壳牌(SHELL)气化炉在环保中的应用及存在的问题
作者/来源:刘芃鑫,郭明波(河南煤业化工集团中原大化集团公司,河南 濮阳 457004) 日期: 2011-01-11 点击率:1926
1 壳牌(SHELL)气化炉燃烧原理
壳牌煤气化工艺Shell Coal Gasification Process (SCGP)属于当前先进的第二代煤气化工艺,具有碳转化率高,对原煤要求低适用与绝大部分煤种。具体燃烧原理如下:
来自粉煤给料仓的粉煤,用高压氮气或二氧化碳送至煤气化烧嘴。同时,来自空分的加压氧气经预热后也进入气化烧嘴。
SCGP工艺采用了有多个燃烧器的水冷却膜壁的气化,可以用下列总反应说明SCGP中的简化后的煤(和焦炭)气化反应:
CH+1/2O2—→CO+1/2H2
其中,CH是煤的简化分子式。
这个简化方程式可以认为是通过二步法实现的,其中第一步的放热反应释放的能量用于推动第二步的吸热反应:
(1)燃料+O2—→CO2+H2O+能量
(2)燃料+CO2+H2O+能量—→CO+H2
然而为了真正的理解气化过程,应当知道更为基本的气化方程。为简便起见,在这些方程中把煤表示为纯碳,习惯上负的反应热将表示生成热量。对煤而言可以区分出下列几个气化反应:
C+1/2O2—→CO (1) -110MJ/kmoleC
C+H2O←→CO+H2 (2) +131MJ/kmoleC
C+2H2←→CH4 (3) -75MJ/kmoleC
这些反应说明,含碳燃料事实上以三种方式进行气化,即:(1)部分氧化反应,(2)和水蒸汽的吸热转化反应和(3)加氢气化反应。
实际上部分氧化反应必须分为二步....