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三種煤氣化工藝的比較

來源: 來源:中國慶華集團 王瑗 轉載整理
編輯: 阿勇
發布時間: 2013-03-05
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    煤氣化技術視爐內氣-固狀態和運動形式,主要分為三大類∶以塊煤(10~50mm)為原料的固定床;以碎煤(小于6mm)為原料的流化床;以粉煤(小于0.1mm)為原料的氣流床。為提高單爐能力和降低能耗,現代氣化爐均在適當的壓力(1.5~4.5MPa)下運行,相應地出現了增壓固定床、增壓流化床和增壓氣流床技術。我國絕大多數正在運行的氣化爐仍為水煤氣或半水煤氣固定床。
    1.固定床氣化工藝
    先進的固定床氣化工藝以魯奇移動床加壓氣化為代表,其主要優點包括:可以使用劣質煤氣化;加壓氣化生產能力高;氧耗量低,是目前三類氣化方法中氧耗量最低的方法;魯奇爐是逆向氣化,煤在爐內停留時間長達1h,反應爐的操作溫度和爐出口煤氣溫度低,碳效率高、氣化效率高。雖然魯奇氣化工藝優點很多,但由于固定床氣化只能以不粘塊煤為原料,不僅原料昂貴,氣化強度低,而且氣-固逆流換熱,粗煤氣中含酚類、焦油等較多,使凈化流程加長,增加了投資和成本。
    2.氣流床氣化工藝
     德士古爐、K-T爐、殼脾爐,以粉煤為原料的氣流床在極高溫度下運行(1300-1500℃),氣化強度極高,單爐能力己達2500煤/日,我國進口的德士古爐也達400~700煤/日,氣體中不含焦油、酚類,非常適合化工生產和先進發電系統的要求。
    氣流床氣化工藝的優點包括.煤種適應范圍較寬,水煤漿氣化爐一般情況下不宜氣化褐煤(成漿困難),工藝靈活,合成氣質量高,產品氣可適用于化工合成,制氫和聯合循環發電等.氣化壓力高,生產能力高.不污染環境,三廢處理較方便。該工藝缺點是,高溫氣化為使灰渣易于排出,要求所用煤灰熔點低(小于1300℃),含灰量低(低于10%-15%),否則需加人助熔劑(CaO或Fe2O3)并增加運行成本。這一點特別不利于我國煤種的使用。此外,高溫氣化爐耐火材料和噴嘴均在高溫下工作,壽命短、價格昂貴、投資高,氣化爐在高溫運行,氧耗高,也提高了煤氣生產成本。
    3.流化床氣化工藝
    鑒于以上原因,使用碎煤為原料的流化床技術一直受到國內外的關注。德國發揮了其既有傳統,開發出高溫溫克勒氣化爐,美國正努力發展以流化床氣化和燃燒相結合的高效工藝(如Hybrid例工藝),預期可獲得最良好的系統效率。流化床氣化以空氣或氧氣或富氧和蒸汽為氣化劑,在適當的煤粒度和氣速下,使床層中粉煤沸騰,氣固兩相充分混合接觸,在部分燃燒產生的高溫下進行煤的氣化。其工藝流程包括各煤、進料、供氣、氣化、除塵、廢熱回收等系統,將原煤破碎至8mm以下,烘干后進人進煤系統,再經螺旋加料器加人氣化爐內,在爐內與經過預熱的氣化劑(氧氣/蒸汽或空氣/蒸汽)發生氣化反應,攜帶細顆粒的粗煤氣由氣化爐逸出,在旋風分離器中分離出較粗的顆粒并返回氣化爐,除去粉塵的煤氣經廢熱回收系統進人水洗塔使煤氣最終冷卻和除塵。

(來源:中國慶華集團 王瑗  轉載整理)