[辅导]水煤浆气化炉剖析
水煤浆常压气化炉分析
水煤浆气化根据气化炉内压力分常压和高压两种气化方法，其中Texaco水煤浆气化技术是开发成功并最早实现工业化生产的第二代煤气化工艺技术，它是一种以水煤浆为进料、氧气为气化剂的加压气流床气化工艺，属于气流床湿法加料、液态排渣的加压煤气化技术。现有资料显示了Texaco水煤浆加压气化的优越性，但并没有否定常压气化的可行性。
高温高压气化的优点:
1、采用高压气化制造合成气，大大减少了气体净化的投资，因此所有现代化的气化方法都在压力下操作。 2、总能耗大大减少。例如，在低于6Mpa的煤加压气化中，甲醇的压缩消耗会从常压气化的700kWh/t降到约100kWh/t，其中氧气压缩所增加的费用仅为100kWh/t，此外氧的增加的费用也可以通过降低氧纯度再进一步减少。
3、大大提高单位体积和单位时间的产品质量，气化炉的容积得到了充分利用。采用高压时，炉内反应物、生成物的浓度都较常压气化提高，从而提高了反应速度。
4、高温下水煤浆的水产生热分解促进气化反应进行。在高温气化中，水煤浆中的水通过热分解被分成氧和氢。这样，一方面可以减少用于自然气化所必需的由外部供给的氧气的数量，另一方面可以得到富氢合成气。
常压气化的优点:
1、投资少，运行、维修成本低。
由于采用常压气化，设备不属于压力容器，减少了设备投入;炉内温度不会太高，因此烧嘴砖和耐火材料的使用寿命延长，维护
费用降低。
2、安全性提高。
由于采用常压，不仅降低了事故的危害性和事故发生的次数，而且对操作人员的业务要求有所降低，便于大范围推广。
3、对环保的促进。
由于现在拥有大量粉煤的企业一般为中小型企业，通过对水煤浆常压气化炉的使用，对粉煤的再利用将有很大的好处，从而减少由于粉煤闲置造成的环境污染和能源浪费。 常压气化存在的问
题
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:
1、反应能否进行问题。
任何反应能够不断进行是因为能达到热量平衡。气化剂采用30%左右的富氧空气及常压操作炉内各物质浓度较低，反应的剧烈程度将远低于Texaco加压气化，因此C+O=CO+Q 和 22C+O=2CO+Q 的反应速度将下降，从而产生的热量减少。2
富氧空气的加入加大了生成物中非可燃气的含量，由煤气带出热量的损失也加大了。
水煤浆中约三分之一的水气化，需吸收大量的热量。
由于存在以上几个方面的热量损失，不仅不利于
C+HO=CO+H-Q 的进行，而且能否维持反应的持续进行将是一22
个很突出的问题。
2、研发的经济性问题。
由于产生热量少和热损失较大，气化炉内能否达到高温，使水产生热分解将成为一个问题。假如水不产生热分解，大量水蒸汽将
随煤气排出炉体并将在管道沉积，不仅造成大量能源浪费，而且单位体积的产气量将减少，设备的利用率降低，装置的热效率大大降低，气化的经济性将受到极大质疑。 3、耐火砖问题。
Texaco气化炉温在1400?左右，就目前掌握的知识和资料无法核算常压气化炉温。假如炉内能产生高温，耐火砖炉衬的价格将提高很多，如采用夹套式，夹套吸热不利于C+HO=CO+H-Q 的22进行。
4、三废问题。
假如常压气化炉温不能达到高温，煤气中的氰化物、酚等有害物质不能发生分解，废水量加大，废水处理将成为一个问题，而且增加了运行成本。
解决问题的方式:
1、通过北京图书馆、网上查询下载各种资料，确定小试的设备尺寸、各种仪
表
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的选用、一般进料比例、可能发生的反应等。
2、根据所掌握知识，初步确定小试
方案
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，通过反复实验，记录检测的相关数据。
3、根据实验数据，推导可能发生的反应，从而对常压水煤浆气化炉进行优化设计。
4、尽可能将实验结果上升到一个理论高度。
周晓岩
2002/12/27
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