摘 要 简要介绍科林 CCG 粉煤气化的工艺流程、主要设备气化炉的结构及该气化技术的特点和优势,并介绍该技术工业化的应用业绩以及在贵州开阳化工的应用情况。
关键词 CCG 粉煤气化 技术特点 应用
1 科林 CCG 气化技术来源及背景
德国科林工业技术有限责任公司(CHOREN Industrietechnik Gmb H)在干粉煤气流床气化技术领域拥有 40 多年的研发、设计、制造、建设及运行经验,拥有科林 CCG 粉煤气化技术独立完整的知识产权及工业解决方案。
科林公司的创始人是前德国燃料研究所研发部部长 Wolf 博士,其核心技术团队来自于前德国 燃 料 研 究 所 及 黑 水 泵 气 化 厂 (GaskombinatSCHWARZEPUMPE),该 团队 全 面参 与了 3MW 中试装置(1979 年)及黑水泵气化厂 200MW(日投煤量 720t)工业化装置(1984 年)的研发、设计、制造、建设及运行工作。上世纪 90 年代,Wolf 博士与其同事共同创立了科林公司,并在黑水泵气化厂 200MW 工业化装置的基础上完成了 CCG 粉煤气化技术的研发工作。
2 科林 CCG 气化工艺流程及简介
德国科林 CCG 粉煤气化技术是干粉煤加压进料,以氧气作为氧化剂并通过液态排渣的煤气化技术。该技术工艺(见图 1 科林 CCG 粉煤气化技术工艺流程简图)包括:煤粉制备系统、煤粉输送系统、气化与激冷,合成气净化系统及黑水处理等单元。
原料煤被碾磨为 200μm<100%,65μm<90%的粒度后, 经过干燥, 通过浓相气流输送系统送至烧嘴,在气化炉反应室内与工业氧气(年老煤种还需添加少量水蒸气)在高温高压的条件下反应,产生以一氧化碳和氢气为主的合成气。
根据灰组分和灰熔融特性,气化温度操作控制在 1 400~1 700℃之间 (高于灰熔点 200℃左右)。气化炉反应温度可通过氧气流量进行调节(控制炉内化学反应剧烈程度)。反应室内壁为水冷壁,由于形成了固态渣层保护,所以反应产生的液态灰渣不会直接接触炉内壁。生成的合成气及液态灰渣离开燃烧室向下流动,在激冷室中直接被水冷却,液态灰渣被水浴固化成颗粒状,冷却后的灰渣经过锁斗排出系统,从排放的水中分离并通过捞渣机运出。合成气被蒸汽饱和,以大约 210 ℃温度离开气化炉。
原料气化和达到气体平衡所需的热量由原料碳氧化成 CO2和 CO 的反应所释放。气化温度的选择主要由煤的灰熔点确定, 气化压力的确定主 要 取 决 于 产 品 煤 气 的 利 用 工 艺 , 通 常 为4.0MPa。
3 科林 CCG 气化炉结构
气化炉由烧嘴、燃烧室、激冷室、水冷壁、外壳等部分组成。日投煤量为 1 500t 的气化炉的尺寸大约是 16....