流化床气化原理.pdf

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1、粉煤流化床气化原理(译于CombustionandGasificationinFluidizedBed,2006,第三章)目录粉煤流化床气化原理.......................................................................................................21.前言....................................................................................

2、.....................................22.气化炉的类型........................................................................................................33.气化反应原理........................................................................................................6

3、4.流化床气化炉......................................................................................................145.典型的流化床气化炉..........................................................................................166.产品气体的净化........................................

4、..........................................................197.设计要素...............................................................................................................21埃新斯（枣庄）新气体有限公司粉煤流化床气化原理1.前言气化是一个相对比较古老的技术。1797年就有人发明了煤炭气化，然后在19世纪被广泛地用于城镇煤气，但是相当昂贵。为此

5、，北美洲人还是愿意用鲸油照明，几乎把鲸鱼杀绝。1846年，加拿大的本地人，葛世纳博士用热裂解的方法发明了从固体燃料提取灯油的工艺，并把它称之为煤油（希腊词，蜡和油的意思）。1849年，他又在美国和加拿大开发了从石油提取煤油的技术，挽救了濒临绝种的鲸鱼。【定义】气化是这样的一种工艺：使用或不使用气化介质，将固体或液体燃料转化成一种可燃烧的气体。气化是将反应燃料，如煤炭、生物量、石油焦或重油，与一定数量的氧气，通常还要加点蒸汽，放到一个气化炉里。气化炉里吸热反应所需要的热量来自于氧气与燃料的放热反应，并维持气化炉的操作温度。如

6、果有一个外部热源能够提供气化反应必要的热能，水蒸汽可以成为唯一的气化介质。煤炭气化与直接燃烧相比有一个特别重要的好处。例如，同样的燃料，气化工艺产生的气体量比燃烧过程产生的气体量少很多。气体量减少意味着设备的减少，建设总成本降低。对于一个小型发电机组，只需要一个气化炉和压燃式发动机，比起锅炉、冷凝器、蒸汽发动机等等要省钱得多。因此，气化工艺为远程建设提供一个有吸引力的选择。当然，气化工艺也有一个重要的缺点。碳转化率不可能达到100%。一部分可以利用的能源从灰渣中跑掉了。还有，作为冷煤气的利用，如果没有热回收系统，显热就丢掉

7、了。从气化炉获得的清洁煤气可以作为大型联合循环电厂的燃料，煤气先是在燃气透平发电机组燃烧，然后从燃气透平机出来的热气体经过锅炉产生水蒸汽，水蒸汽又可以送到蒸汽透平发电机组进一步发电。这个气化炉与联合循环系统的结合，就是著名的以气化技术为龙头的联合循环发电装置（IGCC）。与直接烧煤的电厂相比，IGCC极大地降低了污染物的排放。目前，燃煤电厂的热效率是34%（Schimmoller,2005），IGCC的效率是40%。美国能源部的目标，以高位热值（HHV）计算应该达到52%（DOE,2001），这个数字超过了当前粉煤锅炉发电

8、的热效率40%。从固体燃料获得气体燃料之后的另一种新兴技术是通过燃料电池进行高效率的电能生产。煤炭可以通过气化技术生产合成气，一种包含CO和H2的气体。这个气体，在高度净化以后可以代替天然气，使燃料电池得发电效率达到50%以上。煤气可以进一步转换成可以输送的液体燃料，也可以用于化工产品和化学肥料的生产。