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煤气化是指煤在特定的设备内,在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应,将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时,必须具备三个条件,即气化炉、气化剂、供给热量,三者缺一不可。煤气化炉是煤气化的主要设备,根据煤的性质和对煤气的不同要求有多种气化方法,相应的气化设备有固定床(移动床)气化炉,如UGI煤气化炉、鲁奇煤气化炉等;流化床(沸腾床)气化炉,如温克勒煤气化炉等;气流床煤气化炉,如K-T煤气化炉、德士古煤气化炉等。各种炉型的气化条件和生成气特征均不相同。以德士古煤气化炉为例,它是美国德士古开发公司开发的一种加压气流床煤气化设备,1979年,在联邦德国完成工业操作试验,特点是把煤制成水煤浆送入气化炉内同气化剂进行高温气化反应,德士古煤气化炉的气化温度很高,又是并流操作,炉内热效率较低,同时它以水煤浆进料,生成气中二氧化碳含量高。
我国煤气化炉已有近百年的历史,但一直以来以传统技术为主,工艺落后,效率低,污染严重。近年来,我国在煤气化技术的引进消化吸收和再创新方面取得了一定成绩。炼焦、煤气化制合成氨、甲醇等煤化工业呈现快速发展,煤炭液化、甲醇制烯烃、二甲醚、煤化工联产等新型煤化工技术研究与工业化正在启动发展。因此,无论对于城市煤气化环保工程,还是煤气化工业企业,煤气化炉都有着广泛的应用前景。目前,我国煤气化炉的生产厂家主要有一重、上锅、金重、二重、兰石、南化机、抚机等。
从1970年代开始,发达国家就开始了新一代煤气化技术的开发和工业化进程。当前,世界煤气化技术总的发展方向是:气化压力由常压向中高压(8.5 MPa)发展;气化温度向高温(1500~l600℃)发展;气化原料向多样化发展;固态排渣向液态排渣发展。此外,从加压、大容量、煤种兼容性等方面看,气流床煤气化技术代表着气化技术的发展方向。
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