasification fumace; Coal Gasifying.75.