1 碎煤加壓固定床氣化技術發(fā)展歷程
碎煤加壓固定床氣化技術最早為德國魯奇(Lurgi)公司開發(fā),魯奇氣化爐由此得名。魯奇爐的改進是魯奇氣化技術發(fā)展的核心,主要經歷了三個階段。
第一階段(1930年~1954年),第一代氣化爐直徑2.6 m,主要用于生產城市煤氣,氣化爐的結構特點是有內襯和邊置灰斗,不設膨脹冷凝器,氣化劑通過爐篦的主動軸送入,該爐型只能氣化非黏結性煤,且氣化強度較低,產氣量5000 m3/h·臺~8000 m3/h·臺,我國云南解放軍化肥廠引進的就是第一代魯奇爐。第二階段(1954年~1969年),第二代魯奇爐擴大了用煤范圍,可氣化弱黏結性煙煤,取消了內襯,改進了布氣方式和增加了破黏裝置,邊置灰斗調為中置灰斗,氣化爐直徑擴大到2.8 m、3.7 m兩種,單爐生產能力得到提高,產氣量分別達14000 m3/h·臺~17000 m3/h·臺、32000 m3/h·臺~45000 m3/h·臺。第三階段(1969年至今),為了進一步擴大用煤范圍,使之達到氣化一般黏結性煤的目的,推出了Mark-Ⅳ型氣化爐,改進了布煤器和破黏裝置,可氣化除焦煤外的所有煤種,氣化強度進一步得到提高,氣化爐直徑3.8 m,產氣量35000 m3/h·臺~65000 m3/h·臺,我國原山西化肥廠和義馬煤氣廠引進的均為第三代Mark-Ⅳ型魯奇爐。此后,南非薩索爾(Sasol)在1980年開發(fā)了Mark-Ⅴ型氣化爐,氣化爐內徑4.7 m,產氣量達10萬m3/h·臺。液態(tài)排渣的BGL氣化技術也是Lurgi氣化爐的升級版,BGL在氣化強度、煤氣組成、煤氣水產率方面均有很大的提高和改善。
2 碎煤加壓固定床氣化技術工藝流程及特點
典型的碎煤加壓固定床氣化技術工藝流程見圖1。
5 mm~50 mm塊煤經煤溜槽加入氣化爐上部煤鎖,煤鎖充壓至與氣化爐壓力相同時,打開煤鎖下閥,煤靠重力加入氣化爐。過熱的水蒸氣和氧氣在混合器混合后,從氣化爐底部經爐篦進入氣化爐,在約3.0 MPa、1000 ℃的條件下,與煤發(fā)生氣化反應,生成以CO、H2、CO2、CH4為主要成分的煤氣。從氣化爐出來的粗煤氣,根據煤種不同,溫度在220 ℃~600 ℃,經噴冷器后溫度降至200 ℃左右,進入廢鍋回收余熱,溫度降至180 ℃,粗煤氣經氣液分離后進入下游工序。廢熱鍋爐可產生0.5 MPa~0.6 MPa的低壓蒸汽。從噴冷器洗滌下來的含焦油和塵的煤氣水隨煤氣一起進入廢....