1 碎煤加压固定床气化技术发展历程
碎煤加压固定床气化技术最早为德国鲁奇(Lurgi)公司开发,鲁奇气化炉由此得名。鲁奇炉的改进是鲁奇气化技术发展的核心,主要经历了三个阶段。
第一阶段(1930年~1954年),第一代气化炉直径2.6 m,主要用于生产城市煤气,气化炉的结构特点是有内衬和边置灰斗,不设膨胀冷凝器,气化剂通过炉篦的主动轴送入,该炉型只能气化非黏结性煤,且气化强度较低,产气量5000 m3/h·台~8000 m3/h·台,我国云南解放军化肥厂引进的就是第一代鲁奇炉。第二阶段(1954年~1969年),第二代鲁奇炉扩大了用煤范围,可气化弱黏结性烟煤,取消了内衬,改进了布气方式和增加了破黏装置,边置灰斗调为中置灰斗,气化炉直径扩大到2.8 m、3.7 m两种,单炉生产能力得到提高,产气量分别达14000 m3/h·台~17000 m3/h·台、32000 m3/h·台~45000 m3/h·台。第三阶段(1969年至今),为了进一步扩大用煤范围,使之达到气化一般黏结性煤的目的,推出了Mark-Ⅳ型气化炉,改进了布煤器和破黏装置,可气化除焦煤外的所有煤种,气化强度进一步得到提高,气化炉直径3.8 m,产气量35000 m3/h·台~65000 m3/h·台,我国原山西化肥厂和义马煤气厂引进的均为第三代Mark-Ⅳ型鲁奇炉。此后,南非萨索尔(Sasol)在1980年开发了Mark-Ⅴ型气化炉,气化炉内径4.7 m,产气量达10万m3/h·台。液态排渣的BGL气化技术也是Lurgi气化炉的升级版,BGL在气化强度、煤气组成、煤气水产率方面均有很大的提高和改善。
2 碎煤加压固定床气化技术工艺流程及特点
典型的碎煤加压固定床气化技术工艺流程见图1。
5 mm~50 mm块煤经煤溜槽加入气化炉上部煤锁,煤锁充压至与气化炉压力相同时,打开煤锁下阀,煤靠重力加入气化炉。过热的水蒸气和氧气在混合器混合后,从气化炉底部经炉篦进入气化炉,在约3.0 MPa、1000 ℃的条件下,与煤发生气化反应,生成以CO、H2、CO2、CH4为主要成分的煤气。从气化炉出来的粗煤气,根据煤种不同,温度在220 ℃~600 ℃,经喷冷器后温度降至200 ℃左右,进入废锅回收余热,温度降至180 ℃,粗煤气经气液分离后进入下游工序。废热锅炉可产生0.5 MPa~0.6 MPa的低压蒸汽。从喷冷器洗涤下来的含焦油和尘的煤气水随煤气一起进入废....