二、常压气流床粉煤气化(K-T炉)
K-T法是柯柏斯托切克(Koppers—Totzek)的简称,1936年由德国柯柏斯(Koppers)公司的托切克(Totzek)工程师提出了常压粉煤部分氧化的原理并进行了初步试验,因而取名为柯柏斯-托切克(Koppers-Totzek)炉,简称K-T炉。
1948年由联邦德国Koppers 公司、美国Koppers公司和美国矿务局共同在美国密苏里州进行中试,中试规模为36t/d 干煤粉,用以生产“费-托”合成气。
第一台工业化装置于1952年建于芬兰,以后在西班牙、日本、比利时、葡萄牙、希腊、埃及、泰国、前民主德国、土耳其、赞比亚、南非、印度、波兰等17个国家20家工厂先后建设了77台炉子,主要用于生产合成氨和燃料气。
经过工业化验证,是一种十分成熟常压粉煤气化制合成气的气化技术。
1、K-T炉
气化炉有双头和四头两种结构。
双头K-T气化炉如图4-42所示。
炉身是一圆筒体,用锅炉钢板焊成双壁外壳,通常衬有耐火材料。
在内外壳的环隙间产生的低压蒸汽,同时把内壁冷到灰熔点以下,使内壁挂渣而起到一定的保护作用。
粉煤、氧气、蒸汽在炉头进行燃烧反应,火焰中心温度高达2000℃,在炉上部出口处约1400~1600℃,约有50%至60%的液态渣被气流带出,在缓慢冷却过程中,灰渣会黏附于废热锅炉表面,甚至结成大块渣瘤,破坏炉子的正常操作。
为避免炉出口或废热锅炉结渣,必须在高温煤气中喷水,使气流温度在瞬间降至灰的软化温度(ST)以下,并使液渣固化以防粘壁。
在高温气化环境条件下,炉子的防护除了用挂渣来起一定的作用外,更重要的是耐火材料的选择。
最初采用硅砖砌筑,经常发生故障,后改用含铬的混凝土。
后来用的加压喷涂含铬耐火喷涂材料,涂层厚达70mm,寿命可达3~5年。
采用以氧化铝为主体的塑性捣实材料,效果也较好。
图4-42 K-T气化炉。