摘 要:Shell粉煤气化炉的反应温度无法直接测量。目前通过测量出气化炉合成气中CO2含量来控制气化炉的O2/C,从而控制炉温,滞后时间太长。提出用带有前馈信号的二氧化碳控制器来控制炉温,提高温度控制的及时性和可靠性。
关键词:气化炉;O2/C;炉温;控制
1 Shell粉煤气化工艺简介
Shell粉煤气化工艺的主要功能是将粉煤在高温高压下与纯氧发生不完全燃烧反应,转化成所需要的以有效气(CO+H2)为主要成分的粗合成气,同时副产中压蒸汽。
来自空分装置的纯氧,经氧气预热器用高压汽包来的高温锅炉水预热到180 ℃,与300 ℃的过热工艺蒸汽通过混合器充分混合,氧气、蒸汽和来自粉煤给料罐的粉煤一起通过水平对称布置的4个粉煤烧嘴喷入气化炉内,在4.0 MPa的表压力下进行部分氧化反应。
气化炉反应室由膜式水冷壁圈成,膜式水冷壁的换热管内通入锅炉循环给水以降低壁温保护水冷壁,循环锅炉给水通过与气化反应生成的高温合成气进行换热,产生表压5.5 MPa的中压蒸汽。
气化炉内温度高达1400~1700 ℃,反应后的高温合成气在气化炉顶部出口,被来自调频电机驱动的激冷循环气压缩机的无尘循环气(约210 ℃)激冷至约900 ℃。然后经合成气冷却器冷却至约340 ℃后进入干法除灰单元。
从气化炉中压汽包出来的271 ℃循环锅炉水由中压循环泵分别送入气化炉中压蒸汽发生器即气化炉水冷壁和合成气冷却器中压蒸汽发生器,以产生表压为5.5 MPa的中压蒸汽。
汽包内部隔成2个室,一个室与气化炉水冷壁相连,另一个室则与气化系统其他的蒸汽发生器相连。采用这种设计可以通过监测气化系统不同部位的产汽量以评估气化炉的运行状况。
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