摘 要:結(jié)合國內(nèi)外煤氣化技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢,討論了煤質(zhì)特性對氣化過程的影響及其在不同氣
化爐型中的適應性。分析表明,煤種的多樣性及氣化工藝的選擇促進了煤氣化技術的快速發(fā)展,氣流床和流化床代替固定床是煤氣化技術發(fā)展的必然所趨。在充分認識各類煤氣化技術優(yōu)缺點的基礎上,應發(fā)揮優(yōu)勢,針對煤種選用爐型,開發(fā)具有單爐生產(chǎn)能力高、煤種適應性強、氣體成分可調(diào)等優(yōu)勢的加壓氣化技術以及可有效利用煤氣高溫顯熱的兩段或多段式氣化技術。
關鍵詞:煤氣化;固定床;流化床;氣流床
中圖分類號:TQ54 文獻標識碼:A 文章編號:1004-7050(2011)03-0035-04
引 言
煤氣化是以煤(塊煤、焦炭或粉煤)為原料,空氣、氧氣、二氧化碳或水蒸氣為氣化劑,在一定的溫度、壓力等條件下發(fā)生反應而轉(zhuǎn)化為煤氣的工藝過程。在氣化爐內(nèi)高溫環(huán)境下進行的熱化學反應主要包括氣、固兩相的非均相反應與氣體反應物間的均相反應。反應進行的程度取決于氣化爐的操作條件,即溫度、壓力、煤的化學反應活性及氣化劑與煤的接觸時間等。煤氣化技術是煤化工的先導技術,氣化技術的選擇,需要充分考慮原料煤的特性、煤氣的用途和規(guī)模、氣化技術的成熟度與可靠性、粗煤氣構成及經(jīng)濟性等[1]。
目前,按煤在氣化爐內(nèi)運動方式的不同,煤氣化技術可分為固定床(移動床)、流化床(沸騰床)和氣流床等形式;按氣化操作壓力的不同,可分為常壓煤氣化和加壓煤氣化;按進料方式的不同,可分為固體進料和漿液進料;按排渣方式的不同,可分為固體排渣和熔融排渣等。煤氣化技術及其代表性爐型主要包括:1)固定床煤氣化:間歇式常壓(UGI)氣化、魯奇(Lurgi)加壓氣化、液態(tài)排渣Lurgi(BGL)氣化等;2)流化床煤氣化:溫克勒(Winkler)及高溫溫克勒(HTW)氣化、灰團聚流化床(U-Gas,KRW,ICC)氣化、Lurgi循環(huán)流化床(CFB)氣化等;3)氣流床煤氣化:常壓粉煤(K-T)氣化、德士古(Texaco)和(Destec)水煤漿加壓氣化、殼牌(Shell)、Prenflo和GSP粉煤加壓氣化等。本文對典型的氣化技術及其對煤質(zhì)的要求進行歸納總結(jié),以期為我國煤氣化技
術的發(fā)展提供一定的參考。
1 煤質(zhì)特性及其對氣化性能的影響
我國煤炭資源豐富,包含了褐煤到無煙煤的不同變質(zhì)程度的各類煤種。但各煤種的儲量不均衡、區(qū)域分布差別較大,不同煤種的組成和性質(zhì)相差也非常大。并且,即使是同一變質(zhì)程度的煤種,因其成煤環(huán)境不同,性質(zhì)差異也較大。氣化反應過程與煤的性質(zhì)密切相關,直接影響著煤氣化的產(chǎn)物組成與氣化工藝的配置。不同的氣化工藝對原料煤的性質(zhì)要求不同,在選擇煤氣化工藝時,考慮氣化用煤的特性及其影響極為重要。影響煤氣化工藝煤質(zhì)特性的因素主要包括以下幾方面[2,3]:
1)水分含量。煤中的水分隨煤變質(zhì)程度的加深呈規(guī)律性的變化,從泥炭、褐....