煤炭通過氣化轉化成煤氣是煤炭化工、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、煤氣化多聯(lián)產等技術的關鍵和龍頭技術。自發(fā)展以煤為原料的石油替代能源戰(zhàn)略在我國確立之后,各地紛紛上馬或正在積極醞釀著各種規(guī)模的煤化工項目,掀起了又一輪煤化工熱。本文對我國煤氣化技術的現(xiàn)狀作簡單介紹,并對如何科學選擇煤氣化工藝提出建議。
1 煤氣化技術簡介
煤氣化工藝以煤炭(塊煤、焦炭或粉煤)為原料,采用空氣、氧氣、二氧化碳和水蒸氣為氣化劑,在氣化爐內高溫環(huán)境下進行熱化學反應。其主要氣化反應是煤與氣體介質之間的反應,即氣、固兩相之間的非均相反應,同時也有氣體反應物之間的均相反應。這些反應進行的程度決定于氣化爐的操作條件,即溫度、壓力、氣化劑與煤炭的接觸時間及煤炭的化學反應活性、表面情況等。其產品可作為燃料氣、原料氣或合成氣,與氣化爐爐型有關。氣化爐的分類按煤與氣化劑的相對流動方式可分為逆流、并逆流和并流,與其相對應的則是固定床、流化床和氣流床氣化爐。
1.1 固定床氣化爐
常見的固定床(慢移動床)氣化爐有間歇式氣化爐(UGl)和連續(xù)式氣化爐(魯奇Lurgi)兩種,目前都是已淘汰或落后的氣化技術。固定床間歇式氣化爐國外已于20世紀60年代初廢棄。我國于2 0世紀40年代引進UGI爐,50年代改燒無煙煤,主要用于制氨和甲醇;至今尚有600余家在使用。隨著能源政策和環(huán)境的要求越來越高,不久的將來,會逐步為新的煤氣化技術所取代。
連續(xù)式氣化爐應用碎煤加壓氣化技術,20世紀30年代由德國魯奇(Lurgi)公司開發(fā)成功,是逆向氣化,煤在爐內停留時間長達1 h,反應爐的操作溫度和爐出口煤氣溫度低,碳轉化率高,氣化效率高,可以使用劣質煤氣化,在世界各國得到廣泛應用。但氣化爐結構復雜,爐內設有破粘和煤分布器、爐篦等轉動設備,制造和維修費用大;入爐煤必須是不粘塊煤,原料采購成本較高;出爐煤氣中含焦油、酚等,污水處理和煤氣凈化工藝復雜、流程長、設備多,增加了投資和成本。
魯奇爐的產品....