国外4座大型IGCC电站的煤气化工艺

4I

4250IGCCWabashRiver(260.6Tampa(250MW)Demkolec(253Puertollano(300MW)DestecTexacoShellPrenfloDestecTexacoShellPrenfloIGCC42000t/dIGCCIGCC4IGCCIGCC值1结构(1)常～68%IGCC计68%熔较高或者制困难经常磨同时灰石助熔剂或者添剂使得灰熔降使均匀提高磨出口个筒形筛子合格储罐不合格溢循环槽被送回磨口储个搅拌器并根检结使储罐始终保持浓度均匀态需般由级膜泵从储抽取并送嘴口输送管2级检测器严格控调全隔膜泵来控制(2)冷95%纯度氧被同时送嘴内反区温般1200～1500℃根不需2.5～8.5MPaTampaIGCC2.8～3.0区温度482℃氧发生反生成HCOHOCHHSN此少NH2224223COSHCN飞灰由HO含较高2TampaTexaco内耐火(般层)内径约4.0m高约3.0m反速度快粗停留时间般2～3s离殊计辐射式冷却器使温度降低至700℃时使熔融渣凝冷后粗式却被冷却480显冷器收产生10.4饱汽与辐射式却做体径约5m高约m重约标约m(3)排渣理统内渣辐射却器后却凝玻璃满锁斗系锁部各级阀制渣排从锁斗渣渣粗渣离来步处售细渣起抽个细沉槽重或过滤渣从洗出灰渣含碳与沉渣溢来含非少再环至涤人作涤多余送回统从沉渣槽底细个滤将细制细饼Tampa细再循环至磨目了提高碳的转化。析Texaco：(1)制浆系厂无粉性制无煤不必进行干，可直接进入制浆系统。此外水煤浆进料可处理不同物料(煤、石油焦、其废料，进料种类灵活。此外，使用水煤浆进料，气化炉可以在更高的压力下运行～8.5MPa)，对一些化工过程非常必要。气化炉用单喷嘴运行所有的气化物都从一个喷嘴入，它具有结构简单优点，但由于局部热负荷高，量较大，不可避免地会发生过热损坏或磨损题。到目前为，气化炉喷嘴的长累计运行时仅就需要进检修更换。Texaco气化炉内设耐火，没有水系统，构简单，较。但由于炉内较高，磨损和目前气炉火的耐火砖最长仅靠炉的耐火砖为a。全厂的水大和的水在制浆系统使用。(5)由于气在气化炉内的时间Texaco气炉碳化率，一在96%～98%。由于水煤的水分量大气化过的比较，量大，煤气的分量较与法料相比煤气率热系统。(6)与它气炉比，Texaco气炉大量运行的和更。(7)Tampa电Texaco气炉用率到1997到。1998的目85%，电厂此目可到。IGCC电炉的要问题法(1)排。部到。(2)流，进法：采，化炉的运行。流废热炉和问题进的法气炉的行工，检和。水和水的磨损题。目前的法更磨料构、的，但能。煤有化化炉最不的排系和分系，发。目前的法制行累行，系设计，能。于流煤气的个气-气换(2个煤与煤，个N与)和问题，尘入2煤使气损坏同在气和煤气气的发要有设的气气换入煤热换的小时的水的)。前无的法不这4个气-气热换，用热煤，这使全厂的率1.5个分点。2煤气化工艺煤气点Destec是段氧气内80%浆(浓度为67%)氧为第段第段置个水第段再第为～427℃气化压力为MPa。过第段应产生的煤气入第段气化第段气是一垂直内设火砖的压力容器，20%的煤浆第喷嘴喷，与粗煤气合并发生蒸、裂解和气化反应粗煤气热值进一步增加而度低气炉顶部的出，煤气温度约为038℃，故需设对式气却。WabashRiverIGCC电站安装了2台100%负的气化炉1台运行台备用煤气冷却器只有。该电的煤冷却之前有根与气化高度相当的导流圆筒，垂直布，内设耐材料从导筒出的煤进入对流式煤气冷却器，热煤气在管内动，水在外流，产生11.03压力的饱和蒸汽，量约90.7～113.4kg/h，这部蒸汽进入热锅过热煤气被冷却到℃然后进入煤气除和脱硫统。电厂煤气却器径约3m。Destec煤化工的水浆制和黑处理系统与Texaco艺基相似。分(1)1997在River电厂运行656，气化了469t煤，气化炉的负荷到～103%，化炉续运行到h，冷煤气到～。气炉的用1996为，1997到，1998到。当然，这是当气化炉台行，1台备用台运行能高用气化炉的嘴一为～3个，耐火砖一为～3，2段耐火。(2)Destec气化炉用2段化高煤气的热值，降低氧，使煤气的出温降了而的锅炉使气化的降。而煤气热值的高，有IGCC电站的Desetc化炉的煤气在热值约425.5kJ/m

3

，而Texaco气热值一为563.83

。(3)用火管式对流冷却和安装用低和。(4)Destec化炉用压力式连续排渣系统压和渣设备的低。解过2连口是水粗，使导而解行运行过。冷口制了运要进流前使流高管，而了气流冷并制温为了冷口进冷。3艺气化艺的构特点(1)煤备料系统。Shell煤气化工用料系统的系统与基本相系统高压的气浓相。与2水煤浆不同整个系统必须采取防爆措施经预破碎后进入煤的干燥系统使煤中的水分小于，然后进入磨煤机中被制成煤粉。对烟煤，煤粉细度一般为9020%～30%，磨煤机是在常压下成粉后用气送入煤粉仓中。然后进入2级加压锁斗统。再高压气以较高的气比将煤粉送至个气化喷嘴，2煤粉在喷里与氧(95%纯度)混合并与蒸一起进入化炉反应。(2)气化炉。由对称置的个燃烧喷入的煤、氧气和蒸汽的混合，在气化炉迅速发生气化反应，化炉温度维持在400～600℃这个温度使煤中的碳所含的灰分熔化并滴到气化炉底部经冷变成一种璃态可浸出渣排出。粗煤随气上升到化炉出经过一个过渡段用尘后低温煤气℃右使高热煤急冷到℃，然进入流式气冷器。有一定角的渡段由于热煤被骤冷所含的大部分熔融态灰渣固后入气化底部。Shell气化的压壳内置垂水冷生MPa中压蒸汽一的熔融态在流起到冷的。DemkolecIGCC气化直56m高50m，到60m。气炉的行压2.6～2.8MPa。(3)煤冷却器。粗热气在煤气冷却器中被进冷到250℃左右低温却段生MPa的压汽分汽与气化炉生中压蒸混合后，再汽机压排一起再成中压热蒸汽高温冷段生MPa的高压汽，与热炉里的高压蒸一过热成蒸汽。Demkolec的煤气却器直4m高64m冷却器部m，是化高冷却器的压力里布有上下成5段，热煤由下与内水热。一有一个气除灰。由于气炉的系采用的是除，所以的水和灰水统对比较流与，在不再。的经(1)Shell中和于Texaco煤和O却222于可(80%～83%)，的发较(43%LHV)水煤浆冷一为～77%。的较低LHV)。(2)含较(2.0%)Shell的IGCC常温化较有16.8%左右的水冷到大水煤化对。Shell冷较在Demkolec运行h以上，可95%。，的含2小于水浆进的煤气对同的气化炉，Shell气所的分可小于～25%。采用干再高碳的化(可到99%)。干进系统与水煤浆比，和。进系统的防爆防分系统的和比煤大，(7)Shell4()Shell25%(8)Shell)(9)5%IGCC3%IGCCDemkolec(1)上述与关原与前文相同述4艺点(1)与Shell相似对求对烟R为小褐为含小6%(Wt)(2)Prenflo有燃对布置从给送与(85%纯)起入反区反应反应区1500℃右焰心2000℃不碳氢物焦酚反应区域衬通壁同时产生饱它与余热锅相连从反应区液集槽并碎机破碎经闸式并与离被入场销售循环粗反形后动入上部之除后对热急是迫热带融态灰凝固而入底部被急继续上升入第级先心圆筒上升部然转向心圆筒与壁间形域从级部部离第2级对第1级环区置有层螺旋管热热管动内动产生饱这是与不同之处第2级结构与艺对相内是布置层螺旋管热束西班牙PuertollanoIGCCPrenflo级螺旋盘共6层上共3组热经2级般左同生饱(3)除灰循后粗经级式陶滤旋离使部飞灰收经N送回提碳转2粗再经级洗使含小1mg/m然入脱硫工技(1)80%～83%美Pittsburgh8号煤的试验结果证明度的氧做为气剂，煤的热值碳转化率气效率率与95%纯的氧气不大此炉采用85%的纯度的氧气做为气化剂。Prenflo气化炉小试验可达到分钟2%～15%变负荷而此时气中的以及煤气压力几乎不变由也采用2个燃烧，当负荷时，只用2个燃烧器以很容地操作。(2)西班牙PuertollanoIGCC电站中Prnflo炉的运行情况。1998初开始用煤发电，今累计行198h，最长连运行时为h，时的负为80%气化炉在75%负荷下曾运行了40h截止1998年9月气化炉乃至整个IGCC电厂没在100%负荷运行的记录50%煤和50%石油焦烧时的验表明际运行数据设计值常接近。1998年7～8月机组大，主要修的燃气轮机目前机已重新动。在气化炉曾及法(1)压力供料锁下粉不畅在2级锁斗间有一N的，由设2计小气不畅而煤粉不连。解决办法在2了一个器，以的度，而气畅，煤粉下连续2而。(2)和过问题。与DemkolecTampa电站的问题，PuertollanoIGCC电站的气化也出现过因，而大的问解决办法也采过的办法中的，可决题。54气化炉4炉的表1。表14炉

目

Destec/DynergyShell料

/煤/煤/煤粉粉器

氧气度95959585～/个

3(+1)4的11440～2160

000

检化炉

冷

冷的/a3

验)验煤气率%71～76～～80～83碳转率%～98

98

98炉最出力/td-1

～25000002站的率/MW250.0300.0最大容化炉的最长行时间/电最长续运行时间/

8860720～1000

7500324

000200025示范电的气化炉可用率80～85～(一一备(待考验/%设计：组成示范的率设37.8(HHV)/%试：38.5(HHV)组的达到能

43(LHV)45(LHV)(公布验(待验)值)43%(LHV)效率的热到到到可性回收喷砖命短

喷嘴耐火寿在的题

全热收系统短黑水待待黑黑水处理系统待改进进处理统尚待改进进是气化过类似于中IGCC电站的种目电的造价

是低

否最

是较

否较结美