煤氣化工藝中流態化技術的應用

黃建（惠生（南京）清潔能源股份有限公司， 江蘇 南京 210048）

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煤氣化工藝中流態化技術的應用

黃建（惠生（南京）清潔能源股份有限公司， 江蘇 南京 210048）

摘要：隨著我國經濟的迅速發展，我國的工業也有了迅猛的進步，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展，對彌補我國天然氣儲量不足具有重要的現實意義，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化技術的應用原理出發，探究其在流態化技術中的實際應用。

關鍵詞：煤氣化；流態化技術；應用

我們所講的流態化的對象一般指的都是固體形態，這種工藝又被人們普遍稱為“假液化”。流態化技術可以使作業床能夠充分的與固體物料接觸，與傳統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。現階段，我國工業領域已經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化的應用原理入手，深入探究流態化技術在煤氣化工藝中的實際應用。

1 煤氣化工藝中流態化技術的應用原理

流態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不同的狀態，由此，液態化的這三種技術（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；而流化床的狀態則是在固定—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，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，也能夠大大節省我國企業從國外引進這種工藝的開支。對我國企業來講，這是一種具有較高優勢的工藝技術。

（2）溫克勒氣化床工藝 溫克勒汽化床是流態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。這些缺點已經不適應當今生產力的發展，于是，經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，從而節約成本。

（3）循環流化床工藝 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勢，這些優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展前景的技術。

3 結語

煤資源的氣化技術符合我國現階段可持續發展美好愿景的工藝技術，煤氣化技術的應用和發展，對彌補我國天然氣儲量不足具有重要的現實意義，對未來清潔發電等技術的實現提供了基本的技術支持。對我國未來的經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.流態化技術在催化裂化工藝中的應用進展［J］.化學工業與工程技術，2012，12（15）：109-111.

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