航天炉_百度百科

作者:九州体育 发布时间:2020-07-31 10:05

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  航天炉又名HT-L粉煤加压气化炉。航天炉的主要特点是具有较高的热效率(可达95%)和碳转化率(可达99%);气化炉为水冷壁结构,能承受1500℃至1700℃的高温;对煤种要求低,可实现原料的本地化;

  长期以来,国内煤化工之所以不能大规模地发展,就是因为国内缺乏自主的粉煤加压气化技术。

  而进口的技术也不能完全满足国内煤化工的需求——如果选用德士古煤气化技术,无法实现原料煤的本地化;选用壳牌煤气化技术的投资又太大。所以,开发具有自主知识产权的高效、洁净、煤种适应性广的国内煤气化技术,一直是业界的梦想。

  气化炉的核心部件是气化炉燃烧喷嘴,该喷嘴必须具有超强的耐高温特性,这个特性要实现起来难度较大。而与此类似,火箭上天时喷嘴所经受的温度也很高,而且比气化炉燃烧喷嘴要经受的温度高得多。如果把航天技术“嫁接”到煤化工产业,那就有点像杀鸡用上宰牛刀,技术难度上是没有问题的。

  航天炉的主要特点是具有较高的热效率(可达95%)和碳转化率(可达99%);气化炉水冷壁结构,能承受1500℃至1700℃的高温;对煤种要求低,可实现原料的本地化;拥有完全自主知识产权,专利费用低;关键设备已经全部国产化,投资少,生产成本低。据专家测算,应用航天炉建设年处理原煤25万吨的气化工业装置,一次性投资可比壳牌气化炉少3亿元,比德士古气化炉少5440万元;每年的运行和维修费用比壳牌气化炉少2500万元,比德士古气化炉少500万元。

  它与壳牌、德士古等国际同类装置相比,有三大优势:一是投资少,比同等规模投资节省三分之一;二是工期短,比壳牌炉建设时间缩短三分之一;三是操作程序简便,适应中国煤化工产业的实际,易于大面积推广。

  HT-L粉煤气化工艺对煤种的适应性广泛,从较差的褐煤、次烟煤、烟煤到石油焦均可作为气化的原料。即使是高灰分、高水份、高硫的煤种也能使用。但从经济运行角度考虑,并非所有煤种都能够获得好的经济效益。因此,使用者应该认真细致地选择合适的煤种,在满足设计要求的前提下,保证装置的稳定运行。

  煤中水分包括外表水和内存水,他们属于化合水部分,游离水也是煤中水分的一部分。外表水是煤粒表面的水分,来源于机械采煤的**,露天放置或运输中的雨水,防止自然飞灰的洒水。煤的外表水对气化虽然没有影响,但外表水高会增加运输费用。对磨煤时可能因水分高使原煤仓下煤不畅,外表水分不稳定还易造成煤干燥系统热能量消耗的波动,从而使燃料气量和助燃风量增加提高了成本。外表水突然增大,煤干燥系统为保证如炉中水储量的稳定,就要增大燃料的消耗,造成原料浪费及污染环境。外水的高低与采煤、贮存、运输方式有关,通过人的努力是可以改变的。因此应尽量降低外水表含量,以节省开支且方便操作。

  内存水是煤的内在水分,即煤的结合水,以化学态形式存在于煤中。煤的内水高,同样会增加运输费用。更重要的是,去除内水要比去除外表水消耗更多的加热燃料。因此,内水越高,送入气化炉的粉煤中含水量会增高,水分气化所消耗的能量增多,粗合成气中的有效气体成份降低,气化效率因此降低,煤耗增加。

  灰分是煤中不直接参加气化反应的惰性物质,但灰的熔化却要消耗煤在气化反应过程中的大量热。煤灰分含量高,则气化后的有效气体成分就少,送入气化炉同质量的煤,灰分高的煤产气量少,灰渣量大,能耗高。根据资料介绍。在同样反应条件下,灰分增加1%,氧增大0.7%~0.8%,煤耗增大1.3%~1.5%,灰分越高气化煤耗、氧耗越高,灰渣对炉内构件的冲刷磨蚀越快;另外,灰渣量越大,对输煤,气化炉灰渣水处理系统的影响越大,气化炉及灰渣处理的系统除渣负荷也就越重,对管道和设备的磨蚀也随之加快。严重时会影响气化炉的正常运行。但由于HT-L粉煤气化装置是采用冷壁结构,以渣抗渣,如果灰分含量太低,气化炉的热损大,且不利于炉壁的抗渣保护,影响气化炉的使用寿命。

  HT-L粉煤气化装置采用液态排渣,为保证气化炉排渣顺利。正常操作温度应高于灰熔点FT(流动温度)约200℃。如煤灰熔点过高,势必要求提高气化操作温度。提高操作温度虽然有利于碳转化及气化炉排渣,但操作温度过高,辐射室水冷壁散热量增大,锅炉蒸汽量也大幅提高,使得冷煤气效率下降,从而影响气化炉运行的经济性。因此选择灰熔点低的煤种,可以降低操作温度,提高煤的利用效率。另外,如果煤的灰熔点低,操作温度就可以降低,与高灰熔点煤相比较,无需消耗过多氧与碳反应生成CO2来维持较高的操作温度。有效气体的产率就高。

  对高灰熔点煤,一般可以通过添加助熔剂来改变煤灰的熔融特性,一般为石灰石,但是加石灰要适量,石灰石添加不合适会直接影响氧炭比,过量会形成结垢对水系统的循环也是不利的,适量的石灰石以保证气化炉的正常运转。煤灰主要是由SiO2、AL2O3、CaO、MgO、TiO2及Na2OK2O等组成。一般而言,煤灰中酸性组分SiO2、AL2O3、TiO2和碱性组分Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等的比值越大,灰熔点越高,煤灰组成一般对气化反应无多大影响,但其中某些组分含量过高会影响煤灰的熔融特性,造成排渣不畅或渣口堵塞。


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