試論氣化爐的推廣應用對于節能減排的重大作用

楊娟(兗礦魯南化工有限公司氣化一車間277527)

引文：

資源瓶頸和環境壓力一直是困擾我們國家經濟持續發展的突出矛盾，由于我們國家的相關政策的不夠完善，以及能源結構存在的不合理現象依然存在，我們的節能減排任務依然面臨嚴峻的形勢。這些嚴峻形勢背后的原因是多方面的，一方面，我們國家輕重工業增長結構的不均衡性，造成了能源分配的不合理，有關數據顯示：2006年，輕重工業的增速差距由1.8%擴大到了4.1%，這將給能源結構的合理性分配帶來更加嚴峻的挑戰；另一方面，某些部分的行業產能落后比重十分嚴重，在現有的焦化、電石以及鐵合金生產能力中，還有大概二分之一的產能效率值達不到市場準入標準，與此同時，化工行業以及煤炭行業等高耗能的產業反彈的能力依然巨大。因此，進一步完善我們國家的節能減排政策方面相關的配套措施，是改善國家能源結構不合理性的重要途徑。

一、當前節能減排的緊張形勢以及發展趨勢。

經濟的快速發展是以巨大的能源消耗為代價的，而能源的總量是有限的。如果不注意能源的節約使用，注重環境的保護，將給我們的經濟發展帶來更為嚴峻的形勢。就目前而言，能源的消耗注意分布在建筑能耗與化工能耗兩個主要方面，而化工能耗是工業能耗中最大的消費之一。

尤其是在煤炭產業方面，煤炭的焦化、清潔生產以及市場的運輸投入與使用都是能源結構需要重點考察的方向。關于改善煤炭行業環境污染嚴重，產能耗剩的嚴峻形勢一直是致力于改善煤炭行業清潔生產與環境保護的重要課題。隨著國家節能減排政策的提出，一些新興的節能技術與節能型設備為能源行業的結構合理性發展帶來了一絲新的機遇。

二、新型節能型設備的不斷發展帶來歷史機遇。

面對能源耗費的嚴峻形勢，各種新興的節能技術不斷發展，新的節能設備也不斷涌現。氣化爐的發展就是一個很好的例證，氣化爐的發展經歷了相當時間的技術變革：從最初的增大氣化爐規模，提高單爐制氣能力，發展到提高氣化爐的操作壓力，降低壓縮動力消耗，減少設備尺寸，降低氧耗，從而提高碳的轉化率；再到后來的氣流床和流化床技術日益發展，擴大了氣化煤種的范圍；直到今天的將煤炭氣化過程和發電聯合起來的生產技術，并且在各個國家備受重視并巳建成不同規模的生產廠。由此可見，氣化爐技術的發展見證了能源行業的發展歷程，也是助推能源行業結構合理性發展的重要動力。

三、推廣使用氣化爐對能源產業的重要作用。

氣化爐，顧名思義就是進行煤炭氣化的設備。按照燃料在氣化爐內的運動狀況主要分為：移動床(又叫固定床)，沸騰床(又叫流化床)，氣流床，熔融床。各種不同形式的氣化爐有不同的轉換效率，因此提高煤炭氣化的轉換效率是氣化爐技術工藝改進的主攻方向。

氣化爐作為煤炭氣化的主要反應場所，首要考慮的問題是如何在低消耗的情況下，使煤最大限度地轉化為符合用戶要求的優質煤氣。由于煤炭氣化過程是在非常高的溫度下進行的，為了保護爐體而加設內璧襯里或加設水套是一個非常重要的技術工藝。這一點是毋庸置疑的。其主要原因就在于：水套一方面可以起到保護爐體(也包括爐內的布煤器或攪拌裝置)的作用，同時可以吸收氣化區的熱量而生產蒸汽，該部分蒸汽可以作為氣化時需用的蒸汽而進入氣化爐內，從而提高了氣化爐的煤炭氣化轉換效率，提高了能源效率值。

氣化爐為何能提高能源使用效率，從煤炭氣化的三個主要過程分析可知。氣化主要是有煤炭的干燥、煤炭的熱解以及煤炭的反應。煤的干燥過程：理論上應在接近水的沸點下進行，但實際生產中，和具體的氣化工藝過程及其操作條件又有很大的關系。一般地，增加氣體流速，提高氣體溫度都可以增加干燥速度。煤中水分含量低、干燥溫度高、氣流速度大，則干燥時間短。氣化爐正是改進了這一工藝，才能使得煤炭的干燥更加迅速和快捷。

煤的熱解結果生成三類分子：小分子(氣體)、中等分子(焦油)、大分子(半焦)。煤氣的平均分子量則隨熱解的溫度升高而下降.即隨溫度的升高大分子變小，煤氣數量增加。不斷增加的煤氣數量，更加有利于煤氣的燃燒，燃燒更加充分，則燃燒效率和能源轉換效率相應獲得提高。例如氣流床氣化技術就是能源使用效率非常高的設備之一。氣流床技術應用在煤的氣化上，是通過將煤制成粉煤或煤漿，通過氣化劑夾帶，由特殊的噴嘴噴入爐內進行瞬間氣化。

其主要優點就在于：一方面，反應溫度高(火焰中心溫度可達2000℃)，同時反應速度非?？?，而且煤料的停留時間短(1～10s)，并且產物不含焦油、甲烷等物質，用來生產合成氨、甲醇等工業產品含有較低的甲烷含量。另一方面，由于煤料懸浮在氣流中，隨氣流并流運動，煤粒的干燥、熱解、氣化等過程瞬間完成，煤粒被氣流隔開，所以煤粒基本上是單獨進行膨脹、軟化、燃盡及形成熔渣等過程，所以煤的黏結性、機械強度、熱穩定性等對氣化過程不起作用，原則上幾乎可以氣化任何煤種。由此可見，氣化爐技術對于能源行業的結構合理性調整有著十分積極的意義，氣化爐技術的不斷日益革新，將是推動能源行業發展的一個重要推動力。

結論：

本文分析了能源行業發展面臨的巨大問題，從能源產業的結構合理性方面指出了能源發展需要解決的首要問題：減少能耗、保護環境。同時對氣化爐的重要工藝技術與工藝流程進行了深度分析，肯定了推廣使用新興節能型設備氣化爐的重要意義：是改善能耗的重要舉措，也是節能減排政策的根本任務。

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