,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,煤气化炉技术介绍,煤气化炉技术介绍,1,主要内容,煤气化技术概述,煤气化技术发展现状,几种典型煤气化炉,主要内容煤气化技术概述,2,煤气化炉是以煤基为能源的化工系统和IGCC发电装置中制备合成煤气的关键部件，尽管其已有100多年的发展历史，但大型煤气化炉技术仍是能源和化工领域的高新技术，是目前洁净煤技术发展的核心技术和研究热点。该技术的突破必将带动化工、电力、煤炭等行业的发展，具有影响全局的作用。大容量的、能量转化率高的煤气化炉是最终实现IGCC发电装置成功应用和煤在化工行业中高效清洁利用的关键所在。,1.煤气化技术概述,煤气化技术概述,煤气化炉是以煤基为能源的化工系统和IGCC发电装置中制,3,煤气化技术概述,1.1 煤气化原理,气化炉是将煤炭、石油焦、生物质等燃料转化为合成气的装置。,煤气化技术概述1.1 煤气化原理气化炉是将煤炭、石油焦、生物,4,煤气化技术概述,1.2 煤气化系统流程简图,煤气化技术概述1.2 煤气化系统流程简图,5,氧气,1.3 煤气化产物的用途,煤气化,煤气化技术概述,氧气1.3 煤气化产物的用途煤气化煤气化技术概述,6,煤气化技术概述,煤气化技术概述,7,气化炉,固定床,流化床,气流床,BGL、,UGI,U-Gas、KRW,HTW、,HY-Gas,1.4 煤气化炉分类,Shell、Texaco,GSP、E-Gas,Prenflo、三菱,1.4.1 按物料在炉内的流动状态来分,煤气化技术概述,气化炉固定床流化床气流床BGL、UGIU-Gas、KRW1.,8,气化炉,水煤浆气化,干粉气化,Texaco,Shell、GSP、三菱,气化炉,纯氧气化,空气气化,三菱,Shell、Texaco,GSP、BGL,1.4.3 按气化介质来分,1.4.2 按进料方式来分,煤气化技术概述,气化炉水煤浆气化干粉气化TexacoShell、GSP、三菱,9,国外拥有煤气化炉技术的公司主要集中在设备制造企业，其中具有影响力的主要有：荷兰Shell公司、美国GE公司、德国西门子公司、日本三菱公司、英国煤气公司等。GE收购了Texaco气化炉技术，并且收购了Wabash River电站，直接参与电站的运行，作为其产品开发和放大的试验基地；西门子收购了GSP气化炉技术；日本三菱公司拥有吹空气的煤气化炉技术；英国煤气公司拥有BGL煤气化炉技术。,2.煤气化技术发展现状,2.1 国外煤气化技术,煤气化技术发展现状,国外拥有煤气化炉技术的公司主要集中在设备制造企业，其中具,10,研发单位名称,主要技术,Shell,Shell气化技术,GE,Texaco气化技术 燃机技术,西门子,GSP气化技术 燃机技术,三菱,吹空气气化技术 燃机技术,英国煤气公司,BGL气化炉,国外煤气化技术,煤气化技术发展现状,研发单位名称主要技术ShellShell气化技术GETexa,11,国内研发机构及企业,西安热工研究院,中科院工程热物理研究院,中科院山西煤炭化学研究院,东南大学,华东理工大学,清华大学,兖矿集团有限公司,山西潞安矿业（集团）公司,绿色煤电有限公司,北京航天万源煤化工有限公司,国内哈锅、上锅已有煤气化炉的加工制造经历；,西安热工研究院以及中科院已具备IGCC方案设计能力。,1.4.2 国内煤气化技术,以项目为依托直接推向市场,濮阳,临泉,煤气化技术发展现状,国内研发机构及企业西安热工研究院中科院工程热物理研究院中科院,12,国内主要的自主煤气化技术,多喷嘴水煤浆加压气化技术,两段式干煤粉加压气化技术,四喷嘴对置式干粉煤加压气化技术,循环流化床部分煤气化技术,灰熔聚煤气化技术,多元料浆加压气化技术,航天炉,煤气化技术发展现状,国内主要的自主煤气化技术 多喷嘴水煤浆加压气化技术 煤气化,13,气化炉在国内应用状况,2019年底统计结果，国内正在运行的煤气化炉情况如下：,约4000台固定床间歇式气化炉,30台碎煤加压气化炉（鲁奇炉）,11台恩德炉（流化床）,7台灰融聚气化炉,8台国产水煤浆气化炉,30台GE水煤浆气化炉,20台壳牌干粉煤气化炉,煤气化技术发展现状,气化炉在国内应用状况 2019年底统计结果，国内正在,14,BGL气化炉,GSP气化炉,三菱吹空气气化炉,Texco气化炉,Shell气化炉,3.几种典型煤气化炉技术,从目前的应用情况来看，普遍看好的气化炉主要是以氧气为气化剂的气流床气化炉，包括Texaco、Shell、GSP、Prenflo、E-Gas。另外，还有以空气为气化剂的气化炉和部分煤气化的循环流化床气化炉。下面选取比较有代表性的Shell、Texaco、GSP、BGL、三菱共五种气化炉作简要介绍。,几种典型煤气化炉技术,BGL气化炉 3.几种典型煤气化炉技术 从目,15,几种典型煤气化炉技术,3.1 BGL煤气化炉,20-50mm块煤，细粉比,例不能大于35%；,需加入适量的助熔剂；,水冷夹套结构，内层为,耐火材料；,气化产物含有一定的焦油,和苯酚，分离较困难。,BGL气化炉是由英国煤气公司与Lurgi联合开发的,几种典型煤气化炉技术3.1 BGL煤气化炉 20-50m,16,BGL气化炉的优点如下：,(1)与流化床或气流床气化相比，耗氧量较低；,(2)熔渣区的高温气化使反应速度加快，处理量增大以及不受煤的反应性影响；,(3)炉内存煤量大，在发生煤源中断时能保证安全运行。负荷调节容易，开、停工快；,(4)喷嘴中可喷入煤粉，本工艺冷凝后的焦油油类，所产生含酚废水可制成水煤浆自喷,嘴入炉气化；,(5)高温区位于炉底中心线周围，使高温运行不致发生随之而来的炉体材料问题。,BGL气化炉的缺点有：,(1)炉气化以块煤为主，在不易获得块煤的地方就不便采用；,(2)煤种适应性差，要求采用低灰含量、低灰熔点的煤，当使用高灰熔点煤时，就需加,入助熔剂；,(3)炉内所用耐火材料需能耐高温和抗腐蚀性能，必须致密、孔径小，不含活性铁，对,排渣口的耐火材料要求更高；,(4)BGL气化炉中，排渣是整个操作的关键问题，此项操作较鲁奇干灰炉更为复杂；,(5)有含酚废水排出，需用生化处理等方法加以净化；,(6)煤气中CO含量较高，甲烷含量较低(与鲁奇干灰炉相比)，更适于作燃料气。,BGL煤气化炉的特点,几种典型煤气化炉技术,BGL气化炉的优点如下：BGL煤气化炉的特点几种典型煤气化炉,17,GSP气化炉的结构示意图,3.2 GSP煤气化炉,几种典型煤气化炉技术,GSP气化技术最早是由前东德的德意志燃料研究所(简称DBI)从1975年起开发的能源技术，可用于处理固体燃料，尤其是低品位褐煤，后来几经易主，现已被德国西门子公司收购。,进料方式：干法和湿法均有；,气化温度为13001500；,采用气化室和激冷室结构；,外壳为水冷夹套结构，减少,热损失，提高效率；,内层分水冷壁和耐火砖两种。,GSP气化炉的结构示意图3.2 GSP煤气化炉几种典型煤气,18,GSP煤气化炉组合式气化多喷嘴结构示意图,几种典型煤气化炉技术,GSP煤气化炉组合式气化多喷嘴结构示意图几种典型煤气化炉技术,19,几种典型煤气化炉技术,几种典型煤气化炉技术,20,GSP煤气化工艺（干法进料）,几种典型煤气化炉技术,GSP煤气化工艺（干法进料）几种典型煤气化炉技术,21,GSP气流床气化技术具有气流床气化的突出优点：煤种适应广、处理能力,大、气化效率高、碳转化率高、环境友好等。,(2)GSP气化的给料有干法和湿法两种，可以气化煤，也可以处理其他化工过程的废弃物及下脚料，如：化学废液和煤焦油。,(3)GSP气化炉的气化室有耐火砖和水冷壁两种结构。可以根据原料的不同性质选取不同的结构。,(4）GSP气化工艺的整个气化炉外壳为一水夹套结构，减少热损，提高了整体热效率。,(5)GSP气化技术的工艺运行烧嘴与开工烘炉烧嘴为组合结构，这样可使整个开车过程简单、迅速。,(6)GSP气化炉同样适应于大规模，目前已设计出热功率500MWth相当于日处理煤2 000吨的气化炉。,GSP煤气化炉的特点,几种典型煤气化炉技术,GSP气流床气化技术具有气流床气化的突出优点：煤种适应广、处,22,在中国，GSP技术许可包括气化岛的性能保证，工艺包设计，专有设备的供应，还可以依据客户的要求提供从项目开始的可行性研究、前端设计到后期的现场服务、操作及维护的一系列服务。,2019年5月，神华宁煤烯烃项目的520,000mn3/h GSP气化技术许可与专有设备采购和设计合同正式生效。该项目是宁东煤化工基地的重点项目，也是目前世界上规模最大的煤基烯烃项目，其中间产品167万吨甲醇，最终产品50万吨聚丙烯，总投资约160亿元人民币。该项目采用5台500MWth(日投煤量约2000吨)GSP气化炉。,2019年9月，山西兰花煤化工有限责任公司的“晋城3052项目”西门子（GSP）气化技术许可与专有设备采购和设计合同正式生效。此项目使用2台500MWth(日投煤量约2000吨)GSP气化炉。这是先进的大型粉煤气流床气化技术第一次应用于山西省大型煤化工项目，为充分利用高灰熔点，高硫的无烟粉煤提供了一种清洁环保高效的解决方案。,GSP气化技术的应用,几种典型煤气化炉技术,GSP气化技术的应用几种典型煤气化炉技术,23,空气为氧化剂,、干法供料的、两段气化的气流床气化炉。三菱公司于,2019年开始建设,了一个25万千瓦级的IGCC,示范电站,，并于2019年通过满负荷试运。该项目采用三菱重工燃机、吹空气气化炉。,3.3三菱吹空气煤气化炉,几种典型煤气化炉技术,空气为氧化剂、干法供料的、两段气化的气流床气化炉。三菱公司于,24,三菱吹空气煤气化技术工艺流程,几种典型煤气化炉技术,三菱吹空气煤气化技术工艺流程 几种典型煤气化炉技术,25,水煤浆供料,液态排渣炉,内壁衬有多层耐火砖,水煤浆和氧气从炉顶的燃烧器高速连续地喷入部分氧化室，高温状态下工作的喷嘴设有冷却水装置，水煤浆喷入气化炉内迅速发生反应，数秒钟内完成气化过程。,气化炉的下部因冷却方式不同有2种形式，一种是激冷型冷却方式，一种是全热回收型。,几种典型煤气化炉技术,Texaco激冷型气化炉,Texaco全热回收型气化炉,3.4 Texaco煤气化炉,水煤浆供料几种典型煤气化炉技术Texaco激冷型气化炉,26,Texaco煤气化技术的工艺流程,煤气化炉技术,德士古气化炉,湿法进料（水煤浆）,气化温度1260-1540,煤粉粒度0.1mm,Texaco,煤气化工艺流程,Texaco煤气化技术的工艺流程煤气化炉技术德士古气化,27,(1)对煤种有一定适应性,各种烟煤、石油焦、煤加氢液化残渣均可作为气化原料，以年轻烟煤为主，对煤的粒度、粘结性、硫含量没有严格要求。但是，国内企业运行证实水煤浆气化对使用煤质仍有一定的选择性：灰熔点温度t,3,低于1350；煤中灰分含量不超过15%，越低越好，并有较好的成浆性能，才能使运行稳定，并能充分发挥水煤浆气化技术的优势。,(2)气化压力高,：工业装置使用压力在2.88.5MPa之间。,(3)气化技术成熟,制备的水煤浆可用隔膜泵来输送，操作安全又便于计量控制。气化温度：13501400温度，燃烧室内由多层特种耐火砖砌筑。有激冷和废锅两种类型。,(4)合成气质量较好,其有效组分（CO+H,2,）含量占80%，甲烷量0.1%。碳转化率9599%。冷煤气效率7076%，气化指标较为先进。由于水煤浆中含有3540%水分，因而氧气用量较大。,(5)对环境影响较小,气化过程不产生焦油、萘、酚等污染物，故废水治理简单。高温排出的熔渣，冷却固化后可用于建筑材料，填埋时对环境也无影响。,Texaco煤气化炉的特点,几种典型煤气化炉技术,(1)对煤种有一定适应性Texaco煤气化炉的特点几种典型,28,(1)水煤浆气化氧耗高,比氧耗一般都在400m,n,3,/1000m,n,3,(CO+