德国Uhde公司2008年开始在中国进行Prenflo气化技术的推广,该气化技术第一个商业化装置是在西班牙建立的1套IGCC示范电站,日处理2500吨混合燃料(煤与石油焦各半),气化压力为2.6MPa、温度约1700℃,气化炉壳直径5米、高45米。
Prenflo气化工艺的结构特点:
(1)制粉和输送系统。与Shell煤气化工艺的进料系统相似,Prenflo气化工艺也采用干法进料系统。对制粉系统的要求是:对烟煤的煤粉细度R100为25%,且含水量小于2%(Wt);对于褐煤要求煤粉细度R100为25%,且含水量小于6%(Wt)。
(2)气化炉和煤气冷却器。Prenflo煤气化炉有4个燃烧器,对称布置,从给料系统送来的煤粉与氧气(85%纯度)和水蒸汽一起喷入汽化炉反应区进行反应,反应区的温度1 500 ℃左右,焰心的温度高达2 000 ℃。煤气中不含过高的碳氢化合物、焦油和酚。反应器区域的炉衬通过水冷壁来冷却,同时可产生高压饱和蒸汽,它与余热锅炉的高压蒸汽相连。
从气化反应区排出的液态渣,在集渣器的水槽中冷却并用碎渣机破碎大渣,经过闸门式锁斗排出,并与水分离,渣被送入渣场或销售,水可循环使用。粗煤气在下部的反应区里形成后向上流动,在进入气化炉上部的煤气冷却器之前,采用除尘后的冷煤气对热煤气进行急冷,目的是迫使热煤气带来的熔融态灰渣凝固而落入气化炉底部排渣口。被急冷的煤气继续上升进入第1级煤气冷却器,煤气先从冷却器的中心圆筒上升至气化炉顶部,然后折转向下,从中心圆筒与炉壁间的环形对流冷却区域从第1级冷却器的底部(即气化炉的腰部)离开进入第2级对流冷却器,第1级冷却器的环形冷却区布置有4层螺旋管换热器,热煤气在管外流动,水在管内流动,并产生高压饱和蒸汽。这是Prenflo与Shell气化炉的不同之处。
第2级冷却器的结构与Shell气化工艺的对流冷却器相似。内部也是布置多层的螺旋盘管换热管束,西班牙Puertollano IGCC电站中的Prenflo炉第2级对流冷却器螺旋盘管共6层,上下共分3组,热煤气经过第2级冷却器后,一般被冷却到250 ℃左右,同时也能产生饱和蒸汽。
(3)除尘和飞灰再循环系统。冷却后的粗煤气经一级干式除尘器(陶资过滤器或旋风分离器使大部分飞灰被收集,经锁斗,用N2送回气化炉,以提高碳的转化率。粗煤气再经一级水洗涤器使煤气中的灰尘含量小于1 mg/m3,然后进入脱硫系统。
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