煤氣化工藝中流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用

黃建（惠生（南京）清潔能源股份有限公司， 江蘇 南京 210048）

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煤氣化工藝中流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)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(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)也有了迅猛的進(jìn)步，國(guó)家逐年增加對(duì)煤炭資源的開采與使用量。這是因?yàn)榕c煤炭資源相對(duì)豐富，我國(guó)的天然氣資源的儲(chǔ)量相對(duì)較少大。煤氣化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，對(duì)彌補(bǔ)我國(guó)天然氣儲(chǔ)量不足具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，因此，我們必須加強(qiáng)對(duì)煤氣化工藝的深入性研究與應(yīng)用。本文主要從煤氣化工藝中流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用原理出發(fā)，探究其在流態(tài)化技術(shù)中的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤氣化；流態(tài)化技術(shù)；應(yīng)用

我們所講的流態(tài)化的對(duì)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(shù)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(shí)又能在一定程度上降低反應(yīng)溫度，就目前而言屬于一種十分先進(jìn)的技術(shù)。當(dāng)前社會(huì)我國(guó)的煤氣化工藝主要有三種技術(shù)，它們分別是流化床技術(shù)、汽化床技術(shù)和固定—移動(dòng)床技術(shù)?，F(xiàn)階段，我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)開始普遍應(yīng)用這種先進(jìn)的技術(shù)，這種技術(shù)主要被應(yīng)用于燃燒固體燃料、化工產(chǎn)品的生產(chǎn)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(yīng)用原理入手，深入探究流態(tài)化技術(shù)在煤氣化工藝中的實(shí)際應(yīng)用。

1 煤氣化工藝中流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用原理

流態(tài)化的一般原理是指在一個(gè)圓柱形容器中加入多個(gè)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(gè)固體層又叫床層；再將流體物質(zhì)加入到隔板的下方，使得流體物質(zhì)與這個(gè)隔板可以充分均勻的接觸，之后進(jìn)入床層，又因?yàn)椴煌牧黧w的流動(dòng)速度是不同的，因此流體物質(zhì)進(jìn)入床層之后也會(huì)呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，由此，液態(tài)化的這三種技術(shù)（即流化床、輸送床以及固定—移動(dòng)床）也就產(chǎn)生了。

其中，固定—移動(dòng)床與前兩種狀態(tài)流體物質(zhì)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(dòng)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(huì)隨著流體物質(zhì)被帶到容器中，一些漂浮著的顆粒物質(zhì)就會(huì)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(dòng)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(yīng)底部的分布裝置要適應(yīng)流體的物質(zhì)流動(dòng)；②我們所應(yīng)用的固體物質(zhì)必須是分量充足且大小合適的顆粒物質(zhì)，這樣有利于床層的形成；③要保證持續(xù)供應(yīng)用于充當(dāng)媒介的流體物質(zhì)，也有利于床層的形成；④流體物質(zhì)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(shù)的實(shí)際應(yīng)用

（1）灰熔聚流化床工藝 灰熔聚流化床工藝采用的是相對(duì)較散的一些碎煤，通過使用氧化劑或氣化劑，運(yùn)用與之相匹配的氣化速度，讓碎煤最終達(dá)到沸騰狀態(tài)，從而達(dá)到使?fàn)t內(nèi)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(duì)簡(jiǎn)單，在操作上也更加快捷，在工藝上可以適應(yīng)的煤種比較多，還可以在一定程度上提高原料轉(zhuǎn)換率。并且，這是由中國(guó)自主研發(fā)的一種工藝，與其他工藝相比較而言，它對(duì)中國(guó)的本土煤質(zhì)而言更加適合，也能夠大大節(jié)省我國(guó)企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)這種工藝的開支。對(duì)我國(guó)企業(yè)來(lái)講，這是一種具有較高優(yōu)勢(shì)的工藝技術(shù)。

（2）溫克勒氣化床工藝 溫克勒汽化床是流態(tài)化技術(shù)在煤氣化工藝應(yīng)用中最典型的工藝，它有著一系列的缺點(diǎn)，比如在正常壓強(qiáng)下進(jìn)行操作時(shí)的生產(chǎn)力相對(duì)較低、氣化操作過程中所產(chǎn)生的溫度較低、工藝操作流程中產(chǎn)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(diǎn)已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)今生產(chǎn)力的發(fā)展，于是，經(jīng)過科研人員努力和國(guó)家的大力支持，提高了該工藝在氣化時(shí)的壓力和溫度，讓其生產(chǎn)能力有了很大的提高。它可以將以前產(chǎn)出的固體物進(jìn)行再處理，重返氣化爐，從而大大提高煤氣產(chǎn)量，還可以減少?gòu)U物的浪費(fèi)。

恩德爐粉煤氣化技術(shù)就是對(duì)溫克勒氣化床工藝的改良應(yīng)用，我國(guó)許多企業(yè)都在應(yīng)用這種技術(shù)，在這項(xiàng)技術(shù)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(jié)構(gòu)改進(jìn)為更便于提高氣化溫度的噴嘴布風(fēng)結(jié)構(gòu)，目的是提高汽化爐的最大功率；同時(shí)，在爐體的上部增加一個(gè)噴嘴可以極大限度提高進(jìn)風(fēng)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(dá)到提高產(chǎn)量的目的，與此同時(shí)，增設(shè)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(jìn)的工藝，20世紀(jì)90年代之后才真正的發(fā)展應(yīng)用到這方面來(lái)。是一種相對(duì)來(lái)說比較清潔的工藝。廣泛的原料適應(yīng)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(shì)，這些優(yōu)勢(shì)對(duì)煤氣化工程中燃料質(zhì)量與熱量的相互轉(zhuǎn)換有著非常重要的意義，是一種在未來(lái)有很大發(fā)展前景的技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

煤資源的氣化技術(shù)符合我國(guó)現(xiàn)階段可持續(xù)發(fā)展美好愿景的工藝技術(shù)，煤氣化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，對(duì)彌補(bǔ)我國(guó)天然氣儲(chǔ)量不足具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)未來(lái)清潔發(fā)電等技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了基本的技術(shù)支持。對(duì)我國(guó)未來(lái)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］董群，梅春林，張國(guó)甲，孫征，李春紅.流態(tài)化技術(shù)在催化裂化工藝中的應(yīng)用進(jìn)展［J］.化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，2012，12（15）：109-111.

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