煤焦水蒸气与CO2共气化技术研究进展及应用展望
作者/来源:白永辉1,朱文坚2,左永飞3,李 凡1(1.太原理工大学煤科学与技术省部共建国家重点实验室培育基地,山西 太原 030024;2.新疆庆华能源集团有限公司,新疆 伊宁 835100;3.赛鼎工程有限公司,山西 太原 030032) 日期: 2013-07-22 点击率:2071
摘 要:简述了煤焦水蒸气与CO2共气化技术的优势和应用现状,综述了国内外该技术的最新理论研究进展,分析了其发展的技术瓶颈和亟待解决的原理性问题,并对该技术可能的应用前景及领域进行了展望。
关键词:煤焦,水蒸气,CO2,共气化,研究进展
文章编号:1005-9598(2013)-01-0013-03 中图分类号:TQ546 文献标识码:A
气化炉内的气化反应与燃烧反应相比,反应速度慢,往往被认为是速率决定步骤[1],因此对气化反应性及动力学研究得到的参数是气化炉设计的重要参考指标。同时,作为气化炉内发生的最重要的两个反应,煤焦水蒸气气化与煤焦CO2气化共存且皆为吸热反应,其中任何一个反应的强化或弱化都会对炉内热量平衡及煤气组分调变起到至关重要的影响,因此,研究水蒸气及CO2共存气氛下煤焦气化技术,对于更准确地认识煤焦与气化剂作用行为及提供更接近工业条件下的动力学参数,具有重要的现实意义。随着共气化技术理论研究的不断成熟,由水蒸气和CO2组成的多元气化剂用于各类煤气化工艺过程,将成为可能。CO2作为气化剂的组成部分,不但是碳源的供给者,而且可以用于煤气组分的调变,尤其对于移动床固态排渣气化炉,CO2的引入还可以减少含酚废水排放量。因此,煤焦水蒸气与CO2共气化技术有望成为节水、减排、无污染的新型低碳绿色煤转化技术。
1 煤焦水蒸气与CO2共气化技术优势及应用现状
1.1 技术优势
目前煤气化工艺多以O2、水蒸气为气化剂;所谓煤焦水蒸气与CO2共气化技术是以O2、水蒸气、CO2三者复合气氛为气化剂,通入气化炉内,与煤反应生成以CO和H2等为主的新型气化技术。该技术的主要优势集中体现在:一是克服了现有CO2减排治标不治本的弊端,即对CO2的处理只是暂时的封存,而煤焦水蒸气和CO2共气化技术可实现在利用碳源的过程中,减轻CO2带来的温室效应;二是气化剂中水蒸气和CO2均起还原作用,在气化剂总量不变的情况下,加入一定量的CO2,可减少水蒸气的用量,提高水蒸气分解率,尤其对于移动床固态排灰加压气化过程,可减少含酚废水排放量,从而可避免现有的通过冗长复杂的生化、物理方法处理大量含酚废水带来的经济问题和环境问题。
因此,无论从经济角度还是环保角度出发,煤焦水蒸气和CO2共气化技术都将是煤洁净利用的有效方式之一。
1.2 应用....