(1)制漿系統(tǒng)。煤和水在常規(guī)的煤漿磨中被制成濃度通常是60%~68%的水煤漿,Tampa IGCC電站的水煤漿設(shè)計濃度為68%。對于一些灰熔點(diǎn)較高的煤或者制漿困難的煤,經(jīng)常在煤漿磨中同時加入石灰石助熔劑或者煤漿添加劑,使得煤的灰熔點(diǎn)降低或者使煤漿均勻性提高。在煤漿磨的出口有一個筒形的篩子,合格的煤漿流入煤漿儲罐中,不合格的煤漿溢流到循環(huán)槽中被送回煤漿磨入口。在煤漿儲罐中設(shè)有一個攪拌器,并根據(jù)檢測結(jié)果加入一定量的水,使儲罐中的煤漿始終保持在一定濃度下的均勻狀態(tài)。氣化爐所需的煤漿量一般由2級隔膜泵從煤漿儲罐中抽取并加壓送入氣化爐噴嘴,在氣化爐入口的煤漿輸送管上設(shè)有2級流量檢測器,嚴(yán)格控制煤漿的流量,煤漿流量的調(diào)節(jié)全靠隔膜泵來控制。
(2)氣化爐和煤氣冷卻系統(tǒng)。水煤漿和95%純度的氧氣被同時送入氣化爐噴嘴,在氣化爐內(nèi)進(jìn)行氣化反應(yīng),反應(yīng)區(qū)的溫度一般在1 200~1 500 ℃,氣化爐的壓力根據(jù)不同行業(yè)的需要可以是2.5~8.5 MPa。Tampa IGCC電站的氣化爐壓力為2.8~3.0 MPa,氣化區(qū)的溫度為1 482 ℃。水、煤和氧氣在氣化爐中發(fā)生氣化反應(yīng),主要生成CO、H2、CO2、H2O、CH4、H2S和N2,此外,還有少量的NH3、COS、HCN和飛灰。由于采用水煤漿進(jìn)料,煤氣中的H2O含量較高。
Tampa電站的Texaco氣化爐內(nèi)設(shè)耐火磚(一般為4層),內(nèi)徑約4.0 m,高約3.0 m。氣化反應(yīng)的速度很快,粗煤氣在氣化爐內(nèi)的停留時間一般在2~3 s。熱煤氣離開氣化爐進(jìn)入特殊設(shè)計的輻射式冷卻器,使熱煤氣的溫度降低至700 ℃,同時使熱煤氣中的熔融態(tài)渣凝固。冷卻后的粗煤氣進(jìn)入對流式冷卻器中被進(jìn)一步冷卻到480 ℃。煤氣中的顯熱在2級冷卻器中得到回收,產(chǎn)生10.4 MPa的高壓飽和蒸汽。氣化爐與輻射式冷卻器做成一體,外徑約5 m,高約39 m,總重約900 t,氣化爐安裝標(biāo)高約106.75 m。
(3)排渣和黑水處理系統(tǒng)。氣化爐內(nèi)的熔渣經(jīng)輻射式冷卻器后冷卻凝固成玻璃狀的渣進(jìn)入充滿水的鎖斗系統(tǒng),鎖斗上下部各有2級閥門控制渣進(jìn)入和排出。從壓力鎖斗排出的渣落入粗渣糟中,粗渣被分離出來,進(jìn)一步處理或直接銷售。細(xì)渣和水一起被抽入一個細(xì)灰沉降槽中進(jìn)行重力沉降或過濾,使水和細(xì)渣分離。從洗滌器出來含灰的水也進(jìn)入沉渣槽中,使含碳的飛灰與水分離,從沉渣糟中溢流出來的水一般含非常少量的細(xì)灰,它被再循環(huán)至水洗滌器人口作為洗滌器用水,多余的水送回煤漿制備系統(tǒng)。從沉渣槽底部流出的細(xì)灰進(jìn)入一個壓濾機(jī)中,將細(xì)灰制成細(xì)灰餅。Tampa電站采用了將細(xì)灰再循環(huán)至煤漿磨的工藝,目的是為了提高碳的轉(zhuǎn)化率。