煤气化技术三种工艺三足鼎立

煤气化技术三种工艺三足鼎立

浅析煤气化技术今后发展趋势

＿＿＿煤气化技术三种工艺三足鼎立的形成一、随着我国煤化工行业的发展，各种气化工艺在不同的生产厂家

安家落户，在我国已经形成煤气化的三种工艺技术三足鼎立格

局。

固定床工艺技术作为煤化工煤气化传统技术之一，目前是不可能退出历史舞台的，该项工艺技术和气流床、流化床一起正活跃在我国煤化工领域。三种工艺技术三足鼎立，在不同的生产规模和原料情况下，各占着一席之地。

1、气流床工艺

以shell炉、DEXCO炉、GSP炉、HT炉为代表，在大型化肥厂化工厂稳步运行。

2、流化床工艺

以ED炉，灰融聚炉为代表，在中等规模化肥厂化工厂稳步运行。3、固定床工艺

以CY炉为代表，在原中型和小型化肥厂、化工厂基础上成多台建制方式扩大着规模，也已稳步地从全间歇炉向间歇、富氧连续两用炉，纯氧连续气化炉过渡。

二、煤气化的三种工艺技术三足鼎立格局的基本条件

三种煤气化工艺同时在我国发展并不是偶然的，具有其特有的物质基础和历史渊源。

1、我国煤炭资源十分丰富，人均拥有量算不上最高，但国土范围

资源拥有量名列前茅，相比我国自己的油气资源来说，要丰富

得多。这就决定了用煤制造合成气来发展我国的煤化工工业，

成为基本的化工原料。

2、我国的煤炭资源中，无烟煤占到17%。而无烟煤最适于固定床

气化炉。褐煤占有率很大，大体在21%的水平，很适于流化床、气流床，各种资源在不同的生产工艺中各得其所。

3、机械化采煤所得的煤的形状不同，有块、有籽、有粉，原料粒

度对三种工艺来说，也可以做到各取所需。

三、煤气化的三种工艺技术三足鼎立格局的也有其政策适应性

近期国家出台政策，限制高能耗的化肥项目、甲醇项目的审批。依我的理解，并不是不让发展化肥工业、甲醇工业，而是要求化肥工业、甲醇工业以高的品质质量要求、低污染、不能牺牲环境的条件下去发展，这也是我国工业发展的一项长期的基本国策，目前我国的化肥行业出现了产能过剩的局面，通过市场来将能耗高、污染大的企业淘汰出局。这一要求，对煤气化三种工艺技术的要求是相同的。无论是气流床、流化床、固定床，都必须作到低能耗、低污染。谁也难逃避这一发展过程中的紧箍咒，否则都难以适应今后的国家和市场要求，从而被淘汰。

四、原料煤的价格将引导三种工艺技术的发展方向

4.1、煤气化三种工艺技术，其原理要求，都必须要有各自的煤

种煤质。

因为煤气化的基本原理是一致的，各种各样的煤种煤质需要各种

各样的工艺技术来进行气化。其经济合理性是一一对应的。

4.1.1、气流床气化，气固接触面积非常大，只有熔融的灰渣排出，残炭极低时煤的利用率才能够高。因此，它的原料煤是微米级的，是极细的粉。炉膛内的温度，必须比原料煤的灰熔点还要高，而且整个炉膛温度必须均匀，所以要求原料煤的灰熔点低才好，愈高愈不经济。

4.1.2、流化床气化，煤粒度必须是在6毫米以下的毫米级。炉膛温度不可能高达原料煤的灰熔点以上，只能维持在1050℃上下，否则流化床炉连续运行不了。由于气化温度不高，要求煤的化学活性必须高，原料煤在900℃活性达不到60%,则装置无法经济运行。

4.1.3、固定床气化，它的气化火层只在固定床炉内炉蓖表明附近的特定位置。为了提高煤的利用率，入炉煤的粒度必须尽量均匀，通常分级入炉，比如：6-15；15-30；25-40等等，在属几十毫米级别。气化火层的温度是900℃-1300℃的梯级温度区，因为一定的煤气产率条件下，900℃以上的高温炭才对水蒸汽和二氧化碳产生一定数量的分解率和还原率；而T3是原料煤的熔融温度，当高温炭的温度在T3时，蒸汽分解率和二氧化碳还原率已经接近100%，只有这样固定床炉的工艺运行才能经济，而煤气产率才能达到一定规模的产量。

4.2、煤气化三种工艺技术的应用发展，都将受到煤的价格的制约

最能让人直观感受到的，应该是运行成本。

4.2.1、采用何种工艺技术应用到自己的项目中，只需看看自己的土地拥有面积、经济实力和产品规模。

4.2.2、运行成本低的关键是煤价

煤气消耗指标里面最要紧的是煤气成分中的有效气含量和煤耗、汽耗（气耗）、氧耗

可见，气流床工艺由于炉内气化煤利用率最高，所以煤耗最低。氧耗的比较三者相差不大，因为氧总是来自空气，而空气的价格是不会变的。何况氧耗的煤气成本占比很小。值得注意的是蒸汽的制造成本，随着煤价的上涨蒸汽价格正在不断走高。

因为三种煤气化工艺技术的煤种煤质要求不一，各自的煤价不一样，所以其运行成本只能分开三种工艺去衡量对比。

五、固定床煤气化工艺的走向

采用纯氧加蒸汽、纯氧加二氧化碳气连续气化是固定床气化的必然归宿。

煤化工最基础的原料气是（CO+H2）,而要获取（CO+H2）需要用高温炭去分解水蒸气、去还原二氧化碳气。高温炭需要用纯氧去燃烧部分碳，通过该部分碳的氧化产生的热量积蓄在碳层里，为气化反应提供热量。纯氧连续气化是煤气化的基础方法，用空气燃烧碳或增氧空气燃烧碳或富氧空气燃烧碳去获取高温热量，相对于纯氧与碳的燃烧都是低效率的，因为煤气化过程中由于N2的加入，稀释了反应物浓度，减慢了气化反应进程，在气化过程中带走了很多的热量，气化效率随着时间的推移而缓慢。所以，目前在世界上所推广的气化方式，没有不采用高纯度氧的。

因此，对于固定床煤气化工艺来说，纯氧连续气化工艺应该是今后发展的一个大方向，具有投资省、能耗低、无废气排放、装置运行稳定，噪声低等特点，符合目前固定床煤制气化工企业利益，具有良好的推广价值。

参考文献：

[1]浙江大学学报气化参数影响煤气化模型研究浙大热能工程研究所能源清洁利用与环境工程教育部重点实验室