煤气化技术及气化炉使用情况分析

来源: 发布时间:2020-01-22 09:19:44

  摘要: 煤气化技术对高效率适用煤炭资源有着重要的作用,煤气化清洁并且能够高效利用的特点使其在实际工业生产和生活使用的中的用途广泛。本文介绍了煤气化技术的主要种类已经气化炉的简单概述特点,对煤气化技术和气化炉在实际中的应用进行探究。

  关键词: 煤气化技术;气化炉;实际应用

  我国经济的发展离不开煤炭使用,在化工行业里,煤炭资源是我国能源消耗中最为广泛利用资源,而人的生存活动也离不开煤炭。随着不可再生能源的逐渐减少和环境污染的情况加重,将不可再生的煤炭资源转化为可充分利用的便利能源成为研究人员的议题。其中,煤气化作为能够高效利用煤炭资源的绿色加工方法,它也是被最优先考虑的加工方法。在我国,化工合成用原料气、生产城市煤气、联合循环发电用燃气和综合利用是煤气化使用的主要用处。

  一、煤气化技术的种类

  煤的气化有主要三种,分别是固定床气化、流化床气化、气流床气化技术。除此以外,还有一些其他的煤气气化技术在使用中。

  (一)气流床煤气化技术

  国内典型的技术就是四喷嘴对置式水煤浆气化炉、四喷嘴干煤粉加压气化炉、多元料浆气化技术和二段干煤粉加压气化炉等。水煤浆气化炉的适用煤范围广,气化压力大可实现等压合成的技术,并且可出处理的煤量十分大,气化效率高。四喷嘴干煤粉加压气化炉与水煤浆气化炉相比,加压气化系统要求气化温度和压力指数有标准的需求,因此需要仪器设备特别准确。多元料浆气化技术以煤和石油沥青等含有碳材料矿物质,经过与水等优配混合物形成的多元料浆,能够产生瞬间气化的效果,而且适应性非常广,气化的指标先进,该气化技术在工业装置上适用于单炉投煤量大的需求,整套气化工艺技术要求高质量控制强,已经在二十多套工业装置上稳定运行了。二段干煤粉加压气化技术的炉壁采用水冷壁结构,上炉壁可以对高温的煤气进行降温处理,在下炉膛的煤气显热可以对煤进行热裂解和气化,在下炉膛的渣口采用液态排渣之后,能够提高冷煤气效率和热效率。

  (二)固定床煤气化技术

  间歇固定床气化炉(UGI)、鲁奇炉(Lurgi)、鲁奇改进气化炉(BGL),是三种主要的固定床煤气化技术。首先,UGI气化技术的操作简单方便、投资的资金少,但是,相对的技术方面落后、效率低下,并且这种气化方式会造成污染严重。而鲁奇炉气化工艺比较成熟,在气化温度在1000度左右的情况下,气化效率、碾转化率、气化液效率都较高。而氧耗可以在所有气化技术中达到最低的程度,其煤气热值是所有技术中达到最好的数值,其特征表明比较适用在生产城市煤气中。最后主要的气化技术是在鲁奇炉的基础上进行改进升级的BGL,该炉可气化的含水量大于百分之二十的其他气化炉,并且把固态排渣变为液态排渣。在大于一千度以上的高温下,大量的蒸汽在气化时分解能够提高气化的效率,气化废水量的大量减少。

  (三)流化床煤气化技术

  流化床气化技术之一的恩徳气化炉主要是用于生产燃料气体和合成氨原料气,适用于褐煤等,气化温度控制在一千度左右。炉底部分的布风吹嘴和出口处的旋风除尘器,能够减轻煤气的带出的飞灰对炉管的磨损,最大的缺点是气化效率和碳转化率不够高。U-GAS主要是适用于劣质煤炭的气化,它能够对高灰、高水分煤的气化进行有效气化。这种气化炉对煤的粒度要求在六毫米之内,气温控制在一千度的高温。工作原理是当煤由二氧化碳气体输送进气化炉时与氧气、水等发生反应生成合成气,经过两级旋风除尘器之后返回气化炉再次气化,最后对这种高灰煤被进一步除尘气化。

  二、不同气化炉对原料煤的要求和实际应用情况

  气化炉在使用时要求符合其特性的原料煤才能提高气化的效率,而对气化炉同样也会有选择性。根据有关资料,我国煤炭资源丰富,可直接经济利用的煤炭储量达到184gt左右,我国的煤有三大种类,分别是褐煤、烟煤和无烟煤,其中还有细分煤,例如烟煤还有贫、瘦、肥、焦、气煤、粘结煤等等。要根据气化炉和原料煤的特点进行选择,例如,高灰的烟煤比较适用于U-GAS技术,它能够有效除去杂质高的劣质煤。

  在各种各样的煤气化技术与气化炉的选择使用上,不仅有国内的煤气化专利技术,还有国外的德士古、壳牌、鲁奇、BGL和U-GAS技术。虽然煤气化的适用广泛,但是在实际的应用上企业大多是根据实际情况进行选择,要求投煤量大的则使用水煤浆气化炉,对气化炉技术要求高质量保证的则选择多元料浆气化技术。

  三、总结

  我国煤气化工业中的煤气化技术和气化炉实际使用的状况是复杂的,并且是广泛使用的。面对众多的煤气化方式,企业通常会根据实际的情况去考虑使用哪一种技术,企业所处的地区有多少原料煤,原料煤的种类、可实现技术要求、合成气的用途包括企业的资金等等都是需要考虑的内容。不仅要做到实现企业的最大化利润,同时也要保证生产复合国家的标准要求,做到环保绿色生产。

  参考文献

  [1]袁悦婷,袁秋华,李伟斌,姚根有,潘登峰.煤气化技术及气化炉实际应用现状综述[J].化工设计通讯,2019,45(01):15-44.

  [2]马园媛,赵岐.煤气化技术的现状及发展趋势[J].化工管理,2018(21):202.

  [3]郭知渊.我国煤气化技术装备现状及其应用研究[J].山西化工,2018,38(06):49-51.

京ICP备19010415号  版权所有:科技风杂志社官网  未经本刊授权不得转载本站文章