一種循環流化床氣化熱荒煤氣除塵工藝

趙紅麗

（中科清能燃氣技術（北京）有限公司，北京 100083）

為滿足節能減排的要求，建材、冶金等行業對煤氣品質要求也不斷提高。以玻璃生產工藝為例，以前一直采用一段或兩段固定床煤氣發生爐生產燃氣，其中一段爐早已被國家《產業結構調整指導目錄》列為淘汰類產品；兩段爐比一段爐稍節能，但兩段爐的焦油和酚水，特別是酚水治理的高昂費用問題又再次困擾著企業以及環保部門。

我公司的循環流化床氣化技術可全面取代原有老舊生產設備，不僅無焦油、無酚水，還可實現大型化、自動化。循環流化床氣化技術可生產冷凈煤氣和熱荒煤氣，熱荒煤氣適應于有色冶金領域的鎳鐵生產，但有些工藝，例如玻璃生產就需要潔凈熱煤氣，因此熱荒煤氣的除塵凈化就是一個新的課題。

1 循環流化床氣化技術

循環流化床煤制氣采用售價相對低廉的粒徑10mm以下的粉煤為燃料，經過高溫氣化熱解，生成煤氣，系統采用強制通風，常壓運行，工藝流程如圖1。

圖1 煤制氣系統工藝流程圖

2 循環流化床氣化熱、冷煤氣工藝設計選擇

循環流化床氣化技術，分為熱煤氣工藝和冷煤氣工藝。

（1）熱煤氣工藝：用戶對煤氣的潔凈程度要求不高且輸送距離較近時，設計選用300℃～450℃熱荒煤氣工藝，其特點是輸送距離宜在500m以內，工藝系統簡單、投資成本低、煤氣含顯熱，適應于較高溫度的爐窯使用。

（2）冷煤氣工藝：用戶要求潔凈煤氣且輸送距離較遠時，設計選用冷煤氣工藝。氣化產生的煤氣降溫后，經過180℃低溫除塵、45℃低溫脫硫、加壓輸送至用戶。相比于熱煤氣工藝，冷煤氣工藝系統復雜、設備多、投資成本高。

3 潔凈熱煤氣工藝

用流化床技術提供燃料氣的玻璃窯，經煙氣加熱的蓄熱體交替給煤氣和空氣加熱以使爐膛溫度達到1530℃，但含塵多的高溫煤氣易使蓄熱體堵塞,所以熱荒煤氣必須經除塵凈化才能送入玻璃窯。

以往熱荒煤氣工藝中只經過旋風除塵器進行初步除塵，煤氣中飛灰含量仍很高，為此我公司研發一種新型高溫除塵工藝，使煤氣中的含塵量降到10mg/Nm3以下，在保留煤氣顯熱的同時，實現高溫煤氣的凈化，打破了冷煤氣才能除塵的常態。

新型熱荒煤氣除塵工藝環保性能好、性價比高，滿足了更多用戶的需要，擴大了循環流化床氣化技術的應用領域，為進一步推廣打下堅實基礎，市場前景廣闊。

4 熱荒煤氣高溫除塵工藝

經旋風除塵器粗除塵后的450℃熱荒煤氣，通過高溫除塵器進行除塵，將煤氣含塵量由40g/Nm3降低至10mg/Nm3，達到用戶使用潔凈熱煤氣的要求，工藝流程如圖2。

圖2 高溫除塵工藝流程圖

熱荒煤氣直接利用高溫除塵器進行除塵的工藝，除塵器設計多個筒體，滿足系統正常運行時可離線檢修，工藝簡單。但因煤氣溫度較高，所以對高溫除塵器濾芯的要求較高。為避免除塵器濾芯燒損帶來的安全隱患，經過市場調研及多個工程實例分析，再進行反復技術論證，最終選用金屬粉末燒結而成的濾芯，它是一種金屬間化合物非對稱膜多孔材料，能有效地使飛灰截留在濾芯表面，再通過反向脈沖噴氣清除掉。

金屬濾芯具體優勢如下：

（1）耐高溫：可耐～500℃高溫。

（2）抗腐蝕：可耐H2S、SO2、SO3等腐蝕。

（3）過濾精度高且穩定：過濾精度達0.1μm，過濾后含塵量可達到0～10mg/Nm3。

（4）易清灰：壁薄，透氣性好，具備一定柔性，反吹清灰更容易。

（5）導電性好，過濾過程中不會產生靜電。

（6）通量大 ：過濾煤氣通量≥500m3/(m2·kPa·h)。

（7）性能好：優異的力學性能和良好的耐磨性能，良好的抗疲勞性能。

（8）零泄漏，密封性好，自動化檢測控制，正壓穩定運行。

（9）安全性高，使用壽命長。

5 出站煤氣特性

（1）出站煤氣經過除塵后，灰含量為10mg/Nm3以下。

（2）煤氣出站溫度可達到420℃。

6 結束語

（1）熱荒煤氣除塵，工藝簡單、安全可靠、環保性能好。

（2）熱荒煤氣高溫精除塵工藝，為用戶提供了高熱值潔凈的熱煤氣，從而實現了環保與經濟雙贏的目標。