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煤氣化

煤氣化是一個熱化學(xué)過程。以煤或煤焦為原料,以氧氣(空氣、富氧或純氧)、水蒸氣或氫氣等作氣化劑,在高溫條件下通過化學(xué)反應(yīng)將煤或煤焦中的可燃部分轉(zhuǎn)化為氣體燃料的過程。

  1、分類

  煤的氣化類型可歸納為五種基本類型:自熱式的水蒸汽氣化、外熱式水蒸汽氣化、煤的加氫氣化、煤的水蒸汽氣化和加氫氣化結(jié)合制造代用天然氣、煤的水蒸汽氣化和甲烷化相結(jié)合制造代用天然氣。

  2、工藝技術(shù)

  簡介

  煤氣化工藝是生產(chǎn)合成氣產(chǎn)品的主要途徑之一,通過氣化過程將固態(tài)的煤轉(zhuǎn)化成氣態(tài)的合成氣,同時副產(chǎn)蒸汽、焦油(個別氣化技術(shù))、灰渣等副產(chǎn)品。煤氣化工藝技術(shù)分為:固定床氣化技術(shù)、流化床氣化技術(shù)、氣流床氣化技術(shù)三大類,各種氣化技術(shù)均有其各自的優(yōu)缺點,對原料煤的品質(zhì)均有一定的要求,其工藝的先進(jìn)性、技術(shù)成熟程度也有差異。

  固定床氣化技術(shù)

  碎煤固定層加壓氣化采用的原料煤粒度為6~50mm,氣化劑采用水蒸汽與純氧作為氣化劑。該技術(shù)氧耗量較低,原料適應(yīng)性廣,可以氣化變質(zhì)程度較低的煤種(如褐煤、泥煤等),得到各種有價值的焦油、輕質(zhì)油及粗酚等多種副產(chǎn)品。該技術(shù)的典型代表是魯奇加壓氣化技術(shù)和BGL碎煤熔渣氣化技術(shù)。

  該氣化技術(shù)的優(yōu)點:

  原料適應(yīng)范圍廣,除黏結(jié)性較強(qiáng)的煙煤外,從褐煤到無煙煤均可氣化,可氣化水分、灰分較高的劣質(zhì)煤。

  氧耗量較低,氣化較年輕的煤時,可以得到各種有價值的焦油、輕質(zhì)油及粗酚等多種副產(chǎn)品。

  該氣化技術(shù)存在的不足:

  該技術(shù)出爐煤氣中甲烷和二氧化碳的含量較高,有效氣的含量較低。

  蒸汽分解率低。一般蒸汽分解率約為40 %,蒸汽消耗較大,未分解的蒸汽在后序工段冷卻,造成氣化廢水較多,由于廢水中含有酚類物質(zhì),導(dǎo)致廢水處理工序流程長,投資高。

  流化床氣化技術(shù)

  粉煤流化床加壓氣化又稱之為沸騰床氣化,這是一種成熟的氣化工藝,在國外應(yīng)用較多,該工藝可直接使用0~6mm碎煤作為原料,備煤工藝簡單,氣化劑同時作為流化介質(zhì),爐內(nèi)氣化溫度均勻,典型的代表有德國溫克勒氣化技術(shù),山西煤化所的ICC灰融聚氣化技術(shù)和恩德粉煤氣化技術(shù)。

  雖然近年來流化床氣化技術(shù)已有較大發(fā)展,相繼開發(fā)了如高溫溫柯勒(HTW)、U-Gas等加壓流化床氣化新工藝以及循環(huán)流化床工藝(CFB),在一定程度上解決了常壓流化床氣化存在的帶出物過多等問題,但仍然存在煤氣中帶出物含量高、帶出物碳含量高且又難分離、碳轉(zhuǎn)化率偏低、煤氣中有效成分低,而且要求煤高活性、高灰熔點等多方面問題。

  氣流床氣化技術(shù)

  氣流床加壓氣化技術(shù)大都以純氧作為氣化劑,在高溫高壓下完成氣化過程,粗煤氣中有效氣(CO+H2)含量高,碳轉(zhuǎn)化率高,不產(chǎn)生焦油、萘和酚水等,是一種環(huán)境友好型的氣化技術(shù)。

  氣流床氣化技術(shù)主要分為水煤漿氣化技術(shù)和粉煤氣化技術(shù)。

  3、技術(shù)實踐

  氣流床加壓氣化技術(shù)以惠生與殼牌聯(lián)合開發(fā)的混合氣化技術(shù)(Hybrid)為例:Hybrid是一種先進(jìn)的粉煤氣化技術(shù),該技術(shù)結(jié)合了現(xiàn)有殼牌 SCGP廢鍋流程優(yōu)點,包括粉煤加壓氣化輸送系統(tǒng)、多燒嘴側(cè)噴式燒嘴布置、膜式水冷壁、間歇排渣等已經(jīng)在現(xiàn)有SCGP裝置被充分驗證成熟可靠的工藝,同時又去掉了現(xiàn)有流程中復(fù)雜而容易出故障合成氣冷卻器(廢鍋)和飛灰過濾器,并且結(jié)合了目前被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)有氣化技術(shù)的合成氣激冷工藝,既保留了殼牌SCGP廢鍋流程原有的煤種適應(yīng)性強(qiáng)、易大型化等特點,采用優(yōu)點,又吸收了現(xiàn)有激冷技術(shù)的優(yōu)點,并有針對性地做出了改進(jìn)。


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