10.3　工艺原理及工艺流程

10.3.1　原理

气化炉内部分成两个反应区（见图10-1），下段为第一反应区，在此粉煤（夹带N₂）、O₂和蒸汽进行高温化学反应，产生粗煤气。此后，温度高达1400～1600℃的粗煤气进入气化炉上部二段反应区，在此粉煤与蒸汽（不加氧）利用来自一段的煤气显热进行煤的裂解、挥发物的气化和碳的气化等反应，产生额外的煤气。第二反应区出来的未燃碳经捕集后返回一段煤贮斗返烧。

图10-1　二段式干粉加压气化炉模型图

10.3.2　工艺流程^［5］

气化炉为圆筒形结构，采用水冷壁炉膛，一段炉膛有4个水平布置且对称分布的煤粉喷嘴，二段有2个对称分布的煤粉喷嘴。在气化炉产生的煤气向上流动，从顶部离开气化炉，同时液态熔渣沿着竖直的水冷壁向下流动，从气化炉底部排出，经水激冷后固化且分散成小颗粒，然后流入渣池。部分飞灰夹带在煤气中进入煤气激冷罐，冷壁炉膛安装在气化炉内，水冷壁管被不饱和锅炉水冷却，同时产生中压蒸汽。

目前，两段式干煤粉气化技术有激冷式流程和废锅式流程。在激冷式气化炉中，离开气化炉炉顶的煤气被喷入的激冷水激冷至800℃左右，以固化和冷却融态的灰渣，使其变成非黏性飞灰颗粒。激冷水进口的结构设计要确保物流的彻底混合，并且确保固态飞灰进入内件后不能成为阻塞物，不能聚集并减小煤气流道。经激冷后，煤气送至水洗激冷罐，在此通过鼓泡式水洗除去煤气中的大部分飞灰，并且冷却煤气温度，激冷罐出口煤气温度约207℃进入洗涤塔洗涤后送出界区。图10-2为激冷流程，图10-3为废锅流程。

图10-2　两段式气化激冷流程工艺流程图

图10-3　两段式气化废热锅炉工艺流程图