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煤气化基本知识—煤气化方法的分类

信息来源:博大实地化学有限公司   点击次数:8002   发布时间:2012-12-17 10:13:44

    煤气化分类无统一标准,有多种分类方法,按气化炉供热方式可分为外热式(间接供热)和内热式(直接供热)两种;按所产煤气热值可分为低热值煤气(≤8340KJ/M3),中热值煤气(16000-33000KJ/M3)和高热值煤气( ≥ 33000KJ/M3)三类;按煤与气化剂在气化炉内的运动状态可分为移动床(固定床)、流化床(沸腾床),气流床和熔融床气化法四类,这是目前比较通用的分类方法,此外还有按气化炉压力、气化炉排渣方式气化剂种类、气化炉进煤粒度和气化过程是否连续等进行分类的。

    固定床气化技术:固定床气化技术在我国运用较广,较为先进的有鲁奇 (Lurgi)气化技术,在我国建有三套装置,该技术能够连续加压气化,但由于气化温度低,生成气中甲烷含量高,同时生成气中含苯、酚、焦油等一系列难处理的物质,净化流程长,尤其是该技术只能用碎煤不能用粉煤,原料利用率太低。国内90%以上的中小氮肥厂都采用固定床间歇气化技术或富氧连续气化技术,这两种技术工艺较为成熟,投资较低,但存在着生产能力较低,原料价格较高,环境污染较严重及生产成本较高的缺点,所以逐渐被各个厂家所淘汰。

    流化床气化技术:国内流化床气化主要有中科院山西煤化学研究所开发的灰熔聚流化床粉煤气化技术,该技术可用多种煤质作原料,如烟煤、焦炭、焦粉等,其煤种适应性广,操作温度为1000—1100℃,反应压力为:0.03MPaG), 产品气中不含焦油,含酚量低,碳转化率为90%,合成气中(CO+H2)为68-72%,有效气体成分较低。

    气流床气化技术:气流床气化是煤炭气化的一种重要形式,原料煤是以粉状入炉,粉煤和气化剂经由烧嘴或燃烧器一起夹带,并流送入气化炉,在气化炉内进行充分的混合、燃烧和气化反应,由于在气化炉内气固相对运动速度很低,其夹带的固体几乎是以相同的速度向相同的方向运动,因此称为气流床气化或夹带床气化。

    气流床气化的主要特点:粉煤气化,采用粉煤进料,使煤的比表面积急剧增大,大大提高了气化反应速率,提高了气化炉的生产能力和碳的转化率。高温气化:气流床煤气化反应温度比较高,气化炉内火焰中心温度一般可高达 2000℃以上,出气化炉气同夹带流的温度也高达1400-1700℃,参加反应的各种物质的高温化学活性得以充分显示出来,故碳转化率较高。高温下煤中的挥发份如焦油、氮、硫化物、氰化物也可得到充分的转化,其它组分也通过彻底的内部燃烧得到钝化,因此,得到的产品煤气比较纯净,煤气洗涤后的污水比较容易处理,对非燃料用气如合成氨或甲醇的原料气来说,甲烷含量越低越好,在实际生产中,随着气化温度的升高,工艺气中的甲烷含量随着降低,所以,气流床煤气化特别适合于生产高CO+H2含量的合成气。液态排渣:在气流床气化过程中,夹带大量灰分的气流,通过熔融灰分颗粒间的相互碰撞,逐渐结团长大,从气流中得到分离或黏结在气化炉炉壁上,并沿炉壁向下流动,以熔融状态排出气化炉,经过高温的炉渣,大多为惰性物质,无毒,无害。由于是液态排渣,要保证气化炉的稳定操作,气化炉的温度要高于灰渣的流动温度(T4)约50100℃,原料煤的灰熔点越高,要求气化炉的操作温度也就越高,只有这样,才能保证气化炉的稳定排渣。

    气流床气化的分类:气流床气化主要有如下几种分类方式:根据入炉原料的输送性能可分为干法进料和湿法进料;根据气化压力可分为常压气化和加压气化;根据气化剂的不同可分为空气气化和氧气气化。具有代表性的工业化气流床气化炉型主要有以下几种:K-T 炉:常压气化,干粉进料,以氧气为气化剂。Shell-Koppers炉,PrenfIo气化炉,Shell气化炉,GSP气化炉。这四种气化工艺均为加压气化,干粉进料,以氧气为气化剂。ABB-CE气化炉,加压气化,干粉进料,以氧气为气化剂。Texaco气化炉,湿法水煤浆进料,加压气化,以氧气为气化剂。