煤氣化技術(shù)在合成氨中的應(yīng)用于發(fā)展趨勢
作者/來源：王國祥（全國化工合成氨設(shè)計技術(shù)中心站） 日期： 2009-12-10 點擊率：1968
摘要：簡要敘述了國內(nèi)目前煤氣化技術(shù)在合成氨生產(chǎn)中的應(yīng)用情況及煤氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：煤氣化 合成氨 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
煤炭是地球上儲量豐富、分布最廣泛的化石原料。我國是能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國，我國能源結(jié)構(gòu)更是富煤少油(氣)，煤炭在我國一次能源結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位。在我國常規(guī)能源(包括煤、油、氣、水能)探明總資源量中，煤炭占87．4％，石油占2．8％，天然氣占0．3％，水能占9．5％，因此能源消費(fèi)也更依賴煤炭，當(dāng)前大約80％的電力、60％的化工原料、72％的工業(yè)燃料和92％的民用燃料都以煤為原料。國家正在逐步出臺能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的政策改變這種局面，但在短時間內(nèi)難以改變。
受國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)和能源價格等條件的制約。我國合成氨生產(chǎn)更是依賴煤炭，現(xiàn)有500家生產(chǎn)企業(yè)中70％以煤為原料。由此可見在合成氨生產(chǎn)中使用先進(jìn)適用的煤氣化技術(shù)就顯得更加重要。
1 基本原理
當(dāng)氣體以較低的速度自下而上通過均勻的固體顆粒床層時，氣體只在靜止不動的固體顆粒之間的空隙中穿過，固體顆粒床層的高度基本上維持不變。這樣的床層稱為固定床。此時，氣體通過固體顆粒床層的壓力降隨氣體空床速度的增大而增大，如圖l中AB段所示。
隨著氣體流速增大到圖l中B點時，固體顆羆粒床層開始松動，固體顆粒的相對位置也在一定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，床層高度略有增加；如果氣體流速繼續(xù)增大，固體顆粒則完全懸浮在向上流動的氣體中，并進(jìn)行相當(dāng)不規(guī)則的運(yùn)動；氣體流速進(jìn)一步增大，床層高度將隨之增加，固體顆粒的運(yùn)動更為激烈，但仍停留在床層中，而不被氣流所帶出，這樣的床層稱為流化床。此時，氣體通過固體顆粒床層的壓力降隨氣體空床速度的增大而基本上保持不變，如圖l中CE段所示。C點的氣體流速稱為臨界流化速度。
當(dāng)氣體流速繼續(xù)增大到E點時，流化床的上界面消失，固體顆粒分散懸浮在氣體中并被氣流夾帶而離開床層，這樣的床層稱為氣流床，E點的氣流速度稱為氣流極限速度。此時，氣體通過固體顆粒床層的壓力降隨氣體空床速度的增大而急劇減小，甚至固體顆粒被氣體全部帶出。
當(dāng)固體顆粒處于流化床狀態(tài)時，床層有一明顯的上界面，看起來很象沸騰的液體，并在許多方面呈現(xiàn)出類似液體的性質(zhì)，故有時也稱流化床為沸騰床。根據(jù)上述原理，形成3種制氣技術(shù)，即固定床氣化、流化床氣化、氣流床氣化。
2煤氣化技術(shù)的發(fā)展
煤氣化技術(shù)經(jīng)過150多年的發(fā)展，形成了上百種爐型，工業(yè)化的爐型十余種，有代表的工業(yè)
化煤氣化爐型有：固定床ⅣGI爐、Lurgi爐、BGL(熔渣固定床)爐；流化床(Winkler爐、HTw爐、u—Gas爐、KRW爐和CFB氣化爐；氣流床(K-T爐、Texaco爐、sheⅡ爐、Prenflo爐和GSP爐)等。
我國煤氣化技術(shù)發(fā)展起步較晚，合成氨生產(chǎn)以老式的UGI爐固定床間歇?dú)饣扑簹夂统喊l(fā)生爐煤氣為主，至今占合成氨總生產(chǎn)能力約80％。自上世紀(jì)70年代，對于新型氣化爐或氣化方法開始研究，在液態(tài)排渣加壓碎煤氣化、水煤漿加壓氣化、灰融聚流化床氣化等領(lǐng)域進(jìn)行開發(fā)，這幾項氣化技術(shù)在我國都相繼進(jìn)入了工業(yè)化應(yīng)用階段。
3 合成氨生產(chǎn)應(yīng)用的煤氣化技術(shù)
我國的氮肥工業(yè)始于20世紀(jì)30年代。1937年第一家中國自己的化肥廠——永利寧化學(xué)公司硫酸廠(后改為南京化學(xué)工業(yè)公司氮肥廠)在南京建立。1949年，我國合成氨產(chǎn)能為5 000t，到2007年，我國合成氨產(chǎn)量達(dá)到了5 158．9×104t，居世界首位....
