煤氣化技術(shù)視爐內(nèi)氣-固狀態(tài)和運(yùn)動形式,主要分為三大類∶以塊煤(10~50mm)為原料的固定床;以碎煤(小于6mm)為原料的流化床;以粉煤(小于0.1mm)為原料的氣流床。為提高單爐能力和降低能耗,現(xiàn)代氣化爐均在適當(dāng)?shù)膲毫Γ?.5~4.5MPa)下運(yùn)行,相應(yīng)地出現(xiàn)了增壓固定床、增壓流化床和增壓氣流床技術(shù)。我國絕大多數(shù)正在運(yùn)行的氣化爐仍為水煤氣或半水煤氣固定床。
1.固定床氣化工藝
先進(jìn)的固定床氣化工藝以魯奇移動床加壓氣化為代表,其主要優(yōu)點(diǎn)包括:可以使用劣質(zhì)煤氣化;加壓氣化生產(chǎn)能力高;氧耗量低,是目前三類氣化方法中氧耗量最低的方法;魯奇爐是逆向氣化,煤在爐內(nèi)停留時(shí)間長達(dá)1h,反應(yīng)爐的操作溫度和爐出口煤氣溫度低,碳效率高、氣化效率高。雖然魯奇氣化工藝優(yōu)點(diǎn)很多,但由于固定床氣化只能以不粘塊煤為原料,不僅原料昂貴,氣化強(qiáng)度低,而且氣-固逆流換熱,粗煤氣中含酚類、焦油等較多,使凈化流程加長,增加了投資和成本。
2.氣流床氣化工藝
德士古爐、K-T爐、殼脾爐,以粉煤為原料的氣流床在極高溫度下運(yùn)行(1300-1500℃),氣化強(qiáng)度極高,單爐能力己達(dá)2500煤/日,我國進(jìn)口的德士古爐也達(dá)400~700煤/日,氣體中不含焦油、酚類,非常適合化工生產(chǎn)和先進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)的要求。
氣流床氣化工藝的優(yōu)點(diǎn)包括.煤種適應(yīng)范圍較寬,水煤漿氣化爐一般情況下不宜氣化褐煤(成漿困難),工藝靈活,合成氣質(zhì)量高,產(chǎn)品氣可適用于化工合成,制氫和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等.氣化壓力高,生產(chǎn)能力高.不污染環(huán)境,三廢處理較方便。該工藝缺點(diǎn)是,高溫氣化為使灰渣易于排出,要求所用煤灰熔點(diǎn)低(小于1300℃),含灰量低(低于10%-15%),否則需加人助熔劑(CaO或Fe2O3)并增加運(yùn)行成本。這一點(diǎn)特別不利于我國煤種的使用。此外,高溫氣化爐耐火材料和噴嘴均在高溫下工作,壽命短、價(jià)格昂貴、投資高,氣化爐在高溫運(yùn)行,氧耗高,也提高了煤氣生產(chǎn)成本。
3.流化床氣化工藝
鑒于以上原因,使用碎煤為原料的流化床技術(shù)一直受到國內(nèi)外的關(guān)注。德國發(fā)揮了其既有傳統(tǒng),開發(fā)出高溫溫克勒氣化爐,美國正努力發(fā)展以流化床氣化和燃燒相結(jié)合的高效工藝(如Hybrid例工藝),預(yù)期可獲得最良好的系統(tǒng)效率。流化床氣化以空氣或氧氣或富氧和蒸汽為氣化劑,在適當(dāng)?shù)拿毫6群蜌馑傧?,使床層中粉煤沸騰,氣固兩相充分混合接觸,在部分燃燒產(chǎn)生的高溫下進(jìn)行煤的氣化。其工藝流程包括各煤、進(jìn)料、供氣、氣化、除塵、廢熱回收等系統(tǒng),將原煤破碎至8mm以下,烘干后進(jìn)人進(jìn)煤系統(tǒng),再經(jīng)螺旋加料器加人氣化爐內(nèi),在爐內(nèi)與經(jīng)過預(yù)熱的氣化劑(氧氣/蒸汽或空氣/蒸汽)發(fā)生氣化反應(yīng),攜帶細(xì)顆粒的粗煤氣由氣化爐逸出,在旋風(fēng)分離器中分離出較粗的顆粒并返回氣化爐,除去粉塵的煤氣經(jīng)廢熱回收系統(tǒng)進(jìn)人水洗塔使煤氣最終冷卻和除塵。
(來源:中國慶華集團(tuán) 王瑗 轉(zhuǎn)載整理)
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