作者/來源：牛苗任 于廣鎖 馬波 于遵宏 (華東理工大學(xué)潔凈煤技術(shù)研究所， 上海 2 0 0 2 3 7) 日期： 2009-12-30 點(diǎn)擊率：1578
摘 要 發(fā)展氣流床氣化技術(shù)是中國能源安全和可持續(xù)發(fā)展的需要。簡述了氣流床干煤粉氣化技術(shù)的應(yīng)用狀況和研究進(jìn)展 ， 分析了干煤粉氣化的技術(shù)優(yōu)勢和存在的問題 ， 并提出一些改進(jìn)建議。
關(guān)鍵詞 煤氣化 氣流床 干煤粉 S h e l l P r e n f l o
1 發(fā)展氣流床氣化技術(shù)是中國能源安全和可持續(xù)發(fā)展的需要
當(dāng)前社會面臨著三大挑戰(zhàn)： 經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展 、 環(huán)境保護(hù)和能源安全。實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)， 依賴于用一種對環(huán)境友好的方法獲得足夠的能源供給。以下幾個因素推動氣化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展：市場的力量正在加強(qiáng)； 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)厲， 溫室氣體的排放引起了關(guān)注 ； 社會對清潔燃料和化工品的需求正在增加 ； 對固體垃圾處理費(fèi)用正持續(xù)增加；尋求原料供給的多樣性和安全性。利用氣流床氣化的主要?dú)饣蠟槊?、 石油和石油焦。產(chǎn)品氣用于發(fā)電約占8 3 ％， 化工品約占 1 5 ％， 其余為液體燃料和氣體燃料等。美國現(xiàn)運(yùn)行的裝置主要以煤為原料，今后幾年欲發(fā)展的氣流床氣化裝置， 用石油焦作為進(jìn)料的比重超過煤， 即氣化原料主要為石油焦和煤 ， 產(chǎn)品絕大部分用于發(fā)電。
煤在中國的應(yīng)用概況：能量生產(chǎn)占 3 9 ％，煉焦1 5 ％， 居民用煤 1 0 ％， 鐵路運(yùn)輸 1 ％， 化工 、 水泥和陶瓷等3 5 ％， 這與美國煤的利用情況非常不同 ， 僅能量生產(chǎn)一項(xiàng)差距就表明煤氣化在中國更加有潛力。但是 ， 中國大氣污染以煤煙型污染為主要特征， 由此產(chǎn)生的粉塵、 s 02和引發(fā)的酸雨 、 溫室效應(yīng)等環(huán)境污染 ， 已成為制約中國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展 、影響人民生活的重要因素。于是必須把煤轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N清潔的能源 ， 實(shí)現(xiàn)煤的潔凈高效利用。而氣流床煤氣化是現(xiàn)在最清潔的煤利用技術(shù) ， 是潔凈煤技術(shù)的龍頭和關(guān)鍵。
煤氣化技術(shù) ， 尤其是高壓、 大容量氣流床氣化技術(shù)， 顯示了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益， 代表著發(fā)展趨勢。 氣流床煤氣化的優(yōu)點(diǎn)并不僅僅在于減少空氣排放物 ， 它也生成許多具有商業(yè)價值的副產(chǎn)品 ， 比如高純度的硫 、 硫酸、 c 02和無毒的爐渣 ( 可鋪路 、 制磚) 。 隨著環(huán)境法的日趨嚴(yán)格， 氣流床氣化的優(yōu)勢越來越突出。S h e l 1 和 P r e n f l o干煤粉氣化是目前世界上最先進(jìn)的第二代煤氣化技術(shù)之一。
2 氣流床氣化工藝過程
煤粉顆粒在氣化爐內(nèi)的氣化過程經(jīng)歷了以下步驟： 顆粒的湍流彌散、 顆粒的振蕩運(yùn)動 、 顆粒的對流加熱 、 顆粒的輻射加熱 、 顆粒中揮發(fā)分的析出、 揮發(fā)產(chǎn)物的氣相反應(yīng)、 煤焦的多相反應(yīng)和灰渣的形成。 氣化反應(yīng)是串并聯(lián)反應(yīng)同時存在的極為復(fù)雜的反應(yīng)體系， 在氣化爐內(nèi)存在一次反應(yīng)區(qū) 、 二次反應(yīng)區(qū)及一次與二次反應(yīng)共存區(qū)：
( 1 )一次反應(yīng)區(qū)( 燃燒區(qū))
進(jìn)入該區(qū)的反應(yīng)物有工藝氧 、 煤粉以及回流流股和折返流流股中 c 0、 H2等。煤粉人爐后，接受來自火焰 、 爐內(nèi)壁、 高溫氣體 、 固體物等的輻射熱， 以及回流流股及折返流流股的熱量 ， 發(fā)生熱裂解并釋放出揮....
