韩晓龙
(同煤广发化学工业有限公司,山西 大同 037000)
流态化的对立对象就是固态化,在工业上又可以称为假液化。流态化能够让固体燃料充分的进行融合,最大程度的发挥其有效的利用率,是一种较为先进且环保的技术工艺[1]。因此,壳牌煤气化工艺中的流态化技术研究已经成为了人们谈论的话题,如何对其进行分析,成为了相关的工作人员应该深思的问题。
壳牌煤气化的工作原理主要就是,以高温、加压为条件,将煤粉、氧气及少量蒸汽进行加压,并在这样的条件下,并流进入气化炉内。在极为短暂的时间内完成升温、挥发,分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。
壳牌煤气化由于自身的多种性能,能够持续的投入生产,以达到应用的最终目的。通过对其技术特点的分析能够进一步了解壳牌煤气化的功能性。如表1所示。
通过对壳牌煤气化特点的分析,能够得出壳牌煤气化在应用中由于自身的特点,在性能上能够优于传统的工艺,因此,应该在生产中发挥壳牌煤气化的作用。
表1 壳牌煤气化的技术特点
温克勒气化床就是以流态化技术为依托,是壳牌煤气化中最典型的一种技术工艺。但其生产力相对较低,且操控过程也会使产生的气体温度较低、壳牌煤气化存在废物较多、原材料的利用并不充分和氧耗较多等弊端。因此,在一定时期内这样的工艺已经不适用生产。但是随着科学的进步,通过科技人员的改进,让这项工艺又重新焕发生机。目前的温克勒汽化床技术在传统技术下加强了对炉底的改造,有利于温度喷嘴的布局,强化了其功率,更能够增加其通风量,在炉体增加的除尘装置,提高了产量。与此同时能够不断的提升炉体的使用寿命,减少运作成本。温克勒气化床工艺技术如图1所示。
图1 温克勒气化床工艺
如表2所示,流化床与固体床之间不同温度下的差别,我们能够看出流化床在使用中对产气率、碳化率、煤气热值等的出路要优于固体床,所以壳牌煤气化工艺中的流态化技术在发展中更加具有生命力,只有对其不断发展才能不断提升资源的利用率,提升生产力的水平。
表2 固定床与流化床针对不同温度下的对比图
循环流化床工艺是一种新型的工艺,是近20年才应用并投入生产的,所以研究中融合了很多环保的理念。在工作中它更加的清洁。此外,它还具有广泛的煤类实用性,在降低废气、废物排放的同时,能够加强质量与热量之间的转化,这样的工艺不仅能够在现在的市场环境中投入使用,还具有更强大的生命力。循环流化床工艺技术如图2所示[2]。
图2 循环流化床工艺
灰熔聚流化床工艺主要是以碎煤为原料,通过空气、强氧等作为催化剂,能够发生不同的反应,当达到一定的气速的时候,床层中的粉煤会持续沸腾,在床中与空气混合,达到气固混合的状态,使粉煤能够充分地被燃烧,实现分解的过程。这种工作的设备结构相对来说较为简单,十分容易操作,对煤种类的应用范围也较广,能够加强碳化率。更值得一提的就是,这样的工艺,是我国特有的专利,在应用中也是主要针对中国煤炭的特点,而且与其他的技术相比较,投资更少,更能节省资金。灰熔聚流化床工艺技术如图3所示。
图3 灰熔聚流化床工艺
灰熔聚流化床工艺中随着催化剂的计量的不同,它的产气率、碳化率、煤气热值等比率也不同,根据第102页表3能够清晰地看出催化剂对产气率、碳化率、煤气热值等数值的影响[3]。
壳牌煤气化工艺中的流态化技术研究在提升煤气化工艺的能力、完善流态化技术上都有着重要意义,对增强我国壳牌煤气化领域整体质量的提升也至关重要。在这个过程中,温克勒气化床工艺、循环流化床工艺、灰熔聚流化床工艺等技术工艺的使用,让我国壳牌煤气化工艺的质量能够“更上一层楼”。
表3 流化床同温度不同催化剂的变化结果