8.5 E-gas煤气化工艺特点
8.5.1 技术优势及特点
(1)连续排渣技术 E-gas采用一种专有设备实现了连续排渣,该设备是一个类似管件的设施结合气化炉底部的结构,共同实现连续排渣由于不设排渣锁斗系统,施工费用降低。
(2)分级多喷嘴水煤浆进料方式 多喷嘴的进料方式减小了单台气化喷嘴的负荷,有利于装置大型化和延长喷嘴使用寿命。二段喷嘴喷入的煤浆可利用一级气化产生的高温合成气实现煤炭的气化,降低氧气消耗,增加合成气热值,提高气化单元整体效率。
(3)飞灰循环技术 合成气中含碳量较高的飞灰采用金属烛式滤芯过滤器进行过滤,分离下来后飞灰通过专门设计的文丘里式喷嘴送回气化炉水平段气化室。气化装置基本没有飞灰排放,降低了洗涤塔黑水的处理难度。
(4)专有的渣/碳分离技术 E-gas技术对排出渣水的粗渣和细渣进行粗略分离、回收一部分渣中的碳,随黑水送回制浆设施,重新参与气化反应。提高碳转化率,尤其是对石油焦这种碳转化率较低的原料有较好的效果。
(5)热量利用较好 使用多级热回收设备,如废热锅炉、蒸汽过热器、节热器等,高、中、低温的热量都可得到回收,大大提高了总热利用效率。同时进入气化炉的水煤浆原料在预热器中经过低压蒸汽加热后送入喷嘴,可提高气化炉的热量利用率,降低氧气消耗。
(6)甲烷含量可调节 合成气中的甲烷含量比同类水煤浆技术要高,最高可达5%,通过调整一二段水煤浆的进料比例,可以降低到1%左右,适用于IGCC及合成天然气等,也可考虑用于其他化工产品。
8.5.2 技术劣势[1]
①E-gas气化炉采用独特的十字结构,在提高操作压力时,十字结构连接部分强度设计要更慎重,制造难度也增大。
②由于一段气化炉采用卧式布置,灰渣易在下部炉壁沉积,造成炉壁的侵蚀较为严重,且一段气化炉长度较短,两端喷嘴射流形成的燃烧火炬会冲刷侵蚀卧式炉上侧炉壁,尤其是高温高速的烟气,经过卧式炉与立式炉相交的喉部时,对这个部位的冲刷更为严重。
③由于磨损及腐蚀等因素 耐火砖寿命较短,一段反应器向火面局部耐火砖每0.5~1a修补或更换一次。为保证耐火砖寿命,气化区温度不宜过高,这对煤种的选用范围有一定局限性。
④气化的废锅和相关设备上的灰沉积是操作中最大的问题。由于E-gas采用火管锅炉结构,管内灰的堆积导致管道堵塞。一些管道堵塞后,带灰的合成气在剩余的管道中速度变大,产生腐蚀。同时合成气冷却器每3个月需停车清洗循环一次,2010年年底新设计了合成气冷却器,其长周期运行还有待于进一步验证和考察。