浅谈炭气化技术

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1、浅谈炭气化技术【摘要】煤气化技术是煤炭高效清洁利用的核心技术。本文介绍了煤气化技术的发展及徳士古、鲁奇、壳牌、GSP等国外煤气化技术的工艺特点。【关键词】煤气化；工艺流程；发展1•煤气化原理气化过程是煤炭的一个热化学加工过程。它是以煤或煤焦为原料，以氧气、水蒸气作为气化剂，在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。气化时所得的可燃气体成为煤气，対于做化工原料用的煤气一般称为合成气，进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。2.煤气化工艺煤炭气化技术虽有很多种不同的分类方法，但一般常用按生产装置化学工程特征分类方法进行分类，或称为按照反应器形式分类。

2、气化工艺在很大程度上影响煤化工产品的成本和效率，采用高效、低耗、无污染的煤气化工艺是发展煤化工的重要前提，其屮反应器便是工艺的核心，为了提高煤气化的气化率和气化炉气化强度，改善环境，新一代煤气化技术的开发总的方向，气化压力山常压向中高压(8.5MPa)发展；气化温度向高温(1500〜1600°C)发展；气化原料向多样化发展；固态排渣向液态排渣发展。2.1固定床气化固定床一般以块煤或焦煤为原料。煤由气化炉顶加入，气化剂由炉底加入。流动气体的上升力不致使固体颗粒的相对位置发生变化，即固体颗粒处于相对固定状态，床层高度亦基木保持不变，因而称为固定床气化。固定床气化的特性是简单、可靠

3、。同时山于气化剂于煤逆流接触，气化过程进行得比较完全，口使热量得到合理利用，因而具有较高的热效率。固定床气化炉常见有间歇式气化（UGI）和连续式气化（鲁奇Lurgi）2种。前者用于牛产合成气时…定要采用白煤（无烟煤）或焦碳为原料，以降低合成气中CH4含量；后者多用于生产城市煤气；该技术所含煤气初步净化系统极为复杂，不是公认的首选技术。先简单介绍下鲁奇气化炉：30年代德国鲁奇（Lurgi）公司开发成功固定床连续块煤气化技术，由于英原料适应性较好，单炉生产能力较大，在国内外得到广泛应用。缺点是气化炉结构复杂、炉内设冇破粘和煤分布器、炉篦等转动设备，制造和维修费用人；入炉煤必须是块

4、煤；原料来源受一定限制；出炉煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净化工艺复杂、流程长、设备多、炉渣含碳5%左右。2.2流化床气化流化床气化又称为沸腾床气化。其以小颗粒煤为气化原料，这些细颗粒在自下而上的气化剂的作用下，保持着连续不断和无秩序的沸腾和悬浮状态运动，迅速地进行着混合和热交换，其结果导致整个床层温度和组成的均一。流化床气化炉常见有温克勒（Winkler）.灰熔聚（U-Gas）、循环流化床（CFB）、加压流化床等。2.3气流床气化气流床气化是一种并流式气化。从原料形态分有水煤浆、干煤粉2类;从专利上分，Texaco.Shell最具代表性。气流床对煤种（烟煤、褐煤）、粒度

5、、含硫、含灰都具有较人的兼容性，国际上已有多家单系列、人容量、加压厂在运作，其清洁、高效代表着当今技术发展潮流。干粉进料的主要有K-T炉、Shell-Koppres炉、Prenflo炉、Shell炉、GSP炉、ABB-CE炉，湿法煤浆进料的主要有德士古气化炉、Destec炉。先介绍下德士古气化炉.Shell炉和GSP炉。2.3.1徳士古气化炉美国Texaco开发的水煤浆气化工艺是将煤加水磨成浓度为60〜65%的水煤浆，用纯氧作气化剂，在高温高压下进行气化反应，气化压力在3.0~8.5MPa之间，气化温度1400°C,液态排渣，煤气成份C0+H2为80%左右，不含焦油、酚等冇机

6、物质，对环境无污染，碳转化率96〜99%,气化强度人，炉子结构简单，能耗低，运转率高，而且煤适应范围较宽oTexaco气化炉山喷嘴、气化室、激冷室（或废热锅炉）组成。其中喷嘴为三通道,工艺氧走一、三通道，水煤浆走二通道，介于两股氧射流之间。水煤浆气化喷嘴经常面临喷口磨损问题，主要是由于水煤浆在较高线速下对金属材质的冲刷腐蚀。喷嘴、气化炉、激冷环等为Texaco水煤浆气化的技术关键。2.3.2Shell气化炉最早实现工业化的干粉加料气化炉是K-T炉，其它都是在其基础之上发展起来的，50年代初Shell开发渣油气化成功，在此基础上，经丿力了3个阶段:1976年试验煤炭30余种；1

7、978年与德国Krupp-Koppers合作，在Harburg建设日处理150t煤装置；两家分手后，1978年在美国Houston的DeerPark建设日处理250t高硫烟煤或日处理400t高灰分、高水分褐煤。共费时16年，至1988年Shel1煤技术运用于荷兰BuggenumTGCC电站。该装置的设计工作为1.6年，1990年10月开工建造，1993年开车，1994年1月进入为时3年的验证期，目前已处于商业运行阶段。单炉口处理煤2000toShell气化炉壳体直径约4.5m,4个喷嘴位于炉子下部同一水