521 2

13.3. UKŁADY GAZOWO-PAROWE ZE ZGAZOWANIEM WĘGLA

fluidalnym są mniej wrażliwe na rozmiar i kształt cząstek paliwa, stąd są przydatne także do zgazowywania biomasy i odpadów.

W kombinowanych układach gazowo-parowych zintegrowanych ze zgazo-waniem węgla najbardziej perspektywicznymi są strumieniowe generatory gazu, głównie ze względu na osiągane najwyższe temperatury gazu (tabl. 13.1).

Strumieniowe generatory gazu (ang. entrained-flow gasifiers) powstały jako urządzenia zdolne zgazować dowolny rodzaj węgla i produkować czysty, wolny od smoły gaz, a otrzymany popiół w formie obojętnego chemicznie żużla. Zostało to osiągnięte kosztem większego zużycia tlenu, zwłaszcza dla węgli wilgotnych, dozowanych w postaci pulpy wodno-węglowej drobno zmielonego węgla. Wysokie temperatury 1400-ł1600°C i ciśnienia 2 — 8 MPa oraz krótki czas zgazowania powodują rozkład związków smolistych i olejów oraz wysoki stopień konwersji węgla na gaz, przekraczający niekiedy 99%. Strumieniowe generatory gazu są wprawdzie preferowane dla dobrych węgli kamiennych o małej zawartości popiołu i wilgoci, mogą jednak również zgazowywać inne rodzaje węgli, pod warunkiem że zostaną drobno zmielone (< 0,1 mm). Aktualnie większość strumieniowych generatorów gazu jest jednostopniowa, paliwo jest wprowadzane razem z czynnikiem zgazowującym, którym jest tlen albo mieszanka tlenu i pary wodnej. Wyprodukowany gaz w przybliżeniu składa się w 2/3 z CO i w 1/3 z H₂. Gorący gaz opuszczający generator jest studzony do 900°C gazem zawracanym z wylotu instalacji za pomocą specjalnej sprężarki. Następnie gaz jest chłodzony w wymienniku parowo-wodnym i przechodzi zespół filtrów świecowych, gdzie są usuwane ciała stałe, po czym opuszcza instalację.

Pierwsze strumieniowe generatory gazu powstały w latach pięćdziesiątych XX wieku i działały wg procesu Koppers-Totzek (TK) przy ciśnieniu atmosferycznym. W 1978 roku firmy Shell i Koppers wspólnie opracowały strumieniowy generator gazu z podwyższonym ciśnieniem. Początkowo przerabiał on 150 t/d węgla. Zastosowana technologia dała początek dwóm procesom: SCGP (ang. Shell Coal Gasification Process) i Prenflo. W 1994 roku generator SCGP (rys. 13.13) zgazowujący 2000 t/d węgla stanowił część elektrowni IGCC zbudowanej dla Demkolec w Buggenum w Holandii. Z kolei w 1997 roku został zbudowany przez Krupp-Koppers dla Elcogas gazogenerator Prenflo zgazowujący 3000 t/d węgla w elektrowni IGCC w Puertollano w Hiszpanii.

Proces zgazowywania Noell został opracowany w 1975 roku przez Deutsches Brennstoffinstitut Freiberg dla zgazowywania głównie węgla brunatnego. Strumieniowy generator gazu Noell ma jeden, centralnie zamontowany w szczytowej części palnik, przez który są wprowadzane do wnętrza generatora: węgiel, tlen i para. Gaz jest odprowadzany w dolnej części generatora nad otworem, przez który żużel spływa do kąpieli wodnej. Ściany generatora są chłodzone rurami ekranowymi. Istnieje kilka odmian tego typu generatorów, które mogą być łatwo dostosowane do aktualnych potrzeb.

Proces zgazowywania Texaco był początkowo opracowany w celu przerobu odpadów po rafinacji ropy naftowej. Pierwsze generatory Texaco zgazowujące

521