试论气化炉的推广应用对于节能减排的重大作用

杨娟(兖矿鲁南化工有限公司气化一车间277527)

引文：

资源瓶颈和环境压力一直是困扰我们国家经济持续发展的突出矛盾，由于我们国家的相关政策的不够完善，以及能源结构存在的不合理现象依然存在，我们的节能减排任务依然面临严峻的形势。这些严峻形势背后的原因是多方面的，一方面，我们国家轻重工业增长结构的不均衡性，造成了能源分配的不合理，有关数据显示：2006年，轻重工业的增速差距由1.8%扩大到了4.1%，这将给能源结构的合理性分配带来更加严峻的挑战；另一方面，某些部分的行业产能落后比重十分严重，在现有的焦化、电石以及铁合金生产能力中，还有大概二分之一的产能效率值达不到市场准入标准，与此同时，化工行业以及煤炭行业等高耗能的产业反弹的能力依然巨大。因此，进一步完善我们国家的节能减排政策方面相关的配套措施，是改善国家能源结构不合理性的重要途径。

一、当前节能减排的紧张形势以及发展趋势。

经济的快速发展是以巨大的能源消耗为代价的，而能源的总量是有限的。如果不注意能源的节约使用，注重环境的保护，将给我们的经济发展带来更为严峻的形势。就目前而言，能源的消耗注意分布在建筑能耗与化工能耗两个主要方面，而化工能耗是工业能耗中最大的消费之一。

尤其是在煤炭产业方面，煤炭的焦化、清洁生产以及市场的运输投入与使用都是能源结构需要重点考察的方向。关于改善煤炭行业环境污染严重，产能耗剩的严峻形势一直是致力于改善煤炭行业清洁生产与环境保护的重要课题。随着国家节能减排政策的提出，一些新兴的节能技术与节能型设备为能源行业的结构合理性发展带来了一丝新的机遇。

二、新型节能型设备的不断发展带来历史机遇。

面对能源耗费的严峻形势，各种新兴的节能技术不断发展，新的节能设备也不断涌现。气化炉的发展就是一个很好的例证，气化炉的发展经历了相当时间的技术变革：从最初的增大气化炉规模，提高单炉制气能力，发展到提高气化炉的操作压力，降低压缩动力消耗，减少设备尺寸，降低氧耗，从而提高碳的转化率；再到后来的气流床和流化床技术日益发展，扩大了气化煤种的范围；直到今天的将煤炭气化过程和发电联合起来的生产技术，并且在各个国家备受重视并巳建成不同规模的生产厂。由此可见，气化炉技术的发展见证了能源行业的发展历程，也是助推能源行业结构合理性发展的重要动力。

三、推广使用气化炉对能源产业的重要作用。

气化炉，顾名思义就是进行煤炭气化的设备。按照燃料在气化炉内的运动状况主要分为：移动床(又叫固定床)，沸腾床(又叫流化床)，气流床，熔融床。各种不同形式的气化炉有不同的转换效率，因此提高煤炭气化的转换效率是气化炉技术工艺改进的主攻方向。

气化炉作为煤炭气化的主要反应场所，首要考虑的问题是如何在低消耗的情况下，使煤最大限度地转化为符合用户要求的优质煤气。由于煤炭气化过程是在非常高的温度下进行的，为了保护炉体而加设内璧衬里或加设水套是一个非常重要的技术工艺。这一点是毋庸置疑的。其主要原因就在于：水套一方面可以起到保护炉体(也包括炉内的布煤器或搅拌装置)的作用，同时可以吸收气化区的热量而生产蒸汽，该部分蒸汽可以作为气化时需用的蒸汽而进入气化炉内，从而提高了气化炉的煤炭气化转换效率，提高了能源效率值。

气化炉为何能提高能源使用效率，从煤炭气化的三个主要过程分析可知。气化主要是有煤炭的干燥、煤炭的热解以及煤炭的反应。煤的干燥过程：理论上应在接近水的沸点下进行，但实际生产中，和具体的气化工艺过程及其操作条件又有很大的关系。一般地，增加气体流速，提高气体温度都可以增加干燥速度。煤中水分含量低、干燥温度高、气流速度大，则干燥时间短。气化炉正是改进了这一工艺，才能使得煤炭的干燥更加迅速和快捷。

煤的热解结果生成三类分子：小分子(气体)、中等分子(焦油)、大分子(半焦)。煤气的平均分子量则随热解的温度升高而下降.即随温度的升高大分子变小，煤气数量增加。不断增加的煤气数量，更加有利于煤气的燃烧，燃烧更加充分，则燃烧效率和能源转换效率相应获得提高。例如气流床气化技术就是能源使用效率非常高的设备之一。气流床技术应用在煤的气化上，是通过将煤制成粉煤或煤浆，通过气化剂夹带，由特殊的喷嘴喷入炉内进行瞬间气化。

其主要优点就在于：一方面，反应温度高(火焰中心温度可达2000℃)，同时反应速度非常快，而且煤料的停留时间短(1～10s)，并且产物不含焦油、甲烷等物质，用来生产合成氨、甲醇等工业产品含有较低的甲烷含量。另一方面，由于煤料悬浮在气流中，随气流并流运动，煤粒的干燥、热解、气化等过程瞬间完成，煤粒被气流隔开，所以煤粒基本上是单独进行膨胀、软化、燃尽及形成熔渣等过程，所以煤的黏结性、机械强度、热稳定性等对气化过程不起作用，原则上几乎可以气化任何煤种。由此可见，气化炉技术对于能源行业的结构合理性调整有着十分积极的意义，气化炉技术的不断日益革新，将是推动能源行业发展的一个重要推动力。

结论：

本文分析了能源行业发展面临的巨大问题，从能源产业的结构合理性方面指出了能源发展需要解决的首要问题：减少能耗、保护环境。同时对气化炉的重要工艺技术与工艺流程进行了深度分析，肯定了推广使用新兴节能型设备气化炉的重要意义：是改善能耗的重要举措，也是节能减排政策的根本任务。

[1]田永淑，《新兴秸秆气化炉及净化工艺》，[M]，可再生能源，2003年4月，总第110期.

[2]杨少鹏，薛勇，牛广路，《上吸式生物秸秆气化炉的设计与实验研究》，[M]节能，2009年第9期；总第326期.

[3]邱钟明，陈砺，《生物质气化技术研究现状及发展前景》[M]，可再生能源,2002,(4)：16-19.

[4]陈家仁，《固定床水煤气气化炉产气量选择刍议》[J]，全国造气技术通讯,2005，13(2)：12–16.

[5]宋秋,任永志，《孙波.生物质气化炉设计要点》[J]，可再生能源,2002,，(2)：49–51.