熱風(fēng)加壓煤氣化工藝的開發(fā)與應(yīng)用
作者/來源：馮 娜、夏德宏、余 濤、侯英武（北京科技大學(xué)、張家口新工業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司） 日期： 2009-09-04 點擊率：1706
煤氣化技術(shù)在我國已有幾十年的歷史，在冶金、化工、建材等行業(yè)的各種窯爐上都有許多成功的應(yīng)用范例。2 O 世紀(jì)中葉以后，國外發(fā)達(dá)國家很注重煤氣化技術(shù)的研究，開發(fā)出了流化床的U — g a s 法和氣流床的S h e l l 、T e x a c o 法等比較先進(jìn)的煤氣化工藝，代表著煤氣化可持續(xù)發(fā)展的方向。目前，在我國的氣化爐中， 固定床氣化爐占8 o 9 6 ～9 o 9 6 。固定床煤氣爐普遍存在制氣熱值低、氣化強度低等問題，因此應(yīng)積極開發(fā)新技術(shù)、 新工藝， 使煤炭資源的使用從真正意義上實現(xiàn)清潔與高效。 本文將煤氣化的理論與生產(chǎn)實踐結(jié)合起來，開發(fā)了熱風(fēng)加壓煤制氣工藝，并將其應(yīng)用于軋鋼行業(yè)作為供熱設(shè)施，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
1 固定床煤氣化工藝
煤氣爐主要采用弱粘結(jié)性煙煤、無煙煤或焦炭作為氣化原料，以空氣和蒸汽的混合物作為氣化劑，爐內(nèi)的煤料與氣化劑逆流接觸，煤料在氣化爐內(nèi)從上到下大致分為干燥層、干餾層、還原層、氧化層及灰渣層。氣化劑在灰渣層中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，僅與灰渣進(jìn)行熱交換，氣化劑經(jīng)過此層吸收爐渣顯熱被預(yù)熱，灰渣則冷卻后排出。在氧化層主要發(fā)生炭的燃燒反應(yīng)，燃燒反應(yīng)速率快且不可逆，處于擴(kuò)散控制狀態(tài)。其反應(yīng)速率受氣流速率的控制，氣流速率越快，反應(yīng)速率就越快，為氣化反應(yīng)過程提供熱量，反應(yīng)方程式為：
C + 0 2 →C 0 z + 4 0 6．4 k J／m o l ( 1 ) 。在還原層主要發(fā)生二氧化碳還原和蒸汽氣化等氣固相反應(yīng)，同時還進(jìn)行平衡反應(yīng)與甲烷化等氣相反應(yīng)， 使熱量得到相應(yīng)的補充。氣化劑經(jīng)過還原層后， 氣體中的C O 和H2含量迅速升高， 蒸汽含量迅速下降，主要反應(yīng)式為：C + C O2 →2 C 0 - 1 6 2．4 k J／m o l ( 2 ) 、C + H2 O →C O + H 2 一 l 1 8．8 k J／m o l ( 3 ) 、C + 2 H20→C 0 2 + 2 H 2 — 7 3．5 k J／m o l ( 4 ) 、C O + H 2 O →C O 2 + H 2 + 4....
