0 前言
目前中國已引進十余套大型Texaco氣化裝置和Lurgi氣化爐供化工合成和城市煤氣生產(chǎn),正引進若干(已簽約5套)Shell煤氣化裝置,促進了煤氣化工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展,大多數(shù)工廠(占總能力的70%以上)仍沿用落后的常壓間歇式水煤氣氣化爐(達4000~5000臺)。針對中國巨大的市場需求,中科院山西煤化所歷經(jīng)20余年開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù),2001年6月在陜西城化股份有限公司實施的工業(yè)示范項目取得了成功。
1 灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)的開發(fā)歷程
針對我國幅員廣闊、煤種多、煙煤多、粉煤多、煤灰份高的特點,國家從“六五”計劃開始投入大量人力、物力,研制開發(fā)先進煤氣化技術(shù)(包括固定床、流化床、氣流床)。其中,中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所自八十年代初開始,在中國科學(xué)院、國家科委(75-10-05攻關(guān))、國家計委(85-207攻關(guān))支持下展開了流化床粉煤氣化的研發(fā),在理論研究的同時,先后建立了φ1000mm冷態(tài)、φ145mm煤種評價、φ300mm(煤1t/d)小型、φ1000mm(煤24t/d)中型、φ200mm(1.0~1.5MPa)加壓等灰熔聚流化床粉煤氣化試驗裝置。在基礎(chǔ)理論研究、冷態(tài)模試、實驗室小型和中試試驗基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地完成了灰熔聚流化床粉煤氣化過程中的理論和工程放大特性研究,取得了較完整的工業(yè)放大數(shù)據(jù)和實際運行經(jīng)驗。通過對氣化過程中煤灰化學(xué)與氣固流體力學(xué)的研究,研制了特殊結(jié)構(gòu)的射流分布器,構(gòu)成了特殊的氣流分布和溫度場分布,實現(xiàn)了灰熔聚,創(chuàng)造性地解決了強烈混合狀態(tài)下煤灰團聚物與半焦選擇性分離以及煤種適應(yīng)性等重大技術(shù)難題;通過設(shè)計出獨特的“飛灰”可控循環(huán)新工藝,保證了氣化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行;通過對工藝過程的系統(tǒng)集成和優(yōu)化,提高了煤的轉(zhuǎn)化效率。在大量的實驗驗證基礎(chǔ)上,成功開發(fā)了灰熔聚流化床粉煤氣....