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、煤气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目,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。
1 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、固两相之间的非均相反应,同时也有气体反应物之间的均相反应。这些反应进行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、表面情况等。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,与其相对应的则是固定床、流化床和气流床气化炉。
1.1 固定床气化炉
常见的固定床(慢移动床)气化炉有间歇式气化炉(UGl)和连续式气化炉(鲁奇Lurgi)两种,目前都是已淘汰或落后的气化技术。固定床间歇式气化炉国外已于20世纪60年代初废弃。我国于2 0世纪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压气化技术,20世纪30年代由德国鲁奇(Lurgi)公司开发成功,是逆向气化,煤在炉内停留时间长达1 h,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....