煤炭气化工艺学-第四章-气化炉.pptx

2023/8/25《煤炭气化工艺学》第四章 气化炉第三节 流化床气化炉第四节 气流床气化炉第五节 熔融床气化炉第六节 工业上常用炉型的比较第一节 气化炉概述第二节 移动床气化炉 2023/8/25《煤炭气化工艺学》掌握气化用煤的种类、气化炉的种类及结构、工艺流程、工艺参数等熟悉熔融床气化炉结构、气化工艺流程及工艺参数了解我国工业上常用的气化炉及各种气化炉的比较知识目标 2023/8/25《煤炭气化工艺学》能掌握我国气化用煤的特性、常用的气化炉形式、用途等会判断实际用煤作为气化原料的优劣、会流利的讲述常用气化炉的工艺流程会解释一些实际操作过程常出现的问题及会分析影响操作的因素能力目标 2023/8/25《煤炭气化工艺学》世界煤炭气化技术的发展趋势①增大气化炉规模，提高单炉制气能力。 ②提高气化炉的操作压力，降低压缩动力消耗，减少设备尺寸，降低氧耗，提高碳的转化率。③气流床和流化床技术日益发展，扩大了气化煤种的范围。④提高气化过程的环保技术，尽量减少环境污染。⑤将煤炭气化过程和发电联合起来的生产技术越来越受到各国的重视并巳建成不同规模的生产厂以K—T炉为例，20世纪50年代是双嘴炉，20世纪70年代采用了双嘴和四头八嘴，以及后来设计的六个头的气化炉等，使得单炉产气能力大幅度提高。 2023/8/25《煤炭气化工艺学》4-1 气化炉概述气化的几个重要过程煤炭气化过程的主要评价指标气化炉分类基本概念气固相反应 2023/8/25《煤炭气化工艺学》一、基本概念 1、气化炉：进行煤炭气化的设备叫气化炉。 2、气化炉分类按照燃料在气化炉内的运动状况 移动床(又叫固定床) 沸腾床(又叫流化床) 气流床熔融床 生产操作压力常压气化炉 加压气化炉 排渣方式 固态排渣气化炉 液态排渣气化炉 2023/8/25《煤炭气化工艺学》一、基本概念空气煤气 混合煤气 水煤气 半水煤气 以空气作为气化剂生产的煤气 以空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气的混合物作为气化剂，生产的煤气 将空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气分别交替送入气化炉内间歇进行生产的煤气气体成分经过适当调整(主要是调整含氮气的量)后，生产的符合合成氨原料气的要求的煤气 4、煤气的种类 2023/8/25《煤炭气化工艺学》一、基本概念气化炉的组成加煤系统 气化反应部分 排灰系统 要考虑煤入炉后的分布和加煤时的密封问题。 ①是煤炭气化的主要反应场所，首要考虑的问题是如何在低消耗的情况下，使煤最大限度地转化为符合用户要求的优质煤气。②由于煤炭气化过程是在非常高的温度下进行的，为了保护炉体而加设内璧衬里或加设水套也是非常必要的。水套一方面可以起到保护炉体(也包括炉内的布煤器或搅拌装置)的作用，同时可以吸收气化区的热量而生产蒸汽，该部分蒸汽可以作为气化时需用的蒸汽而进入气化炉内。①作用:保证了炉内料层高度的稳定，同时也保证了气化过程连续稳定地进行.②问题：对移动床而言，由于炉箅(气化剂的分布装置)和排灰系统结合在一起，气化剂的均匀分布和排灰操作是生产上较为重要的两个问题。 2023/8/25《煤炭气化工艺学》二、气固相反应气固相反应 在气化炉内，物质基本上以两种相态存在，一是气相即空气、氧气、水蒸气(称为气化剂)和气化时形成的煤气，另外是固相即燃料和燃料气化后形成的固体如灰渣等。工业上把这种反应称气固相反应。气化炉类型气化剂以较小的速度通过床层时．气体经过固体颗粒堆积时所形成的空隙，床内固体颗粒静止不动，这时的床层一般称固定床。对气化炉而言，由于气化过程是连续进行的，燃料连续从气化炉的上部加人、形成的灰擅从底部连续的排出，所以燃料是以缓慢的速度向下移动，故称为移动床较为合理。当气流速度继续增大，颗粒之间的空隙开始增大，床层膨胀，高度增加，床层上部的颗粒被气流托起，流体流速增加到一定限度时，颗粒被全部托起，颗粒运动剧烈，但仍然逗留在床层内而不被流体带出，床层的这种状态叫固体流态化，即固体颗粒具有了流体的特性，这时的床层称流化床。 在流化床阶段，如果流速进一步增大，将会有部分粒度较小的颗粒被带出流化床，这时的床层相当于一个气流输送设备，因而被称为气流床。 2023/8/25《煤炭气化工艺学》二、气固相反应三种床层中的压降和传热 固定床的压力降主要是由于流体和固