焦载热褐煤气化试验装置点火试验研究

第25卷第1期煤炭转化Vol.25 No. 12002年1月COAL CONVERSIONJan. 2002焦载热褐煤气化试验装置点火试验研究可屏"张绪祎2)尹承绪3 贾九民" 喻依兆” 郭森魁"摘要介绍了褐煤温和气化及热半焦连续高温气化工艺流程及其扩大试验装置.着重研究了该装置的燃烧点火设备和点火过程.根据点火试验升温曲线，将点火过程分为加热、着火和燃烧3个阶段并作了讨论，最后对点火试验本身进行了评述.关键词燃烧点火.褐煤气化,试验装置.焦载热，提升 然烧，液态化中图分类号TQ540, TQ534气进行水煤气反应,因其化学活性好.可达到较高的0引言水煤气产率.正常运行时.新加人的褐煤在温和气化室以流态化的形式裂解并形成半焦(温度为450 C云南昭通盆地是我国南方发现的最大褐煤用.~600 ( ).经下料管进人燃烧提升段并与来自高温已探明储量为八十多化t.属新第三纪褐煤.成煤时气化室经过气化的高温半焦(温度为900 (~ 950间短,气化活性好，是优质的气化原料.为了充分发( )混合.在提升段中边被提升边燃烧靠白身产热升挥昭通褐煤的资源优势及其特点.在转化利用中尽.温至约1 000 ( ,然后在顶部旋风分离器中进行气量增加产品的高附加值.使宝贵的资源优势得以合周分离;固体物料经分离器下料管和物料分配阀分理地利用.笔者提出了褐煤温和气化及热半焦连续别进入温和气化室和高温气化室,提供气化所需热高温气化新工艺+,并建成规模为300 kg/h的扩大量，进入高温气化室的物料同时补充气化所需碳.因试验装置.本文主要介绍该试验装置点火试验方面.此，从物料的输送看,本工艺是物料在提升段与温和的研究.气化室、高温气化室之间进行的双循环..1.2 点火装置1试验装置及点火试验气化I. 艺的燃烧设备为燃烧提升段.高t余米，物料(半焦或褐煤)在其内以气力输送的形式提升.1.1工艺流程及试验装置本身并不具备起燃着火的条件，需通过外热源点火.试验装置的[艺流程图见第75页图1.装置本.本装置采用轻柴油作为点火燃料.体部分主要包括温和气化室.高温气化室和物料加.点火燃烧设备主要包括轻柴油燃烧器及其燃烧热输送系统(燃烧提升段.下料管等).本1.艺的技术.室(见图1).燃烧器本身自备风机和油泵.由于燃烧核心是，以褐煤半焦作为固体热载体.并以流态化方器产生的高温烟气压力小于提升物料所需风压,不式按气化过程所需热量米组织物料和热量的输送:足以提升物料而造成点火燃烧器熄火.为了提高进褐煤在温和气化室内进行热解.使其挥发分产物得.入提升段点火烟气的压力小试验设置了一个压力平以充分释放,以获取高价值的裂解煤气和煤焦油为.衡风室,将点火燃烧器置于其内,风室的空气与提升.日的:所形成的热半焦被输送到高温气化室与水蒸风来自同- -风源,提高了点火燃烧器风机进|1助燃云南省省院省校科 技合作项 日(98YQ019).中国煤化工1)副教授.5.砍+生;6)教授,昆明理工大学电力工稈学院65151MYHCNMHG与作大学煤燃烧国家J程中心.100084北京:3)教授级高级工程帅.昆明煤炭科学研究所60011昆明收稿H期:200109 10第i期何屏等焦载热褐煤气化试验装置点火试验研兖75空气的压力,进而也提高了进人提升阶段点火烟气点火燃烧器的T.作.开温热量全部靠煤燃烧提俱从的压力.1200_ _ ga-ifer⊥Exhaus! gasliling tuber800 - -rhust刚u4600Distlatlion gas400」Water gas200002040 60 80100120 140161180 2003Tlme/minSteam”Steam图2点火升温曲线Fig.2 lgnition heating. up curveo-Air●Ginvufter: I- Liting tube:▲-- Sn paratur:YExSlag outhaust gan图1工艺流程图图2可以看出,这个阶段提升段的温度和排烟温度Fig.1 Process dliugram波动较大.原因是煤开始燃烧时可燃成分主要是挥1- Lifting fire lube:2 一Gisfir mild:3 Ciasifer inenseheal4 Gas sold separator;5一Fring clhanber:6-- lnte发分.因此.在这个阶段甚至出现提升段的温度和排gral blower bumer;7 -- Distributing Rgaler烟温度大起大落、后者大于前者的情况.而分离器、温和气化室温度(表示固体物料的温度)曲线却显得1.3点火过程描述平坦得多.随着时间的推移.煤巾挥发分逐渐燃尽.点火过程只需在温和气化室一侧进行单循环加固定碳开始燃烧.温度趋于平缓、绠慢上.升.热即可.点火前,温和气化室内装人底料,料层高约有关提升燃烧点火试验方面的介绍较少.而较1m.试验用褐煤做底料.先启动物料循环.即褐煤多的则是循环流化床锅炉方面的.本文燃烧点火与从下料管进入提升段.被来自燃烧室的提升风(冷循环流化床锅炉不同的是.后者点火是在床内以流.风)提升至旋风分离器;气、固分离后.固体部分由其态化形式进行.仪限于床内升温,待燃烧汇常后冉实下料管返回温和气化室,气体部分从烟道排放.冷循现物料的循环。而前者则是在提升段内以气力输送环运行正常后.启动点火燃烧器.产生的高温烟气在的形式边循环边点火.但从升温曲线看，“者都具有燃烧室内会同提升风进人提升段对物料进行加热.相同的变化规律。并随物料的循环加热炉体.当褐煤被加热至其着火循环流化床锅炉的点火底料是炉渣掺人部分原.温度时,由于提升段内有足够的助燃空气(提升风).煤.本试验也尝试过用炉渣掺人部分褐煤做底料.但于是褐煤自行着火.此时即可停止点火燃烧器的工因其具有较强的结焦性.在燃油高温烟气的加热下作,点火过程完成.并可根据试验需要决定是否启动又会重新结成大块清而造成循环堵塞.尤法实现正高温气化室一侧的循环.若需要启动也只需调整物常点火.只能放弁。料分配阀.分流部分已加热的物料至高温气化窒即用褐煤做底料的缺点是热利用率低.原因是褐.可.煤的水分和挥发分含量大(两者之和约占80元).在升温过程中较多的热量随产生的气体排放而损失..2结果与讨论加上循环过程固体细粉的损耗(不能被分离器分离部分),因此点火结束时.产生的热物料还不足原来点火升温曲线见图2.从升温情况看.可将升温的20%.另外.由于被加热的物料全是褐煤,当其加过程分成3个阶段:(1)加热阶段.范围约在加热的热至着火温度开始燃烧时.可燃成分的消耗及燃烧前70 min.温度升至350 C~400 ( .升温速率为5产物的排放过于集中.造成点火过程后期运行1.况C/min~6 C:/min .这是升温最缓慢的阶段;(2)着稳定性中国煤化工火阶段.这个阶段仅为5 min左右.温度骤然升至YHCNMH G800C ,升温速率大致为160 C /min,表现出煤着火时的典型特征:(3)燃烧阶段.从本阶段开始.停止，76煤炭转化2002年供热量。3结论(2)根据点火升温曲线.可将点火过程分为3个阶段.即加热阶段.着火阶段和燃烧阶段.升温阶祸煤温和气化及热半焦连续高温气化新工艺的段升温速率慢.是点火过程的主要阶段;而着火阶段工艺热量是靠外部燃烧设备燃烧提升装置提供的，时间最短,升温速率快.表现出明显的着火特征;燃其燃烧点火过程有别于其它燃烧设备.因此,探索这烧阶段.温度波动剧烈，是转人稳定燃烧的过渡阶种燃烧装置的燃烧点火方面的规律.是实现该新工段.艺的技术关键.通过本文的试验工作.达到了此目(3)用褐煤做点火底料是造成点火过程后期温的，并得出以下结论:度剧烈波动和点火过程热利用率低的主要原因.掺(1)自备风机和油泵的柴油燃烧器所产生的烟人部分本[艺白产的褐煤焦做点火底料.叮望有所气压力低.设置风压平衡风室后.提高了燃烧器出口好转.但随着加人褐煤焦的比例增大.着火温度将提烟气压力.使之与提升风压力达到平衡.实现厂点火高,点火时间也会随着加长.高温油烟气能与提升风同步进人提升段.为点火提参考文献[1]何屏.张绪裕，齐茂展.低煤阶媒的分级气化.治金能梨.2u01.20(2):13-1iL2」 岑可法.倪明江.骆仲泱.循环流化宋锅炉理论设计与远行。北永:中国电力出版社.1998. 11; 1!IGNITION EXPERIMENT STUDY OF TEST INSTALLATIONON LIGNITE GASIFICATION USING COALITEAS SOLID CARRIERHe Ping Zhang XuyiYin ChengxuJia Jiumin'Yu Yizhao and Guo Senkui(( ollrge uof Electrice Poeer Enginerring .Klnuming l nirersily of Science und I echnology，650051 KInnmng; x Nu1onul Enginering ( ienlre of Comil Biurn.Tsinghteu L nir:prsity.100081 Beijing: ￥% Kuning Reseurch Institute of Coul Science .650011 K unming)ABSTRACT The ntw process .lignite mild gasification and heat-coalite gasfied continuouslyunder high-tempcrature .and it' s eulargement test installation is introduced briefly. It's ignition e-quipnent and ignition procedure is introduced chiefly. On the basis of ignition heating-up curve.the ignition procedure is dividrd into three stages-heating. firing and burning. which are dis-cussed◆and the ignition experiment is assessed.KEY WORDS ignition experiment .lignite gasification .test insallation .coalite as solid heatcarrier .lifting firing . fluidization中国煤化工MYHCNMHG