殼牌煤氣化工藝中的流態化技術研究

韓曉龍

(同煤廣發化學工業有限公司，山西 大同 037000)

引 言

流態化的對立對象就是固態化，在工業上又可以稱為假液化。流態化能夠讓固體燃料充分的進行融合，最大程度的發揮其有效的利用率，是一種較為先進且環保的技術工藝[1]。因此，殼牌煤氣化工藝中的流態化技術研究已經成為了人們談論的話題，如何對其進行分析，成為了相關的工作人員應該深思的問題。

1 殼牌煤氣化的概述

1.1 殼牌煤氣化的內涵

殼牌煤氣化的工作原理主要就是，以高溫、加壓為條件，將煤粉、氧氣及少量蒸汽進行加壓，并在這樣的條件下，并流進入氣化爐內。在極為短暫的時間內完成升溫、揮發，分脫除、裂解、燃燒及轉化等一系列物理和化學過程。

1.2 技術特點

殼牌煤氣化由于自身的多種性能，能夠持續的投入生產，以達到應用的最終目的。通過對其技術特點的分析能夠進一步了解殼牌煤氣化的功能性。如表1所示。

通過對殼牌煤氣化特點的分析，能夠得出殼牌煤氣化在應用中由于自身的特點，在性能上能夠優于傳統的工藝，因此，應該在生產中發揮殼牌煤氣化的作用。

表1 殼牌煤氣化的技術特點

2 殼牌煤氣化工藝中的流態化技術的應用

2.1 溫克勒氣化床工藝

溫克勒氣化床就是以流態化技術為依托，是殼牌煤氣化中最典型的一種技術工藝。但其生產力相對較低，且操控過程也會使產生的氣體溫度較低、殼牌煤氣化存在廢物較多、原材料的利用并不充分和氧耗較多等弊端。因此，在一定時期內這樣的工藝已經不適用生產。但是隨著科學的進步，通過科技人員的改進，讓這項工藝又重新煥發生機。目前的溫克勒汽化床技術在傳統技術下加強了對爐底的改造，有利于溫度噴嘴的布局，強化了其功率，更能夠增加其通風量，在爐體增加的除塵裝置，提高了產量。與此同時能夠不斷的提升爐體的使用壽命，減少運作成本。溫克勒氣化床工藝技術如圖1所示。

圖1 溫克勒氣化床工藝

2.2 循環流化床工藝

如表2所示，流化床與固體床之間不同溫度下的差別，我們能夠看出流化床在使用中對產氣率、碳化率、煤氣熱值等的出路要優于固體床，所以殼牌煤氣化工藝中的流態化技術在發展中更加具有生命力，只有對其不斷發展才能不斷提升資源的利用率，提升生產力的水平。

表2 固定床與流化床針對不同溫度下的對比圖

循環流化床工藝是一種新型的工藝，是近20年才應用并投入生產的，所以研究中融合了很多環保的理念。在工作中它更加的清潔。此外，它還具有廣泛的煤類實用性，在降低廢氣、廢物排放的同時，能夠加強質量與熱量之間的轉化，這樣的工藝不僅能夠在現在的市場環境中投入使用，還具有更強大的生命力。循環流化床工藝技術如圖2所示[2]。

圖2 循環流化床工藝

2.3 灰熔聚流化床工藝

灰熔聚流化床工藝主要是以碎煤為原料，通過空氣、強氧等作為催化劑，能夠發生不同的反應，當達到一定的氣速的時候，床層中的粉煤會持續沸騰，在床中與空氣混合，達到氣固混合的狀態，使粉煤能夠充分地被燃燒，實現分解的過程。這種工作的設備結構相對來說較為簡單，十分容易操作，對煤種類的應用范圍也較廣，能夠加強碳化率。更值得一提的就是，這樣的工藝，是我國特有的專利，在應用中也是主要針對中國煤炭的特點，而且與其他的技術相比較，投資更少，更能節省資金。灰熔聚流化床工藝技術如圖3所示。

圖3 灰熔聚流化床工藝

灰熔聚流化床工藝中隨著催化劑的計量的不同，它的產氣率、碳化率、煤氣熱值等比率也不同，根據第102頁表3能夠清晰地看出催化劑對產氣率、碳化率、煤氣熱值等數值的影響[3]。

3 結論

殼牌煤氣化工藝中的流態化技術研究在提升煤氣化工藝的能力、完善流態化技術上都有著重要意義，對增強我國殼牌煤氣化領域整體質量的提升也至關重要。在這個過程中，溫克勒氣化床工藝、循環流化床工藝、灰熔聚流化床工藝等技術工藝的使用，讓我國殼牌煤氣化工藝的質量能夠“更上一層樓”。

表3 流化床同溫度不同催化劑的變化結果