鲁奇加压气化炉炉型构造及工艺流程

第四节    鲁奇加压气化炉炉型构造及工艺流程
4.第三代加压气化炉
第三代加压气化炉是在第二代炉型上的改进,其型号为Mark-Ⅲ,是目前世界上使用最为广泛的一种炉型。其内径为Ф3.8m,外径Ф4.128m,炉体高为12.5m,气化炉操作压力为3.05Mpa。该炉生产能力高,炉内设有搅拌装置,可气化强黏结性烟煤外的大部分煤种。第三代加压气化炉如图4-3-21所示。
图4-3-21  第三代加压气化炉
为了气化有一定黏结性的煤种,第三代气化炉在炉内上部设置了布煤器与搅拌器,它们安装在同一空心转轴上,其转速根据气化用煤的黏结性及气化炉生产负荷来调整,一般为10~20r/h,从煤锁加入的煤通过布煤器上的两个布煤孔进入炉膛内,平均每转布煤15~20mm厚,从煤锁下料口到煤锁之间的空间,约能储存0.5h气化炉用煤量,以缓冲煤锁在间歇充、泄压加煤过程中的气化炉连续供煤。
可控硅触发器
在炉内,搅拌器安装在布煤器的下面,其搅拌桨叶一般设有上、下两片桨叶。桨叶深入到煤层里的位置与煤的结焦性能有关,其位置深入到气化炉的干馏层,以破除干馏层形成的焦块。桨叶的材质采用耐热钢,其表面堆焊硬质合金,以提高桨叶的耐磨性能。桨叶和搅拌器、布煤器都为壳体结构,外供锅炉给水通过搅拌器、布煤器,最后从空心轴内中心管,首先进入搅拌器最下底的桨叶进行冷却,然后再依次通过冷却上桨叶、布煤器,最后从空心轴与中心管间的空间返回夹套形成水循环。该锅炉水的冷却循环对布煤搅拌器的正常运行非常重要。因为搅拌桨叶处于高温区工作,水的冷却循环不正常将会使搅拌器及桨叶超温烧坏造成漏水,从而造成气化炉运行中断。
铸造工艺流程
该炉型也可用于气化不黏结性煤种。此时,不安装布煤搅拌器,整个气化炉上部传动机构取消,只保留煤锁下料口到炉膛的储煤空间,结构简单。
srvcc炉篦分为五层,从下到上逐层叠合固定在底座上,顶盖呈锥形,炉篦材质选用耐热、耐磨的铬锰合金钢铸造。最底层炉炉篦的下面设有三个灰刮刀安装口,灰刮刀的安装数量由气化原料煤的灰分含量来决定,灰分含量较少时安装1~2把刮刀,灰分含量较高时安装3把刮刀。支承炉篦的止推轴承体上开有注油孔,由外部高压注油泵通过油管注入止推轴承面进行润滑。该润滑油为耐高温的过热缸油。炉篦的传动采用液压电动机(采用变频电动机)传动。液压传动具有调速方便,结构简单,工作平稳等优点。但为液压传动提供动力的液压泵系统设备较多,故障点增多,由于气化炉直径较大。为使炉篦受力均匀,采用两台电动机对称布置。
在该炉型中,煤锁与灰锁的上、下锥形阀都有了较大的进步,采用硬质合金密封面,使煤、灰锁的运行时间延长,故障率减少。南非sasol公司在煤灰锁上、下锥阀的密封面采用了碳化硅粉末合金技术,使锥形阀的使用寿命延长到18个月以上。
5.第四代加压气化炉
第四代加压气化炉是在第三代的基础上加大了气化炉的直径(达Ф5m),使单炉生产能力大为提高,其单炉产粗煤气量可达7500m3服装人台(标)/h(干气)以上。目前该炉型仅在南非sasol公司投入运行。
6.鲁奇液态排渣气化炉
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鲁奇液态气化炉是传统固态排渣气化炉的进一部发展,其特点是气化温度高,气化后灰渣呈溶融态排出,因而使气化炉的热效率与单炉的生产能力提高,煤气的成本降低。液态排渣鲁奇炉如图4-3-22所示。
图4-3-22    大型液态排渣实验炉
该炉气化压力为2.0~3.0Mpa,气化炉上部设有布煤搅拌器,可气化加强黏结性的烟煤。气化剂(水蒸汽+氧气)由气化炉下部喷嘴喷入,气化时,灰渣在高于煤灰熔点(T2)温度下呈熔融状态排出,熔渣快速通过气化炉底部出渣口流入急冷器,在此被水急冷而成固态炉渣,然后通过灰锁排出。
紫铜电极
液态排渣气化炉有以下特点:
(1)由于液态排渣气化剂的汽氧比远低于固态排渣,所以气化层的反应温度高,碳的转化率增大,煤气中的可燃成分增加,气化效率高,煤气中的CO含量较高,有利于生成合成气。
(2)水蒸汽耗量大为降低,且配入的水蒸汽仅满足于气化反应,蒸汽分解率高,煤气中的剩余水蒸汽很少,故而产生的废水远小于固态排渣。
(3)气化强度大,由于液态排渣气化煤气中的水蒸汽量很少,气化单位质量的煤所生成的湿粗煤气体积远小于固态排渣,因而煤气气流速度低,带出物减少,因此在相同带出物条件下,液态排渣气化强度可以有较大的提高。
(4)液态排渣的氧气消耗较固态排渣要高,生成煤气中的甲烷含量少,不利于生成城市煤气,但有利于生成化工原料气。
(5)液态排渣气化炉体材料在高温下的耐磨、耐腐蚀性能要求高。在高温、高压下如何有效的控制熔渣的排出等问题是液态排渣的技术关键,尚需要进一步研究。

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