东莞IGCC改造工程中TRIG气化炉技术探讨

科技前沿东莞IGCC改造工程中TRIG气化炉技术探讨李辉(东莞国能清洁能源工程技术有限公司，广东东莞523000)摘要东莞IGCC改造项目的煤气化装置是TRIG煤气化技术的首个商业应用项目。介绍了TRIG煤气化炉的气化反应、设备特点;分析了TRIG气化炉的适用性。[关键词] IGCC改造项目;气化炉;褐煤;适用性根据国家“节能减排降碳”的战略要求，东莞天明电力有限公司在寻求洁净煤发电技术的基础上，出资建设了IGCC改造工程，这是TRIG煤气化技术的首个商业应用项目。TRIG 气化炉工艺气化炉的气化反应主要发生在下混合区、上混合区、 上升管(图1)。煤气化科学远落后煤气化工艺，下述气化反应机理的探讨有待发展。防育蚀品1.1下混合区下混合区的主要功能是提供足够的气化炉容积，让空气和蒸汽混合并扩散于流化床里的煤炭颗粒当中。图2在下混合区里的主要反应是燃烧反应: C+O2=CO2 (1)。 燃烧的.TRIG 气化炉设备反应热用于加热空气水和二氧化碳，使其在到达气化炉J形腿入口前气化炉的壳体为碳钢，衬里为耐火材料图2)。内层衬里与循环就达到980°C左右。下混合区也可发生: C+1/202=CO (2) 和C+颗粒和转化气接触，是耐磨防腐蚀层;隔热层在防腐蚀层和壳体之间,COz=2CO (3)。 在气化褐煤时，因为循环颗粒中的含碳量低，反应防止金属壳体过热。气化炉结构简单，无内部件、移动件和膨胀节，有(2)和(3) 很少发生于下混合区。效的节省了设备投资费用。TRIG煤气化气化炉外形结构不规则，斜接12.上混合区上混合区的主要功能是提供足够的空间让新鲜空气和煤与循环颗管数量多，0径大、壁厚大，偏心斜交，净重达1000多吨。如果整体制造，则存在运输、安装等困难，因此将气化炉分成13段组进行制造，粒混合并被加热到工作温度。在上混合区中，反应(1) 到(3) 均会发生。煤粒迅速加热，煤中在安装现场将13段进行闭环焊接安装。因为外形的特点，整个气化炉的水分迅速蒸发，大部分煤粉在喷入气化炉后立即完成挥发反应。由于共有9处支撑:其中1处为固定支撑，1处为可滑动支撑，2处为弹簧颗粒循环通过上混合区的速率高，加热几乎是瞬间的。加热各种流体的支撑，其他5处为导向支架。3 TRIG气化炉适用性热源是循环颗粒的显热和空气与再循环至混合区的炭之间的反应放热的气化技术的选择应因煤制宜。一种气化方式只 适用某种特定的煤，总和。某-种煤也只能采用特定的气化方式。13上升管图3是KBR试验装置针对次烟煤、烟煤和褐煤等煤种进行气化的上升管的主要功能是提供气化重整变换反应和滞留的时间。在上升管里进行煤挥发物(DPS) 的热的和化学的重整变换: DPS碳转化率对比。可以看出，TRIG 气化褐煤的碳转化率可高达98% ~+H20+CO2+热- +CO+H2+CH4 (4) 和决定转化会气组分的反应CO+99%，说明TRIG气化工艺非常适合气化褐煤等低阶煤种。图3 TRIG 气化碳转化率H2O=CO2+H2 (5)。 其它反应也会出现，如蒸汽气化反应C+H2O=CO+H2 (6)。 (6) 和(3) 大大增进转化气中的CO和H2的产量和浓伊刘者贵用抗化3州粉河五地福尔阿克自曰喝煤度，因此这些反应能影响(5) 的反应平衡。(3) 和(6) 都随运行温度气氧上升而增加，且都产生CO,转化反应平衡常数也随气化炉温度增加而减小，所以气化炉温度上升必定提高碳转化率和转化气中的co浓度。褐煤，具有高水分的特点。采用气流床气化，干燥水分制成煤粉，或制成低浓度的水煤浆，经济成本很高。采用TRIG气化,原料煤的加工只需进行少量的干燥、破碎和筛分，比气流床节省能耗。TRIG气化的CO+H/kNm2的氧耗相对低，即可减少空分的投资，也可减少制氧能耗和冷却水耗量。TRIG气化有空气、纯氧两种方式，增大了投资选择性。4结语我国资源缺油少气富煤，褐煤等低阶煤种约占煤炭储量的13%。上升管TRIG气化技术是-种特别适合褐煤的煤气化工艺,具有广阔的应用前景。东莞IGCC改造工程选用TRIG气化技术，集中体现能源的洁净利用，有望成为电力等行业走新型工业化道路的有效模式。上混合区参考文献][1] 游伟，赵涛，夏吴KBR传输集成式气化技术综述化肥设计,2012.下禁台区[2]林静,姜华,郭广中国煤化工术的设备布置特点及其与Shell煤气化(3]五环设计院，东CHCNMHG程初步设计.[4]KBR专有技术图1TECHNOLOGT wiND 39