煤的气化.ppt

§ 5．2 气化炉的基本原理,★ 1.气固反应器类型 ⑴几种床层状态 床层：若是在一个圆筒形的容器内安装一个多孔的水平分布板,并将固体颗粒堆放在分布板上,形成一层固体层,工程上称为”床层”,简称”床”. ①固定床： 气流速度不致使固体颗粒的相对位置发生变化,即固体颗粒处于固定状态,床层高度基本上维持不变. ②流化床： 气流速度提高,固体颗粒全部浮动起来,但是仍逗留在床层中不被流体带出. ③气流床： 进一步提高流速,固体颗粒不能继续逗留在床层中,开始被流体带出容器外,固体颗粒和分散流动与气体质点的流动类似.,,⑵几种床层状态的气化炉 ①固定床(移动床)气化炉 原料：6~50㎜块煤或者煤焦 加料方式：上部加料 排灰方式：固态或者液态 灰渣和煤气出口温度：不高 炉内情况:煤焦与产生的煤气、 气化剂与灰渣都进行逆向热交换,,②流化床气化炉 原料：3~5mm 加料方式：上部加料 排灰方式：固态排渣 灰渣和煤气出口温度：接近炉温 炉内情况:悬浮沸腾,③气流床气化炉 原料：粉煤（７０％以上通过２００目） 加料方式：下部与气化剂并流加料 排灰方式：液态排渣 灰渣和煤气出口温度：接近炉温 炉内情况:煤与气化剂在高温火焰中反应,,④熔池气化炉 气－固－液三相反应气化炉 原料：６ ㎜以下直至煤粉所有范围的煤粒 加料方式：燃料与气化剂并流加入 排灰方式：液态 灰渣和煤气出口温度：接近炉温 炉内情况:熔池是液态的熔灰、熔盐或熔融金属作为气化剂和煤的分散剂，作为热源供煤中挥发物的热解和干馏。

⑶各种床层气化炉的比较,,2.气化过程热的产生和传递 气化效率： 即意味着单位质量气化原料的化学热转化为所产生的煤气化学热的比例 ★表5-6 自热式气化炉中不同产热方式的比较,,,★表5-6 自热式气化炉中不同产热方式的比较,,3.气化反应器的生产能力 容积气化强度（qm/vR）:,qm-----------固体的质量流量, kg/h vR-----------反应器体积，m3 ρ煤------固体的密度，kg/m3 τ------平均停留时间，h,N----------返混程度 XC---------碳的转化率 K---------反应速率常数 T----------温度,,,,,返混的减少（N值上升）；,所要求碳的转化率（XC）的下降；,反应速率常数K的上升、 温度的上升和更高的反应性取决于煤的的表观密度ρs（原料煤性质） 煤堆的疏松程度ε（反应器类型）τ随以下的因素而减小：,ρ煤,,,,,,表5-7 不同反应器类型煤容积气化强度（qm/vR）的比较,,,,4.装料和排灰 ⑴装料 间歇加料；连续加料 常压加料；加压加料 ★加压加料：料槽阀门；泥浆泵 ①料槽阀门法 原理：如图5-18 ②泥浆泵法 原理：煤料与油或水搅拌制成浆状悬浮液，其中含大约60%的固体煤料，经过泵打入气化炉。

⑵排灰 ①固定床反应器 固态排渣时候：通过炉箅 (灰渣层要保持一定厚度：保护炉栅 合适的蒸汽和氧气比例：防止结渣 加压时候采用和料槽阀门相同的方法排灰),,,,②流化床反应器 矸石灰：炉子底部开口排灰 飞灰：从粗煤气中分离 ③气流床 灰渣以液态方式排渣，从气化炉底部开口流出 (前提：气化温度应高于灰渣的熔化温度),,,,5.煤质对气化的影响 气化用煤的性质包括反应活性、粘结性、结渣性、热稳定性、机械强度、粒度组成、以及煤的水分、灰分和硫分等 ⑴ 煤的反应活性 这是指在一定的条件下，煤炭与不同气化介质（如二氧化碳、氧、水蒸气和氢）相互作用的反应能力 反应活性又称为反应性反应性的强弱直接影响煤在气化时的有关指标：产气率、灰渣或飞灰含碳量、氧耗量、煤气成分及热效率等不论何种气化工艺，煤活性高总是有利的⑵结渣性 煤中矿物质，在气化和燃烧过程中，由于灰分软化熔融而变成炉渣的性能称为结渣性 对移动床气化炉，大块的炉渣将会破坏床内均匀的透气性，严重时炉篦不能顺利排渣，需用人工破渣，甚至被迫停炉另外炉渣包裹了未气化的原料，使排出炉渣的含碳量增高对流化床来说，即使少量的结渣，也会破坏正常的流化状况，另外在炉膛上部的二次风区的高温，会使熔渣堵塞气体出口处等。

通常用煤灰熔点（T2）来判断煤炭是否容易结渣，灰熔点越低的煤，越易结渣气化用煤要求T21250℃由于灰渣的物理状态和化学组成均不同于煤中的灰分，因此仅以灰熔点来判断有时并不可靠⑶ 煤的粘结性 煤受热后会相互粘结一起对于移动床煤气化方法，若煤料在气化炉上部粘结成大块，将破坏料层中气流的分布，严重时会使气化过程不能进行，对流化床气化法，若煤粒粘结成大颗粒或块，则会破坏正常的流化状态适用的气化用煤是不粘结或弱粘结性煤由于气流床气化炉内，煤粒之间接触甚少，故可使用粘结性煤。