煤氣化技術(shù)簡介及裝置分類

1、煤氣化技術(shù)簡介及裝置分類煤氣化是清潔利用煤炭資源的重要途徑和手段。目前，國內(nèi)自行開發(fā)和引進的煤氣化技術(shù)種類眾多，但總體上可以分為以下三大類：一、固定床氣化技術(shù)以魯奇為代表的加壓塊煤氣化技術(shù)。魯奇加壓氣化爐是由聯(lián)邦德國魯奇公司于1930年開發(fā)的，屬第一代煤氣化工藝，技術(shù)成熟可靠，是目前世界上建廠最多的煤氣化技術(shù)。魯奇氣化爐是制取城市坑口煤氣裝置中的心臟設(shè)備。它適應(yīng)的煤種廣氣化強度大氣化效率高粗煤氣無需再加壓即可遠距離輸送。魯奇氣化技術(shù)的特點為：采用碎煤加壓式填料方式，即連接在爐體上部的煤鎖將原料制成常溫碎煤塊，然后從進煤口經(jīng)過氣化爐的預熱層，將溫度提高至300左右。從氣化劑入口吹進的助燃氣體將煤

2、點燃，形成燃燒層。燃燒層上方是反應(yīng)層，產(chǎn)生的粗煤氣從出口排出。爐篦上方的灰渣從底部出口排到下方連接的灰鎖設(shè)備中，所以氣化爐與煤鎖灰鎖構(gòu)成了一體的氣化裝置。魯奇爐的代表爐型即第三代MARKIV/4型3800mm加壓氣化爐, 爐體由內(nèi)外殼組成，其間形成50mm的環(huán)形水冷夾套，是一種技術(shù)先進結(jié)構(gòu)更為合理的爐型。我公司為河南義馬、大唐克旗等制做了多臺魯奇式氣化爐。  圖1 魯奇加壓塊煤氣化裝置二、流化床氣化技術(shù)以恩德爐、灰熔聚為代表的氣化技術(shù)。恩德爐粉煤流化床氣化技術(shù)是朝鮮恩德“ 七.七”聯(lián)合企業(yè)在溫克勒粉煤流化床氣化爐的基礎(chǔ)上，經(jīng)長期的生產(chǎn)實踐，逐步改進和完善的一種煤氣化工藝?；胰诰哿骰?/p>

3、粉煤氣化技術(shù)根據(jù)射流原理，在流化床底部設(shè)計了灰團聚分離裝置，形成床內(nèi)局部高溫區(qū)，使灰渣團聚成球，借助重量的差異達到灰團與半焦的分離，在非結(jié)渣情況下，連續(xù)有選擇地排出低碳量的灰渣。目前，中科院山西煤化所山西省粉煤氣化工程研究中心開發(fā)的加壓灰熔聚氣化工業(yè)裝置已經(jīng)成功應(yīng)用于晉煤集團天溪煤制油分公司1 0萬噸/年煤基MTG合成油示范工程項目，該項目配備了6臺灰熔聚氣化爐（5開1備），氣化爐操作壓力0.6MPa，日處理晉城無煙煤1600噸，干煤氣產(chǎn)量125000Nm3/h（配套30萬噸/年合成甲醇）。  圖2 灰熔聚氣化反應(yīng)裝置三、氣流床氣化技術(shù)1、以殼牌、GSP、科林、航天爐、伍德、熔渣-非

4、熔渣為代表的氣流床技術(shù)殼牌干煤粉氣化工藝于1972年開始進行基礎(chǔ)研究，1978年投煤量150 td的中試裝置在德國漢堡建成并投人運行。1987年投煤量250400 td的工業(yè)示范裝置在美國休斯敦投產(chǎn)。在取得大量實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，日處理煤量為2000 t的單系列大型煤氣化裝置于1993年在荷蘭Demkolec電廠建成，煤氣化裝置所產(chǎn)煤氣用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，經(jīng)過3年多示范運于1998年正式交付用戶使用。目前，我國已經(jīng)引進23套殼牌氣化爐裝置。殼牌煤氣化過程是在高溫、加壓條件下進行的，煤粉、氧氣及少量蒸汽在加壓條件下并流進人氣化爐內(nèi)，在極為短暫的時間內(nèi)完成升溫揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉(zhuǎn)化等一系列物理和

5、化學過程。由于殼牌氣化爐采用較高的氣化溫度（>1400），其具有較好的煤種適應(yīng)性、較高的碳轉(zhuǎn)化率并且產(chǎn)品氣體質(zhì)量較高。圖3 殼牌氣化反應(yīng)裝置2、以德士古、多噴嘴為代表的水煤漿氣流床技術(shù)德士古氣化爐如今已有五十多年的歷史，是美國德士古公司的專利技術(shù)，采用水煤漿加壓氣化工藝。目前國內(nèi)大化肥裝置較多采用德士古氣化爐，并且世界范圍內(nèi)IGCC電站多采用德士古式氣化爐。德士古氣化爐是一種以水煤漿進料的加壓氣流床氣化裝置，水煤漿由氣化劑夾帶由專門的單個噴嘴向下噴入爐內(nèi)，瞬間氣化。由華東理工大學研發(fā)的多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)的化學反應(yīng)原理與單噴嘴水煤漿氣化技術(shù)相同，但其過程機理與受限射流反應(yīng)器的單噴嘴水煤漿氣化爐又有很大的不同，多噴嘴對置式水煤漿氣化爐采用撞擊流技術(shù)來強化和促進混合、傳質(zhì)、傳熱。位于氣化爐直筒段上部的4個工藝噴嘴在同一水平面上，相互垂直布置，通過4股射流的撞擊可以使反應(yīng)更充分并顯著提高碳轉(zhuǎn)化率。目