作者/來源:褚嘉易(青島經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)第一中學(xué) 山東青島 266555) 日期: 2019-09-16 點擊率:2497
摘 要 簡要總結(jié)了國內(nèi)粉煤氣化工藝的現(xiàn)狀,重點介紹了國內(nèi)流化床氣化、氣流床氣化和復(fù)合粉煤氣化中最具有代表性的工藝流程、優(yōu)點、存在的問題和國內(nèi)應(yīng)用情況,最后展望了我國粉煤氣化工藝的意義及發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞 氣化 流化床 氣流床 復(fù)合粉煤氣化 優(yōu)點 問題
我國是以煤炭為主要能源的國家,在眾多的煤炭利用方式中,煤氣化是最為清潔、高效的工藝,對保障國家能源安全、經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。國內(nèi)開采的動力煤中平均灰含量約 23%,灰熔點在 1 400℃以上的煤炭約占 50%以上。在一些主要產(chǎn)煤礦區(qū),總儲量的20%~40%組煤均為高硫煤。由于我國煤炭資源自身的特點,決定了國內(nèi)單一氣化工藝無法滿足煤氣化市場的需求。
目前煤氣化工藝根據(jù)原料形態(tài)的不同可分為塊煤氣化、粉煤氣化和水煤漿氣化等工藝。塊煤氣化工藝存在煤種要求高、氣化效率低、環(huán)境友好性差等缺點;水煤漿氣化工藝雖然技術(shù)成熟,但對煤種要求比較高,而且該工藝多采用耐火磚使用壽命較短;而粉煤氣化工藝具有更廣的煤種適應(yīng)性(可以氣化褐煤)、耗能低、碳轉(zhuǎn)化率高、水冷壁壽命長等技術(shù)優(yōu)勢,有更好的適用性和競爭力。
1 流化床粉煤氣化工藝
流化床粉煤氣化工藝利用小粒度煤為原料,氣化劑同時作為流化劑。在氣化過程中,氣固相的接觸面大,氣化強度高、單爐處理能力大;爐內(nèi)同時進行干餾及大分子有機物的裂解,其洗滌水中沒有焦油、酚等有機物質(zhì);運行比較可靠,負荷變化率較大[1]。國內(nèi)流化床粉煤氣化具有代表性的有恩德流化床粉煤氣化、灰熔聚流化床氣化和黃臺循環(huán)流化床粉煤氣化。
1.1 恩德流化床粉煤氣化工藝
恩德流化床粉煤氣化工藝[2]最早是由朝鮮恩德“七七”聯(lián)合企業(yè)在溫克勒氣化工藝基礎(chǔ)上改造完善起來的,1996 年我國撫順恩德機械有限公司在該工藝基礎(chǔ)上,結(jié)合我國國情加以改進、完善,并獲得具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新型恩德流化床粉煤氣化工藝。
該工藝由備煤系統(tǒng)送來的粉煤(粒徑φ<10mm,水分<8%)經(jīng)皮帶送至下料口,粉煤受其 自 身 重 力 作 用 ,下 落 至 通 有 氮 氣(純 度99.9%、壓力 0.04MPa)做保護氣的煤倉。通過螺旋供煤機,將粉煤送入氣化爐下部錐體段。由 離 心 式 風(fēng) 機 吸 入 的 氧 氣 或 空 氣 加 壓 至0.04MPa 與 過 熱 蒸 汽 混 合 作 為 氣 化 劑 和 流 化劑,分兩路從上層噴嘴(24 個)和下層噴嘴(6個)進 入 氣 化 爐 ,使 粉 煤 在 爐 內(nèi) 沸 騰 流 化 氣化。氣化爐下部為密相段,上部為稀相段,下層噴嘴噴入的氣化劑與上部稀相段進一步發(fā)生 氣 化 反 應(yīng) 。 氣 化 爐 頂 部 粗 煤 氣 溫 度 900~950℃,經(jīng)旋風(fēng)分離器除塵后進入廢熱鍋爐回收余熱并副產(chǎn)過熱蒸汽,降溫后的煤氣經(jīng)水洗塔冷卻得到產(chǎn)品煤氣。旋分器分離下的未反應(yīng)的煤粉及細灰經(jīng)回流管返回氣化爐底部進行二次氣化,提高碳轉(zhuǎn)化率。氣化爐底部灰渣經(jīng)螺旋除灰機排入灰斗。
恩德流化床粉煤氣化工藝流程圖見圖 1。
該工藝的特點[3]如下。
(1)適用煤種較寬,原料價格相對低廉。
(2)技術(shù)....