1 加壓灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)開發(fā)的意義
根據(jù)我國能源資源是富煤而油氣資源比較少的特點(diǎn)，煤氣化已廣泛應(yīng)用于化工、冶金、機(jī)械、城市燃?xì)夤⿷?yīng)等多個(gè)方面，為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了大量的原料氣和燃料氣。在中國，煤氣化的形式多種多樣，隨著社會不斷進(jìn)步和技術(shù)的迅速發(fā)展，規(guī)模小、能耗高、對于原料要求高，對環(huán)境不友好的落后技術(shù)終將逐步被新型的規(guī)模大、能耗低、對煤種適應(yīng)性廣和對環(huán)境友好的先進(jìn)技術(shù)所取代。
從當(dāng)前國內(nèi)外煤氣化技術(shù)發(fā)展趨勢上看，大型化、加壓、適應(yīng)多種粉煤、低污染、易凈化是煤氣化發(fā)展的方向。國外新開發(fā)的氣化爐都采用加壓氣化的工藝，其優(yōu)點(diǎn)是：提高氣化強(qiáng)度；增加單爐的產(chǎn)量；節(jié)約壓縮能耗；減少帶出物損失。國外現(xiàn)有加壓氣化爐型主要分為三類：加壓固定床氣化爐(如Lurgi爐)、加壓流化床氣化爐(HTW，KRW，U—gas)和加壓氣流床氣化爐(Texaco，DOW，Shell，GSP，Prenflo)。這三類氣化爐各有其優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)化程度以魯奇(Lurgi)、德士古(Texaco)最為成熟，都已達(dá)到日處理量400t～1 650t煤的量級，且這些氣化爐都是以服務(wù)于化工產(chǎn)業(yè)為先導(dǎo)而發(fā)展的。
氣流床加壓氣化由于采用了高壓、高溫、純氧、減小煤粒度等措施，因而達(dá)到加快氣-固兩相表觀動力學(xué)反應(yīng)速度進(jìn)而強(qiáng)化氣化生產(chǎn)、顯著改善氣化技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的目的。Texaco為代表的水煤漿進(jìn)料及以Shell為代表的干煤粉加壓氣流床氣化，除了克服自身工藝、設(shè)備所需特殊材料之外，還需進(jìn)一步拓展煤種適應(yīng)范圍，尤其是針對中國煤炭的特點(diǎn)，即適應(yīng)高灰、高灰熔融性溫度的中國煤炭。另外，其高昂的價(jià)格和非自主知識產(chǎn)權(quán)問題也制約著其在我國煤氣化領(lǐng)域的發(fā)展。
中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所歷經(jīng)20余年，開發(fā)了“灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)”，并獲得國家發(fā)明專利(專利號：ZL94106781.5)。近年來，進(jìn)行了大量的煤種試驗(yàn)研究，取得了不同煤種的氣化特性和操作特性以及煤質(zhì)對氣化技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響規(guī)律，大大拓寬了煤種適用范圍。試驗(yàn)煤樣從褐煤、煙煤、無煙煤到石油焦，灰分1％～37.88％，灰熔融性溫度1 160℃～1 500℃以上，揮發(fā)分6.15％～32.15％，熱值15.24MJ／kg～36.15MJ／kg，焦渣特性2～6，涵蓋了我國大部分煤種。尤其是無煙煤、石油焦氣化試驗(yàn)表明，灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)以低活性煤種為原料時(shí)，也能夠達(dá)到合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
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