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煤氣化技術范文1
關鍵詞: 流化床氣化爐 特點 發展方向
一、前言
我國“富煤、少油、缺氣”的能源狀況，決定了煤炭在我國的能源消費結構中始終占據著重要的地位。作為煤化工和潔凈煤的重要單元技術―煤炭氣化技術,在化工、冶金、機械及城市燃氣供應等多個方面已有廣泛應用，在國民經濟中占有十分重要的地位。區別于常見的固定床和氣流床氣化爐，流化床氣化技術以碎煤為原料(小于6mm)，具有操作溫度適中，煤氣易于凈化，投資低，原料適應性寬等特點，因此愈來愈受到重視。
流化床氣化爐中，顆粒呈流態化狀態，從而消除了固體顆粒間的內摩擦力，使顆粒具備了流體的性質，提高了其傳熱、傳質性能。早在《天工開物》中已有使用的記載[1]。用于煤氣化生產時，已經開發的爐型有溫克勒（Winkler）、高溫溫克勒（HTW）、U-gas、KRW、循環流化床、恩德爐及灰熔聚爐。
二、流化床氣化爐的結構
1、外部結構
雖然不良的流化現象――騰涌和溝流，是由于操作過程中靜床層高度和床徑的不當比例引起的，但是，騰涌一般發生在高徑比大的床層中，溝流一般發生在大直徑床層中，流化床反應器的構造必須有合適的高徑比。同時，為了延長物料的停留時間和降低出口煤氣的溫度，流化床氣化爐一般都設置了擴大段，且擴大段的直徑一般要比濃相段的直徑略大。
2、分布板的型式
作為流化床反應器的核心構件，設計良好的分布板，對顆粒的均勻流化起著舉足輕重的地位。
在材料的選擇上，金屬和陶瓷各有優勢，陶瓷能耐腐蝕氣體和高溫，但對熱沖擊或熱膨脹應力的強度極低，并且，由于陶瓷易磨蝕，使用過程中銳孔會逐漸擴大，進而影響氣速和流化效果。而由于氣化劑對分布板的冷卻作用，金屬分布板可耐受腐蝕氣體和高的爐溫，所以，從強度和總的經濟考慮，一般選用金屬分布板。
由于在大直徑床層中的負荷較重，平板受壓彎曲無法預測，而弧形板較耐重負荷和熱應力。同時，因為鼓泡和溝流優先產生于靠近流化床的中心位置，凹型板比凸型板有更好的糾正趨向，所以分布板一般設計為凹型。
當分布板為單孔板時，氣化劑由底部中心集中進入，在物料中形成噴泉，和物料的下降運動共同組成內部環流，也稱之為噴射流化床，此床層的壓降比一般流化床要低，床內橫向的傳熱、傳質也較一般的流化床要好；但是床層密度有顯著的波動，且易引起溝流和騰涌。當分布板有較多進氣孔時，低氣速下床層密度的變化可忽略不計，且氣泡較小，氣固相接觸較為密切且氣體溝流較少。
為使氣化劑經過銳孔后的流量均勻，分布板必須有足夠的壓降。如果孔徑過大，氣速將會變小，物料將會泄漏進入氣室；反之，將引起溝流現象。一般來說，銳孔噴射后的動能應為床層重量阻力的1/2或3/4。同時，開孔率過高，又會提高分布板的壓降，這樣，增加動力消耗的同時，也阻礙了兩層或多層間的固體顆粒循環。
分布板沿一般與氣化爐內壁垂直布置，Winkler爐的氣化劑則通過6個側向噴嘴進入流化床。
3、開工噴嘴
用于氣化爐的升溫或者烘爐操作。根據所用燃料的不同，有不同的結構。設計時必須注意以下幾點：
（1）為防止在管線中形成爆炸性混合物，燃料和空氣在爐內方可混合；
（2）如燃料為煤層氣，因耗氧量過大，應考慮氣體的預混結構[2]；
（3）如燃料為油，則有霧化片、旋流片和分油嘴三部分組成；
（4）正常生產時，噴嘴均應通入保護性氣體
4、進料方式
流化床氣化爐因其爐溫低且顆粒停留時間短，故要求使用反應活性高的煤，如褐煤、長焰煤等。為確保煤的流態化，一般進料粒度為0―10mm；為確保進煤系統的通暢及氣化效率和氧耗，含水量最高不超過12%；為確保進煤系統通暢，進煤管線一般配有吹送氣，氣源為氮氣、二氧化碳、空氣或者循環煤氣；此外，為提高入爐煤的溫度，進煤管線一般配有蒸汽夾套。
同時，為了減少進煤對物料層及氣流場的影響，Winkler氣化爐沿爐體的圓周互成180°或120°設置二到三個進料口，使得煤在濃相段得以均勻分布。
5、爐溫的提升
因流化床氣化爐的反應溫度必須低于煤灰的軟化溫度，在此溫度下，還原反應進行不夠徹底，且煤氣產品中CO2含量較高，為有效解決這一問題，常有以下三種途徑：
1）、稀相段加入二次風
在床面上部的稀相區引入二次蒸汽和氧氣，這樣，一是降低了上升氣流速度以延長停留時間，以便進一步反應和分離氣體中的夾帶物；二是促進反應，該區域溫度比流化床內操作溫度高200℃左右，使氣體中夾帶的細灰繼續氣化反應，密相段產生的甲烷和高碳化合物進一步燃燒和裂解；三是此處的高溫將“軟性”的夾帶煤粉變成了砂型的半焦粉，對余熱鍋爐的磨損會增強。當使用低活性煤時，二次氣化可顯著改善氣化效率。采用該做法的有Winkler爐、恩德爐。
2）、中心射流產生局部高溫
除分布板進氣維持床內正常流化外，再由中心管（位于分布板中央的排灰口處）進入氧/汽比較大的氣流，其目的是在床底中心區產生局部高溫，使未燃的碳燃燒氣化，使煤中的灰分在軟化而未熔融的狀態下，相互團聚而黏結成含碳量較低的球狀灰渣，直到球狀灰渣不能被上升氣流托起時，便被有選擇性的排出爐外。從而提高了爐內物流的含碳量。
這種團聚排灰的方式，與傳統的固態和液態排渣方式不同。與固態排渣相比，降低了灰渣中的碳損失；與液態排渣相比，減少了灰渣帶走的顯熱損失，從而提高了氣化過程的碳利用率，是煤氣化排渣技術的重大發展。
3）、提高入爐煤和氣化劑的溫度
因氣化過程的目標反應C＋CO2＝2CO-172kJ/mol，C＋H2O＝CO＋H2-131kJ/mol均為吸熱反應，因此提高入爐原料的溫度對爐溫的提高有實際意義。具體做法有入爐煤管線伴熱、提高蒸汽溫度、入爐空氣或者氧氣預熱等。
4）、提高氣化爐的操作溫度
流化床的操作溫度必須小于T2，當氣化低活性煤時，且含有較多的堿土金屬氧化物時，加入石灰，可提高灰熔點，從而提高爐溫，采用該做法的有HTW爐。
6、排渣方式
流化床氣化爐的灰渣溫度和爐內物料溫度幾乎相等，為回收其中顯熱，實現順暢排渣，大致有濕態排渣和干態排渣兩種方法。
1）、濕態排渣
渣斗中充水，對灰渣直接進行冷卻，該法對灰渣冷卻徹底，避免了高溫灰渣對排渣系統設備、管線及閥門的沖刷和磨損，使得灰渣能夠順利排出，灰水和煤氣的洗滌水一起沉淀、過濾后即可循環使用。但灰渣經此高溫急冷后，不適宜做建材。采用此排渣方式的有U-gas氣化爐、
2）、干態排渣
灰渣經間接降溫后，排出爐體。而為了回收灰渣的顯熱，可采用水夾套或者耐磨襯里的方式。后者只能耐熱不能降溫，而前者可有效回收熱量，因此，前者比后者更加有吸引力，但實際運行中，因為灰渣急速冷卻，容易在渣斗內壁形成掛壁。且灰渣對內壁磨損嚴重，使得渣斗發生泄漏的現象時有發生。
根據耐磨襯里耐沖刷、耐磨損而不能降溫的特點，在渣斗上部加噴淋水管線，對灰渣進行降溫，避免渣斗內部的掛壁現象，也緩減了磨損現象。同時，副產的蒸汽又返回氣化爐內參加氣化反應。但在升溫或者烘爐的過程中，需考慮冷凝水的排出及噴嘴的保護。
7、爐頂降溫裝置
因流化床氣化爐的床層相對固定床較薄，且氣速較高，所以出口煤氣溫度較高（幾乎和床溫一致），且攜帶大量細灰，為了防止熔融的飛灰堵塞余熱鍋爐的管子，必須使煤氣出口溫度低于灰熔點。常用以下方法進行處理：
1）、水冷壁進行降溫
用水冷壁降溫較為平穩，同時可以副產蒸汽。
2）、直接用噴淋水進行降溫
此法水和含塵煤氣直接接觸產生蒸汽，對溫度有較好的控制，產生的蒸汽亦可參加爐內反應，但因噴淋水只能降溫，不能降熱，過多的使用，可能會增加氣體總流量從而對后系統沖刷嚴重，并且氣體溫度過低，蒸汽的轉化率也將大打折扣，因而此處的溫度一般控制在950℃左右。升溫或者烘爐的過程中，也必須保護好噴嘴。
8、飛灰處理系統
Winkler爐的爐頂細灰經單級旋風除塵器分離后，并未返回氣化爐，而是和灰渣一起送往輔助鍋爐作為燃料。
其他的流化床氣化爐的細灰經兩級或者旋風除塵器分離，第一級的出料返回氣化爐重新反應，第二級除塵器的出料回收后，另做他用。
三、結論
1、“上吐下瀉”的問題有待于徹底解決
由于爐內物料混合均勻，而生產煤氣客觀要求爐內必須保持還原性氣氛，也就是爐內物料必須保持較高的含碳量，這就使得一般流化床氣化爐底渣和爐頂飛灰殘炭量高，即所謂的“上吐下瀉”。雖然中心射流和選擇排灰，實現了灰渣和碳的分離，也就是說降低了灰渣中的殘炭率，對“下瀉”的避免有積極的意義。但是，飛灰的治理并沒有實際的效果。有人認為原因在于流化床內部的還原性氣氛，應該將其返回到噴射區，即氧化區內。
2、開發流化床加壓氣化技術
壓力提高后，臨界流化速度將會減??；對床層阻力的影響很?。粸榫S持床層膨脹高度不變，需要增加氣體流速，也使得氣體在床內的停留時間相應的增加；加壓流化較均勻，氣泡含量很小，顆粒往復運動均勻；帶出物的量和尺寸都減小了。并且，生產強度約與壓力增加的平方根成正比。而且加壓氣化提高了煤氣的壓力，減少了后續工段的壓縮功耗。
3、借鑒先進經驗，提高流化床的氣化效率
目前，流化床開發較好的技術如中心射流產生局部高溫、稀相段加入二次風、提高氣化爐的反應溫度、濕態排渣等，應將這些好的做法加以耦合，從而切實提高流化床的氣化效率。
煤氣化技術范文2
關鍵詞：煤氣化；煤氣化技術；發展趨勢
中圖分類號：TF526文獻標識碼： A
煤氣化是清潔、高效利用煤炭的主要途徑之一，長期的生產實踐表明，在各種煤炭轉化技術中，煤氣化是應優先考慮的一種加工方法,它是煤基化學品、煤基液體燃料、合成天然氣、IGCC發電、制氫、燃料電池、多聯產等工藝為基礎,因此發展煤炭產業，首先要提高煤氣化技術水平。
一、煤氣化技術開發現狀
煤氣化技術核心是氣化爐，按煤在爐內的流體力學行為分為四類，即固定（移動）床、氣流床、流化床和熔融床。
（一）固定（移動）床氣化。固定（移動）床氣化，是指原料煤從爐頂加入，高溫氣體不斷向上流動，整個物料自上而下移動，相對固定。煤在高溫氣化劑作用下發生氣化反應，生成高溫煤氣，最后從上部煤氣出口出爐。固定（移動）床氣化有以下四種技術路線：
1、單段式固定（移動）床氣化。因單段式固定（移動）床氣化爐缺陷較多，20世紀六十年代初，國外已停止使用。目前，單段式固定（移動）床目前真正實現工業化的只有碎煤加壓氣化。
2、兩段式固定（移動）床氣化。該工藝是上世紀四十年代開發的，到上世紀五十年代，該技術在歐洲被廣泛用于生產城市煤氣和燃料氣，氣化劑為空氣或水蒸氣。
3、魯奇加壓氣化。該技術選用的煤種為長煙煤、褐煤，操作壓力3.0MPa，煤氣出口溫度600℃，碳轉化率98%。最大缺點是冷凝洗滌污水含有大量焦油、苯和酚，處理難度大。目前，魯奇氣化爐最大用戶是南非SASOL，有各種型號97臺。
4、BGL加壓氣化。以噴嘴、渣池和間歇排渣系統為核心專有技術。該工藝選用的煤種為煙煤、次煙煤，操作壓力2.35～3.0MPa，煤氣出口溫度400～540℃，碳轉化率99.5%。
（二）氣流床氣化。在高溫高壓條件下，粉煤或水煤漿與氣化劑同時由噴嘴噴入氣化爐燃燒室內，迅速氣化，產生粗煤氣和熔渣。因爐內氣、固兩相的流速基本相同，故稱為氣流床氣化。目前，主要有以下五種技術路線：
1、德士古加壓水煤漿氣化技術。該工藝選用的煤種不限，氣化壓力2.7～6.5MPa，氣化溫度1300～1500℃，碳轉化率95%～99%。該工藝設備操作連續性強，產品煤氣壓力高可省去后續氣體壓縮工段，廢水易處理。該技術最大的問題是因水煤漿在噴嘴中以約30m/s的高線速度噴出，對金屬材料的沖刷腐蝕頗為嚴重，噴口特別容易磨損。
2、華東理工四噴嘴對置式水煤漿氣化技術。該工藝可提高合成氣中的有效成分2～3個百分點，四噴嘴間具有較好的協同作用，有利于裝置大型化，缺點是設備投資成本比較高。
3、殼牌加壓氣流床煤氣化技術。該工藝氣化壓力2.0～4.0MPa，氣化溫度1400～1600℃，碳轉化率99%。與水煤漿法相比，該技術優點是：O2和煤消耗低；負荷調解方便，可根據要求關閉其中一對，負荷降低50%。主要缺點是設備投資增大，技術要求高。
4、德國GSP加壓氣流床氣化技術。該工藝最大的優勢是可氣化工業廢棄物和生物質，把價格低廉、直接燃燒污染較大的煤、石油焦、垃圾等轉化為高附加值合成氣。該工藝氣化壓力2.5～4.0MPa，氣化溫度1400～1600℃，碳轉化率99.6%。
5、航天爐HT-L氣化技術。該工藝的煤種選擇范圍寬，碳轉化率高于99%?？刂葡到y自動化程度高，有完善的安保聯鎖系統。
（三）流化床氣化。流化床氣化，就是增大爐內向上的氣流速度，使煤粉處于沸騰懸浮狀態，但又不被帶出氣化爐的操作。因此，與固定床氣化相比，流化床氣化的優點是氣-固和固-固接觸充分，傳熱、傳質速率大，設備大型化。目前主要有以下八種技術：
1、德國的溫克勒煤氣化工藝。全世界共建有70多臺溫克勒氣化爐。由于存在諸多技術問題，僅在上世紀五十年代末和六十年代初一度盛行，之后很少新建，運行至今的已不多見。
2、德國萊茵褐煤公司發明的高溫溫克勒氣化（HTW）。該工藝適宜煤種為褐煤，氣化壓力1～2.75MPa，氣化溫度950～1000℃，碳轉化率96%。該工藝優點為氧耗量低、不產生液態烴。
3、朝鮮恩德爐粉煤氣化。該技術適宜長焰煤、褐煤。碳轉化率為91%～96%。恩德爐粉煤氣化技術是一種比較適合我國國情的中小型潔凈煤氣化技術，可用于甲醇、氫氣、一氧化碳等生產，以及城市煤氣和冶金、機械、建材等行業的燃氣生產。
4、魯奇公司開發的循環流化床氣化（CFB）。該工藝適用煤種不受限制。氣化壓力0.05～0.4MPa，氣化溫度950～1100℃，碳轉化率95%～98%。該工藝優點是可以用樹皮、城市可燃垃圾作為氣化原料。氣化強度是移動床的2倍。該系統結構簡單，操作方便，造價較低，易國產化。目前，全世界已有60多家企業采用CFB氣化技術，正在設計和建設的還有30多家，總體水平處于世界領先地位。
5、美國能源部組織研發的輸運床反應器氣化（KBR）。該工藝適用于多種煤，尤其是低階煤，氣化壓力0.9-1.5MPa，氣化溫度950℃，碳轉化率91%～96%。該項技術可在空氣和氧氣兩種模式下運行。目前，以空氣為氣化劑是開發重點，特別適合于IGCC及多聯產系統。氧氣模式可產生合成氣，用于多種化學品和燃料的生產。20世紀九十年代中期，KBR在美國阿拉巴馬州威爾遜維爾建設了50噸/天的示范裝置。
6、美國芝加哥煤氣工藝研究所U-gas氣化工藝。該技術適宜煤種寬，技術特點為氣化壓力在0.1、3.0MPa，氣化溫度955～1095℃，碳轉化率96.83%。優點是煤氣中不含焦油和酚；設備簡單，可全程自動化控制。
7、美國西屋電力公司開發的KRW氣化。該工藝適用煤種寬，碳利用率可達95%。在1987年實現了工業化運行。但目前無KRW氣化爐運行。
8、煤化所灰熔聚法。該工藝適用褐煤，氣化壓力0.9～1.5MPa，氣化溫度1050～1100℃，碳轉化率91%～96%。該工藝的優點是：氣化爐為單段流化床，粗煤氣中幾乎不含焦油、酚等有害物質，易凈化。該技術特別適合于中小氮肥廠替代間歇式固定床氣化爐，以煙煤替代無煙煤生產合成氨原料氣，使合成氨成本降低15%～20%。
二、煤氣化技術發展趨勢
綜合現有煤氣化技術，當前煤氣化技術的發展趨勢是以粉煤代替粒煤，氣流床和流化床代替固定床。具有氣化壓力向高壓化（8.5MPa）發展、氣化溫度向高溫化（1500～1600℃）發展、氣化劑向多樣化發展和排渣方式向液態化發展的特點。依據煤種特性和合成氣后續工段的要求而開發設計出不同的氣化爐，因此，無“萬能爐型”或“通用技術”。目前，技術最為成熟的是魯奇（Lurgi）和德士古（Texaco），處理能力達到400～1650噸/天。國外的殼牌（Shell）、德士古（Texaco）、德國GSP等氣流床氣化技術，國內的兩段式干煤粉、多噴嘴干煤粉、航天爐發展很快。而我國煤氣化工藝目前以傳統的常壓移動床為主，先進的大型加壓煤氣化工藝總體處于研究、示范階段。結合我國國情及現有技術情況，我國煤化氣技術發展趨勢：
（一）拓寬原料的適應性，集成優化不同技術。目前，國內大規模工業氣化技術主要是高溫氣流床技術，即德士古、殼牌、多元料漿及四噴嘴，要求原料煤的灰熔點
（二）裝置規模大型化。以煤氣化為基礎的現代工業發展的一個顯著標志就是裝置規模的大型化。由于受制造、運輸、安裝等客觀因素的限制，在尺寸有限的設備上實現高效、大規模，必須實現加壓氣化，提高其處理能力和效率。
（三）開發煤氣化凈化技術，實現煤氣化技術的近零排放。不同的煤田，煤中砷、汞、氯、氟、磷及其他微量元素的含量及組成差異頗大，深入研究煤氣化過程中這些有害元素的遷移規律，對拓展氣化原料的煤種，控制氣化過程中微量元素的釋放，實現近零排放，促進煤化工行業廢水資源的循環利用，意義重大。故此需要進行煤氣中、高溫脫硫及有害元素、高溫除塵、CO2資源化利用和洗滌水凈化等多方面的技術研發。
參考文獻：
[1]黃戒介，房倚天，王洋等.現代煤氣化技術的開發與進展[J].燃料化學學報，2002.30.5.
煤氣化技術范文3
關鍵詞：IGCC 煤氣化 發電
煤氣化聯合循環(Integrated Gasification Combined Cycle，IGCC)發電技術是指煤經過氣化產生中低熱值煤氣，經過凈化除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物，變為清潔的氣體燃料，燃燒后驅動燃氣輪機發電，并且利用高溫粗煤氣余熱和煙氣余熱在廢熱鍋爐內產生高壓過熱蒸汽驅動蒸汽輪機發電。它既提高了發電效率，又有很好的環保性能，為燃煤發電帶來了光明，其發展令人矚目。從大型化和商業化的發展方向來看，IGCC把高效、清潔、廢物利用、多聯產和節水等特點有機地結合起來，被認為是21世紀最有發展前途的潔凈煤發電技術[1]。
一、煤氣化聯合循環(IGCC)發電系統的主要組成
煤氣化聯合循環系統(IGCC)主要由兩部分組成，煤的氣化與凈化部分和燃氣-蒸汽聯合循環發電部分。第一部分的主要設備有氣化爐、煤氣凈化設備、空分裝置。第二部分的主要設備有燃氣輪機發電系統、余熱鍋爐、蒸汽輪機發電系統（圖1）。
其基本原理是：煤和來自空氣分離裝置的富氧氣化劑在煤氣化爐將煤氣化成中、低熱值的合成粗煤氣，然后經凈化系統將其除塵、脫硫、除染而制成可供燃氣輪機使用的精煤氣，進入燃燒室產生高效燃氣帶動汽機做功，同時還利用燃氣輪機排氣經余熱鍋爐產生不同參數蒸汽，以驅動蒸汽輪機發電，以及供熱等（圖1）。
二、煤氣化聯合循環(IGCC)發電系統的主要優點
1.高效率、潛力大
目前國際上IGCC電站的凈效率最高已達到45%以上，比常規亞臨界燃煤電站效率高6~9個百分點，隨著工程材料的不斷發展和技術的改進，若能采用成熟可靠的高溫煤氣凈化技術，則可以較小熱量的損失，其發電凈效率有望達到50%。
2.可以充分利用煤炭資源，實現多聯產系統
IGCC 項目本身就是煤化工與發電的結合體，氣化爐產生的煤氣不僅可以用于聯合循環發電，還可以用于供熱、合成氨、尿素等化工產品。
3.可經濟低廉地去除CO2
在IGCC發電系統中，通過對合成煤氣中CO轉換并進行CO2脫除，可實現CO2零排放，是目前現有發電技術減排溫室氣體最可行、最經濟的方法。
4.優良的環保性能
IGCC系統中采用脫硫、脫硝和粉塵凈化的設備造價較低、效率較高，其各種污染物排放量都遠遠低于國際上先進的環保標準，能滿足嚴格的環保要求。IGCC機組的脫硫效率可達99%，SO2排放總量比常規煤粉爐低很多，SO2排放在25 mg/m3左右，并可回收單質硫； NOX排放濃度僅為常規電站的15%-20%，耗水為常規電站的33%-50%，IGCC 電廠所采取的這些凈化工藝過程不需要價格昂貴的催化劑，而且不會造成二次污染。
5.煤灰的處理有很多的優點
煤粉火力發電以飄塵狀或渣塊狀產生大量的粉煤灰，但IGCC的煤灰則以溶渣排出，體積減少50%左右。同時，渣塊能作為代替水泥用的骨材及路基材料，使渣塊得到利用。
三、煤氣化聯合循環(IGCC)發電系統的主要缺點
1. IGCC單位造價成本比正常燃煤加脫硫電站高
IGCC電站的造價較高,是常規燃煤加脫硫燃煤電站成本的2倍左右，另外IGCC的水耗雖然只有常規火電機組的33%~50%,但在氣化之后的廢棄產品處理方面成本非常高,這些都阻礙了IGCC的推廣。
2.系統復雜
IGCC是化工與發電兩大行業的綜合體。技術難度大，安全和經濟管理都十分復雜，并且是連續生產，互相牽連。任何一塊出現問題，都會造成很大損失。
四、IGCC發電技術在我國的發展
從20世紀90年代初，國家科技部、國家電力公司(原電力工業部)等部門就組織全國的技術力量，對我國發展IGCC發電技術開展了可行性研究，結果認為在我國發展IGCC發電技術是非常必要和迫切的。
國內科研單位經過國家“八五”科技攻關，在IGCC系統優化和一些核心技術的開發方面取得了很大的進步，已形成了很強的技術支撐力量?！癐GCC設計集成和動態特性”、“干煤粉加壓氣化技術”、“多噴嘴水煤漿加壓氣化技術”和“煤氣高溫凈化技術”等被列入國家重點科技攻關計劃給予大力支持。這為IGCC電站的建設以及我國IGCC發電技術的發展奠定了良好的基礎。在此基礎上，1999年國家批準了IGCC示范電站項目建議書，IGCC示范項目正式立項，示范電站功率為300MW 或400MW。
2005年，兗礦集團國泰化工有限責任公司在山東滕州建成年產24萬噸甲醇和20萬噸醋酸、8萬千瓦發電的多聯產示范工程。由中石化投資建設的福建煉油乙烯一體化項目也建設了一套以瀝青為原料的氣化發電裝置，聯產蒸汽和氫氣。但嚴格意義上講，這兩個項目僅僅是帶有IGCC的某些技術特點的聯產工程，不是典型的IGCC發電站。
2009年，我國首座自主開發、制造并建設的IGCC示范工程項目（華能天津IGCC示范電站）在天津臨港工業區正式開工，并且2011年5月底完成分系統調試，進行整套試行；預計明年年底投入運行。這標志著具有我國自主知識產權、代表世界潔凈煤技術前沿水平的IGCC項目取得了實質性進展，開啟了我國潔凈煤發電技術的新紀元。
五、推廣IGCC發電技術
我國富煤貧油少氣的能源結構特點決定了我國以煤為主的能源結構在未來幾十年內不會發生根本性的改變，由此造成的環境問題和能源利用效率低下等多方面問題，成為我國目前亟待解決的問題。而IGCC發電技術是當今國際新興的一種先進的潔凈煤發電技術，其具有高效、低污染、節水、綜合利用好等優點，可以解決我國燃煤造成一系列的問題。應當大力推廣。
1.促進設備國產化
IGCC示范項目中的核心設備主要包括氣化爐、汽輪機、空分分離裝置、廢熱鍋爐等,而目前IGCC電站的關鍵設備大多數要從國外購買,成本高,建設周期長,見效慢。要降低成本,縮短建設周期，必須要掌握核心技術，加強核心設備的制造能力與制造水平[2]。
2.實施多聯產技術
將IGCC和煤化工技術結合構成基于煤氣化的多聯產系統，形成包括電力和多種化工產品輸出，使IGCC的發電過程與制H2、供熱以及生產化工產品的過程按最優原則結合起來，比單純的IGCC系統具有更好的經濟效益、更高的能量利用率以及更加靈活的運行操作性[3]。
3.加大政府扶持力度
潔凈煤技術也并非沒有得到政府的重視。早在1997年,《中國潔凈煤技術“九五”計劃和2010年發展規劃》就得到國務院批準。國務院2005年《關于促進煤炭工業健康發展的若干意見》提出,由國家發改委制定規劃,完善政策,組織建設示范工程,并給予一定資金支持,推動潔凈煤技術和產業化發展。但是這些政策都不夠系統和細化，至今,我國還沒有系統的潔凈煤技術指引方針以及配套的支持措施,而原有的有關鼓勵發展煤炭加工技術的政策已隨著時代的發展，不能滿足現實需要[4]。
六、結語
IGCC 是一種先進的潔凈煤發電技術，具有高效、低污染等特性，特別在CO2準零排放上具有獨特優勢，為進一步推進我國節能減排開辟了一條新的道路，是解決煤電可持續發展的最有效的技術途徑之一，符合21世紀發電技術的發展方向，同時能帶動一批新技術產業的發展。開發和采用I GCC發電技術對我國電力工業的發展具有重要意義。
參考文獻：
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煤氣化技術范文4
關鍵詞：煤 加壓氣化技術 發展
在現如今國內外以煤為原料的化工產品生產中，大多采取了多種樣式的煤氣化工藝，如粉煤流化床氣化、常壓固定床間歇氣化、粉煤氣流床氣化、碎煤加壓氣化，包括GSP爐、Shell爐、Texaco爐等，各樣式的氣化方法都會有自身的優缺點，對原料煤品質的要求也不盡相同。同時，在技術成熟程度、工藝的先進性方面也有著差異。所以，在實際中我們要根據采用的煤種類、產品結構、技術成熟可靠性及投資來選擇氣化方法。
一、煤加壓氣化技術概述
魯奇氣化爐是當前世界上在眾多加壓煤氣化工藝中再運裝置和業績最多的爐型，當前世界上最成功也是唯一的大型煤制油化工聯合體是坐落于南非的SA-SOL公司，其所應用的煤氣化技術就是來自德國的魯奇加壓氣化技術。該公司現有氣化爐97臺，其中SASOL?、駨S有17臺（13臺MK?、笮?、3臺MK?、粜秃?臺能力為66000m3/h的MK Ⅴ型），SASOL?、驈S和SASOL Ⅲ廠各有40臺內徑為3.8m、能力為41000m3/h的MK Ⅳ型氣化爐，SASOL魯奇氣化爐設備的利用率能夠達到94%。
在國內，魯奇煤氣化爐也有一些成功的應用范例：山西化肥廠改造工程，增建1臺氣化爐；哈爾濱依蘭氣化廠，5臺氣化爐；山西化肥廠一期工程，4臺氣化爐；河南省義馬氣化廠一期，3臺氣化爐；云南解化煤制氨，共14臺氣化爐；山西潞安煤基16萬t合成油示范工程，4臺氣化爐；河南省義馬氣化廠二期工程，2臺氣化爐。目前在建的大唐國際SNG的化工廠、新疆廣匯80萬t二甲醚一期工程，均采用該氣化工藝。
魯奇煤氣化技術所具有優點包括：
1、在融合了術高效的熔渣氣化技術和成熟的移動床加壓氣化技所具有的優點后，可以充分的氣化劣質煤；2、煤爐逆向氣化，煤在爐內停留時間高達1h，反應爐操作溫度和爐出口煤氣溫度低；3、較低的氧耗量，在目前三類氣化方法中氧耗量是最低的；4、該技術的熱效率高于流化床氣化技術的效率；5、最終所得到的總體工藝效率要比其它氣化技術要高；6、在經過之前大量工業化應用驗證的基礎上，該技術安全可靠；7、幾乎全部能夠利用原料煤中的碳，碳轉化率在99.5%以上，不會有無資源的浪費；8、在分離粗氣中的焦油后直接可加工成副產品，也可在氣化爐中進行氣化；9、較小的廢水處理裝置，氣化爐排渣可筑路、無污染；10、投資低，性價比高。
二、氣化爐
煤加壓氣化爐都帶有夾套鍋爐，每臺氣化爐配1臺灰鎖、1臺煤鎖、1臺廢熱鍋爐、1臺洗滌器和1臺灰鎖膨脹冷凝器。
加壓氣化爐爐內設有攪拌裝置，用于氣化強黏結性的煙煤外的大部分煤種。為了能夠有效地氣化有一定黏結性的煤種，在氣化爐爐內上部設置了攪拌器與布煤器，把二者有機的安裝在同一空心轉軸上，其轉速的大小根據氣化用煤的黏結性和氣化爐生產負荷來進行調整，一般為10～20 r/h。煤從煤鎖加入，通過布煤器上2個布煤孔進入爐膛，平均布煤厚度在15～20 mm/r，從煤鎖下料口到煤鎖間的空間，約能儲存0.5h的氣化爐用煤量，可以用來緩沖煤鎖在間歇充、泄壓加煤過程中的氣化爐連續供煤。
在爐內，在布煤器的下面安裝攪拌器，通常情況下會設有上、下2片攪拌槳葉。槳葉深入到煤層的位置與煤的結焦性能有很大的關系，其位置深入到氣化爐的干餾層，以便于破除干餾層形成的焦塊。槳葉的材質可以使用耐熱鋼，可以在其表面堆焊各樣式的硬質合金，提高槳葉的耐磨性能。攪拌器、槳葉、布煤器均是殼體結構，外供鍋爐的給水需要通過布煤器、攪拌器。首先，煤進入攪拌器最下端的槳葉進行冷卻，然后再依次通過冷卻上槳葉、布煤器間的空間返回夾套形成水循環，鍋爐水的冷卻循環方式對布煤攪拌器的正常運行特別重要。因為當攪拌槳葉在高溫區進行工作時，如果水的冷卻循環不正常，將會導致攪拌器及槳葉超溫燒壞造成漏水，從而造成氣化爐運行的中斷。
同時，此種爐型也可不安布煤攪拌器，可以進行氣化不黏結性煤種。整個氣化爐上部傳動機構取消，只保留煤鎖下料口到爐膛的儲煤空間，結構相對來說較為簡單。
爐篦分5層結構，從下到上逐層疊合固定在底座上，頂蓋呈錐形，爐篦材質選用耐磨、耐熱的鉻錳合金鋼鑄造。最底層爐爐篦下面有3個灰刮刀安裝口，氣化原料煤的灰分含量來決定灰刮刀的安裝數量。如果灰分含量較少，則可以安裝1～2把刮刀。如果灰分含量較高，就需要安裝3把刮刀。支承爐篦的止推軸承體上有注油孔，由外部高壓注油泵通過油管注入止推軸承面進行，油需要是耐高溫的過熱缸油。爐篦的傳動采用液壓電動機傳動。液壓傳動具有結構簡單、調速方便、工作平穩等優點，但為液壓傳動提供動力的液壓泵系統設備較多，故障點由此也增加較多。介于氣化爐直徑過大，為使爐篦得到均勻受力，可以使用2臺電動機對稱布置。
灰鎖與煤鎖的上、下錐形閥采用硬質合金密封面，延長煤、灰鎖的運行時間，減少故障率。南非SASOL公司在煤灰鎖上、下錐閥的密封面采用了碳化硅粉末合金技術，使錐形閥壽命延長到18個月以上。
三、工藝流程
加壓氣化裝置由氣化爐及排灰灰鎖和加煤煤鎖組成，氣化爐直接與煤鎖和灰鎖相連。裝置運行時，在經過破碎篩分成5～50 mm的煤后，經過自動操作煤鎖進入到氣化爐。在煤被裝滿之后，隨即對煤鎖進行充壓，從常壓一直充至氣化爐的操作壓力。在向氣化爐加完煤之后，煤鎖卸壓至常壓，隨即開始下一個加煤循環過程。
用來自氣化爐的粗煤氣和來自煤氣冷卻裝置的粗煤氣使煤鎖分兩步充壓；煤鎖卸壓的煤氣收集于煤鎖氣氣柜，并送往燃料氣管網。減壓后，留在煤鎖中的少部分煤氣，用噴射器抽出。通過煤塵旋風分離器和布袋除塵器除去煤塵后排入大氣。
氣化劑-蒸汽、氧氣混合物，通過安裝在氣化爐下部的旋轉爐篦噴入，在燃料區燃燒一部分煤，為吸熱的氣化反應提供所需的熱。在氣化爐上段，剛加進來的煤向下移動，與向上流動的氣流逆流接觸。在此過程中，煤經干餾、干燥和氣化后，殘灰留下，灰由氣化爐中經旋轉爐篦排入灰鎖，再經灰斗排至水力排渣?；益i也進行充、卸壓的循環，其中充壓用過熱蒸汽來完成。
氣化爐為帶夾套的Mark?、粜停颗_氣化爐配1臺灰鎖、1臺煤鎖、1臺洗滌器和1臺廢熱鍋爐。產氣量決定灰鎖與煤鎖裝卸料的頻率。離開氣化爐的煤氣首先進入洗滌冷卻器，煤氣用循環煤氣水加以洗滌并達到飽和狀態。洗滌冷卻器將煤氣溫度降至200℃，再除去可能夾帶的大部分顆粒物。
飽和并冷卻后的煤氣進入廢熱鍋爐，通過生產0.5 MPa低壓蒸汽來回收一部分煤氣中蒸汽的冷凝熱，多余煤氣水送往煤氣水分離裝置。離開氣化工段的粗煤氣在壓力達到2.91 MPa?。╣）、溫度為181℃的飽和狀況下，經粗煤氣總管進入煤氣冷卻工段。
四、污水處理工藝
煤加壓氣化產生的粗煤氣中含大量粉塵、水蒸氣和碳化的副產物――輕油、焦油、萘、脂肪酸、酚、溶解的氣體和無機鹽類等，溫度也較高。因此，需冷卻和洗滌，以降溫和除去粗煤氣的有害物。在粗煤氣洗滌和冷卻時，這些雜質進入水中，形成氣、液、固三態存在的多成分煤氣水。
煤加壓氣化過程中產生的廢水成分復雜，含焦油、氨、酚、塵等多種雜質，它們在水中含量高。煤種的不同導致各成分的含量也不同，但此種廢水用常規生化、過濾、反滲透等方法無法直接處理，須先將水中塵、油、酚、氨等進行分離、回收，這樣一方面回收廢水中有價物質，帶來一定經濟效益；另一方面也使廢水達到一般廢水處理方法的進水要求。
根據煤加壓氣化工藝特點，廢水處理工藝中，經焦油、粉塵分離后的水大部分返回工藝裝置循環使用，多余水為工藝廢水，再逐步經過酚、氨回收，生化處理等工藝等過程，最終讓廢水達到國家排放標準后排放。
五、結論
煤加壓氣化技術在全世界的廣泛推廣應用，讓其作為一種相對成熟的技術逐漸得到人們的認可，不僅適用于貧煤、長焰煤、無煙煤，甚至是一些型煤也都可以進行處理。與此同時，推廣這種技術還解決了復雜的廢水處理難題，是一項利國利民的好技術。
參考文獻
煤氣化技術范文5
關鍵詞:煤化工;企業廢水;處理技術;研究進展
煤炭資源是我國重要的能源之一，而且我國煤炭資源的儲量居世界前列。隨著我國社會經濟的發展，煤資源的消費結構和方式也發生了較大的變化，但是還存在煤炭利用效率不高的現象，加劇了環境污染的現象。煤化工技術是指以原煤為原料，采用化學等方法等技術措施，使煤炭轉化為氣態、液態和固態的產品的過程［1］。煤化工所涉及的產品眾多，提升了煤炭的利用效率，是推動煤炭能源高效利用的重要途徑。但是，煤化工企業的發展，卻帶來了水污染的問題，煤化工企業用水量大，產生的廢水成分復雜，而且毒性大，若不進行有效的處理，對周圍環境將造成嚴重的損害，此外，還會造成水資源的浪費，在一些缺水地區，既不經濟也不合理。因此，研究和開發科學高效的煤化工廢水處理技術，不僅能夠促進煤化工行業的發展，減少環境的污染，而且能夠最大限度的利用水資源。
1煤化工企業廢水的特點
煤化工企業產生的廢水水量大、成分復雜，按來源可分為焦化廢水、氣化廢水和液化廢水。焦化廢水是在煤焦化的過程中產生的廢水，主要產生于煉焦用水、煤氣凈化、產物提煉等過程中［2］。該類廢水的特點是，水量大、COD和氨氮濃度高，而且廢水中含有長鏈、雜環化合物，此外還有苯、酮、萘等一些多環化合物，該類物質難以生物降解，而且具有致畸、致癌特性。氣化廢水是煤氣化過程中獲得天然氣或者煤氣過程中產生的廢水，主要含有洗滌污水、冷凝廢水和蒸餾廢水等。該類廢水的主要特點是COD、氨氮、酚類、油類等污染物濃度高，此外，廢水中的一些物質對微生物的生長具有毒害和抑制作用。液化廢水時在煤進行液化生產過程中產生的廢水，該類廢水的特點是污染物含量高，無機鹽含量低。
2煤化工企業廢水的處理技術
2．1預處理技術
煤化工產生的廢水中酚和氨的含量較高，此外還有油類物質，經過預處理，這些物質可被回收利用，而且還能降低對后續處理工藝的污染負荷，使污水處理系統更為穩定。
2．1．1脫酚
煤化工廢水中所含有的酚，可利用具有高比表面積的吸附材料進行脫酚處理，當吸附材料吸附飽和后，在利用有機溶劑或蒸汽對吸附劑進行解脫再生［3］。常用的吸附材料有改性的膨潤土、活性炭以及大孔的吸附樹脂。天然的膨潤土在其表面具有親水性的硅氧結構，對水中有機物的吸附性差。因此，在利用膨潤土作為吸附劑時通常對其進行改性在加以利用。有研究者對天然的膨潤土和經過改性的有機膨潤土的脫酚性能進行了研究，結果表明改性后的膨潤土吸附活化能更大，達到平衡的時間較小，吸附酚的量更大?；钚蕴恳彩浅Ｓ玫奈絼┲?，活性炭的具有高比表面積、表面的孔結構發達，而且價格相對低廉。因此，在煤化工廢水脫酚處理中常用活性炭為吸附劑。有研究者利用活性炭吸附濃度為60mg/L的苯酚，在溫度為30℃，pH值為6．0的條件下，苯酚去除率為86%。還有研究者采用活性炭纖維來作為煤化工廢水脫酚的吸附材料，該材料具有吸附和解吸速度快，再生條件好的優點。隨著高分子材料技術的發展，新型的吸附材料展現出了更為優越的吸附性能，例如大孔吸附樹脂的應用，大孔吸附樹脂與吸附物質之間靠范德華力來吸附，其表面還有巨大的比表面積，相比活性炭等吸附材料，它具有空分布窄，容易解脫等優點。
2．1．2除油
煤化工企業產生的廢水中含有一定的油類，油類物質將會黏附在菌膠團的表面，進而阻礙了可溶性有機物進入到微生物的細胞壁，從而影響了生物處理工藝的效果，因此在進入生化處理單元前應對煤化工廢水進行出油，以提高后續的處理效果。通常情況下，生化處理廢水要求進水中含油量需小于50mg/L。在煤化工廢水的油類物質通常采用隔油池和氣浮法來進行控制［4］。
2．1．3蒸氨
煤化工廢水氨氮的濃度很高，主要來源于煤制氣反應中高溫裂解和煤制氣反應剩余的氨水。高濃度的氨氮，在進行生化處理過程中會抑制硝化細菌的活性，進而導致生活處理工藝處理效果不佳，不能保證出水氨氮達標。目前脫氨的過程主要采用水蒸氣汽提法，將煤化工產生的廢水中通入大量的高溫蒸汽，使其充分的接觸，以此將廢水中的氨氮進行吹脫，這樣可以有效的降低廢水中氨氮濃度。吹脫出的氨氮在經過分離、蒸餾等步驟進行回收再利用。
2．2深度處理技術
煤化工廢水中污染物濃度極高，成分復雜，而且難以降解。煤化工廢水經過預處理后COD、氨氮等污染物的濃度得到了一定程度的降解，而難降解有機物在生化處理過程中幾乎沒有被降解，因此經過生化出后還需對其進行深度處理，進而滿足出水的排放標準。目前在煤化工廢水處理中應用最多的深度處理技術是高級氧化技術，主要有臭氧氧化技術、非均相催化臭氧氧化技術、超臨界水氧化技術、光催化氧化技術等［5］。
2．2．1臭氧氧化技術
臭氧是一種強化劑，其氧化過程有兩種途徑，一種是直接通過分子臭氧氧化，另一種是間接的通過臭氧分解并生成羥基自由基來進行氧化［6］。臭氧氧化技術可以降低煤化工廢水中的COD，同時還能夠降低水中的色度和濁度，同時在該過程中不產生二次污染。有研究表明，在內循環的反應器中，利用臭氧對煤化工廢水進行深度處理，COD的去除率可到40%～50%，其中對酚類和雜環類有機物效果最好。隨著對臭氧氧化技術的深入研究發現，臭氧在單獨使用過程中，有機物和臭氧反應后通常會生成醛和羧酸，而這兩種物質不能再和臭氧繼續反應，進而限制了臭氧的礦化作用，降低了臭氧的處理效果。因此，研究者采取了其他的措施以提高臭氧的氧化作用，有研究者采用UV與臭氧聯用來進行廢水的處理，結果表明臭氧的氧化能力比單獨使用時提高了10倍以上，極大地改善了臭氧的氧化能力。
2．2．2非均相催化臭氧氧化技術
非均相催化臭氧氧化技術是建立在臭氧氧化的基礎之上的一類新型的高級氧化技術，是臭氧在特定的催化劑作用下產生高效的羥基自由基對有機物進行氧化分解，主要使用的催化劑有金屬氧化物、金屬改性的沸石、活性炭等［7］。目前研究最多的是金屬氧化物，例如Al2O3、TiO2等。此外，影響其氧化效果的因素還有pH值和溫度。pH值主要是影響OH的產生，pH值升高有助于提高OH的產生，進而提高氧化能力。在催化氧化過程中，催化劑不僅起到催化的作用，而且還具有吸附作用，pH值的變化將影響金屬氧化表面的電荷的轉移，進而影響了對有機物的吸附能力。
2．2．3超臨界水氧化技術
超臨界水氧化技術是利用水在超臨界狀態下，具有非極性有機溶劑的性質，進而對有機物進行氧化分解的技術。該技術具有反應效率高，處理徹底。反應器結構簡單等優勢，但是由于超臨界狀態的水具有嚴重的腐蝕性，無機鹽在反應過程中會結晶析出，進而導致設備和管道堵塞等問題，最終提高了超臨界廢水的處理成本，影響了工業化應用的進程。
2．2．4光催化氧化技術
光催化氧化技術是利用半導體材料，在紫外光照射下將吸附于材料表面的氧化劑進行激發，進而產生具有強化性能的羥基自由基，然后利用羥基自由基對有機物進行氧化分解。TiO2是應用最多的光催化劑，有研究者利用光催化技術處理模擬的苯酚廢水，結果表明，TiO2的投加量為2g/L、pH值為3，光照2．5h的條件下，苯酚的去除效果最佳，可達到96%。TiO2光催化技術對難降解有機物的處理效果十分顯著，但是現階段還未能應用于煤化工廢水的處理中，原因在于該催化劑不能充分的利用太陽能，反應器設計難以符合實際的應用。相信隨著技術的發展，這些問題終將會被解決，給煤化工廢水處理技術帶來新的突破。
3結語
煤化工技術給煤炭資源的利用帶來了新的發展方向，提高了煤炭的利用效率。但是煤化工企業產生的廢水又給我們提出了一個新的難題，由于其水量大，污染物濃度高，而且成分復雜，毒性大，單一的處理技術根本不能滿足要求。建議企業和研究機構在結合實際工程的前提下，加大對煤化工廢水處理技術的研究，努力及早實現處理效率高、環境友好的廢水處理技術，以帶動煤化工行業向著更高的方向發展。
作者:巨潤科 單位:佛山市新泰隆環保設備制造有限公司
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煤氣化技術范文6
7：30——8：20鍛煉
8：30——9：00吃早飯
9：00——10：30練琴
10：30——11：00課間休息
11：00——12：00暑假作業
12：10——12：40看書
12：40——1：25百家講壇
3：00——4：00練毛筆字
4：10——4：50練鋼筆字
5：00——5：40暑假作業
