煤氣化

煤或煤焦轉化為氣體燃料的過程

煤氣化是一個熱化學過程。以煤或煤焦為原料,以氧氣(空氣、富氧或純氧)、水蒸氣或氫氣作氣化劑,在高溫條件下通過化學反應將煤或煤焦中的可燃部分轉化為氣體燃料或下游原料的過程。

分類


煤的氣化類型可歸納為五種基本類型:自熱式的水蒸汽氣化、外熱式水蒸汽氣化、煤的加氫氣化、煤的水蒸汽氣化和加氫氣化結合製造代用天然氣、煤的水蒸汽氣化和甲烷化相結合製造代用天然氣。

工藝技術


簡介

煤氣化工藝是生產合成氣產品的主要途徑之一,通過氣化過程將固態的煤轉化成氣態的合成氣,同時副產蒸汽、焦油(個彆氣化技術)、灰渣等副產品。煤氣化工藝技術分為:固定床氣化技術、流化床氣化技術、氣流床氣化技術三大類,各種氣化技術均有其各自的優缺點,對原料煤的品質均有一定的要求,其工藝的先進性、技術成熟程度也有差異。

固定床氣化技術

碎煤固定層加壓氣化採用的原料煤粒度為6~50mm,氣化劑採用水蒸汽與純氧作為氣化劑。該技術氧耗量較低,原料適應性廣,可以氣化變質程度較低的煤種(如褐煤、泥煤等),得到各種有價值的焦油、輕質油及粗酚等多種副產品。該技術的典型代表是魯奇加壓氣化技術和BGL碎煤熔渣氣化技術。
該氣化技術的優點:
原料適應範圍廣,除黏結性較強的煙煤外,從褐煤到無煙煤均可氣化,可氣化水分、灰分較高的劣質煤。
氧耗量較低,氣化較年輕的煤時,可以得到各種有價值的焦油、輕質油及粗酚等多種副產品。
該氣化技術存在的不足:
該技術出爐煤氣中甲烷和二氧化碳的含量較高,有效氣的含量較低。
蒸汽分解率低。一般蒸汽分解率約為40 %,蒸汽消耗較大,未分解的蒸汽在後序工段冷卻,造成氣化廢水較多,由於廢水中含有酚類物質,導致廢水處理工序流程長,投資高。

流化床氣化技術

粉煤流化床加壓氣化又稱之為沸騰床氣化,這是一種成熟的氣化工藝,在國外應用較多,該工藝可直接使用0~6mm碎煤作為原料,備煤工藝簡單,氣化劑同時作為流化介質,爐內氣化溫度均勻,典型的代表有德國溫克勒氣化技術,山西煤化所的ICC灰融聚氣化技術和恩德粉煤氣化技術。
雖然近年來流化床氣化技術已有較大發展,相繼開發了如高溫溫柯勒(HTW)、U-Gas等加壓流化床氣化新工藝以及循環流化床工藝(CFB),在一定程度上解決了常壓流化床氣化存在的帶出物過多等問題,但仍然存在煤氣中帶出物含量高、帶出物碳含量高且又難分離、碳轉化率偏低、煤氣中有效成分低,而且要求煤高活性、高灰熔點等多方面問題。

氣流床氣化技術

氣流床加壓氣化技術大都以純氧作為氣化劑,在高溫高壓下完成氣化過程,粗煤氣中有效氣()含量高,碳轉化率高,不產生焦油、萘和酚水等,是一種環境友好型的氣化技術。
氣流床氣化技術主要分為水煤漿氣化技術和粉煤氣化技術

技術實踐


氣流床加壓氣化技術以惠生與殼牌聯合開發的混合氣化技術(Hybrid)為例:Hybrid是一種先進的粉煤氣化技術,該技術結合了現有殼牌 SCGP廢鍋流程優點,包括粉煤加壓氣化輸送系統、多燒嘴側噴式燒嘴布置、膜式水冷壁、間歇排渣等已經在現有SCGP裝置被充分驗證成熟可靠的工藝,同時又去掉了現有流程中複雜而容易出故障合成氣冷卻器(廢鍋)和飛灰過濾器,並且結合了目前被廣泛應用於現有氣化技術的合成氣激冷工藝,既保留了殼牌SCGP廢鍋流程原有的煤種適應性強、易大型化等特點,採用優點,又吸收了現有激冷技術的優點,並有針對性地做出了改進。