引 言
與其他國家相比,我國的煙煤、無煙煤等優(yōu)質煤炭資源儲量比較豐富,但作為不可再生能源,已被充分利用,走向枯竭是必然趨勢。褐煤是一種煤化程度僅高于泥炭的煤炭資源,據不完全統(tǒng)計,全世界褐煤儲量約1×104億t,而中國褐煤儲量達2118億t,主要集中在內蒙古東部、黑龍江和云貴高原,其中內蒙古褐煤儲量近2000億t,云南昭通褐煤儲量約81.58億t。對煙煤、無煙煤進行保護性開采利用,發(fā)展褐煤氣化技術、拓展褐煤開發(fā)利用空間是當前我國節(jié)能技術政策鼓勵發(fā)展的項目之一。
褐煤具有氧/碳原子比、水分含量及揮發(fā)分高,灰分及灰熔融性溫度變化大,發(fā)熱量及機械強度低,熱穩(wěn)定性差,反應活性好的特點。從褐煤氣化可能性上看,現有典型的塊煤/型煤/碎煤移動床氣化技術、碎煤/粉煤流化床氣化技術和粉煤氣流床氣化技術以及地下煤氣化技術都可用于褐煤氣化,但又各有特點。
1 褐煤移動床氣化
移動床煤氣化技術有UGI、Lurgi和BGL,其中UGI為常壓、間歇造氣,原料煤要求采用塊狀無煙煤或焦炭,產氣效率低,已被國家列入淘汰技術,也不適用于褐煤氣化。
Lurgi和BGL煤氣化技術均為加壓、連續(xù)造氣,要求入爐煤粒度為6 mm~60 mm的碎煤/塊煤/型煤,都適用于氣化褐煤,其中德國Lurgi氣化爐于1939年開始投入運行,現已發(fā)展到第Ⅴ代,氣化壓力2.0 MPa~3.0 MPa,反應溫度900 ℃~1100 ℃,固態(tài)排灰,對強黏結性、熱穩(wěn)定性差、灰熔融性溫度低以及粉狀的褐煤氣化難度大。國電蒙能赤峰煤化工一期工程項目以元寶山褐煤為原料,采用Lurgi氣化技術,設計年產30萬t合成氨、52萬t尿素,該項目正在建設中。BGL是原英國燃氣公司在Lurgi爐基礎上改造而成,主要是由固態(tài)排灰改為液態(tài)排渣,將Lurgi爐的爐篦改為熔渣槽,槽下加設了一個激冷室,氣化壓力2.0 MPa~3.0 MPa,反應溫度可達1400 ℃~1600 ℃,適于低灰熔融性溫度的褐煤氣化。BGL煤氣化技術于2001年開始應用于德國黑水泵廠,設計時沒有按只燒褐煤考慮,它在黑水泵廠燒的通常是“25%褐煤+75%垃圾”。國內設計單位應用國外BGL技術,于2006年在云南....