燕字化用戶1年里工程技術(shù)煤氣化技術(shù)的分類與選擇褚宏達(dá)(116600一重集團(tuán)大連設(shè)計(jì)研究院有限公司遼寧大連)【摘要】煤氣化是指以煤炭為原料,在高溫條件下與氧氣、空氣、水蒸氣等發(fā)生不完全燃燒反應(yīng)生成可燃?xì)?可燃?xì)饪勺鳛槌鞘忻簹狻⒐I(yè)燃料氣和化工原料氣等。煤氣化技術(shù)主要分為固定床、流化床和氣流床,各種煤氣化技術(shù)在煤種、煤氣用途和環(huán)保方面都各有特點(diǎn),通過這些特點(diǎn)可以方便地選擇適宜的煤氣化技術(shù)【關(guān)鍵詞】煤氣化分類特點(diǎn)選擇、前言以下要求:水煤漿進(jìn)料要求煤的成漿性好,灰分低,粉煤進(jìn)中國(guó)是世界上煤炭資源最豐富的國(guó)家之一,煤炭?jī)?chǔ)量遠(yuǎn)料要求煤炭中水分含量低,避免在粉煤輸送過程中發(fā)生堵遠(yuǎn)大于石油和天然氣的儲(chǔ)量,隨著近年來我國(guó)原油進(jìn)口量的塞:灰熔點(diǎn)盡量低于1300℃,以保證液態(tài)排渣操作正常:符年増加,為保障國(guó)家能源安全,加緊煤炭資源的開發(fā)利用合要求的煤種有長(zhǎng)焰煤、不黏煤、氣煤等已經(jīng)是大勢(shì)所趨。煤氣化是煤炭資源利用的一種基本方法,(二)煤氣質(zhì)量與用途是指以煤炭為原料,在高溫條件下與氧氣、空氣、水蒸氣等固定床氣化技術(shù)中常壓固定床氣化生產(chǎn)能力小,所產(chǎn)煤發(fā)生不完全燃燒反應(yīng)生成可燃?xì)?可燃?xì)饪勺鳛槌鞘忻簹?、氣中有效成?H2、C0)含量很低,但其技術(shù)成熟,投資成工業(yè)燃料氣和化工原料氣等。本較,作為燃料廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、煉焦、陶瓷、化工等二、煤氣化技術(shù)的分類領(lǐng)域,采用常壓固定床水煤氣爐所產(chǎn)煤氣中有效成分的含量煤氣化技術(shù)種類繁多,按照氣化爐的類型可分為固定床有較大提高,可用作中小化肥廠生產(chǎn)合成氨的原料氣;魯奇氣化、流化床氣化、氣流床氣化三種12:固定床氣化技術(shù)是爐加壓氣化技術(shù)生產(chǎn)能力大,煤氣中有效組含量大,可廣泛起源最早的煤氣化技術(shù),塊狀煤從上部落入氣化爐并形成固用來為大中型化肥廠和煤化工廠提供原料氣;目前流化床氣定床層,空氣和水蒸氣等氣化劑從底部通入并穿過床層,塊化技術(shù)操作壓力較小,因此生產(chǎn)能力較小,但是在采用富氧煤保持固定狀態(tài)并逐漸燃燒,剩余灰渣在床層中逐漸下移并空氣或氧氣作為氣化劑時(shí)所產(chǎn)煤氣有效組分含量較高,廣泛在氣化爐底部排出,目前較為流行的固定床氣化技術(shù)有常用作中小化肥廠生產(chǎn)合成氨的原料氣,也可以作為燃料壓圊定床氣化(UGⅠ)、魯奇( Lurgi)爐加壓氣化等:流化于機(jī)械加工、煉焦、陶瓷、化工等領(lǐng)域:氣流床技術(shù)要求床技術(shù)選用碎煤為原料,通過氮?dú)夂驼羝邓瓦M(jìn)入氣化爐,高,并且投資大,但是操作溫度和壓力均較大,生產(chǎn)能力較氧氣或富氧空氣從爐體底部高速通入爐內(nèi),并使碎煤在爐體大,且煤氣中有效成分較高,廣泛應(yīng)用于大中型化肥、煤化內(nèi)部呈流化狀高速湍動(dòng),同時(shí)發(fā)生劇烈氣化反應(yīng),爐內(nèi)火焰工、煤制油、煤制天然氣或IGCC發(fā)電等。中心溫度約為1200℃,灰渣在高溫作用下開始熔融并積聚成(三)各煤氣化技術(shù)的環(huán)保問題球,灰渣球重量逐漸變大最終通過爐底部排出,較成熟的流目前環(huán)保問題日益受到政府和社會(huì)各界的重視,因此環(huán)化床技術(shù)有U-GAS氣化、灰融聚氣化等;氣流床技術(shù)以粉煤保是影響煤氣化技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要因素,各種煤氣化技術(shù)或水煤漿為原料,氣化原料與氣化劑一起通過噴嘴進(jìn)入氣化對(duì)周邊環(huán)境的影響各不相同:固定床氣化爐溫度較低,不足化劑與煤粉或水煤漿高速噴岀并充分混合,在氣化爐以將煤炭中含有的大量酚類、焦油等有毒污染物燃燒分解,內(nèi)發(fā)生火焰型非催化部分氧化反應(yīng),爐內(nèi)火焰中心溫度約為大量有毒物質(zhì)在洗滌煤氣的循環(huán)水中富集,并揮發(fā)到大氣2000℃,灰渣完全融化并在爐底排岀,應(yīng)用較為廣泛的主要中,嚴(yán)重污染周邊大氣和水資源,因此必須配套相應(yīng)的環(huán)保是 Shell氣化,GSP氣化設(shè)施才能啟動(dòng)固定床煤氣化項(xiàng)目;流化床爐內(nèi)溫度較高,各煤氣化技術(shù)的特點(diǎn)煤炭中含有的大量有毒物質(zhì)被燃燒分解,但是裝置內(nèi)破碎裝煤氣化技術(shù)對(duì)原料煤的要求置粉塵較多,需要專門設(shè)置除塵設(shè)備,此外粗煤氣中的CO部由于煤炭在氣化爐中的狀態(tài)不同,各煤氣化技術(shù)對(duì)原料分溶解到洗滌煤氣的循環(huán)水中并最終揮發(fā)到大氣中,導(dǎo)致裝煤有不同的要求:固定床中的原料煤在床層中的相對(duì)位置置周邊C0可能超標(biāo):氣流床和流化床類似,主要面對(duì)破碎裝保持不變,停留時(shí)間很長(zhǎng),因此要求原料煤符合以下要求:置中的粉塵污染和裝置周邊CO超標(biāo)必須是塊煤,有較大粒徑,保證原料煤在氣化劑作用下依然四、煤氣化技術(shù)的選擇可以形成穩(wěn)定床層,并且床層有良好的透氣性;原料煤有較任何煤氣化技術(shù)都不是萬能的,應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐拿汉玫臇i械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性,在運(yùn)輸、添加、燃燒過程中依然種、煤氣用途和環(huán)保要求等多方面的因素選擇煤氣化技術(shù)可以保持較大粒徑;有較髙的灰熔點(diǎn),可以在灰渣不熔化的以東北地區(qū)某杋械廠新建煤氣化裝置生產(chǎn)燃料氣為例;機(jī)械況下盡量提高爐內(nèi)溫度,増大氣化爐的處理能力;有較低廠周邊地區(qū)主要供應(yīng)低黏度褐煤,由于目前采煤自動(dòng)化程度的黏結(jié)性,避免在固定床層內(nèi)產(chǎn)生膠質(zhì)結(jié)焦,破壞床層的透較高,主要以碎煤供應(yīng)為主;機(jī)械廠燃料氣用量較小,熱值氣性。能夠較好滿足要求的煤種有:褐煤、焦炭、無煙煤、要求較低,一般低于1500kca№3;機(jī)械廠原有環(huán)保裝置處不黏煤等。流化床中原料煤以碎煤狀態(tài)進(jìn)入氣化爐并呈流化理量較小,應(yīng)盡量減少煤氣化裝置污染物排放量,避免配套狀高速湍動(dòng),停留時(shí)間極短,要求原料煤符合以下要求:有單獨(dú)的環(huán)保裝置増大投資。因此,選用以富氧空氣或氧氣為較高的灰熔點(diǎn),在灰渣不熔化的情況下盡量提高爐內(nèi)溫度,氣化劑的流化床煤氣化技術(shù)是比較適宜的選擇增大氣化爐的處理能力;有較低的黏結(jié)性,避免大量未完全參考文獻(xiàn):燃燒的碎煤在流化床中黏結(jié)并從爐底排出;反應(yīng)活性好,可]陳啟文:中國(guó)煤化工09,124124以在極短的停留時(shí)間內(nèi)盡量發(fā)生反應(yīng)。能夠較好滿足要求的2唐宏青:社2009,424煤種有:褐煤,不黏煤、無煙煤等。氣流床中原料煤以粉煤3]徐振剛uYHCNMHG國(guó)石化出版或水煤漿狀態(tài)進(jìn)入氣化爐,停留時(shí)間極短,要求原料煤符合社2009,127-12831