国内外先进煤气化工艺技术的研究.pdf

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1、第45卷第3期化工技术与开发Vo1．45No．32016年3月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryMar．2016国内外先进煤气化工艺技术的研究李明珠，胡振清，郑峰，钟美瑶，潘郁夫，刘尚宜，张正国(北方民族大学化学与化学工程学院，宁夏银川750021)摘要：针对我国煤化lT产业的特点和缺陷，综述了国内外先进煤气化工艺技术，如GsP干粉煤加压气化技术、Shell干煤粉煤气化技术、两段式干煤粉加压气化技术、Texaco水煤浆加压气化工艺技术、多喷嘴水煤浆加压气化工艺技术等，并做了比较。关键词：煤气化；气化炉；加压；气化中图分类号：T

2、Q529．2；文献标识码：A文章编号：1671—9905(2016)03—0038—06在我国，煤炭的生产和消费都非常大，仅煤炭年1．1固定床[7-8]产量就达到10亿t以上，但大部分都是通过直接燃固定床气化炉是煤从炉顶进人，气化剂从炉的烧用于火力发电，以及充当各类运输消耗的燃料[1-31，下部供人的一种气固逆向流动的气化炉，通过炉下煤气化技术的利用相对很低。在当今资源短缺、环部的炉排来支撑上面的煤层。气化剂通常以氧或境污染的冲击下，煤炭能否充分利用是缓解石油、天空气和水蒸汽为主，煤的停留时间较长，模式如图l然气资源短缺的有效途径，所以大力发展煤气化技(a)所示。因此为了

3、保证煤能够气化对煤的要求如术对煤化工产业具有重大意义[4-51。下：14种煤气化炉技术①为保证床层的孑L隙率足够，煤必须具有一定的粒度能够透气；②为防止煤在炉内遇热爆碎和煤根据气体和固体的接触方式，煤气化工艺技术在运输及从加煤机落到炉内时摔碎，煤须具有一定可分为固定床、流化床、气流床和熔融床4种，熔融抗碎强度及热稳定性；③选择黏绪f!生较低的煤，如选床技术还没有实际开发应用，所以现在煤气化技术择不黏煤、弱黏煤等。因为黏结性较高的煤在气化主要以前3种为主。按照煤在气化炉中的流体力学时会在干馏层产生胶质结焦黏结在一起，导致床层行为，气化炉又可分为逆流、并流和并逆流3种，分透气

4、受到影响。为固定床气化、流化床气化、气流床气化炉]。4种从这些特点不难发现，长焰煤、不黏煤、弱黏煤、煤气化炉的模式见图1。部分年老的褐煤等都符合要求。目前，运转中的固煤气煤气煤气煤气定床气化炉主要有鲁奇气化炉和BGC一鲁奇炉2种。1．2流化床蒸汽流化床气化炉是煤从上部或中部加入，气化剂煤从炉的下部吹入的一种气化炉，在密相区大部分的煤粒都以悬浮状态存在，而且床层位置不发生改变，所以煤的停留时间较短。模式如图1(b)所示，为保证气化，对煤的要求如下：水水①因为太小的颗粒容易被气流携带迅速到达出灰分灰分灰分口，来不及反应，而太大的颗粒容易沉落在炉底，难(a)固定床(b)流化床(

5、c)气流床(e)熔融床图14种煤气化炉模式图以反应完全，所以煤需要具有一定的粒度，一般控制基金项目：宁夏回族自治区科技支撑项目(2O13ZYG034)；北方民族大学基本科研项目(2014XYZ10，2015JBK557)。通讯联系人：张正围，博士，讲师，主要研究绿色化工技术。E-mail：zhangzhertt~oll19@126．eom收稿日期：2016-01—31第3期李明珠等：国内外先进煤气化工艺技术的研究39在1～10mm之间为宜。②煤的黏结性要低。有黏结表1壳牌气化炉与德士古气化炉粉煤气化性能比较性的煤容易黏结在一起，形成大的块状沉下去。③煤的含水量较低，煤的粒

6、度较小，水分大，容易造成堵塞无法输送，耗热较多。④反应活性要高。满足以上要求的煤包括长焰煤、不黏煤、部分褐煤等。1．3气流床㈣气流床气化炉是将干煤粉或水煤浆和气化介质一起从烧嘴中喷出，穿过炉膛时速度很快，具有反应很快、停留时间很短的特点。模式如图1(a)所示，对煤的要求如下：①选择可磨性指数高的煤；②当炉25种典型煤气化工艺特点的比较型以干煤粉进料时，选择水分含量较低的，水分大时容易造成堵塞无法输送，而且耗热也较多；当炉型以煤气化技术发展越来越快，目前煤气化技术是水煤浆进料时，选择成紧l生好、灰含量少的煤。③灰以气流床气化为主，这也是今后煤气化技术发展的熔融性温度越低越好

7、。耐火砖炉壁的炉型，温度最主要方向。由于气流床组合方式和炉型的不同，又好低于1300~C。对应多种气流床气化技术，以下就介绍5种典型的由干煤粉进料、水冷壁的气流床气化炉，对于灰气流床气化技术，包括GSP加压气化技术、Shell(壳熔融性温度特别高的煤必须添加助熔剂，而其他的牌)煤气化技术、两段式干煤粉加压气化技术、煤种几乎都能气化。由水煤浆进料、耐火砖炉壁的Texaco水煤浆加压气化工艺技术、多喷嘴水煤浆加气流床气化炉，适宜灰熔融性温度低、灰分低、成浆压气化工艺技术。性好、活性较高的煤，如气煤、长焰煤、弱黏煤、不黏2．1GSP