煤氣化工藝中流態(tài)化技術的應用

黃建（惠生（南京）清潔能源股份有限公司， 江蘇 南京 210048）

?

煤氣化工藝中流態(tài)化技術的應用

黃建（惠生（南京）清潔能源股份有限公司， 江蘇 南京 210048）

摘要：隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國的工業(yè)也有了迅猛的進步，國家逐年增加對煤炭資源的開采與使用量。這是因為與煤炭資源相對豐富，我國的天然氣資源的儲量相對較少大。煤氣化技術的應用和發(fā)展，對彌補我國天然氣儲量不足具有重要的現(xiàn)實意義，因此，我們必須加強對煤氣化工藝的深入性研究與應用。本文主要從煤氣化工藝中流態(tài)化技術的應用原理出發(fā)，探究其在流態(tài)化技術中的實際應用。

關鍵詞：煤氣化；流態(tài)化技術；應用

我們所講的流態(tài)化的對象一般指的都是固體形態(tài)，這種工藝又被人們普遍稱為“假液化”。流態(tài)化技術可以使作業(yè)床能夠充分的與固體物料接觸，與傳統(tǒng)工藝相可以使催化劑的使用量有效的減少，同時又能在一定程度上降低反應溫度，就目前而言屬于一種十分先進的技術。當前社會我國的煤氣化工藝主要有三種技術，它們分別是流化床技術、汽化床技術和固定—移動床技術。現(xiàn)階段，我國工業(yè)領域已經(jīng)開始普遍應用這種先進的技術，這種技術主要被應用于燃燒固體燃料、化工產品的生產以及煤資源的氣化等方面。本文主要從煤氣化工藝流態(tài)化的應用原理入手，深入探究流態(tài)化技術在煤氣化工藝中的實際應用。

1 煤氣化工藝中流態(tài)化技術的應用原理

流態(tài)化的一般原理是指在一個圓柱形容器中加入多個平行的水平隔板，然后將顆粒狀態(tài)的固體的物料均勻擺放在隔板上，那么形成的這個固體層又叫床層；再將流體物質加入到隔板的下方，使得流體物質與這個隔板可以充分均勻的接觸，之后進入床層，又因為不同的流體的流動速度是不同的，因此流體物質進入床層之后也會呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，由此，液態(tài)化的這三種技術（即流化床、輸送床以及固定—移動床）也就產生了。

其中，固定—移動床與前兩種狀態(tài)流體物質相比其流速偏低，它的床層中的固體顆粒的位置有微小的變化甚至不變，并且其床層的高度是不變的；輸送床的流體速度與固定—移動床相比而言就有了一定的提升，床層中的一些固體顆粒就會隨著流體物質被帶到容器中，一些漂浮著的顆粒物質就會在隔板與容器之間出現(xiàn)；而流化床的狀態(tài)則是在固定—移動床與輸送床之間。

流化床是由一系列條件形成的：①選擇的容器要適合作床體，其相應底部的分布裝置要適應流體的物質流動；②我們所應用的固體物質必須是分量充足且大小合適的顆粒物質，這樣有利于床層的形成；③要保證持續(xù)供應用于充當媒介的流體物質，也有利于床層的形成；④流體物質的流速要保持適中，始終保持比流化速度大，比帶出速度小。

2 煤氣化工藝中流態(tài)化技術的實際應用

（1）灰熔聚流化床工藝 灰熔聚流化床工藝采用的是相對較散的一些碎煤，通過使用氧化劑或氣化劑，運用與之相匹配的氣化速度，讓碎煤最終達到沸騰狀態(tài)，從而達到使爐內的氣體與固體相混合的目的，在其燃燒并不充分的條件下再加以高溫，從而使其發(fā)生煤氣化的一種工藝。該工藝與溫克勒汽化床在工藝上比較相對簡單，在操作上也更加快捷，在工藝上可以適應的煤種比較多，還可以在一定程度上提高原料轉換率。并且，這是由中國自主研發(fā)的一種工藝，與其他工藝相比較而言，它對中國的本土煤質而言更加適合，也能夠大大節(jié)省我國企業(yè)從國外引進這種工藝的開支。對我國企業(yè)來講，這是一種具有較高優(yōu)勢的工藝技術。

（2）溫克勒氣化床工藝 溫克勒汽化床是流態(tài)化技術在煤氣化工藝應用中最典型的工藝，它有著一系列的缺點，比如在正常壓強下進行操作時的生產力相對較低、氣化操作過程中所產生的溫度較低、工藝操作流程中產生的固體廢棄物較多、原材料利用不充分、用氧較多等。這些缺點已經(jīng)不適應當今生產力的發(fā)展，于是，經(jīng)過科研人員努力和國家的大力支持，提高了該工藝在氣化時的壓力和溫度，讓其生產能力有了很大的提高。它可以將以前產出的固體物進行再處理，重返氣化爐，從而大大提高煤氣產量，還可以減少廢物的浪費。

恩德爐粉煤氣化技術就是對溫克勒氣化床工藝的改良應用，我國許多企業(yè)都在應用這種技術，在這項技術中，科研人員通過溫克勒汽化床工藝，將傳統(tǒng)的氣化爐底部結構改進為更便于提高氣化溫度的噴嘴布風結構，目的是提高汽化爐的最大功率；同時，在爐體的上部增加一個噴嘴可以極大限度提高進風率，爐體出口處增加除塵裝置，使未被充分利用的固體物得到有效回收，之后再將其重返氣化爐，達到提高產量的目的，與此同時，增設這些裝置也可以在一定程度上提高爐體的使用壽命，從而節(jié)約成本。

（3）循環(huán)流化床工藝 這種工藝是一種比較年輕比較先進的工藝，20世紀90年代之后才真正的發(fā)展應用到這方面來。是一種相對來說比較清潔的工藝。廣泛的原料適應性、流化速度快、氣化效率較高、固體廢物排放量低等是它所具有的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢對煤氣化工程中燃料質量與熱量的相互轉換有著非常重要的意義，是一種在未來有很大發(fā)展前景的技術。

3 結語

煤資源的氣化技術符合我國現(xiàn)階段可持續(xù)發(fā)展美好愿景的工藝技術，煤氣化技術的應用和發(fā)展，對彌補我國天然氣儲量不足具有重要的現(xiàn)實意義，對未來清潔發(fā)電等技術的實現(xiàn)提供了基本的技術支持。對我國未來的經(jīng)濟建設具有重要的推動作用。

參考文獻：

［1］董群，梅春林，張國甲，孫征，李春紅.流態(tài)化技術在催化裂化工藝中的應用進展［J］.化學工業(yè)與工程技術，2012，12（15）：109-111.

［2］趙華盛，王臣，李肇毅，周渝生.流態(tài)化技術在熔融還原工藝中的應用［J］.世界鋼鐵，2013，10（23）：128-129.