浅谈炭气化技术

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浅析煤炭气化技术

浅析煤炭气化技术

浅析煤炭气化技术摘要:本文阐述了煤炭气化技术的基本原理和过程,简述了移动床(固定床)气化、流化床气化、气流床气化3 种煤气化技术的进展。

关键词:煤气化;气化原理;气化炉1 引言我国是一个煤炭资源相对丰富、油气资源匾乏的国家,能源结构主要以煤为主。

长期以来,我国煤炭的利用大部分采用传统的直接燃烧方法,致使我国成为典型的煤烟型污染的国家,不仅煤炭利用效率较低,而且燃煤排放的大量有害物质引起了城市空气质量的恶化,对环境造成严重的污染。

如何提高煤炭的利用效率,减少煤炭利用过程中的环境污染,己成为煤炭利用中的焦点问题。

因而开发洁净高效的煤炭利用技术,是解决我国能源需求和环境问题的关键技术,具有重要的研究意义。

2 煤气化原理煤气化是将煤与气化剂(空气、氧气或水蒸气)在一定温度和压力下进行反应,使煤中的可燃部分转化为可燃气体,而煤中灰分以废渣的形式排出的过程。

所生成的煤气再经过净化,就可作为燃气或合成气来合成一系列的化工产品。

在气化炉内,煤炭经历了干燥、干馏、气化和燃烧等几个过程。

干燥:原料煤进人气化炉后受热,大约在200℃煤孔中吸附态或吸藏的气体及水分首先被脱除。

干馏:干馏是脱除挥发分过程,当干燥煤的温度进一步提高,煤中的挥发物从煤中逸出。

气化过程的基本反应:经干馏后得到的半焦与气流中的H2O、CO2和H2等反应,生成可燃性气体等产物,其主要反应有碳与水蒸气的反应,碳与二氧化碳的反应,甲烷生成反应,变换反应。

燃烧:经气化后残留的半焦与气化剂中的氧进行燃烧。

由于碳与水蒸气、二氧化碳之间的反应都是强烈的吸热反应,因此气化炉内要保持高温才能维持吸热反应的进行。

一般将热解后的固定碳与气化剂的化学反应按照参与反应物的物质相态分成两种类型:非均相的气固反应和均相的气相反应。

煤的气化反应方程很多,其中受到关注和研究的可概括为以下的九个反应:非均相反应:CO - 123KJ/mol R1部分燃烧反应 C + 1/2O2CO2 - 109KJ/mol R2燃烧反应 C + O2R3水蒸气分解反应 C +H2O CO + H2 + 119KJ/mol2CO2 + 162KJ/mol R4 CO2还原反应 C +COCH4 + 87KJ/mol R5加氢反应 C + 2H2均相反应:R6 均相燃烧反应1/2O2 + H2H2O - 242KJ/molR7气相燃烧反应 CO + 1/2O2CO2 - 283KJ/mol R8水煤气变换反应CO + H22 + H2 - 42KJ/molR9甲烷化反应CO + 3H CH4 + H2O - 206KJ/mol国内外学者对上述9个主要的煤气化方程进行研究,但还没有形成统一的结果,许多研究者认为煤的气化反应主要是非均相反应,这其中包含发生化学反应的化学过程,也包含了气体在煤焦表面的吸附、扩散传质、气体流场分布以及热传导等质量、能量的传递过程;而且也有气体反应物之间的均相反应,其总的气化历程通常经过如图1所示的7个步骤:图1 气-固非均相反应示意图1) 气体反应物通过外气膜边界层扩散到煤焦颗粒的表面;2) 气体反应物在多孔煤焦结构中沿孔隙内扩散至颗粒的内表面;3) 气体反应物被颗粒内表面的活性位吸附,形成C(O)化合物中间络合物;4) 吸附在表面的中间络合物在颗粒内表面发生化学反应;5) 吸附态的产物从颗粒内表面脱附;6) 气体产物从颗粒的内孔通道向颗粒外表面扩散;7) 气体产物从颗粒外表面扩散到周围的气相环境中。

煤炭气化技术的发展与应用潜力

煤炭气化技术的发展与应用潜力

煤炭气化技术的发展与应用潜力煤炭是我国主要的能源资源之一,然而,传统的燃煤方式不仅对环境造成了严重的污染,还浪费了煤炭资源。

为了解决这一问题,煤炭气化技术应运而生。

煤炭气化技术是将煤炭转化为合成气的一种技术,它具有广泛的应用潜力和巨大的经济效益。

首先,煤炭气化技术可以有效减少煤炭资源的浪费。

煤炭气化技术可以将煤炭中的有机物质转化为合成气,而合成气可以用于发电、炼油和化工等领域。

通过煤炭气化技术,我们可以更加充分地利用煤炭资源,减少煤炭的浪费,提高能源利用效率。

其次,煤炭气化技术可以减少环境污染。

相比于传统的燃煤方式,煤炭气化技术可以将煤炭中的硫、氮等有害物质转化为气体,减少了大气污染的产生。

同时,煤炭气化技术还可以通过合成气中的一系列净化工艺,将合成气中的颗粒物、重金属等有害物质去除,达到净化环境的目的。

因此,煤炭气化技术在改善空气质量、保护环境方面具有重要作用。

此外,煤炭气化技术还可以推动能源结构的转型。

目前,我国能源结构仍然以煤炭为主,而煤炭气化技术可以将煤炭转化为合成气,进而用于发电、炼油和化工等领域,实现能源的多元化利用。

通过推广煤炭气化技术,我们可以减少对传统燃煤发电的依赖,提高能源的清洁利用水平,推动能源结构的转型。

此外,煤炭气化技术还可以促进经济发展。

煤炭气化技术的应用可以带动相关产业的发展,创造就业机会,促进经济增长。

同时,煤炭气化技术还可以提高能源利用效率,降低能源成本,提高企业竞争力。

因此,煤炭气化技术的发展与应用潜力巨大。

然而,煤炭气化技术也面临一些挑战。

首先,煤炭气化技术的投资成本较高,需要大量的资金支持。

其次,煤炭气化技术的运行过程中会产生大量的二氧化碳,对气候变化产生负面影响。

因此,如何降低煤炭气化技术的投资成本,同时减少二氧化碳排放,是当前亟待解决的问题。

总之,煤炭气化技术的发展与应用潜力巨大。

通过煤炭气化技术,我们可以更加充分地利用煤炭资源,减少煤炭的浪费,提高能源利用效率。

煤炭气化技术的发展与应用前景分析

煤炭气化技术的发展与应用前景分析

煤炭气化技术的发展与应用前景分析近年来,随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益突出,煤炭气化技术作为一种清洁高效的能源转化方式备受关注。

本文将从煤炭气化技术的发展历程、应用领域和前景展望三个方面进行分析。

煤炭气化技术是将煤炭转化为合成气的过程,合成气主要由一氧化碳和氢气组成,可作为化工原料、燃料和电力等多种用途。

煤炭气化技术的发展可以追溯到19世纪末,但直到20世纪上半叶才开始得到广泛应用。

随着石油资源的逐渐枯竭和能源结构的转型,煤炭气化技术受到越来越多的关注和重视。

目前,煤炭气化技术的应用领域主要包括化工、燃料和电力。

在化工领域,合成气可用于生产氨、甲醇、合成油和合成烃等化工产品,为化工工业提供了新的原料来源。

在燃料领域,合成气可用于制备液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)和合成燃料等,满足不同能源需求。

在电力领域,煤炭气化技术可以与燃气轮机或燃气锅炉相结合,提供高效清洁的发电方式,减少对煤炭的直接燃烧,降低二氧化碳等排放物的产生。

然而,煤炭气化技术的应用仍面临一些挑战和难题。

首先,煤炭气化过程中会产生大量的二氧化碳,如何有效地捕获和储存二氧化碳成为一个亟待解决的问题。

其次,煤炭气化技术需要大量的能源投入,如何提高能源利用效率和降低成本是一个重要的研究方向。

此外,煤炭气化技术的应用还面临一些技术难题,如气化剂的选择、气化反应的控制和废气处理等。

尽管面临一些挑战,但煤炭气化技术仍具有广阔的发展前景。

首先,煤炭气化技术可以有效利用煤炭资源,提高能源利用效率,减少对石油和天然气等化石能源的依赖。

其次,煤炭气化技术可以降低燃烧过程中产生的污染物排放,减少对环境的影响,符合可持续发展的要求。

此外,煤炭气化技术还可以为煤炭行业提供新的发展机遇,推动煤炭产业的转型升级。

未来,随着科技的不断进步和创新,煤炭气化技术有望实现更大的突破和应用。

一方面,煤炭气化技术可以与其他新能源技术相结合,如太阳能、风能和生物能等,实现能源的多元化和综合利用。

煤炭气化技术研究与应用

煤炭气化技术研究与应用

煤炭气化技术研究与应用煤炭作为世界上最主要的化石能源之一,在人类经济发展中起到至关重要的作用。

然而,煤炭的传统燃烧方式不仅对环境造成极大的污染,还有限的化石燃料资源也使人们转向寻找更加清洁、高效利用煤炭资源的方法。

煤炭气化技术应运而生,为煤炭的可持续利用提供了新的机会。

本文将通过对煤炭气化技术的研究与应用进行探讨,以展示其在能源转型和环境保护方面的重要性。

煤炭气化是一种将煤炭转化为燃气或化学品的过程。

它通过高温下将煤炭与一定量的氧气或蒸汽反应,生成合成气(合成气主要由一氧化碳和氢气组成)。

合成气可以用作化学原料,用于生产合成油、合成天然气和合成燃料等。

与传统煤炭燃烧方式相比,煤炭气化具有以下几个重要的优点:首先,煤炭气化可以高效利用煤炭资源。

传统的煤炭燃烧方式在燃烧过程中会产生大量废气和固体废弃物,导致煤炭资源的浪费。

通过气化技术,可以将煤炭的能量有效转化为合成气,实现了能源的高效利用。

其次,煤炭气化可以减少环境污染。

煤炭燃烧产生的废气中含有大量的二氧化碳、硫化物和氮氧化物等有害物质,对大气环境和人体健康造成严重影响。

而煤炭气化过程中,废气会经过处理,二氧化碳可以被捕获和储存,减少二氧化碳排放。

此外,气化产生的合成气可以进一步用于替代高碳热能,减少传统燃煤电厂的污染排放。

再次,煤炭气化可以实现能源转型和经济转型。

随着全球对可再生能源的需求增加,煤炭气化技术可以为能源行业提供一种过渡解决方案,使煤炭得到清洁利用。

合成气可以用于生产更清洁的燃料,如合成天然气和合成柴油,以替代传统的石油燃料。

此外,合成气还可以用于化工行业,生产各种化学品,如合成甲醇、合成氨等。

与此同时,煤炭气化技术也存在一些挑战和限制。

首先,煤炭气化过程需要高温、高压和复杂的设备,需要大量的投资。

这对于一些发展中国家来说可能是一个限制因素,阻碍其推广和应用。

其次,气化过程中会产生大量的废弃物,如气化渣、焦炭等,对环境造成二次污染。

为了解决这个问题,研究者需要在气化技术中加入废弃物处理和利用的方法,实现资源的最大化利用。

【技术】煤炭气化论文

【技术】煤炭气化论文

【关键字】技术浅析煤炭气化技术发展及应用马江(中国矿业大学化工学院江苏徐州221008)摘要:由于煤气化在高效、清洁利用煤炭能源方面有重要作用,国外近20年来煤气化能力得到了强劲的发展,我国煤气化在化工原料气、工业以至民用燃料气等方面也一直占有重要地位。

但我国的洁净煤技术总体上还处于起步阶段,煤炭气化工艺的发展还要经历长期的发展过程。

关键词:煤炭、能源、气化技术、气化、应用、发展引言煤炭气化是指在特定的设备内,在一定温度与压力下,煤中的有机质与气化剂发生化学反应将与有机质转化为含CO、H2、CH4等可燃气体和N2、C02等非可燃气体的过程。

气化炉、气化剂与供给热量是煤炭气化的必备条件。

煤气化的产品可作为工业煤气、民用煤气、化工合成和燃料油合成原料气,也可应用于联合循环发电燃气、冶金还原气、煤炭液化气源、燃料电池气源和煤炭气化制氢等。

煤炭气化主要有地面煤气化技术和地下煤气化技术。

2l世纪是能源结构多元化时代,煤炭在能源消费结构中的主导地位不会改变。

专家估计未来二三十年煤炭需求量将会增加。

煤是我国最丰富、最便宜的能源,长期以来保证了我国国民经济的发展、社会的进步和人民生活水平的提高。

但是,煤是植物残体经上亿年的地球化学作用生成的有机矿物,除含碳、氢、氧、氮、硫等母体元素外,还含有硅、铝、铁、钙镁、砷、汞、氯等外部浸染、混杂的矿物质,直接燃烧不仅效率低下而且污染严重,尤其是硫的污染危害非常大。

因此,通过煤气化和液化技术进行洁净化处理非常重要。

1 地面煤气化技术地面煤气化技术有固定床、流化床与气流床三种主要形式。

气化工艺开发集中于提高气化压力、提高气化炉容量、扩大煤种适应性、环境友好、提高碳转化率和提高气化效率和液态排渣等。

主要应用于化工合成、城市煤气生产及联合循环发电。

从当前国外煤气化技术发展趋势看,大型化、加压、适应多种粉煤、低污染、易净化是煤气化的发展方向。

国外新开发的气化炉都采用加压气化工艺,这可提高气化强度,增加单炉的产量,节约压缩能耗,减少带出物损失。

煤炭气化技术的发展与应用前景展望

煤炭气化技术的发展与应用前景展望

煤炭气化技术的发展与应用前景展望随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高,寻找替代传统能源的技术和资源已成为当务之急。

在这一背景下,煤炭气化技术作为一种高效、清洁的能源转化方式,引起了广泛关注。

本文将探讨煤炭气化技术的发展历程、应用领域以及未来的前景展望。

煤炭气化技术是将煤炭转化为合成气(一种由一氧化碳和氢气组成的气体)的过程。

这种技术最早在19世纪末开始发展,并在20世纪初实现了工业化应用。

然而,由于当时的技术限制和能源市场的变化,煤炭气化技术并没有得到广泛应用。

随着科技的进步和环境问题的日益突出,煤炭气化技术再次受到重视。

与传统的煤炭燃烧相比,煤炭气化技术具有诸多优势。

首先,煤炭气化可以将煤炭中的有害物质如硫、氮等进行有效去除,减少了大气污染物的排放。

其次,煤炭气化产生的合成气可用作燃料,取代传统的煤炭燃烧,减少了温室气体的排放,对缓解气候变化具有积极意义。

此外,煤炭气化还可以生产化学品和液体燃料,提高能源利用效率。

煤炭气化技术的应用领域广泛,涵盖了能源、化工、冶金等多个领域。

在能源领域,煤炭气化可以用于发电、供热和城市燃气等方面。

煤炭气化发电可以提高煤炭利用效率,减少能源消耗和环境污染。

在化工领域,煤炭气化可以生产合成氨、甲醇、乙二醇等化学品,满足工业生产的需求。

此外,煤炭气化还可以用于冶金行业,生产高纯度的一氧化碳和氢气,用于金属冶炼和合金制备。

然而,煤炭气化技术在实际应用中仍面临一些挑战。

首先,煤炭气化过程需要大量的能源投入,导致能源消耗增加。

其次,煤炭气化废水和废气的处理成本较高,需要进一步研究和改进。

此外,煤炭气化技术的推广和应用还面临技术标准和政策法规等方面的制约。

未来,煤炭气化技术的发展前景仍然广阔。

随着科技的不断进步,煤炭气化技术将更加高效、环保和经济。

煤炭气化技术与可再生能源如风能、太阳能等的结合,可以实现能源的互补和平衡,提供可持续的能源供应。

此外,煤炭气化技术的应用还可以促进区域经济发展和能源结构优化,提高能源安全和国家竞争力。

浅谈炭气化技术

浅谈炭气化技术

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德士古、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,对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。

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,其中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,气化压力由常压向中高压(8.5MPa)发展;气化温度向高温(1500~1600℃)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,床层高度亦基本保持不变,因而称为固定床气化。

固定床气化的特性是简单、可靠。

同时由于气化剂于煤逆流接触,气化过程进行得比较完全,且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。

前者用于生产合成气时一定要采用白煤(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,由于其原料适应性较好,单炉生产能力较大,在国内外得到广泛应用。

煤炭气化技术

煤炭气化技术

煤炭气化技术一.煤炭气化的概念:煤炭气化是指适当处理后的煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧、纯氧)、水蒸气或氢气等作为气化剂,在一定的温度和压力条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分(碳、氢)转化为气体(气体中含有CO、H2、CH4、CO2、N2)的热化学过程,而煤中的灰分以废渣的形式排出。

煤炭气化时,必须具备三个条件,即气化炉、气化剂、供给热量,三者缺一不可。

二.煤炭气体原理和反应气化过程是煤炭的一个热化学加工过程。

气化时所得的可燃气体成为煤气,对于做化工原料用的煤气一般称为合成气(合成气除了以煤炭为原料外,还可以采用天然气、重质石油组分等为原料),进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。

煤炭气化包含一系列物理、化学变化。

一般包括干燥、燃烧、热解和气化四个阶段。

干燥属于物理变化,随着温度的升高,煤中的水分受热蒸发。

其他属于化学变化,燃烧也可以认为是气化的一部分。

煤在气化炉中干燥以后,随着温度的进一步升高,煤分子发生热分解反应,生成大量挥发性物质(包括干馏煤气、焦油和热解水等),同时煤粘结成半焦。

煤热解后形成的半焦在更高的温度下与通入气化炉的气化剂发生化学反应,生成以一氧化碳、氢气、甲烷及二氧化碳、氮气、硫化氢、水等为主要成分的气态产物,即粗煤气。

气化反应包括很多的化学反应,主要是碳、水、氧、氢、一氧化碳、二氧化碳相互间的反应,其中碳与氧的反应又称燃烧反应,提供气化过程的热量。

煤气的热值分类中热值煤气的热值在10.0—22.4MJ/m3,主要成分是一氧化碳和氢气,燃烧迅速,火焰温度比天然气高,适合于冶金和机械制造行业供热。

低热值煤气是由于在制造过程中混入大量不可燃烧气体,比如煤气化过程中直接采用空气,引入大量氮气,或者气化过程氧超标,室可燃气体被进一步氧化生成二氧化碳,低热值煤气热值一般在3.1—5.6MJ/m3,除一定量的一氧化碳和氢气外,还有大量不可燃氮气,燃烧温度低。

高热值煤气热值一般在36.2—37.3MJ/m3,主要成份是甲烷和少量一氧化碳和氢气。

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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德士古、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,对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。

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,其中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,气化压力由常压向中高压(8.5MPa)发展;气化温度向高温(1500~1600℃)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,床层高度亦基本保持不变,因而称为固定床气化。

固定床气化的特性是简单、可靠。

同时由于气化剂于煤逆流接触,气化过程进行得比较完全,且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。

前者用于生产合成气时一定要采用白煤(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,由于其原料适应性较好,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、炉内设有破粘和煤分布器、炉篦等转动设备,制造和维修费用大;入炉煤必须是块煤;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、含硫、含灰都具有较大的兼容性,国际上已有多家单系列、大容量、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德士古气化炉
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℃,液态排渣,煤气成份CO+H2为80%左右,不含焦油、酚等有机物质,对环境无污染,碳转化率96~99%,气化强度大,炉子结构简单,能耗低,运转率高,而且煤适应范围较宽。

Texaco气化炉由喷嘴、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。

2.3.2 Shell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,经历了3个阶段:1976年试验煤炭30余种;1978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Deer Park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Shell 煤技术运用于荷兰Buggenum IGCC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。

单炉日处理煤2000t。

Shell气化炉壳体直径约4.5m,4个喷嘴位于炉子下部同一水平面上,沿圆周均匀布置,借助撞击流以强化热质传递过程,使炉内横截面气速相对趋于均匀。

炉衬为水冷壁,总重500t。

炉壳于水冷管排之间有约0.5m间隙,做安装、检修用。

煤气携带煤灰总量的20%~30%沿气化炉轴线向上运动,在接近炉顶处通入循环煤气激冷,激冷煤气量约占生成煤气量的60%~70%,降温至900℃,熔渣凝固,出气化炉,沿斜管道向上进入管式余热锅炉。

煤灰总量的70%~80%以熔态流入气化炉底部,激冷凝固,自炉底排出。

粉煤由N2携带,密相输送进入喷嘴。

工艺氧与蒸汽也由喷嘴进入,其压力为3.3~3.5MPa。

气化温度为1500~1700℃,气化压力为3.0MPa。

冷煤气效率为79%~81%;原料煤热值的13%通过锅炉转化为蒸汽;6%由设备和出冷却器的煤气显热损失于大气和冷却水。

2.3.3 GSP气化炉
GSP由前东德的德意志燃料研究所于1956年开发成功。

目前该技术属于成立于2002年未来能源公司。

GSP气化炉是一种下喷式加压气流床液态排渣气化炉,其煤炭加入方式类似于shell,炉子结构类似于德士古气化炉。

3.我国煤气化技术进展
煤气化技术在中国已有近百年的历史,但仍然较落后和发展缓慢,就总体而言,中国煤气化以传统技术为主,工艺落后,环保设施不健全,煤炭利用效率低,污染严重。

目前在国内较为成熟的仍然只是常压固定床气化技术。

它的优点是操作简单,投资小;但技术落后,能力和效率低,污染重,急需技术改造。

如不改变现状,将影响经济、能源和环境的协调发展。

【参考文献】
[1]谢书胜,邹佩良,史瑾燕.德士古水煤浆气化、Shell气化和GSP气化工艺对比[J].当代化工,2008,(06).
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