煤氣化技術及氣化爐使用情況分析

郇景瑞

摘要：煤氣化技術對高效率適用煤炭資源有著重要的作用，煤氣化清潔并且能夠高效利用的特點使其在實際工業生產和生活使用的中的用途廣泛。本文介紹了煤氣化技術的主要種類已經氣化爐的簡單概述特點，對煤氣化技術和氣化爐在實際中的應用進行探究。

關鍵詞：煤氣化技術；氣化爐；實際應用

我國經濟的發展離不開煤炭使用，在化工行業里，煤炭資源是我國能源消耗中最為廣泛利用資源，而人的生存活動也離不開煤炭。隨著不可再生能源的逐漸減少和環境污染的情況加重，將不可再生的煤炭資源轉化為可充分利用的便利能源成為研究人員的議題。其中，煤氣化作為能夠高效利用煤炭資源的綠色加工方法，它也是被最優先考慮的加工方法。在我國，化工合成用原料氣、生產城市煤氣、聯合循環發電用燃氣和綜合利用是煤氣化使用的主要用處。

一、煤氣化技術的種類

煤的氣化有主要三種，分別是固定床氣化、流化床氣化、氣流床氣化技術。除此以外，還有一些其他的煤氣氣化技術在使用中。

（一）氣流床煤氣化技術

國內典型的技術就是四噴嘴對置式水煤漿氣化爐、四噴嘴干煤粉加壓氣化爐、多元料漿氣化技術和二段干煤粉加壓氣化爐等。水煤漿氣化爐的適用煤范圍廣，氣化壓力大可實現等壓合成的技術，并且可出處理的煤量十分大，氣化效率高。四噴嘴干煤粉加壓氣化爐與水煤漿氣化爐相比，加壓氣化系統要求氣化溫度和壓力指數有標準的需求，因此需要儀器設備特別準確。多元料漿氣化技術以煤和石油瀝青等含有碳材料礦物質，經過與水等優配混合物形成的多元料漿，能夠產生瞬間氣化的效果，而且適應性非常廣，氣化的指標先進，該氣化技術在工業裝置上適用于單爐投煤量大的需求，整套氣化工藝技術要求高質量控制強，已經在二十多套工業裝置上穩定運行了。二段干煤粉加壓氣化技術的爐壁采用水冷壁結構，上爐壁可以對高溫的煤氣進行降溫處理，在下爐膛的煤氣顯熱可以對煤進行熱裂解和氣化，在下爐膛的渣口采用液態排渣之后，能夠提高冷煤氣效率和熱效率。

（二）固定床煤氣化技術

間歇固定床氣化爐（UGI）、魯奇爐（Lurgi）、魯奇改進氣化爐（BGL），是三種主要的固定床煤氣化技術。首先，UGI氣化技術的操作簡單方便、投資的資金少，但是，相對的技術方面落后、效率低下，并且這種氣化方式會造成污染嚴重。而魯奇爐氣化工藝比較成熟，在氣化溫度在1000度左右的情況下，氣化效率、碾轉化率、氣化液效率都較高。而氧耗可以在所有氣化技術中達到最低的程度，其煤氣熱值是所有技術中達到最好的數值，其特征表明比較適用在生產城市煤氣中。最后主要的氣化技術是在魯奇爐的基礎上進行改進升級的BGL，該爐可氣化的含水量大于百分之二十的其他氣化爐，并且把固態排渣變為液態排渣。在大于一千度以上的高溫下，大量的蒸汽在氣化時分解能夠提高氣化的效率，氣化廢水量的大量減少。

（三）流化床煤氣化技術

流化床氣化技術之一的恩徳氣化爐主要是用于生產燃料氣體和合成氨原料氣，適用于褐煤等，氣化溫度控制在一千度左右。爐底部分的布風吹嘴和出口處的旋風除塵器，能夠減輕煤氣的帶出的飛灰對爐管的磨損，最大的缺點是氣化效率和碳轉化率不夠高。UGAS主要是適用于劣質煤炭的氣化，它能夠對高灰、高水分煤的氣化進行有效氣化。這種氣化爐對煤的粒度要求在六毫米之內，氣溫控制在一千度的高溫。工作原理是當煤由二氧化碳氣體輸送進氣化爐時與氧氣、水等發生反應生成合成氣，經過兩級旋風除塵器之后返回氣化爐再次氣化，最后對這種高灰煤被進一步除塵氣化。

二、不同氣化爐對原料煤的要求和實際應用情況

氣化爐在使用時要求符合其特性的原料煤才能提高氣化的效率，而對氣化爐同樣也會有選擇性。根據有關資料，我國煤炭資源豐富，可直接經濟利用的煤炭儲量達到184gt左右，我國的煤有三大種類，分別是褐煤、煙煤和無煙煤，其中還有細分煤，例如煙煤還有貧、瘦、肥、焦、氣煤、粘結煤等等。要根據氣化爐和原料煤的特點進行選擇，例如，高灰的煙煤比較適用于UGAS技術，它能夠有效除去雜質高的劣質煤。

在各種各樣的煤氣化技術與氣化爐的選擇使用上，不僅有國內的煤氣化專利技術，還有國外的德士古、殼牌、魯奇、BGL和UGAS技術。雖然煤氣化的適用廣泛，但是在實際的應用上企業大多是根據實際情況進行選擇，要求投煤量大的則使用水煤漿氣化爐，對氣化爐技術要求高質量保證的則選擇多元料漿氣化技術。

三、總結

我國煤氣化工業中的煤氣化技術和氣化爐實際使用的狀況是復雜的，并且是廣泛使用的。面對眾多的煤氣化方式，企業通常會根據實際的情況去考慮使用哪一種技術，企業所處的地區有多少原料煤，原料煤的種類、可實現技術要求、合成氣的用途包括企業的資金等等都是需要考慮的內容。不僅要做到實現企業的最大化利潤，同時也要保證生產復合國家的標準要求，做到環保綠色生產。

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