煤颗粒对化学热回收二段式煤气化工艺的影响

基于碳和水蒸气、CO2气化的吸热化学反应原理,开发出回收煤气显热的高效化学热回收二段式煤气化工艺,可有效提高现有气流床气化技术的热效率.文中在实验室规模的热态反应平台上,对二段气化床层内煤颗粒粒径对二段床层内的温度分布、二段气化效率及煤渣层残炭率的分布规律进行了实验.研究优选出二段气化炉内煤颗粒粒径范围为10-15 m...     

烟煤水煤气气化炉运行的可行性分析

烟煤水煤气气化炉是将双火层煤气发生炉的气化原理用于水煤气气化的一种炉型。介绍了双火层气化炉的炉型规格、供气形式和半水煤气组成;从煤气中CO2和CH4含量、气化炉反应温度、蒸汽量的调整等方面分析了烟煤水煤气气化炉生产运行的可行性;介绍了烟煤水煤气气化炉的结构形式和工艺流程;计算了原料煤成本的经济效益,结果表明,4万t/a合成氨装置每年可节约原料煤费用1160万元,20万t/a甲醇装置每年可节约原料煤费用6960万元。     

单段常压固定床煤气化装置的新进展

单段固定床气化炉已在美国和全世界使用了50多年、用于气化无烟煤和冶金焦炭。过去10多年来,美国政府和私营企业曾承担了许多研究开发任务,以便使烟煤、次烟煤、褐煤和泥炭能够洁净地用作单段气化炉的燃料。在气化美国各种煤时,曾测定了粉尘、煤蒸出液、水蒸气、煤气和灰的详细收率及组成数据。以上各种产物的收率和组成与简单的、煤的实验室分析数据及气化炉操作条件有关系。这些关系可用来可靠地设计净化煤气和回收煤蒸出液用的煤气物理加工装置。用于烟煤的先进单段固定床气化装置包括下列单元:(1)单段固定床气化炉,(2)从粗煤气中脱除粉尘的高温旋风除尘器,(3)回收热量的锅炉,(4)煤气两段冷却用的套管换热器,(5)除去煤蒸出液雾滴用的静电过滤器,(6)将煤气压缩到规定压力的煤气压缩装置。这套煤气净化装置没有污水排出,而一般的煤气净化装置常常有污水排出。它还可以回收高质量的煤蒸出液,用作燃烧燃料或柴油机燃料。除了这些整套装置设计的进展以外,新近的研究开发工作已研制出几种创新的气化监测技术,包括测量产品煤气的粉尘含量和粒度分布的方法,以及光谱分析和红外分析用煤气样品的连续冷却和净化装置。研制成用于常压气化炉的煤气采样和调理装置最近也应用到高压鲁奇气化炉上。     

10kg/h下行床褐煤低氧气化及半焦反应特性

利用进料量10kg/h的下行床反应器对褐煤进行气化实验.与前期相同类型的小型气化炉进行比较,对比考察反应器尺度对褐煤低氧气化特性的影响.通过物理吸附手段和等离子体发射光谱仪(ICP-OES)分别研究气化半焦的孔隙结构和碱金属滞留,并应用热重分析仪(TGA)研究半焦的反应性.结果表明:10kg/h气化炉的煤气变化趋势尽管与小型气化炉的煤气变化趋势一致,但10kg/h气化炉特有的折流结构能增加煤气的停留时间,促进二次反应和大分子裂解;煤气组成中CH_4的体积分数偏高.随着气化剂中氧气体积分数的增加,10kg/h气化炉气化半焦的孔隙破裂、坍塌程度增大,半焦孔隙趋向介孔/大孔过渡.10kg/h气化炉的局部"热效应"及特有的折流结构可促进碱金属挥发,使生成半焦的碱金属滞留量减少.10kg/h气化炉气化半焦的反应性比小型气化炉半焦的反应性更低,半焦孔隙过渡所导致的反应活性位减少及半焦中碱金属滞留量减少所导致的催化作用减弱是半焦反应性更低的原因.     

鲁奇炉加压气化工艺影响因素分析

鲁奇加压气化工艺是以长焰煤为原料,水煤汽和工业氧气为气化剂生产粗煤气。在气化炉中,根据原料的反应情况可分为灰渣层、氧化层、还原层、干馏层和干燥层5个层。氧化层和还原层统称为气化区,是气化反应的主体。根据反应进程,还原层又分为第一还原层和第二还原层。在气化炉中,沿床层高度煤和煤气的温度是变化的。气化炉工况较好时,氧单位负荷高,煤气出口温度和灰区温度较低,且波动较小。炉温中间高,两头低,汽氧比小。灰渣中碳量少,灰渣粒度大而均匀。生产工艺的影响因素有以下几个方面。     

低热稳定性低阶煤在碎煤加压气化工艺中的应用

为提高低热稳定性低阶煤的碎煤加压气化效果,采用新疆、河南等地碎煤加压气化工艺,研究低阶煤热稳定性对碎煤加压气化效果的影响。结果表明:低热稳定性低阶煤的单台气化炉氧负荷仅达到设计的70%左右,比高热稳定性低阶煤低40%。煤的热稳定性越低,粗煤气中煤粉含量越高,影响煤气水分离、变换等后续工艺。最后提出可通过研究不同粒度煤的热稳定性、确定最小入炉煤粒度、测定碎煤加压气化煤粉的粒度、改进碎煤加压气化除尘系统、选择合理的气化压力、采用气化工艺组合等提高低热稳定性低阶煤碎煤加压气化效果。     

水煤浆预热技术的煤气化系统热经济性敏感性分析与优化

针对水煤浆中水分在气化炉内蒸发吸热导致效率低的问题,本研究采用旋梯式螺旋折流板换热器预热水煤浆技术以提升气化炉进料温度,该技术可充分利用系统低品位热实现煤气化精细化发展.通过耦合预热单元设备设计和气化过程系统优化,分析了旋梯式螺旋折流板结构参数对预热器总费用和煤气化冷煤气效率的影响,开展了热经济性的敏感性分析和优化研究...     

气化炉炉温监控助力节能降耗

河南煤化安化集团公司日前对3台气化炉炉温监控装置进行改造,取得良好节能降耗效果。这3台气化炉气化层位置在设计时没有温度监测点,导致装置建成后操作时碳氧比难以有效控制,煤气中一氧化碳含量低,气化炉操作波动较大,焦炭消耗高,运行周期短。该公司技术人员在气化层位置增加测     

煤炭转化技术的开发

<正> 一、煤的气化煤气化工艺的关键部位是气化反应装置,分四种:1.移动层型气化炉:从炉顶连续供给煤粒,以很慢的速度下降,水蒸汽和含氧气体从炉底吹入,使煤和气体逆流接触并起反应。2.流动层型气化炉:是通过水蒸汽和氧气使煤流动同时气化的装置。3.气流层型气化炉:把微粉煤直接以水煤浆状态用喷咀喷入高温炉,使煤瞬间气化。4.熔融层气化炉:向高温熔融的矿渣表     

中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司

正拥有自主知识产权的两段式干煤粉加压气化技术两段式干煤粉加压气化技术是华能清洁能源技术研究院历经10余年研究开发出的技术成果,采用水冷壁式炉膛、液态排渣。运行时,向下炉膛内喷入粉煤、水蒸气和氧气,向上炉膛喷入少量粉煤和水蒸气。利用下炉膛的煤气显热进行上炉膛煤的热解和气化反应,以提高总的冷煤气效率;同时显著降低热煤气温度,使炉膛出口煤气温度降至灰熔点以下。两段式干煤粉加压气化炉结构,先后建立了小试、中试装置,现已有投煤量2 000 t/d和1 000 t/d气化装置在运行。     

型煤移动床富氧连续气化试验运行分析

以福建无烟粉煤和粘结剂成型制得型煤,用富氧空气为气化剂,在3 m型煤移动床富氧连续气化炉上进行了工业化气化试验。结果表明,型煤移动床富氧连续气化,可以实现安全稳定可靠气化运行,制出合格半水煤气,气质能满足合成氨、甲醇生产,可代替间歇式移动床气化。气化火用效率为67.2%,气化效果较好,有显著的节能减排效益,良好的推广应用前景。但有效气体成分偏低,CO2含量比较高。可采用高活性的晋城无烟粉煤生产的型煤气化或通过添加剂提高煤灰熔融温度、气化温度等措施,降低煤气中CO2含量。     

提高福建无烟煤气化型煤灰熔点的研究

为解决福建无烟煤灰熔点低的问题,根据福建无烟煤灰的成分组成和相互作用特点,开发出提高福建无烟煤造气型煤灰熔点的有效添加剂。用此添加剂生产的型煤无机物添加量低,灰熔点满足造气炉对原料的要求。     

气化型煤在水煤气发生炉中的燃烧试验

在型煤工业生产线上生产了300t气化型煤,并在2台D2．4m的水煤气发生炉中进行了100％的全烧试验。试验结果表明：气化型煤可作为块煤的替代原料用于水煤气发生炉中,用型煤造气时,水煤气发生炉内炉况运行稳定,生产出的半水煤气组分完全符合化肥厂生产的要求,将型煤用于合成氨及化肥生产是一项环保、节能新技术。     

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。     

无烟煤在GE水煤浆气化装置的成功应用

对世界上首套以无烟煤为原料的金赤化工GE水煤浆气化装置所使用的原料煤煤质以及运行参数、性能指标进行分析,结果表明,气化炉产能、有效合成气成分、比煤耗、比氧耗等主要性能指标均优于设计值,无烟煤在本装置上的应用非常成功。     

氮肥行业煤气化技术经济评述

就国内合成氨等生产已使用的各种煤气化工艺进行技术经济评述,以供各企业在进行原料结构调整与技术改造中作参考。特别是对我国于1935年引进的固定床间歇气化工艺经技术改进与研发创新而发展起来的提升型固定床间歇气化以及恩德、灰熔聚、水煤浆和壳牌5种气化工艺从煤种适应范围与对煤质要求、气化形式与工艺条件、气体组分、消耗指标与气化效率、单台设备生产能力、生产运转可靠性与技术成熟性、环境影响进行技术评论和经济分析,得出的结论为:各种煤气化工艺都有其一定的适用煤种与对煤的各项要求;从各方面综合比较并结合中国国情,采用无烟煤为原料的气化工艺应首选提升型固定床间歇气化工艺。根据现代煤气化技术发展趋势的要求(加压与大型化),国内引进和正在开发的加压煤气化技术应尽快实现长周期稳定运行并总结相关经验,以促进我国煤气化技术的不断发展。     

添加剂对催化气化工艺中煤灰结渣性及气化性能影响研究

煤催化气化工艺中碱金属催化剂的引入加剧了气化炉的结渣，直接影响了流化床气化炉的正常操作。煤灰的烧结特性是流化床气化炉结渣的主要影响因素之一。通过自制的压差法烧结温度测定实验装置，并结合XRD 等分析表征及Factsage热力学软件模拟计算，考察了不同添加剂对煤灰烧结特性及气化性能的影响，并从矿物学角度探讨了添加剂对煤灰结渣特性及气化工艺的影响。结果表明，添加硅铝系添加剂可提高煤灰的烧结温度；相比硅系添加剂，添加高铝系添加剂对改善煤灰的烧结温度效果更明显；高铝系添加剂可作为一种高效的阻熔剂，但因在气化过程中容易同催化剂反应，导致催化剂催化性能降低，对煤的气化活性及催化剂回收率产生不利影响；添加氧化钙添加剂，煤的灰熔温度及烧结温度均增加，随氧化钙含量增加，灰熔点及烧结温度均升高，且对气化活性及催化剂回收率有良性作用；氧化钙可作为改善煤种结渣性的添加剂用于催化气化工艺中，需根据煤种性质及工艺特点确定适宜的添加量。     

High temperature air-blown gasification of Korean anthracite and plastic waste mixture

Korean anthracite is too high in ash contents and low in calorific value to be used as an industrial energy source, the demand for anthracite has rapidly decreased and its competitiveness weakened. To overcome the problem, a mixture of Korean anthracite and plastic wastes low in ash and high in calorific value was manufactured. A 1.0T/D fixed bed gasification process was developed to understand the gasification characteristics of the mixtures and secure operation technology using Korean and Chinese anthracite. For the Korean anthracite, the syngas composition and heating value are varied from 10 to 20% and from 300 to 800 kcal/Nm³ as a function of steam/air/fuel ratio. Therefore, it is concluded that Korean anthracite is hard to gasify because of low reactivity. For the Chinese anthracite low ash content and higher heating value than domestic anthracite, the syngas composition was maintained at about 20–40% and the calorific value was 800–1,300 kcal/Nm³. A reformer using high-temperature air/steam was installed just after the gasifier to combust and convert tar and soot into syngas. We confirmed that the amount of generated tar and soot showed a salient difference after running the reformer. In the future, gasification experiments of manufactured mixtures of anthracite and plastic waste using 1.0T/D fixed bed gasifier will be performed. This work was presented at the 6 ^th Korea-China Workshop on Clean Energy Technology held at Busan, Korea, July 4–7, 2006.     

外部流化床燃烧气化反应器的试验研究

针对循环流化床气化炉普遍存在的飞灰及底渣含碳量高、煤炭利用率低、气化效率不高等问题，研制了外部流化床燃烧气化反应器。通过冷态试验，研究了外部流化床燃烧气化反应器的布风板空板阻力和料层阻力与流化风量的关系，测定了飞灰在反应器内的停留时间，研究了外部流化床燃料气化反应器的输送特性。试验证明外部流化床燃烧气化反应器对于降低循环流化床气化炉飞灰和底含碳量是完全可行的。     

Determination of fouling characteristics of various coals under gasification condition

In a coal gasifier and heat exchanger, adhered and deposited fouling inhibits heat transfer making the stable operation of the gasifier difficult. Since heat-transfer performance of the heat exchanger directly affects the output of Integrated Coal Gasification Combined Cycle plants, it is important to understand the effect of fouling on the characteristics of adhesion and deposition on the heat exchanger tube beforehand. But very few studies have been conducted about concerning the relationship between fouling property and adherability, which depend on the reducing condition on the gasifier system.The main purpose of the present investigation is to determine the low temperature ash deposition behavior under coal gasification condition by using drop tube furnace (DTF), in which behavior of coal particle in actual gasification condition can be simulated experimentally. Nine pulverized coal samples which are in the range of bituminous and sub-bituminous are injected into DTF under gasification condition. The ash particles are deposited onto sample collector by impacting and agglomerating actions; deposit samples of ash are collected, quantitative analyses are performed by EDX and weight measurements. Experiment results illustrated that mineral components are generally considered as a dominant parameter to determine behavior of ash deposition at low temperature among various physical and chemical properties of coal. It is also found that the alkaline earth mineral in coal ash such as MgO and CaO compounds leads to fouling deposition under the gasification condition.