流化床煤气化灰团聚行为实验研究

我国循环流化床煤气化技术工艺研究现状张进（化工学院能源化学工程14-1班 06142588）摘要：第一台工业流化床自1954年投产以来，在国内外得到了迅速的推广与发展。

近年来，使用循环流化床（CFB）做气化炉的工艺得到了迅速发展，使燃烧效率、碳转换率等得到了较明显的提高。

在国内煤气化领域中，主要用流化床气化炉来气化碎煤。

流化床气化炉在气化高活性、低阶煤种方面,具有其它煤气化技术不可比拟的优势。

[1]综述了循环流化床煤气化工艺流程，并对循环流化床气化的应用情况和工艺特点加以说明。

关键词：流化床煤气化循环流化床气化炉工艺特点煤炭气化是清洁煤利用技术之一。

流化床煤气化技术作为一种清洁煤气化技术更受到了国内外的普遍重视。

循环流化床技术是近年来在沸腾炉上发展起来的一项新技术。

在环保、能源的充分利用、热效率的提高等方面都比沸腾炉效果好，而且在气化高活性、低阶煤种方面，具有其它煤气化技术不可比拟的优势。

[1]发展循环流化床气化技术是适合我国国情的，对满足我国城市民用煤气和工业用煤气的需求、发展清洁煤利用技术有重大作用。

1循环流化床煤气化工艺流程原料煤经皮带运输至破碎机粉碎至4mm以下，送入煤仓备用。

煤粉在开车前将经给料、输送机送入立管中。

开车过程中，细煤粉经给料器、斗式提升机送到计量煤斗，经升压后进入料煤斗，由此稳定地经旋转阀、水冷螺旋给料器进入进料管，并送入循环流化床气化炉下部。

过程中所用空气(或氧气)来自压缩机，经预热后与废热锅炉所产生的水蒸气混合，由炉底经分布板进入炉内。

如有必要可以将气化剂的一部分做为二次气化剂由炉的中下部送入。

生成的煤气由气化炉顶部引出，粗煤气中含有大量的未转化碳颗粒和水蒸气。

经过分离系统分离后，95%以上的颗粒收集下落入立管中，经返料系统返回到气化炉底部。

此外，在喇叭状炉床内还形成物料的内循环。

由于新鲜原料、气化剂和大多数炉灰的循环物质之间的迅速混合，气化反应在气化炉底部附近立即开始进行。

灰熔聚流化床粉煤气化技术原理摘要：煤气化是将固态煤转化为气态燃料或化工合成原料（CO+H2）的过程，由于煤炭的储量丰富，特别是我国等一些国家富煤少油贫气，煤气化技术就变的更加重要。

一、灰熔聚流化床粉煤气化技术的开发历程针对我国能源以煤为主、煤种多、烟煤多、粉煤多、煤灰份高、灰熔点高的特点,国家从“六五”计划开始投入大量人力、物力，研制开发先进煤气化技术（包括固定床、流化床、气流床）。

中科院山西煤化所积极地进行了灰熔聚流化床粉煤气化技术的研发。

八十年代，在中国科学院（重点科技攻关项目专项）、国家科委(75-10-05)攻关计划支持下，在原有煤气化和流化床技术的基础上，先后建立了φ300mm（1吨煤/天）气化试验装置、φ1000mm冷态试验装置、φ1000mm（0.1～0.5 MPa ，24吨煤/天）中间试验装置、φ145mm实验室煤种评价试验装置。

在理论研究、冷态模试、实验室小试和中试试验基础上，系统地研究了灰熔聚流化床粉煤气化过程中的理论和工程放大特性；通过对气化过程中煤化学、灰化学与气固流体力学的研究，研制了特殊结构的射流分布器，创造性地解决了强烈混合状态下煤灰团聚物与半焦选择性分离等重大技术难题；设计了独特的“飞灰”可控循环新工艺，实现了多种煤的高效流化床气化。

通过对工艺过程的系统集成和优化，在大量的实验验证基础上，取得了完整的工业放大数据和丰富的运行经验，成功开发了灰熔聚流化床粉煤气化技术。

九十年代，在中国科学院（重点科研项目）、国家计委(85-207)攻关计划支持下，建立了φ200mm（1.0～1.5MPa）加压试验装置和φ2400mm常压工业示范装置。

氧/蒸汽鼓风制化工合成气的中试研究，为工业示范装置提供了准确的工程设计方法和依据；2001年单炉配套2万吨合成氨/年规模工业示范装置成功运行，实现了该技术的工业化应用，为我国中小化肥厂改变原料路线提供了具有自主知识产权的先进煤气化技术，现已能设计单台处理量100~300吨煤/日的气化炉(0.03～0.5MPa，φ2.4米，配套2～6万吨合成氨/年)。

灰熔聚流化床粉煤气化技术加压大型化研发新进展房倚天王洋马小云黄戒介吴晋沪程中虎陈寒石（中国科学院山西煤炭化学研究所山西省粉煤气化工程研究中心，太原０３０００１）基金项目：国家重点基础研究发展计划９７３项目（Ｎｏ．２００５ＣＢ２２１２０１）。

收稿日期：２００６－１１－２８作者简介：房倚天（１９６８—），男，１９９０年毕业于太原理工大学有机化工专业，博士，研究员，现从事煤气化技术方面的研究工作。

—１１—摘要灰熔聚流化床粉煤气化技术历经２０余年的研发和工程化放大，低压气化技术已日趋成熟，并用于氮肥企业原料气改造和新建甲醇合成厂。

该气化技术可使用不同灰含量和灰熔融性温度的煤，过程效率也较高，符合我国资源特点。

为此在山西省发展和改革委员会的支持下，中科院山西煤化所和山西晋煤集团合作成立的“山西省粉煤气化工程研究中心”正在建设３．０ＭＰａ加压灰熔聚流化床粉煤气化中试平台，２００６年年底已建成，预计于２００７年３月进行加压气化试验，２００７年完成加压灰熔聚流化床煤气化工业装置设计软件包的编制，形成具有我国自主知识产权、适应中国煤炭特点的大规模加压灰熔聚流化床粉煤气化技术。

本文介绍了灰熔聚流化床粉煤气化过程，指出它的优点、缺点、适用范围、技术现状和发展方向，并对加压灰熔聚气化中试技术进行了简介。

关键词煤气化流化床灰熔聚加压文章编号：１００５－９５９８（２００７）－０１－００１１－０５中图分类号：ＴＱ５４６文献标识码：Ａ１加压灰熔聚流化床粉煤气化技术开发的意义根据我国能源资源是富煤而油气资源比较少的特点，煤气化已广泛应用于化工、冶金、机械、城市燃气供应等多个方面，为我国国民经济发展提供了大量的原料气和燃料气。

在中国，煤气化的形式多种多样，随着社会不断进步和技术的迅速发展，规模小、能耗高、对于原料要求高，对环境不友好的落后技术终将逐步被新型的规模大、能耗低、对煤种适应性广和对环境友好的先进技术所取代。

从当前国内外煤气化技术发展趋势上看，大型化、加压、适应多种粉煤、低污染、易净化是煤气化发展的方向。

灰熔聚流化床粉煤气化技术摘要：煤气化是将固态煤转化为气态燃料或化工合成原料（CO+H2）的过程，由于煤炭的储量丰富，特别是中国等一些国家富煤少油贫气，煤气化技术就变的更加重要。

研究开发煤气化工艺，就是要为产业界提供能适应更宽的原料范围、更高效、经济和清洁的气化过程。

本文介绍由中国科学院山西煤炭化学研究所开发的灰熔聚流化床粉煤气化过程，指出它的优点、缺点、适用范围、技术现状和发展方向，供同行了解。

一、灰熔聚流化床粉煤气化技术的开发历程针对我国能源以煤为主、煤种多、烟煤多、粉煤多、煤灰份高、灰熔点高(大部分商品煤灰含量>20%,灰熔点>1450 C)的特点,国家从“六五”计划开始投入大量人力、物力，研制开发先进煤气化技术（包括固定床、流化床、气流床）。

经过二十余年的研究开发，中国科学院山西煤炭化学研究所开发成功了具有自主知识产权的灰熔聚流化床粉煤气化技术。

该工艺具有气化温度适中(1000~1100℃)，干粉煤进料，氧耗量较低，煤种适应性宽，产品气不含焦油，气化炉耐火材料要求低等优点。

目前已成功应用于合成氨造气工业(常压，100吨煤/日)，随着加压技术的进一步研究开发，该技术将在国内全面推广应用。

八十年代，在中国科学院（重点科技攻关项目专项）、国家科委(75-10-05)攻关计划支持下，在原有煤气化和流化床技术的基础上，先后建立了φ300mm（1吨煤/天）气化试验装置、φ1000mm冷态试验装置、φ1000mm（0.1～0.5 MPa 、24吨煤/天）中间试验装置、φ145mm实验室煤种评价试验装置。

在理论研究、冷态模试、实验室小试和中试试验基础上，系统地研究了灰熔聚流化床粉煤气化过程中的理论和工程放大特性；通过对气化过程中煤化学、灰化学与气固流体力学的研究，研制了特殊结构的射流分布器，创造性地解决了强烈混合状态下煤灰团聚物与半焦选择性分离等重大技术难题；设计了独特的“飞灰”可控地址:中国山西省太原市桃园南路27号电话: (0351) 2021137 传真: (0351) 4048313，2021137，4041153 邮编：030001循环新工艺，实现了多种煤的高效流化床气化。

灰融聚流化床粉煤气化技术应用及节能减排措施毕可军【摘要】The agglomerating ash fluid bed pulverized coal gasification technology is described, its special features, process flow and the measures taken for energy saving and discharge reduction, with results. A comparison is given of the gasifiers at atmospheric and 1. 0 Mpa pressures for the production of 1 000 m3 of gas with the UGI oxygen-enriched gasifier, and the results show that the energy consumption of the atmospheric fluid bed gasifier is slightly lower than that of the UGI oxygen-enriched gasifier, while the 1.0 Mpa pressurized one is more advantageous than the atmospheric one in terms of energy saving.%介绍了灰融聚流化床粉煤气化技术的特点、工艺流程及采取的节能减排措施和效果.对常压和加压1.0 MPa灰融聚流化床粉煤气化炉生产1 000m3煤气的能耗分别与UGI富氧气化炉进行比较,结果表明:常压灰融聚流化床粉煤气化技术的能耗略低于UGI富氧气化技术,而加压1.0 MPa灰融聚流化床粉煤气化技术比常压灰融聚流化床粉煤气化技术在节能方面更具优势.【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2011(038)004【总页数】5页(P9-12,22)【关键词】灰融聚;粉煤气化;节能减排【作者】毕可军【作者单位】陕西秦晋煤气化科技有限公司西安710075【正文语种】中文根据我国“十二·五”能源规划目标，尽管到2015年煤炭占一次能源消费比重将由2009年的70%以上下降至63%左右［1］，但仍将保持我国能源消费的主体地位，因此应加快推动煤炭清洁高效利用技术和产业发展。

第22卷第3期山　西　化　工Vo l.22　N o.3 2002年8月SHA N XI CHEM ICA L IN DU ST R Y Aug.2002关于灰熔聚流化床粉煤气化技术的调查王乐意(山西化工信息中心,太原　030001)摘要:通过对中国科学院山西煤炭化学研究所“灰熔聚流化床粉煤气化技术”的调查,介绍了该技术的关键和先进性、与国内外同类技术的比较以及“灰熔聚”技术面临的挑战和市场机遇。

指出“灰熔聚”的工业化将是我国煤气化技术传统产业升级和改造的一次重大革新和突破,对煤气化技术的国产化、提高煤炭利用率、改善环境有十分重要的意义。

关键词:灰熔聚流化床粉煤气化技术;调查 中国科学院山西煤炭化学研究所“灰熔聚流化床粉煤气化技术”的工业化示范项目的成功,为发展高效、洁净、经济的大规模煤气化技术、建立以洁净煤技术为基础的能源结构提供了技术基础,标志着我国已经进入世界煤气化技术前沿,其广阔前景引起人们的普遍关注。

为使这一技术尽快得到推广,针对商家的要求,我们对“灰熔聚流化床粉煤气化技术”的先进性、可行性及市场情况进行了调查,本文将调查情况介绍如下。

1　我国拥有自主知识产权的煤炭气化技术1.1　技术关键与先进性煤气化是洁净、高效利用煤炭的主要途径之一。

长期的生产实践表明,在将煤炭转变成更便利的能源和产品形式的各种技术中,煤气化是最应优先考虑的一种加工方法。

城市煤气、化工合成用原料气和先进的联合循环发电用燃气是煤气化发展应用的主要方向,常规灰熔聚流化床粉煤气化技术以空气或氧气或富氧化和蒸汽为气化剂,在适当的煤粒度和气速下,使床层中粉煤沸腾,气固两相充分接触,在部分燃烧产生的高温下进行煤的气化。

流化床反应器的混合特性有利于传热、传质及粉状原料的使用,但也造成了排灰和飞灰中的碳损失较高。

承担“灰熔聚流化床粉煤气化技术”项目的中国科学院山西煤炭化学研究所研究员王洋是国家重大基础研究项目(973)“煤热解、气化及高温净化过程的基础研究”的首席科学家。