1462014年第37卷破在于采用了灰熔聚排渣技術(shù)。所謂灰熔聚指的980%左右，并通過(guò)高循環(huán)比來(lái)提高整體碳轉(zhuǎn)化是在爐底中心有一個(gè)氧氣或空氣人口，該處由于率。合成氣離開TRIG氣化爐后,通過(guò)專門設(shè)計(jì)的氧氣或空氣的進(jìn)入,形成局部的高溫區(qū),在這里灰高壓蒸汽余熱鍋爐和高壓蒸汽過(guò)熱器進(jìn)行余熱回渣中未反應(yīng)的碳進(jìn)一步反應(yīng), 煤灰則在高溫下開收 ,冷卻至約370C,然后進(jìn)人KBR專有的顆粒物始軟化且相互粘結(jié)在一起，當(dāng)熔渣的黏度和重量控制裝置(PCD),脫除合成氣內(nèi)剩余的顆粒物。達(dá)到一.定的程度時(shí)灰球就會(huì)克服氣流的阻力落人爐底,借助重量差異與半焦分離,極大地降低了排2氣化原料的屬 性對(duì)氣化技術(shù)的影響灰的碳含量,大幅提高了碳轉(zhuǎn)化率,拓展了流化床在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，原料屬性的確定是非常的煤種適應(yīng)性，是循環(huán)流化床氣化技術(shù)發(fā)展史上重要的-一個(gè)環(huán)節(jié),它決定了整個(gè)工程的工藝路線。的重要里程碑,灰熔聚技術(shù)使循環(huán)流化床氣化爐對(duì)于煤化工項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，煤的種類跟各項(xiàng)屬性是決的碳轉(zhuǎn)化率提高到96%~98%。定項(xiàng)目各項(xiàng)性能和消耗的基礎(chǔ)，決定了氣化技術(shù)的選擇,也是經(jīng)濟(jì)型評(píng)價(jià)的一一個(gè)重要因素。旋風(fēng)分當(dāng)8- ]A余熱鍋爐煤作為一種復(fù)雜的固體混合物，其組成和性圖氣質(zhì)均非常復(fù)雜。煤氣化相關(guān)的性質(zhì)主要有煤的組緩沖斗氣化爐鍋爐給水成、發(fā)熱量、反應(yīng)活性、灰熔點(diǎn)、灰分組成、鹵族元N:/CO2-t合成氣:鎖斗↓素和堿金屬含量、熱穩(wěn)定性、渣的黏溫特性、成漿氣化劑N:/CO-高效旋風(fēng)布袋除塵器/性、焦渣特征、可磨指數(shù)等。各種氣化技術(shù)所能適輸煤斗Y .陶瓷過(guò)濾器應(yīng)的煤的性質(zhì)范圍不同，不存在一種氣化技術(shù)可門實(shí)冷器 分離器領(lǐng)斗Q鎖斗以適用于所有煤種，需要通過(guò)分析煤質(zhì)對(duì)氣化技術(shù)的影響來(lái)確定適用的煤種。灰倉(cāng)口凸|輸領(lǐng)斗.輪安只館粉斗2.1煤種分類及工業(yè)分析和元素分析圖1 U-Gas氣化工藝流程21從大類上說(shuō),煤分褐煤、次煙煤、煙煤和無(wú)煙1.2 TRIG輸運(yùn)床氣化技術(shù)煤,顯然,如此簡(jiǎn)單的劃分只能籠統(tǒng)的來(lái)區(qū)分所適TRIG輸運(yùn)床氣化技術(shù)(也稱之為KBR提升管用的氣化技術(shù)。流化床氣化技術(shù)通常適合反應(yīng)活氣化技術(shù),見(jiàn)圖2)是一種先進(jìn)的循環(huán)流化床氣化性高,年輕的褐煤或者次煙煤;質(zhì)量好,熱值高的技術(shù),其機(jī)械設(shè)計(jì)和操作是基于KBR的流化催化煙煤和無(wú)煙煤,往往作為動(dòng)力煤,國(guó)家規(guī)定不提倡裂化(FCC)技術(shù),已有60多年的成功商業(yè)運(yùn)行經(jīng)作為氣化技術(shù)用煤;內(nèi)水含量較少的煙煤,如果成驗(yàn).TRIC氣化技術(shù)與傳統(tǒng)的循環(huán)流化床相比,其漿性能高,往往是水煤漿氣化的首選。固體循環(huán)速率和氣體速度要快很多，提升管密度由于煤的復(fù)雜性和多樣性，對(duì)于原料煤樣的要高很多。因此具有較高的生產(chǎn)能力和碳轉(zhuǎn)化率、定量分析是非常必要的，這就需要進(jìn)行煤的工業(yè)混合均勻、傳熱和傳質(zhì)速率較高3。分析和元素分析。工業(yè)分析主要用以劃分煤種,其合成氣結(jié)果對(duì)應(yīng)的是工廠操作和經(jīng)濟(jì)性能等宏觀指標(biāo),旋風(fēng)分離器力旋風(fēng)分離器而元素分析的結(jié)果針對(duì)的是物料平衡的基礎(chǔ)。對(duì)于所有氣化技術(shù)來(lái)說(shuō)進(jìn)料煤水分和灰分過(guò)高都會(huì)降低氣化效率，但由于流化床氣化技術(shù)的操作溫上升管度相對(duì)較低，進(jìn)料水分只要滿足物料輸送要求即煤一料封立管可,進(jìn)料灰分含量要求也較低。混合區(qū)因?yàn)楣I(yè)分析和元素分析是大家熟知的基本氧氣/空氣/燕汽一料腿分析項(xiàng)目,在此就不展開討論,下面將由此展開針粗灰L氧氣/空氣對(duì)性的討論煤的其他屬性對(duì)流化床氣化技術(shù)的影圖2 TRIC 氣化爐3]響。通過(guò)控制人爐氧氣和蒸汽的流量，可以有效2.2 煤半焦的CO2反應(yīng)活性分析的限制碳在氣化爐內(nèi)的燃燒，將反應(yīng)溫度控制在煤半焦的CO2反應(yīng)活性分析是反應(yīng)煤活性的第3期郭森榮.流化床氣化技術(shù)對(duì)煤質(zhì)的要求147- -個(gè)重要參數(shù)，是流化床氣化必需的一個(gè)分析報(bào)沒(méi)有足夠?qū)挼臏囟炔僮鞣秶?，基本無(wú)法保證裝置告.CO2反應(yīng)活性需要參照CB/T 220- 2001《煤對(duì)的穩(wěn)定長(zhǎng)期運(yùn)行,稍有不慎就會(huì)超溫,影響爐內(nèi)流二氧化碳化學(xué)反應(yīng)性的測(cè)定方法》進(jìn)行測(cè)定,反應(yīng)化,造成結(jié)渣、堵渣,迫使氣化爐停車?；钚詼y(cè)量的不僅僅是點(diǎn),而是各個(gè)點(diǎn)組成的曲線，上海焦化廠20世紀(jì)90年代引進(jìn)的U_ -Gas氣它模擬了氣化反應(yīng)中,CO2還原成co有效氣體的化裝置,之所以沒(méi)有取得預(yù)計(jì)的成功,個(gè)人認(rèn)為灰環(huán)境，反映了氣化反應(yīng)過(guò)程中半焦中的碳在不同熔聚的操作窗口窄，適用煤種少是其中一個(gè)重要溫度下,將CO2還原成CO有效氣體的能力。因素，所以后來(lái)的美國(guó)SES綜合能源系統(tǒng)有限公流化床氣化爐的反應(yīng)溫度一般低于灰熔點(diǎn)司在山東棗莊的氣化示范工廠^采取的操作模式,100~150C,這就要求煤半焦的CO2反應(yīng)活性必須徹底摒棄了灰熔聚的操作，操作溫度維持在初始足夠好,否則造成碳轉(zhuǎn)化率偏低,氣化性能很差,變性溫度以下100~150C，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行穩(wěn)定,且排渣各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也不好。因此，如果要選用流化床氣殘?zhí)己恳膊桓?。頂部飛灰由于旋風(fēng)系統(tǒng)的效率化技術(shù),褐煤和反應(yīng)活性高的次煙煤是首選原料。以及飛灰循環(huán)再氣化位置的選擇問(wèn)題,殘?zhí)己?.3灰熔點(diǎn)和灰分組分分析偏高,但飛灰會(huì)進(jìn)行收集并返回氣化系統(tǒng),使得整灰熔點(diǎn)的測(cè)定即煤灰的熔融性,在國(guó)內(nèi),習(xí)慣體的碳轉(zhuǎn)化率不低。上用4個(gè)溫度來(lái)衡量,即煤灰的初始變性溫度、軟2.4灰分中 鹵族元素和堿金屬化溫度、半球溫度，流動(dòng)溫度。煤種的鹵族元素主要為Cl和F，堿金屬主要煤的灰熔點(diǎn)一-般是指流動(dòng)溫度，它的高低與為Na和K,氣化爐爐體金屬材料的選擇,及其下灰的化學(xué)組成密切相關(guān)。-般情況，灰分中氧化游的管線和設(shè)備的材質(zhì)選擇須考慮Cl和F的腐鐵、氧化鈣、氧化鎂的含量越多,灰熔點(diǎn)越低;氧化蝕,特別是氣化爐下游的設(shè)備和黑水管線,以及其硅、氧化鋁含量越高,灰熔點(diǎn)愈高。但灰分不是以他高溫、含高濃度鹵族介質(zhì)、呈酸性的介質(zhì)管線，單獨(dú)的物理混合形式存在，而是結(jié)晶成不同結(jié)構(gòu)這部分管線可能需要選擇耐氯離子的雙相鋼材的混合物,結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同灰熔點(diǎn)差異很大,不能以質(zhì),但這會(huì)大大增加設(shè)備和管道投資。此作為唯一的判別標(biāo)準(zhǔn)。通常采用酸堿比來(lái)粗略實(shí)際上在煤組分中特定組分,比如氯離子、堿判斷煤種灰分熔融的難易程度4:酸堿比=(SiO2+金屬離子對(duì)氣化爐的運(yùn)行以及氣化爐設(shè)備的腐Al2O3)/ (Fe203+CaO+MgO)。蝕,在國(guó)外已經(jīng)非常深人的進(jìn)行了基礎(chǔ)研究,只是灰熔點(diǎn)將決定氣化爐操作的氣化溫度的選國(guó)內(nèi)在引進(jìn)技術(shù)的同時(shí),很難將這些理論研究的取,現(xiàn)代TRIC輸運(yùn)床氣化技術(shù),由于采取干法排內(nèi)容一并引進(jìn)，德士古在20世紀(jì)80- -90 年代就渣,操作溫度必須選在初始變形溫度之下，是其溫在工業(yè)化裝置中研究了氣化過(guò)程中的堿金屬和氯度操作上限,同時(shí)結(jié)合前面所說(shuō)的CO2反應(yīng)曲線,離子的腐蝕問(wèn)題，例如德士古氣化爐爐壁都會(huì)堆選擇合適的下限溫度，以保證氣化的性能和原料焊合金或者高鎳合金。國(guó)內(nèi)的多噴嘴對(duì)置式氣化的轉(zhuǎn)化效率，操作下限和上限的空間即為流化床.爐,在制造過(guò)程中,某些關(guān)鍵部位也都堆焊了高鎳運(yùn)行的溫度空間。由此可見(jiàn),流化床氣化技術(shù)要求合金。煤種的初始變形溫度不能太低，-般情況下高于對(duì)于流化床氣化爐而言,也會(huì)面臨相同問(wèn)題,1000%,否則氣化爐運(yùn)行溫度過(guò)低,會(huì)影響氣化效需要在設(shè)計(jì)中注意鹵族元素的含量。率,同時(shí)使合成氣中焦油、酚類含量增加。2.4.1鹵族元素和堿金屬對(duì)流化床氣化技術(shù)的影這里需要特別提一下灰熔聚氣化技術(shù),灰熔聚屬于流化床氣化技術(shù)，但是其灰熔聚和半焦循雖然堿金屬均能夠降低氣化反應(yīng)過(guò)程的活化環(huán)再氣化技術(shù)使得其氣化性能遠(yuǎn)高于普通流化床能,對(duì)煤氣化起到催化作用,提高低溫下煤的反應(yīng)技術(shù),也正是其灰熔聚技術(shù)的運(yùn)用,大大限制了其速率[5]。但流化床氣化技術(shù),包括灰熔聚U-Cas以操作范圍,在工業(yè)生產(chǎn)操作中,如果要實(shí)現(xiàn)灰熔聚及TRIC輸運(yùn)床氣化技術(shù),對(duì)灰分中堿金屬的含量操作，操作溫度必須控制在初始變形溫度和軟化是有限制的。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),堿金屬氧溫度之間，這就要求煤種的初始變形溫度和軟化化物和鹽類在高溫條件下可與SiO2發(fā)生反應(yīng),生溫度的差距足夠大,對(duì)煤種的要求非?？量?否則成低灰熔點(diǎn)的硅酸鹽等共熔體，在灰顆粒表面生148大龜職2014年第37卷成熔融狀態(tài)層,并不斷吸附其他灰顆粒，進(jìn)而發(fā)生建立了工業(yè)示范裝置。通過(guò)分析氣化原料的關(guān)鍵團(tuán)聚,破壞流化床內(nèi)的流化狀態(tài)和溫度分布,很容屬性對(duì)流化床氣化技術(shù)的影響,得出以下結(jié)論:流易產(chǎn)生局部高溫和結(jié)渣,導(dǎo)致氣化爐停車。因此大化床氣化技術(shù)對(duì)原料中的水分和灰分含量要求不多數(shù)專利商出于安全和穩(wěn)定運(yùn)行的考慮，將堿金高,可氣化高灰、高水的劣質(zhì)煤;要求煤半焦的CO2屬的含量定在2%以下,高于2%的情況,需要進(jìn)行反應(yīng)性高,灰熔點(diǎn)高于1000C,反應(yīng)溫度操作范評(píng)估和試驗(yàn)(67]。圍盡量大;原料中的鹵族元素含量盡量低;堿金屬堿金屬會(huì)導(dǎo)致流化床內(nèi)床料的流化灰熔點(diǎn)大含量低于2%。幅度降低，遠(yuǎn)低于實(shí)驗(yàn)室通常所使用的灰錐法和當(dāng)然，本文只是從煤種適應(yīng)性角度對(duì)流化床馬弗爐所測(cè)得的灰熔點(diǎn)，因?yàn)檫@種方法測(cè)得是靜氣化技術(shù)進(jìn)行了分析,在煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)確認(rèn)后,還態(tài)的灰熔點(diǎn),而不是流化態(tài)灰熔點(diǎn),美國(guó)CTI氣體需要根據(jù)產(chǎn)品情況，對(duì)各種氣化技術(shù)進(jìn)行方案對(duì)技術(shù)研究院自己開發(fā)了一套可以測(cè)量流化態(tài)灰熔比,才能確定最終氣化技術(shù)的選擇。點(diǎn)的裝置,最初這套裝置就是專門為U-Gas研發(fā)參考文獻(xiàn)服務(wù)的，這足以可見(jiàn),引進(jìn)吸收國(guó)外技術(shù)的同時(shí),[1]亢萬(wàn)忠. 當(dāng)前煤氣化技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[].大氦肥,2012,對(duì)基礎(chǔ)研究的補(bǔ)課是非常重要的。35<(1):1-6.2.4.2鹵族元素和堿金屬對(duì)廢熱鍋爐的影響[2] Darid Mason, Jitendra Patel.Chemistry of Ash Agglomeration InThe U-Gas Process[J]. Fuel Processing Technology, 1980(3):堿金屬元素在低于800C是以固態(tài)NaCl和181-206.KCl的形式存在,而在溫度高于900C時(shí),將以氣[3] Siva Aniyapadi, Philip Shires, Manish Bhargava,et al. KBRS態(tài)NaCl和KCl方式溢出,并隨著合成氣進(jìn)人氣化Transport Gasifier (Trig)-An Adranced Gasifcaion Technolo-爐下游設(shè)備,其主要影響在廢熱鍋爐,如果灰分中g(shù)y for SNG Production From Low Rank Coals[R]. Twenty-fth的堿金屬含量過(guò)高，氣體的堿金屬化合物在廢熱Annual Intemational Pttburgh Coal ConferencePittsburgh,PA. 2008.鍋爐將被降溫固化,大量粘附在換熱管壁上,輕則4] 戴愛(ài)軍.煤灰成分對(duì)灰熔融性影響研究[J].潔凈煤技術(shù)，增加換熱管的污垢系數(shù),造成傳熱效率下降,蒸汽2007 ,13(5):23-26.產(chǎn)量降低,廢熱鍋爐出口溫度超溫,影響裝置的長(zhǎng)5] 衛(wèi)小芳,黃戒介,房倚天,等.堿金屬對(duì)褐煤氣化反應(yīng)性的影周期穩(wěn)定運(yùn)行,比較惡劣的情況,固化下來(lái)的堿金響[J].煤炭轉(zhuǎn)化2007 ,30(4);38-42.屬還會(huì)粘附合成氣中夾帶的粉塵，在換熱管之間6] Davis, BM., 0L Davies, RF Leonard, et aL Casification of Low-Rank Coal at the PSDF[R]. Nineteenth Low Rank Coal Sympo-架橋,堵塞廢熱鍋爐,造成跳車89)。sium. Billings , Montana.2004.至于堿金屬的含量以多少為限，不同的技術(shù)7] Peng W w, Nelson M, Leonard R, et al. High-Sodium Lignite提供商規(guī)定略有不同,2%以下最佳,2%~4%范圍Gasification with the PSDF Transport Gasifier[R]. Twenty-Sec-主要評(píng)估,超過(guò)4%,廢熱鍋爐流程的氣化技術(shù)基ond International Pitsburgh Coal Conference, Pttsburgh, PA.本無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。8] 陳安合,楊學(xué)民,林偉剛.生物質(zhì)熱解和氣化過(guò)程Cl及堿金屬逸出行為的化學(xué)熱力學(xué)平衡分析[J].燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，3結(jié)論與建議2007 ,35(5):539-547.流化床氣化技術(shù)能直接氣化高含水、含灰的9]肖軍,段菁春,王 華,等.低溫?zé)峤馍镔|(zhì)與煤共燃的結(jié)高活性褐煤等劣質(zhì)煤種,近幾年發(fā)展比較迅速,已渣、積灰和磨損特征分析[J].能源工程.2003 ,3(1):9-13.COAL QUALITY REQUIREMENTIN FLUIDIZED BED GASIFICATION TECHNOLOGYGuo Senrong(SINOPEC Engineering Department, Beijing 100728)Abstract :Technical characteristic of fluidized bed gasification was introduced. Coal quality and its im-pact on fluidized bed gasification technology were analyzed from diferent aspects, such as coal casification,(下轉(zhuǎn)第152頁(yè))152大氨配2014年第37 卷層的鋼構(gòu)件,其耐火極限不應(yīng)低于1.5h, 因此結(jié)構(gòu)烈度 區(qū)采用S/RC和S/SRC豎向混合框架支撐結(jié).設(shè)計(jì)時(shí)要求防火材料必須滿足耐火極限的要求。構(gòu)具有最佳的經(jīng)濟(jì)性能及良好的抗震性能;在中石油化工企業(yè)的火災(zāi)多為烴類火災(zāi)，它不同于-一高抗震設(shè)防烈度區(qū)可以采用S/SRC結(jié)構(gòu)和全鋼結(jié)般的建筑火災(zāi)，在10min內(nèi)火焰的溫度就能達(dá)到構(gòu),優(yōu)先采用S/SRC結(jié)構(gòu);在高抗震設(shè)防烈度區(qū)可1000C，因此在選用防火材料時(shí)應(yīng)滿足適合于烴以采用S/SRC結(jié)構(gòu)和全鋼結(jié)構(gòu),優(yōu)先采用全鋼結(jié)類火災(zāi)且耐火極限不應(yīng)低于1.5h 的耐火保護(hù)材料。參考文獻(xiàn).[1]《鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手冊(cè)>編輯委員會(huì)著.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第3版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004:4-6.4結(jié)論[2] CB 50010- -2010.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].粉煤氣化裝置框架的結(jié)構(gòu)選型首先要考慮工[3] JGJ 138- -2001. 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].藝布置、施工可行性、結(jié)構(gòu)安全性及經(jīng)濟(jì)性,達(dá)到[4]呂西林,張 杰鋼和混凝土豎向混合結(jié)構(gòu)阻尼特性研究[J].工藝設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工組織的協(xié)土木工程學(xué)報(bào).2012(3):20-26.調(diào)統(tǒng)一。通過(guò)三種不同材料組合的選型分析,對(duì)比[5] YB 9082- -2006. 鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程[S].[6] CB 50017- -2003.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].了全鋼結(jié)構(gòu)、S/SRC結(jié)構(gòu)以及S/RC結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)[7] GB 50011-2010.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].方案，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用和研究表明在中低抗震設(shè)防[8] CB 50160- -2008. 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火設(shè)計(jì)規(guī)范[S].STRUCTURE MODEL OF PULVERIZED COAL GASIFICATIONFRAMEWORK AND MATERIAL SELECTIONWang Yaodong(SINOPEC Ningbo Engineering Co. ,Ltd. , Ningbo 315103)Abstract:Coal gasification framework is the core architecture in coal gasification plant. This paper de-scribed the structure model in current pulverized coal gasification plant and material selection in real prac-tice, and compared the characteristics ，advantages and disadvantages of three different structure schemes,such as pure steel structure, S/SRC vertical mixed structure, and S/RC vertical mixed structure ，combiningwith engineering experience. Practical cases were used to check the static elastic -plastic property of S/RCstructure. A comprehensive analysis on structure selection helps to find out the model with best economicproperty and good anti-seismic performance.Key words:pulverized coal gasification;plant framework ;structure model selection;material selection(上接第148頁(yè))industrial analysis, reactivity of semi -coke with CO2, content of halides and alkali metal, etc. The resultshows that fluidized bed gasification is suitable for inferior coal with high ash and water content and high ashfusion point. Reactivity of semi -coke with CO2 should be high, ash fusion point should not be too low, andoperation window for reaction temperature should be as large as possible; halides in the raw material shouldbe as low as possible; and alkali metal content should be less than 2%.Key words: fuidized bed gasifcation ;coal quality;U-Gas ;TRIC gasification process歡迎投稿、歡迎訂閱、歡迎刊登廣告!