Сравнение характеристик технологии газификации порошкового угля HT-L с современными передовыми технологиями газификации в мире

Thread Content

I. Технические характеристики устройства для газификации порошкоугля HT-L
Технические характеристики устройства для газификации порошкоугля:
– Подача сухого угольного порошка: частицы размером 20–90 микрометров;
– Транспортировка инертного газа: азот или углекислый газ;
– Камера высокого давления для газификации: давление 2,0–4,0 МПа.
Преимущества:
1. Высокая эффективность газификации при использовании сухого угольного порошка; возможно строгое контролирование содержания воды в подаваемом угольном порошке. По сравнению с влажным способом, 1 кг водно-угольной суспензии позволяет сократить количество испаряющейся воды на 0,35 кг, тем самым экономя около 2600 кДж энергии. Это соответствует 0,113 кг стандартного угля (5500 ккал/кг); это составляет 17% от общего количества угля, используемого в процессе. Газификация порошкового угля по сравнению с газификацией угольной суспензии: эффективность холодного газа повышается на 10%, а потребление кислорода снижается на 15–25%. Показатель эффективного объема производимого газа увеличился на 6%. ⒉Современная и зрелая технология плотного транспорта сухого угольного порошка: скорость подъема частиц — 7–10 м/с, соотношение твердой фазы к газу — 480 кг/м³; объем несущего газа минимален. ⒊Усиленное сгорание повышает скорость образования газа на единицу объема; благодаря высокой интенсивности газификации при той же производительности оборудование имеет меньшие размеры по сравнению с печами под атмосферным давлением, его конструкция более компактная, занимаемая площадь меньше, а эффективность сгорания повышена. Допустимая температура работы камеры газификации: 1400–1900°C. Преимущества: 1. Широкий диапазон совместимости с видами угля; широкий диапазон температур плавления золы угля (1250–1650°C), а также широкий выбор сырья для газификации ； ⒉Высокий уровень преобразования углерода, хорошее качество сырого синтез-газа: значение доли CH4 при преобразовании углерода должно составлять не менее 99,5%; объем полезных газов в выходящем синтез-газе (CO + H2) должен быть не менее 90%, а объем CH4 — не более 130 ППм. ⒊Повышение скорости реакции позволяет сократить время её протекания. Высокая температура и высокое давление также способствуют ускорению реакции. По сравнению с процессом газификации водно-угольной суспензии, легче достичь состояния равновесия. Среднее время пребывания в печи — 10 секунд. ⒋Сгорание сухого угольного порошка в чистом кислороде повышает температуру в центре пламени; температура в центре пламени в коротком горелке составляет: 1800–2150°C. Преимущества комбинированного горелки с одним горелкой сверху: 1. Пламя горения, поток материалов внутри печи и структура камеры горения хорошо соответствуют друг другу; зоны термолиза угольной пыли, зоны горения пламени, зоны выхода дымовых газов, зоны обратного потока дыма и зоны вторичных реакций расположены разумно. Время пребывания реагента соответствует требованиям к процессу газификации. 2) Диапазон регулировки нагрузки при сгорании велик: от 60% до 120%. 3) Конструкция горелки разработана разумно, что обеспечивает хорошие показатели сгорания; кислород, поступающий в центральную часть горелки, полностью смешивается с угольной пылью, что способствует полному сгоранию угольной пыли ； Форма пламени, хорошая стабильность ； ⒋Удобен в установке, настройке и обслуживании. Объединяет в себе устройство для электрического зажигания высокой мощности, горелку для зажигания с использованием сжиженного газа (дизельного топлива) и устройство для контроля горения. Имеет отдельную внешнюю спираль для охлаждения, что облегчает его демонтаж, установку и обслуживание. ⒌Для производства используются современные технологии обработки; ключевые материалы импортируются или производятся в стране из специально разработанных аналогичных материалов. Процессы сварки и сборки выполняются строго в соответствии с установленными стандартами. Для устранения тепловых напряжений применяется целостная термообработка. ⒍Увеличена срок службы горелки: система охлаждения с водяным щитом обеспечивает стабильную и надежную работу горелки в течение длительного времени. Проектная продолжительность службы — 20 лет, периодичность частичного технического обслуживания головки горелки — раз в 6 месяцев. Структура из закрытых катушек с водяным охлаждением и радиационной камеры; срок службы – 20 лет. Преимущества: 1. Равномерное распределение потока воды: конструкция «четыре входа/четыре выхода» обеспечивает равномерное распределение сопротивления потока в трубопроводах. ⒉Контроль уровня испарения воды в котловом контуре, регулировка уровня испарения для поддержания теплового баланса в печи — 6,5%; производительность пара — ~22000 кг/ч (при полной нагрузке). ⒊У спиральных трубопроводов количество сварных соединений мало, а длина одной прямой трубы может достигать 12 м. ⒋Радиальное тепловое расширение катушки составляет 6 мм. Анализ тепловых напряжений в катушке показывает, что её осевое тепловое расширение невелико. ⒌Несколько групп кулерных водяных спиралей облегчают техническое обслуживание и замену спиралей горелок; спирали для отвода шлака получают воду отдельно, что упрощает их регулировку и замену. ⒍ Существует развитая технология производства: специальные спирали изготавливаются путем термической деформации, сварки, сборки и контроля на специализированных производственных линиях. “Структура огнеупорных материалов с функцией самовосстановления: преимущества заключаются в следующем: 1) Структура огнеупорных материалов с функцией самовосстановления позволяет увеличить срок их службы. Вокруг водяных стенок может образоваться стабильный слой твердых отходов толщиной 3–5 мм; этот слой защищает огнеупорные материалы от действия газов и расплавленных отходов, а также от их износа. 2) Водяные стенки снижают скорость разрушения огнеупорных материалов, что позволяет использовать материалы на температуре до 1400°C без снижения их прочности при высоких температурах. 3) Комбинированная структура огнеупорных материалов снижает потери тепла в печи. Внутри печи последовательно находятся жидкие отходы, твердые отходы, огнеупорные материалы на основе SiC, водяные стенки, слой инертного газа, огнеупорные материалы на основе алюминия и внешний теплоизоляционный слой; это снижает потери тепла. 4) Огнеупорные материалы имеют низкую пористость, высокую прочность при высоких температурах и хорошую термостабильность. Максимальный размер частиц таких материалов составляет менее 4 мм; прочность при высоких температурах не менее 85 Н/мм²; постоянное тепловое деформирование не превышает 0,73%. Это обеспечивает эффективную конструкцию огнеупорных материалов. 5) Установка, обслуживание и замена огнеупорных материалов происходит легко, а их цена низкая. Схемы быстрого охлаждения и очистки синтез-газа с использованием водяных бассейнов обладают высокой надежностью: 1) Технология является зрелой и надежной. Структура процесса, разработанная компанией Texaco, соответствует теоретическим расчетам и реальным условиям эксплуатации. ⒉Существуют зрелые проектные результаты и аналитические данные по кольцам быстрого охлаждения, а также долгосрочные исследования их структуры, что позволило разработать уникальную технологию кольцевого быстрого охлаждения. ⒊Эффективность быстрого охлаждения синтез-газа значительно снижается; поддержание толщины жидкостной пленки способствует быстрому охлаждению. ⒋Эффективность удаления шлака и золы высока; соотношение воды и газа способствует более эффективному удалению твердых частиц из синтез-газа по сравнению с методами охлаждения газа с помощью распыления или газов. Насыщенная вода, образующаяся в синтез-газе, может быть использована непосредственно в процессе преобразования. Преимущества: 1) Эффективность использования холодного газа и тепловая эффективность выше, чем при использовании влажного метода; контроль содержания воды в угольной пыли позволяет снизить энергопотребление. Эффективность использования холодного газа на 10% выше, чем при влажном методе, а тепловая эффективность — на 6%. 2) При газификации при высоких температурах коэффициент преобразования угля превышает 99,5%, что на 1% больше, чем при влажном методе; это также способствует снижению количества отходов. 3) Горение при использовании чистого кислорода позволяет снизить потери воздуха при дымоудалении; тепловая эффективность при нормальных условиях работы не менее 95%. 4) Охлаждающая вода из кулеров используется для получения среднего давления пара; это позволяет восстановить 3–5% тепла, выделяющегося в процессе сгорания. 5) Контроль количества N2, поступающего в печь, позволяет снизить выбросы NOx. Соотношение твердых частиц к газу составляет 12:1, что означает меньшее количество носителя газа. 6) В сточных водах содержится очень мало вредных веществ; после биологической обработки их можно сразу сбрасывать ； Остатки твердых веществ полностью улавливаются; их можно использовать в качестве строительного материала или закопать, при этом они не вызывают никакого загрязнения окружающей среды. Преимущества: длительный срок непрерывной работы и высокая способность к регулированию производства: 1) используется зрелый технологический подход, позволяющий полностью использовать существующие технологии угольной химии и проверенные технологии паровых котлов на угольном топливе; процесс производства легко настраивается, что снижает инвестиционные риски и сроки разработки ； ⒉Ключевое оборудование имеет большой опыт применения в промышленности; печи, горелки, водяные теплообменники от производителя Texaco уже производятся в стране и используются в других аналогичных промышленных устройствах. Качество продукции гарантировано. 3) У горелок для сжигания угля более длительный срок службы; условия охлаждения части горелки лучше, чем в печах Texaco. Охлаждающие катушки снижают местную температуру в части горелки, что позволяет увеличить срок службы материалов. 4) Горелки для сжигания угля легко поддаются замене и техническому обслуживанию. 5) Управление печью проще, чем в печах Shell: возможность зажигания отдельных горелок, регулировка нагрузки при сгорании, а также система управления работают лучше, чем в печах с несколькими горелками. 6) Водяные теплообменники увеличивают срок службы огнеупорных материалов; их замена и обслуживание также проще. Технология газификации угля с использованием HT-L имеет преимущества: высокотемпературная газификация, высокая энергоэффективность. Высокий процент преобразования угля (≥99%), высокая эффективность получения холодного газа (≥82%). Доля полезных газов составляет ≥90%. Уголь может быть различного типа; источники топлива могут быть разнообразными, а уголь может поставляться из местных источников ； 􀁺 Система управления обладает высоким уровнем автоматизации и имеет совершенную систему защитных механизмов; хорошие экологические показатели – минимальное количество выбрасываемых вредных веществ; имеются собственные права на интеллектуальную собственность, технология является зрелой и надежной, а основное оборудование производится полностью в стране ； Сравнение характеристик процесса газификации угля с использованием технологии HT-L с современными передовыми технологиями газификации в мире

Параметры сравнения: HT–L, Shell Texaco GSP
Потребление кислорода (Нм3/КНм3): 330–360, 330–360, 410–430, 330–360
Содержание активных газов CO+H2 (%) : 89–91, 89–93, 78–81, 89–91
Степень преобразования угля (%) : >99, >99, >98, >99
Эффективность использования холодного газа (%) : 80–83, 80–83, 71–76, 80–83
Эффективность газификации угля (%) : ~95, 96–86, ~90

Способ транспортировки сырьевого угля: в виде сухого порошка или газа; в виде сухого порошка или газа; в виде водно-угольной смеси, транспортируемой с помощью насосов; в виде сухого порошка или газа.
Срок службы горелки: 10 лет; ремонт части горелки каждые 6 месяцев; 10 лет; ремонт части горелки каждые 1,5 года; ремонт части горелки каждые 1,5 месяца; 10 лет; ремонт части горелки каждые 6 месяцев.

Срок службы водяных охладителей или огнеупорных кирпичей: у водяных охладителей простая конструкция – они имеют форму цилиндрических трубок; система водопровода простая, что облегчает производство; срок службы – более 10 лет; при этом получается среднего давления насыщенный пар. У водяных охладителей сложная структура – они состоят из нескольких вертикальных трубок; система водопровода сложная; материал – сплавная сталь; производство затруднено; срок службы – более 10 лет; при этом получается среднего давления насыщенный пар и перегретый пар. Дорогие огнеупорные кирпичи могут использоваться только в течение одного года; пар не вырабатывается. У водяных охладителей простая конструкция – они имеют форму цилиндрических трубок; система водопровода простая, что облегчает производство; срок службы – более 10 лет; при этом получается только низкого давления пар.

Адаптивность к сырьевому углю: сырьевой уголь может быть любого вида – от бурого угля до антрацита; это позволяет использовать местный уголь в качестве сырья. Сырьевой уголь может быть любого вида – от бурого угля до антрацита; это позволяет использовать местный уголь в качестве сырья. Требования к углю высоки: температура плавления золы должна быть ниже 1250 градусов, уголь должен хорошо смешиваться с водой; это делает невозможным использование местного угля в качестве сырья. Сырьевой уголь может быть любого вида – от бурого угля до антрацита; это позволяет использовать местный уголь в качестве сырья.

Потребление электроэнергии: низкое. Из-за наличия компрессоров для охлаждения и обратного подачи воздуха потребление электроэнергии высокое.