[摘要]從煤制氣的應(yīng)用領(lǐng)域及煤氣化技術(shù)的分類談起,闡述因煤制宜應(yīng)成為氣化技術(shù)選擇的首要條件,氣化技術(shù)之潔凈、高效、經(jīng)濟(jì)、成熟和安全等五個方面須全面重視,裝置的大型化有利于集約化效應(yīng)的發(fā)揮,而吃透煤的氣化特性和氣化技術(shù)的優(yōu)缺點對于氣化技術(shù)的選擇尤為重要,并指出沒有萬能氣化爐,理論與實踐良好結(jié)合方能更好地指導(dǎo)煤氣化技術(shù)的研究與應(yīng)用。
[關(guān)鍵詞] 煤氣化;因煤制宜;潔凈高效;集約化效應(yīng);氣化特性;萬能氣化爐
[中圖分類號] TQ 546.2 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 1004-9932(2017)02-0001-04
1 煤制氣的應(yīng)用領(lǐng)域及煤氣化技術(shù)的分類
煤制氣即煤氣化,一般是指煤與氣化劑經(jīng)過氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)煤氣的過程。
煤制氣與煤受熱干餾過程不同,煤的煉焦通常采用隔絕空氣的高溫干餾來實現(xiàn),得到的產(chǎn)品主要是氣、固、液態(tài)的焦?fàn)t氣和冶金焦及煤焦油,煉焦的主要目的是得到高爐冶煉所需的高強(qiáng)度冶金焦。
煤制氣也不同于煤制油生產(chǎn)中煤的中、低溫干餾,后者通常采用伍德式“蘭炭爐”來實現(xiàn),主要的目的是得到適合于催化加氫獲得可替代石油的各類油品。
煤氣化也稱煤的完全氣化,其目的主要是獲得煤氣,固體殘渣僅剩下灰分。煤氣化又不同于煤的燃燒,煤燃燒產(chǎn)生的是煙氣,而氣化產(chǎn)生的是煤氣。煤氣化必須在還原性氣氛下進(jìn)行,因此國外有些人稱其為煤的部分氧化(Partial Oxidation),因為如果完全氧化(Full Oxidation )就是燃煤鍋爐了。
煤氣化的產(chǎn)品煤氣主要有兩大用處:一是作為燃料氣,包括工業(yè)窯爐的燃料氣、還原用煤氣,也包括民用燃?xì);另一個是作為化工合成用的原料氣,通常叫合成氣。
合成或加氫主要是用煤氣中的CO和H2,通常CO也可通過與水蒸氣發(fā)生變換反應(yīng)而轉(zhuǎn)換成H2。因此,常把此兩成分稱為合成氣的有效成分,將得到1 000 m3有效氣所需的煤耗和氧氣消耗分別稱為“比煤耗”和“比氧耗”,并通過“比煤耗”和“比氧耗”比較氣化技術(shù)效率的高低。
煤氣化技術(shù)通常分為地下氣化和地面氣化兩類。
俄國化學(xué)家門捷列夫最早提出煤的地下氣化的概念,前蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人列寧和斯大林均力挺這項技術(shù);之后又進(jìn)一步發(fā)展,認(rèn)為可用這項技術(shù)來代替地下采煤,亦稱為“化學(xué)采煤”。在此種背景下,前蘇聯(lián)搞了多年的地下氣化,但由于地下情況過于復(fù)雜,又不便用氧氣,使得得到的煤氣用途受限,長期沒有達(dá)到較為理想的效果。從事該項工作的研究者——丘哈諾夫,后來是最反對“地下氣化”的,他抱怨說:“幾億的盧布都燒到大氣里去了”。
我國的地下氣化研究是由中國礦業(yè)大學(xué)和原煤炭部安監(jiān)局主持搞的,均是利用報廢礦井的邊角煤柱建設(shè)地下煤氣化爐。中國礦業(yè)大學(xué)的研究,其主要控制裝置大半在井上;而原煤炭部安監(jiān)局的研究,是將氣化劑用管道送至地下氣....