引 言
与其他国家相比,我国的烟煤、无烟煤等优质煤炭资源储量比较丰富,但作为不可再生能源,已被充分利用,走向枯竭是必然趋势。褐煤是一种煤化程度仅高于泥炭的煤炭资源,据不完全统计,全世界褐煤储量约1×104亿t,而中国褐煤储量达2118亿t,主要集中在内蒙古东部、黑龙江和云贵高原,其中内蒙古褐煤储量近2000亿t,云南昭通褐煤储量约81.58亿t。对烟煤、无烟煤进行保护性开采利用,发展褐煤气化技术、拓展褐煤开发利用空间是当前我国节能技术政策鼓励发展的项目之一。
褐煤具有氧/碳原子比、水分含量及挥发分高,灰分及灰熔融性温度变化大,发热量及机械强度低,热稳定性差,反应活性好的特点。从褐煤气化可能性上看,现有典型的块煤/型煤/碎煤移动床气化技术、碎煤/粉煤流化床气化技术和粉煤气流床气化技术以及地下煤气化技术都可用于褐煤气化,但又各有特点。
1 褐煤移动床气化
移动床煤气化技术有UGI、Lurgi和BGL,其中UGI为常压、间歇造气,原料煤要求采用块状无烟煤或焦炭,产气效率低,已被国家列入淘汰技术,也不适用于褐煤气化。
Lurgi和BGL煤气化技术均为加压、连续造气,要求入炉煤粒度为6 mm~60 mm的碎煤/块煤/型煤,都适用于气化褐煤,其中德国Lurgi气化炉于1939年开始投入运行,现已发展到第Ⅴ代,气化压力2.0 MPa~3.0 MPa,反应温度900 ℃~1100 ℃,固态排灰,对强黏结性、热稳定性差、灰熔融性温度低以及粉状的褐煤气化难度大。国电蒙能赤峰煤化工一期工程项目以元宝山褐煤为原料,采用Lurgi气化技术,设计年产30万t合成氨、52万t尿素,该项目正在建设中。BGL是原英国燃气公司在Lurgi炉基础上改造而成,主要是由固态排灰改为液态排渣,将Lurgi炉的炉篦改为熔渣槽,槽下加设了一个激冷室,气化压力2.0 MPa~3.0 MPa,反应温度可达1400 ℃~1600 ℃,适于低灰熔融性温度的褐煤气化。BGL煤气化技术于2001年开始应用于德国黑水泵厂,设计时没有按只烧褐煤考虑,它在黑水泵厂烧的通常是“25%褐煤+75%垃圾”。国内设计单位应用国外BGL技术,于2006年在云南....