新型水煤漿氣化工藝在充礦國泰化工有限公司的應(yīng)用
作者/來源：李玲波 徐學(xué)文(山東兗礦國泰化工有限公司 滕州 277527) 日期： 2009-12-11 點(diǎn)擊率：1572
0 前言
新型(多噴嘴對(duì)置)水煤漿氣化爐是華東理工大學(xué)和水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心共同開發(fā)完成的國家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，該技術(shù)是我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水煤漿加壓氣化技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化生產(chǎn)示范裝置已于2005年7月21日在兗礦國泰化工有限公司一次性投料成功，現(xiàn)已通過國家“863”項(xiàng)目專家組的168 h連續(xù)生產(chǎn)現(xiàn)場考核，裝置達(dá)到了滿負(fù)荷運(yùn)行，形成了中國水煤漿氣化技術(shù)特色，并達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。
1 新型(多噴嘴對(duì)置式)水煤漿的氣化原理
1.1 氣化原理
1.1.1 本煤氣化工藝屬于氣流床氣化工藝。濃度約(59～64)％的煤漿通過煤漿給料泵加壓與高壓氧氣(純度99.6％以上)通過四個(gè)在同一個(gè)水平面的工藝燒嘴對(duì)噴進(jìn)入氣化爐，對(duì)噴撞擊后在爐內(nèi)形成6個(gè)特征各異的流動(dòng)區(qū)即射流區(qū)、撞擊區(qū)、撞擊流股、回流區(qū)、折返流區(qū)、管流區(qū)。利用煤部分氧化(燃燒)釋放熱量，維持在該煤種的灰熔點(diǎn)溫度以上進(jìn)行氣化反應(yīng)。反應(yīng)溫度一般在煤灰熔點(diǎn)以上50℃。反應(yīng)過程非常迅速，一般在4～10 s內(nèi)完成。煤漿顆粒在氣化爐內(nèi)的氣化過程經(jīng)歷了以下步驟：顆粒的湍流彌散、顆粒的振蕩運(yùn)動(dòng)、顆粒的對(duì)流加熱、顆粒的輻射加熱、煤漿蒸發(fā)與顆粒中揮發(fā)份的析出、揮發(fā)物的氣相反應(yīng)、煤焦的多相反應(yīng)、灰渣的形成水煤漿、氧氣進(jìn)入氣化室后，相繼進(jìn)行霧化、傳熱、蒸發(fā)、脫揮發(fā)份、燃燒、氣化等六個(gè)物理和化學(xué)過程，前五個(gè)過程速度較快，已基本完成，而氣化反應(yīng)除在上述五區(qū)中進(jìn)行外，主要在管流區(qū)中進(jìn)行。
1.1.2 氣化反應(yīng)是串并聯(lián)反應(yīng)同時(shí)存在，極為復(fù)雜的反應(yīng)體系，可分為一次反應(yīng)與二次反應(yīng)。
1.1.2.1 一次反應(yīng)區(qū)(燃燒區(qū))
進(jìn)入該區(qū)的反應(yīng)物有工藝氧氣，煤漿以及回流流股和折返流流股中CO、H2等。水煤漿入爐后，首先進(jìn)行霧化，同時(shí)接受來自火焰、爐內(nèi)壁、高溫氣體、固體物等的輻射熱，以及回流流股及折返流流股的熱量。煤漿瞬間蒸發(fā)、煤粉發(fā)生熱裂解并釋放出揮發(fā)份。裂解產(chǎn)物、揮發(fā)份及其它易燃組份在高溫、高氧濃度下迅速完全燃燒，放出大量熱。這個(gè)過程進(jìn)行得相當(dāng)短，主要發(fā)生在射流區(qū)與撞擊區(qū)，其結(jié)束的標(biāo)志是氧消耗殆盡。
1.1.2.2 二次反應(yīng)區(qū)
進(jìn)入二次反應(yīng)區(qū)的組份有煤焦，CO2、CH4、H2O以及C....
