煤气化工艺技术的选择+煤气化工艺的比较+煤气化方法的选择

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1、煤气化工艺技术的选择煤炭通过气化转化成煤气是煤炭化工、整体煤气化联合循环发电、煤代化多联产等技术的关键和龙头技术。自发展以煤为原料的石油替代能源战略在我国确立之后，各地纷纷上马或正在积极酝酿着各种规模的煤化工项H,掀起了又一轮煤化工热。本文对我国煤气化技术的现状作简单介绍，并对如何科学选择煤气化工艺提出建议。煤气化技术简介煤气化工艺以煤炭(块煤、焦炭或粉煤)为原料，采用空气、氧气、二氧化碳和水蒸气为气化剂，在气化炉内高温环境下进行热化学反应。其主要气化反应是煤与气体介质之间的反应，即气、固两相Z间的非均相反应，同时也有气体反应物Z间的均相反应。这些反应进行

2、的程度决定于气化炉的操作条件，即温度、压力、气化剂与煤炭的接触时间及煤炭的化学反应活性、表而情况等。其产品可作为燃料气、原料气或合成气，与气化炉炉型有关。气化炉的分类按煤与气化剂的相对流动方式可分为逆流、并逆流和并流，与英相对应的则是固定床、流化床和气流床气化炉。固定床气化炉常见的固定床(慢移动床)气化炉有间/式气化炉(UG1)和连续式气化炉(鲁奇Lurgi)两种，目前都是己淘汰或落后的气化技术。固定床间歇式气化炉国外已于201比纪60年代初废弃。我国于20纪40年代引进UGI炉，50年代改烧无烟煤，主要用于制氨和甲醇；至今尚有600余家在使用。随着能源政

3、策和环境的要求越来越高，不久的将来，会逐步为新的煤气化技术所取代。连续式气化炉应用碎煤加圧气化技术，20世纪30年代由徳国鲁奇(Lurgi)公司开发成功，是逆向气化，煤在炉内停留时间长达1h,反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低，碳转化率高，气化效率高，可以使用劣质煤气化，在世界各国得到广泛应用。但气化炉结构复杂,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；入炉煤必须是不粘块煤，原料采购成本较高；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，增加了投资和成本。鲁奇炉的产品气适合做城市煤气。我国云南解化集团和山西天脊集团采用

4、该技术生产合成氨。鲁奇气化炉生产合成气时，气体成分中甲烷含量高(8%〜10%),且生产流程长，投资人；因此，鲁奇气化炉不适宜生产合成气。流化床气化炉流化床气化炉的气化剂由炉下部吹入，使细粒煤(小于6mm)在炉内呈并逆流反应，煤粒(粉煤)和气化剂在炉底锥形部分呈并流运动,在炉上筒体部分呈并流和逆流运动，使炉内的煤粒在流化状态下气化，在燃烧产生的高温条件下，气固两相充分混合接触，发生煤的还原反应，最终实现煤的气化。常见的流化床气化炉有温克勒(Winkler).灰团聚①-Gas)、循环流化床(CFB)、加圧流化床(PFB是PFBC的气化部分)以及中国科学院山西煤

5、炭化学研究所研发的灰熔聚气化炉等。目前较成功的流化床气化炉有鲁奇公司开发的循环流化床(CFB)和中国科学院山西煤炭化学研究所研发的灰熔聚气化炉。1.2.1循环流化床气化炉(CFB)鲁奇公司开发的循环流化床气化炉(CFB)可气化各种煤，也可以用碎木、树皮、城市可燃垃圾作为气化原料，水蒸气和氧气作气化剂，气化比较完全，气化强度人，是固定床的2倍，碳转化率高(97%),炉底排灰中含碳2%〜3%,气化原料循环过程中返回气化炉内的循环物料是新加入原料的40倍，炉内气流速度为5〜7m/s,有很高的传热、传质速度，气化压力0.15MPa,气化温度视原料情况进行控制，一般

6、控制循环旋风除尘器的温度在800〜1050°CZ间。鲁奇公司的CFB气化技术在全世界已有60多个工厂采用，正在设计和建设的还有30多个工厂。CFB气化炉基本是常压操作，1kg煤消耗气化剂水蒸气1.2kg,氧气0.4kg,可生产煤气1.9〜2.0nf。煤气成分©0+也)>75%,甲烷含量2.5%左右，二氧化碳含量在15%,低于德上古炉和鲁奇MK型炉煤气中二氧化碳含量，有利于合成氨的生产。但国际上尚无生产合成气先例，在未取得应用于合成氨厂的工业化成功经验Z前应慎重。灰熔聚流化床气化炉自20世纪80年代开始，屮国科学院山西煤炭化学研究所独立研究开发了具有国际先进

7、水平的灰熔聚流化床粉煤气化技术。灰熔聚炉属单段流化床，结构简单，煤种适应性宽，对煤的灰熔点没有特殊要求。以0〜8mm粒径的干粉煤为原料，气化压力0.03MPa,用富氧（氧浓度为92%,压力不小于0.13MPa）、水蒸气作气化剂。粉煤和气化剂从气化炉底部连续加入，从中心管（射流区）送入部分氧气，在炉内1050〜1100°C的高温下进行快速气化反应，被粗煤气夹带的未完全反应的残碳和E灰，经两级旋风分离器回收，再返回炉内进行气化，碳转化率达90%以上。局部高温，有利于灰渣分离，排灰系统简单，粗煤气屮儿乎不含焦汕、酚等有害物质，煤气容易净化。缺点是碳转化率较德士古

8、和鲁奇炉低。该技术的工业化示范装置建在陕西城固化肥厂，2002年3