Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Газификация топлива в логике по методу “Destec” (E-Gas) компании Dow Chemical

Процесс газификации угля Destec изначально разрабатывался компанией Dow Chemical в 1970-х годах для расширения топливной базы посредством перехода от использования природного газа на лигниты и другие угли. Экспериментальная проверка процесса происходила на пилотных установках. Наибольшая среди них — установка LGTI (электрическая мощность 160 МВт), запущенная в эксплуатацию в апреле 1987 г. в Луизиане (США). Опыт, накопленный в ходе ее работы (34 тыс.ч — с 1987 по 1995 г.), послужил основой дальнейшего развития процесса. В настоящее время указанная технология носит название E-Gas, а лицензия на ее использование принадлежит компании Global Energy Inc.

Технологическая схема установки большой единичной электрической мощности — 262 МВт (нетто), газификации топлива в потоке по технологии “Destec” (E-Gas) представлена на рисунке ниже. Установка построена в рамках проекта ПГУ Wabash River на ТЭС Wabash River в West TerreHaute (Индиана, США).

Принципиальная схема газификации угля в потоке по методу Destec (E-Gas). Проект ПГУ Wabash River.

Процесс проводят в потоке на кислородном дутье под высоким давлением с использованием в качестве топлива ВУС. Особенность процесса — его двухстадийный характер. В качестве топлива использовались местные каменные угли с максимальным содержанием серы до 5,9 % (на сухую массу), а также нефтяной кокс и его смеси с углем.

Основа установки — двухстадийный поточный газификатор с жидким шлакоудалением, работающий при температуре 1371 °С, давлении 2,75 МПа на кислородном дутье (95 % чистоты), производимом специальной кислородной установкой.

Первая стадия процесса E-Gas (Destec Coal Gasification) проходит при температуре 1371 °С и давлении 2,75 МПа. Достижимый уровень температур зависит от используемого топлива. ВУС (уголь/вода = 60/40 %) подается в нижнюю часть газификатора, смешиваясь с чистым (95 %) кислородом, производимым специальной установкой. Происходит частичное окисление угля, обеспечивая теплом процесс газификации. Образующийся на первой стадии шлак удаляется в водяную ванну и затем используется в строительном производстве.

Неочищенный синтез-газ поступает в верхнюю футерованную часть реактора, куда дополнительно вводится ВУС. Здесь же происходит ее реагирование с синтез-газом, образовавшимся на первой стадии процесса. На второй стадии теплота сгорания синтез-газа увеличивается, а протекающие эндотермические реакции приводят к его охлаждению до температуры около 1038 °С. Использование второй стадии процесса для повышения теплоты сгорания и охлаждения сырого синтез-газа позволяет не устанавливать крупногабаритный радиационный теплообменник, присутствующий в газификаторе по технологии “Texaco”.

С выхода газификатора синтез-газ поступает в теплообменник, где производит пар для ПТУ, а затем идет в систему горячей очистки на основе керамического фильтра, откуда унос и коксовые частицы вновь возвращаются на первую стадию процесса. Произведенный синтез-газ, состоящий в основном из СО, С02, Н20, N2, а также небольшого количества СН4, COS, H2S и NH3, поступает в систему сероочистки. Перед удалением H2S его охлаждают до температуры около 38 °С. Охлаждение синтез-газа в теплообменниках сопровождается конденсацией воды. Конденсат, содержащий NH3 и немного H2S и С02, поступает в систему водоочистки. Удаление H2S проводят с использованием раствора метиддиэтаноламина.

Очищенный синтез-газ подогревается в теплообменнике, увлажняется паром для снижения выбросов NOx и поступает на вход камеры сгорания ГТУ, где сжигается при температуре 1222 °С. Отходящие газы поступают в котел-утилизатор для производства пара высокого давления.

Электрическая мощность ПГУ Wabash River составила 296 МВт (брутто), в том числе ГТУ (GE MS 7001 ГА) — 192 МВт, ПТУ — 104 МВт, мощность (нетто) — 262 МВт, на собственные нужды — 34 МВт, КПД процесса — 39,7 % на угле и 40,2 % на нефтяном коксе (по высшей теплоте сгорания). Производительность по углю — 2544 т/сут. Пуск установки осуществлен в ноябре 1995 г. с последующей демонстрационной эксплуатацией до конца 1999 г. Накоплено более 15 тыс. ч работы. Выбросы NOx составили менее 64 мг/МДж, S02 — менее 43 мг/МДж. Связывание серы превысило 97 %.

Читайте также:

Updated: 16.08.2014 — 10:07
Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.
Adblock detector