7.1固定床气化法在线视频

各位同学 大家好

在这一节中

我们来学习煤化工中的

固定床气化工艺

如上节所谈到的

固定床气化法可分为

常压气化和加压气化两种

首先我们探讨一下常压气化法

固定床常压气化法

是一种很老的煤气生产方法

但目前仍然有使用

气化剂是空气和水蒸气

生产低热值的发生炉煤气

作为工业用煤气

原料采用块状燃料

而灰渣固态排出

气化炉通常呈圆筒形

下有转动炉算

燃料由上部加入

而气化剂由下向上逆流导入

煤首先干燥

温度升高到350℃后开始热解

有干馏产物析出

最终在1000℃以上进行气化反应

比如UGI煤气化炉

就是一种常压固定床煤气化设备

以美国联合气体改进公司命名

如图所示

在原料上主要选用无烟煤和焦炭

可以制取

半水煤气 水煤气

其特点是可以采用不同的操作方式

即连续或间歇方式

和气化剂反应来制气

炉子的结构为直立圆筒形

上部有耐火材料

下部有水夹套以回收热量

炉底设有排灰的动炉篦

UGI炉设备结构简单

易于操作

一般不需要氧气作气化剂

热效率比较高

但是对煤种要求比较严格

生产强度低

下面我们介绍加压气化法

加压气化法在1927年提出

1932年用鲁奇加压气化法

完成了半工业试验装置

1978年我国山西化肥厂

从鲁奇公司引进设备

1980年直径为4.7m的炉子

在SASOL投入生产

产煤气能力为10000m3/h

加压气化法有能耗少

煤气热值高等优点

鲁奇加压气化炉 如图所示

所需原料为块煤

粒度5-30mm

间歇地加入炉内

靠布料器均匀地

分布在炉子的全截面上

由于布料器上存有足够量的煤

所以煤料进入炉内是连续的

粘结性煤由水冷的

上下移动的破粘装置破开

煤由分布器

经破粘器的流出孔而下降

煤气化压力约3MPa

水蒸气和氧气

由转动炉箅进入气化炉

穿过炉箅上的灰层并被加热

在燃烧层进行燃烧放出热量

供煤气化的吸热反应和热解之用

生成的煤气由炉子上部流出

固态灰渣由炉子下部经灰箱排出

煤粒在气化炉固定层中进行气化

并向下移动

经过干燥层 热解层

气化层和燃烧层

经鲁奇加压气化获得的粗煤气

由气化炉流出

在冷洗塔中进行水洗冷却

以便除尘和脱除焦油

如图所示

焦油在焦油分离槽与灰尘分离

重新返回气化炉进行气化反应

煤气经过变换之后

达到要求的CO和H2比例

减少CO量

增加H2量

以调节碳氢比 提高H2的比例

并提高煤气的热值

最后进行甲醇洗涤净化处理

以除去H2S等

有害气体或惰性组分

对于煤气的产率

各种烟煤的煤气产率

都与压力有关

常压和加压到2MPa的情况下

煤干馏产率和组成是不同的

如图所示

由图中可以看到

压力増加

干馏煤气产率降低

干馏煤气产率与煤的反应能力有关

泥炭干馏的煤气产率

与温度 压力的关系

如图所示

低于250~430℃

煤气产率变化与烟煤相同

压力增大产率降低

但高于此温度则相反

同时

煤种也有影响

不同压力下

各种煤干馏产率和组成不同

煤气产率都与压力有关

对于烟煤

加压对煤气产率不利

原因是高压时

产生CH4过多

CO H2过少

如图所示

而对于泥炭和褐煤

低温时加压产率低

高温时加压产率高

原因是低级煤含C量少

加压可使气化更加完全

对于气化速率问题

如图所示

在H2气流中进行反应能力测定发现

菜茵褐煤焦在连续加热时

有较高的热解速率

试样在600-700℃加热的反应能力

是600℃恒温加热反应能力的3倍

是700℃恒温反应能力的2倍

对于鲁奇加压气化工艺

具有较为鲜明的优点

比如物料逆流操作 传热好

氢耗低 碳含量恒定

动力学条件好等

此外

如目的产物是合成气

则可节约合成气压缩费用

鲁奇加压气化的不足是

只能用一定粒度的原料

较细粒子会降低生成能力

气化 热解

同时进行

生成需要后续处理的

低温干馏产物

另外

块状燃料用过热蒸汽和氧气

在压力下气化

固态排渣

水蒸气转化率低

仅有30%-40%

因此排出大量需处理的废水

为克服此缺点

鲁气加压气化法按两个方面改进

即采用粗煤气变换工艺

或者液态排渣新炉型

气化压力任然可维持在2ー3MPa

下面我们来探讨一下

液态排渣加压气化炉

如图所示

加压液态排渣炉上部

与鲁奇加压干式排渣炉相同

炉子上部进行的气化反应

也与干式排渣炉相同

其结构如图所示

在这个工艺中

气化剂是氧气和少量蒸汽

蒸汽用量少

气化反应温度高

灰渣呈液态

液态灰渣集在炉子底部

熔渣连续地由下部排出

进入水急冷室并在水中呈粒状渣

通过灰箱排出

液态排渣法可生产

需要一定CO/H2比的合成气

可在较宽范围内改变气体组成

此外 生成废水量也比较少

除了以上工艺外

还有较高压力的气化炉

比如鲁尔-100加压气化炉

鲁尔-100是在

压力为10MPa条件下

鲁奇式气化炉

使用原料为长焰煤及不粘煤

值得注意的是

提高压力

煤气质量提高

氧气消耗量减少

气化效率提高

关于固定床气化法

我们就介绍到这里

再见