科技前沿東莞IGCC改造工程中TRIG氣化爐技術(shù)探討李輝(東莞國(guó)能清潔能源工程技術(shù)有限公司，廣東東莞523000)摘要東莞IGCC改造項(xiàng)目的煤氣化裝置是TRIG煤氣化技術(shù)的首個(gè)商業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目。介紹了TRIG煤氣化爐的氣化反應(yīng)、設(shè)備特點(diǎn);分析了TRIG氣化爐的適用性。[關(guān)鍵詞] IGCC改造項(xiàng)目;氣化爐;褐煤;適用性根據(jù)國(guó)家“節(jié)能減排降碳”的戰(zhàn)略要求，東莞天明電力有限公司在尋求潔凈煤發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)上，出資建設(shè)了IGCC改造工程，這是TRIG煤氣化技術(shù)的首個(gè)商業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目。TRIG 氣化爐工藝氣化爐的氣化反應(yīng)主要發(fā)生在下混合區(qū)、上混合區(qū)、 上升管(圖1)。煤氣化科學(xué)遠(yuǎn)落后煤氣化工藝，下述氣化反應(yīng)機(jī)理的探討有待發(fā)展。防育蝕品1.1下混合區(qū)下混合區(qū)的主要功能是提供足夠的氣化爐容積，讓空氣和蒸汽混合并擴(kuò)散于流化床里的煤炭顆粒當(dāng)中。圖2在下混合區(qū)里的主要反應(yīng)是燃燒反應(yīng): C+O2=CO2 (1)。 燃燒的.TRIG 氣化爐設(shè)備反應(yīng)熱用于加熱空氣水和二氧化碳，使其在到達(dá)氣化爐J形腿入口前氣化爐的殼體為碳鋼，襯里為耐火材料圖2)。內(nèi)層襯里與循環(huán)就達(dá)到980°C左右。下混合區(qū)也可發(fā)生: C+1/202=CO (2) 和C+顆粒和轉(zhuǎn)化氣接觸，是耐磨防腐蝕層;隔熱層在防腐蝕層和殼體之間,COz=2CO (3)。 在氣化褐煤時(shí)，因?yàn)檠h(huán)顆粒中的含碳量低，反應(yīng)防止金屬殼體過熱。氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無內(nèi)部件、移動(dòng)件和膨脹節(jié)，有(2)和(3) 很少發(fā)生于下混合區(qū)。效的節(jié)省了設(shè)備投資費(fèi)用。TRIG煤氣化氣化爐外形結(jié)構(gòu)不規(guī)則，斜接12.上混合區(qū)上混合區(qū)的主要功能是提供足夠的空間讓新鮮空氣和煤與循環(huán)顆管數(shù)量多，0徑大、壁厚大，偏心斜交，凈重達(dá)1000多噸。如果整體制造，則存在運(yùn)輸、安裝等困難，因此將氣化爐分成13段組進(jìn)行制造，?；旌喜⒈患訜岬焦ぷ鳒囟?。在上混合區(qū)中，反應(yīng)(1) 到(3) 均會(huì)發(fā)生。煤粒迅速加熱，煤中在安裝現(xiàn)場(chǎng)將13段進(jìn)行閉環(huán)焊接安裝。因?yàn)橥庑蔚奶攸c(diǎn)，整個(gè)氣化爐的水分迅速蒸發(fā)，大部分煤粉在噴入氣化爐后立即完成揮發(fā)反應(yīng)。由于共有9處支撐:其中1處為固定支撐，1處為可滑動(dòng)支撐，2處為彈簧顆粒循環(huán)通過上混合區(qū)的速率高，加熱幾乎是瞬間的。加熱各種流體的支撐，其他5處為導(dǎo)向支架。3 TRIG氣化爐適用性熱源是循環(huán)顆粒的顯熱和空氣與再循環(huán)至混合區(qū)的炭之間的反應(yīng)放熱的氣化技術(shù)的選擇應(yīng)因煤制宜。一種氣化方式只 適用某種特定的煤，總和。某-種煤也只能采用特定的氣化方式。13上升管圖3是KBR試驗(yàn)裝置針對(duì)次煙煤、煙煤和褐煤等煤種進(jìn)行氣化的上升管的主要功能是提供氣化重整變換反應(yīng)和滯留的時(shí)間。在上升管里進(jìn)行煤揮發(fā)物(DPS) 的熱的和化學(xué)的重整變換: DPS碳轉(zhuǎn)化率對(duì)比?？梢钥闯觯琓RIG 氣化褐煤的碳轉(zhuǎn)化率可高達(dá)98% ~+H20+CO2+熱- +CO+H2+CH4 (4) 和決定轉(zhuǎn)化會(huì)氣組分的反應(yīng)CO+99%，說明TRIG氣化工藝非常適合氣化褐煤等低階煤種。圖3 TRIG 氣化碳轉(zhuǎn)化率H2O=CO2+H2 (5)。 其它反應(yīng)也會(huì)出現(xiàn)，如蒸汽氣化反應(yīng)C+H2O=CO+H2 (6)。 (6) 和(3) 大大增進(jìn)轉(zhuǎn)化氣中的CO和H2的產(chǎn)量和濃伊劉者貴用抗化3州粉河五地福爾阿克自曰喝煤度，因此這些反應(yīng)能影響(5) 的反應(yīng)平衡。(3) 和(6) 都隨運(yùn)行溫度氣氧上升而增加，且都產(chǎn)生CO,轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡常數(shù)也隨氣化爐溫度增加而減小，所以氣化爐溫度上升必定提高碳轉(zhuǎn)化率和轉(zhuǎn)化氣中的co濃度。褐煤，具有高水分的特點(diǎn)。采用氣流床氣化，干燥水分制成煤粉，或制成低濃度的水煤漿，經(jīng)濟(jì)成本很高。采用TRIG氣化,原料煤的加工只需進(jìn)行少量的干燥、破碎和篩分，比氣流床節(jié)省能耗。TRIG氣化的CO+H/kNm2的氧耗相對(duì)低，即可減少空分的投資，也可減少制氧能耗和冷卻水耗量。TRIG氣化有空氣、純氧兩種方式，增大了投資選擇性。4結(jié)語我國(guó)資源缺油少氣富煤，褐煤等低階煤種約占煤炭?jī)?chǔ)量的13%。上升管TRIG氣化技術(shù)是-種特別適合褐煤的煤氣化工藝,具有廣闊的應(yīng)用前景。東莞IGCC改造工程選用TRIG氣化技術(shù)，集中體現(xiàn)能源的潔凈利用，有望成為電力等行業(yè)走新型工業(yè)化道路的有效模式。上混合區(qū)參考文獻(xiàn)][1] 游偉，趙濤，夏吳KBR傳輸集成式氣化技術(shù)綜述化肥設(shè)計(jì),2012.下禁臺(tái)區(qū)[2]林靜,姜華,郭廣中國(guó)煤化工術(shù)的設(shè)備布置特點(diǎn)及其與Shell煤氣化(3]五環(huán)設(shè)計(jì)院，東CHCNMHG程初步設(shè)計(jì).[4]KBR專有技術(shù)圖1TECHNOLOGT wiND 39