基本介紹
簡介,分類,鐵浴,鹽浴,熔渣,
簡介
煤氣化經過長期的發展已經形成了一系列成熟的技術和工藝，總體看來主要可分為固定床、流化床、氣流床和熔融床。前三種氣化工藝在我國已得到很好的發展和套用，國內對於相關方面的報導和文獻也很多。熔融床氣化由於其對設備要求高，氣化原理複雜，投資大，在國內並沒有得到足夠的重視和發展，但其具有煤種的廣泛適應性、很高的氣化強度、良好的污染物控制、較低的氣化劑需要量和大產氣量等特點都要優於其他氣化技術，而這些恰恰都滿足煤的潔淨生產和煤氣化發展趨勢的要求。隨著熔融還原煉鐵和熔鹽氣化—燃料電池聯合發電工藝的發展，人們對於熔融床氣化越來越關注。
分類
鐵浴
熔鐵浴氣化是將氣化用煤連續不斷的加入到如圖1所示的熔鐵浴爐內，製得類似於轉爐頂吹煉鋼所產生的乾淨可燃性氣體。熔鐵浴爐內熔鐵的溫度約為1500℃，含碳量為1%—3%，按一定配比將氣化劑 ( 熔鐵浴氣化主要以氧作為氣化劑)鼓人熔鐵浴，這樣可獲得主要成分為CO和H2的低硫可燃氣體，主要具有以下特點：
(1)在穩定的高溫反應下，可產生含CO和H2的可燃氣體，並且可實現無焦油氣化。
(2)熔鐵浴有熔碳能力，因此在噴煤量改變的情況下，可以製得成分穩定的氣體。
(3)熔鐵浴具有溶解硫的能力，減少了氣體成分中硫化物的含量。
(4)煤種的適應性廣。
(5)由於在高溫下反應，反應速率快，單爐生產能力強。
鹽浴
鹽浴氣化技術主要通過高溫熱穩定的熔融鹽作為催化介質和熱載體，使得固體燃料在熔鹽中得到裂解和部分氧化。圖2是鹽浴氣化示意圖，空氣或氧氣裹挾著煤粉和補充的鹽進入鹽浴池內，氣化室內的壓力約為1—1.9MPa,鹽浴的溫度為700～1050℃，產生的氣體經5排出，煤種的灰分等熔渣和部分熔鹽一起從6排出。熔鹽氣化具有以下特點：
( 1 )熔融鹽具有高熱傳導率和高溫穩定性、較寬範圍內的低壓蒸汽、高的熱容量以及低粘度等，是一種很好的蓄熱介質，可使氣化反應連續穩定的進行。
( 2 )熔融鹽可以吸收煤在高溫熱解時釋放出來的H2S等有害氣體。
( 3 )反應中生成的Na2S等中間產物可以起到催化作用。
( 4)相對於其他氣化反應來講，鹽浴氣化反應操作溫度比較低。
熔渣
熔渣氣化法是利用熔渣池作為熱源，又作主要反應區，兼具供熱、蓄熱和催化氣化的功能，操作溫度高達1500—1700℃。圖 4為熔渣池氣化原理示意圖，粉煤和氣化劑以較高的速度 ( 6～7 m/s )通過噴嘴沿切線方向噴人床內，帶動熔渣做螺旋狀的旋轉運動。燃料顆粒因為離心力也保持旋轉運動，每個顆粒都有一個平衡圓周，小顆粒保持懸浮狀態在其平衡圓周上旋轉，較大的煤粒或灰粒撞擊在氣化室壁上，由於高速旋轉氣固兩相即煤粒和氣體之間的相對運動很強，氣化反應速度很快。熔渣氣化主要具有以下特點：
( 1 )煤粒和氣化劑在熔渣浴中反應，氣、液、固三相接觸緊密。由於反應溫度很高，傳熱和反應動力學條件良好，因此煤種適應廣，氣化強度高，生產能力大，碳轉化率高，且煤氣中不含焦油、酚類，對環境污染小。
( 2 )氣化爐的負荷調節性能好，在30%負荷的條件下也能操作，他僅受到為使熔渣浴維持旋轉所需反應物的最小流量限制。
( 3 )熔渣的粘度是影響氣化的一個重要因素。熔渣粘度小則熔渣浴內流動性好，進入渣池內的反應物易形成氣泡，因此增加了反應面積，加快了反應速率。然而，粘度過小流速過快，會使煤粒在熔渣浴內停留時間變短，影響氣化。
