(1)制浆系统。煤和水在常规的煤浆磨中被制成浓度通常是60%~68%的水煤浆,Tampa IGCC电站的水煤浆设计浓度为68%。对于一些灰熔点较高的煤或者制浆困难的煤,经常在煤浆磨中同时加入石灰石助熔剂或者煤浆添加剂,使得煤的灰熔点降低或者使煤浆均匀性提高。在煤浆磨的出口有一个筒形的筛子,合格的煤浆流入煤浆储罐中,不合格的煤浆溢流到循环槽中被送回煤浆磨入口。在煤浆储罐中设有一个搅拌器,并根据检测结果加入一定量的水,使储罐中的煤浆始终保持在一定浓度下的均匀状态。气化炉所需的煤浆量一般由2级隔膜泵从煤浆储罐中抽取并加压送入气化炉喷嘴,在气化炉入口的煤浆输送管上设有2级流量检测器,严格控制煤浆的流量,煤浆流量的调节全靠隔膜泵来控制。
(2)气化炉和煤气冷却系统。水煤浆和95%纯度的氧气被同时送入气化炉喷嘴,在气化炉内进行气化反应,反应区的温度一般在1 200~1 500 ℃,气化炉的压力根据不同行业的需要可以是2.5~8.5 MPa。Tampa IGCC电站的气化炉压力为2.8~3.0 MPa,气化区的温度为1 482 ℃。水、煤和氧气在气化炉中发生气化反应,主要生成CO、H2、CO2、H2O、CH4、H2S和N2,此外,还有少量的NH3、COS、HCN和飞灰。由于采用水煤浆进料,煤气中的H2O含量较高。
Tampa电站的Texaco气化炉内设耐火砖(一般为4层),内径约4.0 m,高约3.0 m。气化反应的速度很快,粗煤气在气化炉内的停留时间一般在2~3 s。热煤气离开气化炉进入特殊设计的辐射式冷却器,使热煤气的温度降低至700 ℃,同时使热煤气中的熔融态渣凝固。冷却后的粗煤气进入对流式冷却器中被进一步冷却到480 ℃。煤气中的显热在2级冷却器中得到回收,产生10.4 MPa的高压饱和蒸汽。气化炉与辐射式冷却器做成一体,外径约5 m,高约39 m,总重约900 t,气化炉安装标高约106.75 m。
(3)排渣和黑水处理系统。气化炉内的熔渣经辐射式冷却器后冷却凝固成玻璃状的渣进入充满水的锁斗系统,锁斗上下部各有2级阀门控制渣进入和排出。从压力锁斗排出的渣落入粗渣糟中,粗渣被分离出来,进一步处理或直接销售。细渣和水一起被抽入一个细灰沉降槽中进行重力沉降或过滤,使水和细渣分离。从洗涤器出来含灰的水也进入沉渣槽中,使含碳的飞灰与水分离,从沉渣糟中溢流出来的水一般含非常少量的细灰,它被再循环至水洗涤器人口作为洗涤器用水,多余的水送回煤浆制备系统。从沉渣槽底部流出的细灰进入一个压滤机中,将细灰制成细灰饼。Tampa电站采用了将细灰再循环至煤浆磨的工艺,目的是为了提高碳的转化率。