煤气化工艺中流态化技术的应用

黄建（惠生（南京）清洁能源股份有限公司， 江苏 南京 210048）



煤气化工艺中流态化技术的应用

黄建（惠生（南京）清洁能源股份有限公司， 江苏 南京 210048）

摘要：随着我国经济的迅速发展，我国的工业也有了迅猛的进步，国家逐年增加对煤炭资源的开采与使用量。这是因为与煤炭资源相对丰富，我国的天然气资源的储量相对较少大。煤气化技术的应用和发展，对弥补我国天然气储量不足具有重要的现实意义，因此，我们必须加强对煤气化工艺的深入性研究与应用。本文主要从煤气化工艺中流态化技术的应用原理出发，探究其在流态化技术中的实际应用。

关键词：煤气化；流态化技术；应用

我们所讲的流态化的对象一般指的都是固体形态，这种工艺又被人们普遍称为“假液化”。流态化技术可以使作业床能够充分的与固体物料接触，与传统工艺相可以使催化剂的使用量有效的减少，同时又能在一定程度上降低反应温度，就目前而言属于一种十分先进的技术。当前社会我国的煤气化工艺主要有三种技术，它们分别是流化床技术、汽化床技术和固定—移动床技术。现阶段，我国工业领域已经开始普遍应用这种先进的技术，这种技术主要被应用于燃烧固体燃料、化工产品的生产以及煤资源的气化等方面。本文主要从煤气化工艺流态化的应用原理入手，深入探究流态化技术在煤气化工艺中的实际应用。

1 煤气化工艺中流态化技术的应用原理

流态化的一般原理是指在一个圆柱形容器中加入多个平行的水平隔板，然后将颗粒状态的固体的物料均匀摆放在隔板上，那么形成的这个固体层又叫床层；再将流体物质加入到隔板的下方，使得流体物质与这个隔板可以充分均匀的接触，之后进入床层，又因为不同的流体的流动速度是不同的，因此流体物质进入床层之后也会呈现不同的状态，由此，液态化的这三种技术（即流化床、输送床以及固定—移动床）也就产生了。

其中，固定—移动床与前两种状态流体物质相比其流速偏低，它的床层中的固体颗粒的位置有微小的变化甚至不变，并且其床层的高度是不变的；输送床的流体速度与固定—移动床相比而言就有了一定的提升，床层中的一些固体颗粒就会随着流体物质被带到容器中，一些漂浮着的颗粒物质就会在隔板与容器之间出现；而流化床的状态则是在固定—移动床与输送床之间。

流化床是由一系列条件形成的：①选择的容器要适合作床体，其相应底部的分布装置要适应流体的物质流动；②我们所应用的固体物质必须是分量充足且大小合适的颗粒物质，这样有利于床层的形成；③要保证持续供应用于充当媒介的流体物质，也有利于床层的形成；④流体物质的流速要保持适中，始终保持比流化速度大，比带出速度小。

2 煤气化工艺中流态化技术的实际应用

（1）灰熔聚流化床工艺 灰熔聚流化床工艺采用的是相对较散的一些碎煤，通过使用氧化剂或气化剂，运用与之相匹配的气化速度，让碎煤最终达到沸腾状态，从而达到使炉内的气体与固体相混合的目的，在其燃烧并不充分的条件下再加以高温，从而使其发生煤气化的一种工艺。该工艺与温克勒汽化床在工艺上比较相对简单，在操作上也更加快捷，在工艺上可以适应的煤种比较多，还可以在一定程度上提高原料转换率。并且，这是由中国自主研发的一种工艺，与其他工艺相比较而言，它对中国的本土煤质而言更加适合，也能够大大节省我国企业从国外引进这种工艺的开支。对我国企业来讲，这是一种具有较高优势的工艺技术。

（2）温克勒气化床工艺 温克勒汽化床是流态化技术在煤气化工艺应用中最典型的工艺，它有着一系列的缺点，比如在正常压强下进行操作时的生产力相对较低、气化操作过程中所产生的温度较低、工艺操作流程中产生的固体废弃物较多、原材料利用不充分、用氧较多等。这些缺点已经不适应当今生产力的发展，于是，经过科研人员努力和国家的大力支持，提高了该工艺在气化时的压力和温度，让其生产能力有了很大的提高。它可以将以前产出的固体物进行再处理，重返气化炉，从而大大提高煤气产量，还可以减少废物的浪费。

恩德炉粉煤气化技术就是对温克勒气化床工艺的改良应用，我国许多企业都在应用这种技术，在这项技术中，科研人员通过温克勒汽化床工艺，将传统的气化炉底部结构改进为更便于提高气化温度的喷嘴布风结构，目的是提高汽化炉的最大功率；同时，在炉体的上部增加一个喷嘴可以极大限度提高进风率，炉体出口处增加除尘装置，使未被充分利用的固体物得到有效回收，之后再将其重返气化炉，达到提高产量的目的，与此同时，增设这些装置也可以在一定程度上提高炉体的使用寿命，从而节约成本。

（3）循环流化床工艺 这种工艺是一种比较年轻比较先进的工艺，20世纪90年代之后才真正的发展应用到这方面来。是一种相对来说比较清洁的工艺。广泛的原料适应性、流化速度快、气化效率较高、固体废物排放量低等是它所具有的优势，这些优势对煤气化工程中燃料质量与热量的相互转换有着非常重要的意义，是一种在未来有很大发展前景的技术。

3 结语

煤资源的气化技术符合我国现阶段可持续发展美好愿景的工艺技术，煤气化技术的应用和发展，对弥补我国天然气储量不足具有重要的现实意义，对未来清洁发电等技术的实现提供了基本的技术支持。对我国未来的经济建设具有重要的推动作用。

参考文献：

［1］董群，梅春林，张国甲，孙征，李春红.流态化技术在催化裂化工艺中的应用进展［J］.化学工业与工程技术，2012，12（15）：109-111.

［2］赵华盛，王臣，李肇毅，周渝生.流态化技术在熔融还原工艺中的应用［J］.世界钢铁，2013，10（23）：128-129.