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        气化评价指标含义及相关性

        时间2016-05-19 20:42:07  来源道博客  作者网络

            为考察气化炉的运行情况相关的科研工作者学者与行业从业人员制定了一系列的气化评价指标这些评价指标单独使用能够在一定程度上?#20174;?#27668;化炉的运行效率然而由于各有侧重无法完全?#20174;?#27668;化炉的?#23548;试?#34892;情况因此在?#23548;?#30340;研究与工业生产中往往采用一系列气化评价指标来检验气化炉的运行效率为了监理全面系统的气化评价指标体系有必要了解各个气化评价指标的含义及其相关性tKi气化网
        各气化评价指标的含义tKi气化网
        从不同的统计目的出发相关的科研工作者与行业从业人员制定了一系列的气化评价指标行业应用比较广泛地气化评价指标及其含义具体统计如下tKi气化网
        一气化能力指标tKi气化网
        1气化强度tKi气化网
        该指标具体含义是单位时间单位气化炉截面积上处理的原料煤质量或产生的煤气量气化强度越大气化炉生产能力越大,由于具体含义有区别采用的单位主要有以消耗的原料煤?#32771;?#20026;Kg/m2•h以产生的煤气?#32771;?#20026;Nm3/m2•h以生产煤气的热值表示为MJ/m2•htKi气化网
        2单炉日投煤量tKi气化网
        该指标具体含义是单位时间内气化炉处理最大量的原料煤质量单炉日投煤量越大气化能力越大与气化强度相比该指标未考虑气化炉截面积因素tKi气化网
        采用的单位主要有国内以消耗的原煤?#32771;?#20026;t/d国外以消耗原料煤的热?#23548;?#20026;MW后者比前者煤?#36136;视?#33539;围更广tKi气化网
        与气化强度相比该指标简单直观应用更加广泛tKi气化网
        3单炉生产能力tKi气化网
        通常采用Nm3/h的单位其具体含义是单位时间内气化炉所产生的干合成气量该指标比?#29616;?#35266;的?#20174;?#20102;气化炉的造气能力即产出能力tKi气化网
        4相互对应关系tKi气化网
        200MW气化炉以标煤计算投煤量为200MW*3600s/4.18J/K/7000*106k/t*24h/d=590t/d为750t/d级气化炉合成气产量为5*104Nm3/h有效期量为4~4.5*104Nm3/htKi气化网
        400MW气化炉以标煤计算投煤量为400MW*3600s/4.18J/K/7000*106k/t*24h/d=1180t/d为1500t/d级气化炉合成气产量为10*104Nm3/h有效期量为8~9*104Nm3/htKi气化网
        800MW气化炉以标煤计算投煤量为800MW*3600s/4.18J/K/7000*106k/t*24h/d=2360t/d为3000t/d级气化炉合成气产量为20*104Nm3/h有效期量为16~18*104Nm3/htKi气化网
        二物料消耗指标tKi气化网
        1比煤耗tKi气化网
        通常采用Kg/KNm3的单位其具体含义是生产1000Nm3有效气所消耗的原料煤质量该数据是统计数据由生产部门根据消耗的原料煤量与所产有效气?#32771;?#31639;所得该数据?#20174;?#20102;气化系统原料煤耗tKi气化网
        固定?#24067;?#27463;式气化技术比煤耗为550~590Kg/KNm3tKi气化网
        鲁奇气化技术比煤耗为700~800Kg/KNm3tKi气化网
        灰熔聚加压气化技术比煤耗为870~1000Kg/KNm3tKi气化网
        粉煤加压气化技术比煤耗为550~650Kg/KNm3tKi气化网
        水煤浆加压气化技术比煤耗为550~650Kg/KNm3tKi气化网
        2比氧耗tKi气化网
        通常采用Nm3/KNm3的单位其具体含义是生产1000Nm3有效气所消耗的氧气体积标准状态下该数据同样属于统计数据由生产部门根据消耗的氧气量与所产有效气?#32771;?#31639;所得该数据?#20174;?#20102;气化系统的氧气消耗tKi气化网
        固定?#24067;?#27463;式气化技术采?#27599;?#27668;进料比氧耗为0Nm3/KNm3tKi气化网
        鲁奇气化技术比氧耗为160~270Nm3/KNm3tKi气化网
        灰熔聚加压气化技术比氧耗为400Nm3/KNm3tKi气化网
        粉煤加压气化技术比氧耗为330~360Nm3/KNm3tKi气化网
        水煤浆加压气化技术比氧耗为350~420Nm3/KNm3tKi气化网
        3蒸汽耗tKi气化网
        通常采用Kg/Kg原料煤的单位其具体含义是消耗1Kg原料煤所消耗的水蒸气量该数据同样属于统计数据有生产部门根据消耗的水蒸气量与原料煤?#32771;?#31639;所得该数据?#20174;?#20102;气化系统的水蒸气消耗tKi气化网
        固定?#24067;?#27463;气化技术蒸汽耗为0.26~0.4Kg/Kg原料煤tKi气化网
        鲁奇炉气化技术蒸汽耗为1~1.1Kg/Kg原料煤tKi气化网
        粉煤加压气化技术蒸汽耗为0.2~0.25Kg/Kg原料煤tKi气化网
        水煤浆加压气化技术蒸汽耗为0Kg/Kg原料煤tKi气化网
        以上三个指标基本上?#20174;?#20102;气化炉消耗的主要物料原料煤氧气与水蒸气其实在气化系统的物料消耗中水电也是重要的组成部分然而由于统计的艰难性统计意义不大的原因这些指标往往并不在气化评价指标之中tKi气化网
        以上述三个指标为基础根据不同的计算口径产生了其他系列气化评价指标行?#21040;?#24120;用的有tKi气化网
        1氧煤比tKi气化网
        该指标无量纲其具体含义是气化所消耗的氧气质量与原料煤质量之比该指标可由生产部门根据消耗的原料煤量与氧气?#32771;?#31639;所得其实?#37096;?#26681;据比氧耗比煤耗计算所得tKi气化网
        该指标?#20174;?#20102;气化过程中氧气与煤的比值指标的高低在一定程度上?#20174;?#20102;粗合成气组分的质量相同的装置中氧煤比高气化温度提高甲烷含量降低二氧化碳含量提高粗合成气质量提升氧煤比低气化温度降低甲烷含量提高二氧化碳含量降低粗合成气质量下降tKi气化网
        鲁奇气化技术氧煤比为0.23~0.55tKi气化网
        灰熔聚加压气化技术氧煤比为0.57~0.66tKi气化网
        粉煤加压气化技术氧煤比为0.72~0.94tKi气化网
        水煤浆加压气化技术氧煤比为0.95~1tKi气化网
        在水煤浆气化中通常采用氧浆体积比指标代替氧煤比即气化炉进料氧气的体积流量和进料水煤浆体积流量的比值通常为450~500原始开?#30331;?#25353;照氧碳原子数比值0.95~1计算tKi气化网
        计算公式为tKi气化网
        氧原子的物质的量=(氧气的标准流量/22.4*2)单位KmoltKi气化网
        碳原子的物质的量=(煤浆的体积流量*煤浆的密度*煤中碳原子的百分含量*水煤浆浓度/12)单位kmoltKi气化网
        2汽气比tKi气化网
        该指标无量纲其具体含义是气化所消耗的水蒸气量与氧气量之比水蒸气与氧气作为气化过程的两种氧化剂其组成的变化直接影响着粗合成气的气体组成汽气比高CO?#32771;?#23569;H2量增加CO/H2下降汽气比低CO量增加H2量降低CO/H2提高tKi气化网
        鲁奇气化技术汽气比为1.8~4.23tKi气化网
        粉煤加压气化技术汽气比为0.21~0.35tKi气化网
        水煤浆加压气化技术汽气比为0tKi气化网
        3水蒸气分解率tKi气化网
        该指标无量纲其具体意义是被分解掉的水蒸气与入炉水蒸气总量之比水蒸气分解率高所得到的粗合成气质量好水蒸气含量低反之所得到的粗合成气质量低水蒸气含量高tKi气化网
        气化中的水蒸气分解率通常指固定床气化技术固定?#24067;?#27463;气化技术蒸汽分解率为40~60%鲁奇炉气化技术为40%tKi气化网
        三综合评价指标tKi气化网
        上述一二部分所述的指标仅仅是从投入与产出的视角出发对气化进行评价本部分所述的综合评价指标则从整个气化系统出发对气化进行评价因此本部分的评价指标?#20174;?#27668;化更加全面但计算更为复杂广泛采用的综合评价指标有tKi气化网
        1?#30002;?#21270;率tKi气化网
        该指标无量纲其具体含义是气化过程中消耗的总碳量与原料煤中碳量的百分比该指标指气化过程中煤中碳的转化率而不是表示碳的利用率tKi气化网
        该指标其实与热煤气效率相关度大因为燃烧产生热量的碳其实?#24067;?#20837;了转化碳的范畴tKi气化网
        固定?#24067;?#27463;气化技术?#30002;?#21270;?#35797;?5%tKi气化网
        鲁奇炉气化技术?#30002;?#21270;?#35797;?0%tKi气化网
        ?#25945;?#28809;气化技术标称?#30002;?#21270;率高于98%?#23548;试?#34892;来看在93~96%之间其他粉煤气化技术标称?#30002;?#21270;率高于98%tKi气化网
        水煤浆气化技术?#30002;?#21270;率高于95%tKi气化网
        2气化效率tKi气化网
        该指标无量纲分为冷煤气效?#35270;?#28909;煤气效率两个指标tKi气化网
        冷煤气效率具体含义为气化生成煤气的化学能与气化用煤的化学能之比tKi气化网
        固定?#24067;?#27463;气化技术冷煤气效率60~70%tKi气化网
        鲁奇炉气化技术冷煤气效率70~80%tKi气化网
        粉煤加压气化技术冷煤气效率78~83%tKi气化网
        水煤浆气化技术冷煤气效率70~76%tKi气化网
        热煤气效率具体含义是气化生成的煤气的化学能与气化炉和热煤气显热利用系统中产生的蒸汽之?#25163;?#22686;量二者之和与气化用煤的化学能之比“蒸汽之?#25163;?#22686;量”是指显热利用系统中产生蒸汽的?#25163;?#19982;其给水的?#25163;?#20043;差tKi气化网
        固定?#24067;?#27463;气化技术热煤气效?#35797;?0%tKi气化网
        鲁奇炉气化技术热煤气效?#35797;?5~90%tKi气化网
        粉煤加压气化技术热煤气效率95~98%tKi气化网
        水煤浆气化技术热煤气效率90~95%tKi气化网
        用一个粗略简明的公式来表示tKi气化网
        冷煤气效率=煤气化学能/原料煤化学能tKi气化网
        热煤气效率=煤气化学能+系统利用能量/原料煤化学能=冷煤气效率+系统利用能量/原料煤化学能tKi气化网
        从该公式可以看出冷煤气效率仅关注气化部分的能量转移而热煤气效?#35797;?#22686;加了系统能量利用后者比前者更加真实的?#20174;?#20102;气化的能量转移tKi气化网
        但对于气化而言冷煤气效率更加重要系统能量转移100%全部进入煤气部分这样意味着能量损失的减少即使能量能够全部回收利用如果冷煤气效率低那意味着这个过程更多的是燃烧而不是气化气化炉变成了锅炉对于气化而言就毫无意义了tKi气化网
        3热效率tKi气化网
        根据比较系统的不同热效率分为气化热效?#35270;?#31995;统热效率两个指标气化热效率指气化炉内部系统能量利用程度系统热效率指整个气化系统能量利用程度tKi气化网
        气化热效率=所有产品所含能量+回收利用能量/供给气化炉总能量tKi气化网
        系统热效率=所有产品所含能量+回收利用能量/供给气化炉总能量+其他动力消耗tKi气化网
        系统热效率统?#24179;?#20026;复杂在相关的文献中没有看到相关的资料通常所统计的数据为气化热效率而且文献往往将热煤气效率混淆为气化热效率tKi气化网
        固定?#24067;?#27463;气化技术气化热效率75~80%tKi气化网
        鲁奇炉气化技术气化热效?#35797;?2%tKi气化网
        粉煤加压气化技术气化热效率88~92%tKi气化网
        水煤浆气化技术气化热效率86~87%tKi气化网
        4第2与3部分指标比较tKi气化网
        从概念上来讲气化效?#35270;?#28909;效率都指能量的转化效率不过比较的对象不同气化效率偏重于原料煤能量的转化热效率偏重于所?#24515;?#37327;的转化前者关注的面较窄后者较宽单从气化而言气化效率指导意义更大从系统的角度而言热效率更有代表性
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        典型气化技术评价指标表
        技术项目 UGI 鲁奇炉 ?#25945;?#28809; Shell GSP ?#29575;?#21476; 华东四喷嘴
        有效气成分% 65-70 50-70 85-90神木 ~90 ~90 78-82 ≥83
        单炉日投煤量t/d 180 550-1000Mark IV 750-2000 1000-2500 720-2000 1000-2000 700-2500
        单炉生产能力104Nm3/h 1.2Ø3.6m 3.5-6.5 5月13日 7月17日 5月13日 7月13日 5月17日
        比煤耗Kg/KNm3 550-590 700-800 550-650 550-650 550-650 550-620 550-600
        比氧耗Nm3/KNm3 0 160-270 330-360 330-360 330-360 400-430 350-400
        蒸汽耗Kg/Kg 0.26-0.4 1-1.1 0.2-0.25 0.2-0.25 0.2-0.25 0 0
        蒸汽分解率% 40-60 40 -- -- -- -- --
        ?#30002;?#21270;率% 85 ~90 93-96 >98 >98 95-97 >98
        冷煤气效率% 60-70 70-80 78-83 78-83 78-83 70~76 73
        热煤气效率% 80 85-90 95 98废锅 95激冷 90-95 95
        气化热效率% 75-80 ~82 ~90 90 88-92 86 87
        系统热效率% -- -- -- -- -- -- --
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