1 殼牌(SHELL)氣化爐燃燒原理
殼牌煤氣化工藝Shell Coal Gasification Process (SCGP)屬于當前先進的第二代煤氣化工藝,具有碳轉(zhuǎn)化率高,對原煤要求低適用與絕大部分煤種。具體燃燒原理如下:
來自粉煤給料倉的粉煤,用高壓氮氣或二氧化碳送至煤氣化燒嘴。同時,來自空分的加壓氧氣經(jīng)預熱后也進入氣化燒嘴。
SCGP工藝采用了有多個燃燒器的水冷卻膜壁的氣化,可以用下列總反應說明SCGP中的簡化后的煤(和焦炭)氣化反應:
CH+1/2O2—→CO+1/2H2
其中,CH是煤的簡化分子式。
這個簡化方程式可以認為是通過二步法實現(xiàn)的,其中第一步的放熱反應釋放的能量用于推動第二步的吸熱反應:
(1)燃料+O2—→CO2+H2O+能量
(2)燃料+CO2+H2O+能量—→CO+H2
然而為了真正的理解氣化過程,應當知道更為基本的氣化方程。為簡便起見,在這些方程中把煤表示為純碳,習慣上負的反應熱將表示生成熱量。對煤而言可以區(qū)分出下列幾個氣化反應:
C+1/2O2—→CO (1) -110MJ/kmoleC
C+H2O←→CO+H2 (2) +131MJ/kmoleC
C+2H2←→CH4 (3) -75MJ/kmoleC
這些反應說明,含碳燃料事實上以三種方式進行氣化,即:(1)部分氧化反應,(2)和水蒸汽的吸熱轉(zhuǎn)化反應和(3)加氫氣化反應。
實際上部分氧化反應必須分為二步....