煤粉加壓氣化技術(shù)及在潔凈煤領(lǐng)域的應(yīng)用前景
作者/來(lái)源：路文學(xué)，張峰，付勇，宋甜甜(水煤漿氣化及煤化工國(guó)家工程研究中心，滕州 277527) 日期： 2005-06-16 點(diǎn)擊率：1303
0 引言
粉煤加壓氣化是當(dāng)今國(guó)際上先進(jìn)的煤氣化技術(shù)。Shell粉煤加壓氣化(SCGP)是一種潔凈煤氣化新工藝，具有操作彈性大、原料適用性強(qiáng)、環(huán)保性能好等特點(diǎn)，是很具競(jìng)爭(zhēng)力的第三代煤氣化技術(shù)。新型氣流床煤粉加壓氣化是我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的新型粉煤氣化工藝，為國(guó)家“十五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，是具有鮮明中國(guó)特色，性能更為優(yōu)越的粉煤加壓氣化技術(shù)。本文從技術(shù)開(kāi)發(fā)、工藝流程、煤化工上的應(yīng)用等方面對(duì)兩種粉煤加壓氣化技術(shù)加以介紹。
1 基礎(chǔ)研究
1.1氣化爐爐內(nèi)過(guò)程分析
氣流床粉煤氣化的反應(yīng)機(jī)理與固定床塊煤氣化略有不同，主要是氣化區(qū)干燥、干餾、還原和氧化等階段不是截然分開(kāi)，而是交叉進(jìn)行，揮發(fā)物的逸出和燃燒幾乎是同時(shí)進(jìn)行。主要反應(yīng)如下：
C+O2→CO2
C+CO2→2CO
C+H2O→CO+H2
由于煤粉夾帶在氣流中， 固相顆粒的體積濃度較氣體低，各個(gè)顆�？梢哉J(rèn)為是被氣體隔開(kāi)，獨(dú)立的進(jìn)行燃燒和氣化反應(yīng)。氣化爐中進(jìn)行燃燒和氧化，受空間的限制，反應(yīng)必須在數(shù)秒內(nèi)完成；入爐煤粒度很細(xì)(100％＜0.1mm)，以保證有足夠的反應(yīng)面積；氣固相相對(duì)速度低，反應(yīng)朝反應(yīng)物濃度降低的方向進(jìn)行，必須提高反應(yīng)溫度，以增加反應(yīng)推動(dòng)力。由于是高溫氣化(火焰中心溫度2000℃以上)，液態(tài)排渣是其必然結(jié)果。
Shell粉煤加壓氣化屬于氣流床加壓氣化。一般認(rèn)為氣化反應(yīng)區(qū)出口氣體的組成取決于氣化反應(yīng)區(qū)溫度下的水煤氣變換反應(yīng)的平衡組成和CO2的還原反應(yīng)，或者說(shuō)取決于距離反應(yīng)溫度△t(△t=t平衡－t反應(yīng)）的某一溫度下的平衡常數(shù)，△t被稱(chēng)為平衡溫距。氣流床反應(yīng)一般分為三個(gè)反應(yīng)區(qū)：噴嘴內(nèi)焰的有機(jī)組分裂化反應(yīng)區(qū)、外焰的缺氧反應(yīng)區(qū)、爐內(nèi)空間的平衡反應(yīng)區(qū)。由于物料切向進(jìn)入，增加了反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物的混合程度，減少了產(chǎn)物的返混，使之更接近平推流反應(yīng)器。水煤氣的變換反應(yīng)在1300℃以上時(shí)十分迅速，可以假定Shell粉煤氣化為平推流反應(yīng)器，這樣就可以用平衡溫距來(lái)近似地計(jì)算出反應(yīng)器的出口組成及有關(guān)消耗指標(biāo)，作為后工序裝置能力配套及投資概算的依據(jù)。
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