加压灰融聚流化床粉煤气化技术优势及应用方向

介绍了灰融聚流化床粉煤气化技术特点、工艺流程,探析了加压灰融聚流化床粉煤气化技术的优化工艺、技术优势.根据加压灰融聚流化床粉煤气化技术的特点,提出了该技术应用于高硫粉煤气化制甲醇、制氢、整体煤气化联合循环发电（IGCC）的后续工艺方案.     

灰熔聚煤气化过程

气固流态化技术应用于灰熔聚煤气化过程是近20年开发的煤气化方法之一,目前尚处于中试开发阶段。灰熔聚煤气化与一般的流化床煤气化装置的差别是利用灰在高温下产生熔聚并与煤焦分离以达到碳的高转化率和降低灰渣中的含碳量。本文扼要介绍两种灰熔聚煤气化装置,即IGT法(美国芝加哥气体工艺研究院)和Westinghouse法(美国西屋公司),以及灰熔聚的机理和分离的冷态模拟实验结果等。     

灰熔聚（0．6MPa）加压气化工业示范装置工艺

灰熔聚流化床气化技术作为煤化工行业中的一项重要技术与现在广泛采用的常压间歇式煤气化技术相比,具有环保效益明显、综合能耗低、可利用各种高硫、高灰、高灰熔点劣质煤等优点。     

循环流化床气化细粉灰熔融特性

因为流化床气化技术的优点非常多,主要包括：床层温度均匀、传热效率大、煤种范围广等等,所以被广泛用于煤气化中。不过流化床气化炉的操作温度比较低,使得气化细粉灰的含碳量较大。因此,为了有效加强碳的使用效率,减小环境污染,就对循环流化床气化细粉灰熔融特性展开了研究,借助测定仪、X射线衍射仪以及扫描电子显微镜等设备能够良好找到温度、气氛和残炭含量等因素对循环流化床气化细粉灰熔融特性的主要影响,给循环流化床技术的应用和发展带来很大的帮助。     

灰融聚CAGG流化床粉煤气化技术述评

灰融聚CAGG流化床粉煤气化技术是我国具有自主知识产权的新型煤气化技术.介绍了该技术的气化原理、技术特点以及CAGG气化炉的结构特点;分别阐述了常压和加压灰融聚煤气化装置的工艺流程、气化指标、"三废"排放处理和装置投资情况;结果表明,新型CAGG灰融聚流化床粉煤气化技术适宜于中小型化肥、化工装置的气头改造以及燃料气、焦...     

煤气化技术又有突破

由中科院山西煤化所研究开发的灰熔聚流化床粉煤气化技术工业试验装置 ,日前在陕西城化股份有限公司试运行成功 ,装置操作平稳 ,产出的合成气已并入生产系统中。长期以来 ,我国碳化学合成及合成氨工业大多采用落后的固定床间歇水煤气技术 ,以无烟煤或焦炭为原料 ,成本高、效率低。灰熔聚流化床粉煤气化技术以多种粉煤为原料 ,降低了生产成本 ,且设备要求低 ,煤种适应性强 ,具有广阔的应用前景煤气化技术又有突破     

灰熔聚加压气化技术试验成功

中科院山西煤炭化学研究所煤气化工程研究中心具有国内完全自主知识产权的灰熔聚煤气化技术在太原半工业化试验装置上完成加压气化考核运行,标志着该技术已具备了工业化示范的条件。灰熔聚煤气化技术是国内20世纪90年代初开发的新型煤气化技术,具有煤种适应性强、投资省等特点,     

高硫高灰煤炉前分选试验研究

针对西南地区高硫高灰煤,开展了炉前脱硫脱灰小型试验。试验中选取了两个有代表性的煤种,经过分选后可实现约20%的脱硫脱灰效率,采用该方案,可增加燃煤电厂高硫煤的使用量,并给后续烟气处理设施留有一定的裕量,可以作为超低排放工艺路线的一种选择。     

灰熔聚流化床粉煤气化技术加压大型化研发新进展

灰熔聚流化床粉煤气化技术历经20余年的研发和工程化放大,低压气化技术已日趋成熟,并用于氮肥企业原料气改造和新建甲醇合成厂。该气化技术可使用不同灰含量和灰熔融性温度的煤,过程效率也较高,符合我国资源特点。为此在山西省发展和改革委员会的支持下,中科院山西煤化所和山西晋煤集团合作成立的“山西省粉煤气化工程研究中心”正在建设3.0MPa加压灰熔聚流化床粉煤气化中试平台,2006年年底已建成,预计于2007年3月进行加压气化试验,2007年完成加压灰熔聚流化床煤气化工业装置设计软件包的编制,形成具有我国自主知识产权、适应中国煤炭特点的大规模加压灰熔聚流化床粉煤气化技术。本文介绍了灰熔聚流化床粉煤气化过程,指出它的优点、缺点、适用范围、技术现状和发展方向,并对加压灰熔聚气化中试技术进行了简介。     

中心管进氧量对灰熔聚流化床煤气化特性影响的CFD模拟

基于软件提供的用户自定义方程添加的化学反应模块建立煤气化数学模型,利用商用CFD模拟了灰熔聚流化床的气化,找出了灰熔聚流化床气化炉的特有结构(中心管)进氧量对气化炉气化特性(碳转化率、炉内温度以及煤气组成成分)的影响,从而完善灰熔聚流化床煤气化反应理论,为现场的经济运行提供参考。     

灰熔聚流化床粉煤气化技术0.6MPa工业炉运行概况

介绍了中科院山西煤炭化学研究所开发的灰熔聚流化床粉煤气化技术及其适用范围、工业应用情况。灰熔聚流化床粉煤气化技术具有气化温度适中、氧耗量较低、煤种适应性宽、产品气不含焦油、气化炉耐火材料要求低等优点。同时,对0.6 MPa工业装置的运行情况进行了介绍,总结了0.6 MPa工业装置运行结果,并指出当前需要改进和完善之处。     

晋城矿区“三高”劣质煤资源开发与利用探讨

介绍了晋城矿区"三高"劣质煤资源的基本特征及开发利用现状;分析了"三高"劣质煤的燃烧及气化特性,剖析了灰熔聚气化技术在生产运行中存在的一些深层次问题;提出了"三高"劣质煤资源规模化开发利用的相关对策措施。     

不同炉型潞安煤灰理化及酸/碱溶解特性

对潞安煤经循环流化床、煤粉炉和气化炉处理后得到的煤灰进行了化学组成、矿物组成、特征基团、粒径分布、比表面积及微观形貌等理化性质的对比研究,并考察了其在酸浸和碱浸过程中Al^3+,Si^4+,Fe^3+,Ca^2+,K^+和Ti^4+等离子的溶解特性。结果表明:不同炉型潞安煤灰中铝、钙、硫等元素的含量有明显的差异;矿物组成包括晶相的鳞石英、方石英、莫来石、硬石膏及非晶相的偏高岭石、假莫来石、无定型二氧化硅等;相比较而言,气化炉灰中铝硅酸盐矿物结构更加不稳定。循环流化床灰颗粒呈具有一定孔洞结构的不规则状,而煤粉炉灰和气化炉灰均为光滑球形颗粒,循环流化床灰的粒径>煤粉炉灰的粒径>气化炉灰的粒径,循环流化床灰的比表面积>气化炉灰的比表面积>煤粉炉灰的比表面积。在HCl溶液中,Al^3+,Fe^3+,Ca^2+,K^+,Ti^4+的溶出率均较高;在NaOH溶液中,仅Si^4+和K^+的溶出率较高。不同炉型潞安煤灰中各元素的溶出率具有较大差异,主要与其矿物组成、结构稳定性、粒径和比表面积等相关。     

Fundamentals of coal topping gasification: Characterization of pyrolysis topping in a fluidized bed reactor

Coal topping gasification refers to a process that extracts the volatiles contained in coal into gas and tar rich in chemical structures in advance of gasification. The technology can be implemented in a reactor system coupling a fluidized bed pyrolyzer and a transport bed gasifier in which coal is first pyrolyzed in the fluidized bed before being forwarded into the transport bed for gasification. The present article is devoted to investigating the pyrolysis of lignite and bituminite in a fluidized bed reactor. The results showed that the highest tar yield appeared at 823 to 923 K for both coals. When coal ash from CFB boiler was used as the bed material, obvious decreases in the yields of tar and pyrolysis gas were observed. Pyrolysis in a reaction atmosphere simulating the pyrolysis gas composition of coal resulted in a higher production of tar. Under the conditions of using CFB boiler ash as the bed material and the simulated pyrolysis gas as the reaction atmosphere, the tar yields for pyrolytic topping in a fluidized bed reactor was about 11.4 wt.% for bituminite and 6.5 wt.% for lignite in dry ash-free coal base.     

高温下煤灰热膨胀行为研究

为了更好地了解硅铝比在煤炭燃烧和气化过程中对炉体结渣和堵渣产生的影响,选取硅铝比不同的A、B、C三种煤样,在弱还原性气氛下,利用自主研制高温熔融装置,考察三种煤灰样在高温熔融炉中的形变情况,探究煤灰热膨胀行为。针对A煤样,将其灰化后分别添加SiO2和Al2O3,添加量为煤基的1%~5%,研究其高温下XRD物相变化、熔渣流动现象和熔渣表观形貌。结果表明:不同硅铝比的煤灰热膨胀行为存在差异,B、C煤灰产生明显热膨胀现象,A煤灰未出现此现象;添加SiO2的A煤灰产生明显热膨胀现象,而添加Al2O3却未出现膨胀过程。添加SiO2后的煤灰在高温下灰粘度会增加,气体较难透过粘稠液体相,造成煤灰在高温下会出现明显膨胀现象,进而会导致煤炭在燃烧和气化过程中出现炉体内壁的结渣和出渣口堵渣等问题。通过考察弱还原性气氛下,研究不同硅铝比对煤灰高温熔融过程形变的影响,为解决实际生产中气化炉结渣和堵渣问题提供理论依据。     

流化床燃烧/气化器内流动特性

以灰熔聚流化床粉煤气化工艺为背景,概括了射流床内床层动力学、射流特性以及密相中的气泡性质的研究进展。旨在为该工艺过程的工业化放大和实际操作提供必要的参考和有益的信息。     

A new integrated approach of coal gasification: the concept and preliminary experimental results

The total carbon conversion of conventional fluidized bed gasifier is relatively low (<90%) mainly because of carbon loss in fly-ash. In this paper, a new concept of integrated coal gasification—fluidized bed+entrained flow is introduced. Within this process, large partition of coal with higher reactivity is converted in an ash agglomerating fluidized bed reactor under moderate temperature (~1000 °C). The remaining small partition of coal (fly-ash) with lower reactivity is converted in a small integrated entrained flow gasifier under higher temperature (1200–1400 °C). Low carbon content ash is withdrawn in dry mode by ash agglomerating, with no need to be melted. Preliminary experimental results show that the whole system can be operated steadily, total carbon conversion reaches >95%, efficient gas (CO+H₂) concentration is 78–82%. Heat exchange between two reactors has been realized, the high temperature gas from entrained flow gasifier can be cooled, and in the mean time the temperature of fluidized bed nearly keeps constant. The high-temperature ash from entrained flow gasifier can be cooled by the char in dense phase of the fluidized bed and then withdrawn in agglomerating mode. All these results prove the concept correct and feasible.     

流化床气化技术对煤质的要求

介绍流化床气化技术特点,从煤的分类、工业分析、半焦与CO2反应活性、卤族元素和碱金属含量等方面,分析煤质对流化床气化技术的影响,得出流化床气化适合可气化高灰、高水、高灰熔点的劣质煤,要求煤半焦的CO2反应性高,灰熔点不能偏低,反应温度操作范围尽量大;原料中的卤族元素含量尽量低;碱金属含量低于2%。