壳牌煤气化工艺中的流态化技术研究

韩晓龙

(同煤广发化学工业有限公司，山西 大同 037000)

引 言

流态化的对立对象就是固态化，在工业上又可以称为假液化。流态化能够让固体燃料充分的进行融合，最大程度的发挥其有效的利用率，是一种较为先进且环保的技术工艺[1]。因此，壳牌煤气化工艺中的流态化技术研究已经成为了人们谈论的话题，如何对其进行分析，成为了相关的工作人员应该深思的问题。

1 壳牌煤气化的概述

1.1 壳牌煤气化的内涵

壳牌煤气化的工作原理主要就是，以高温、加压为条件，将煤粉、氧气及少量蒸汽进行加压，并在这样的条件下，并流进入气化炉内。在极为短暂的时间内完成升温、挥发，分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。

1.2 技术特点

壳牌煤气化由于自身的多种性能，能够持续的投入生产，以达到应用的最终目的。通过对其技术特点的分析能够进一步了解壳牌煤气化的功能性。如表1所示。

通过对壳牌煤气化特点的分析，能够得出壳牌煤气化在应用中由于自身的特点，在性能上能够优于传统的工艺，因此，应该在生产中发挥壳牌煤气化的作用。

表1 壳牌煤气化的技术特点

2 壳牌煤气化工艺中的流态化技术的应用

2.1 温克勒气化床工艺

温克勒气化床就是以流态化技术为依托，是壳牌煤气化中最典型的一种技术工艺。但其生产力相对较低，且操控过程也会使产生的气体温度较低、壳牌煤气化存在废物较多、原材料的利用并不充分和氧耗较多等弊端。因此，在一定时期内这样的工艺已经不适用生产。但是随着科学的进步，通过科技人员的改进，让这项工艺又重新焕发生机。目前的温克勒汽化床技术在传统技术下加强了对炉底的改造，有利于温度喷嘴的布局，强化了其功率，更能够增加其通风量，在炉体增加的除尘装置，提高了产量。与此同时能够不断的提升炉体的使用寿命，减少运作成本。温克勒气化床工艺技术如图1所示。

图1 温克勒气化床工艺

2.2 循环流化床工艺

如表2所示，流化床与固体床之间不同温度下的差别，我们能够看出流化床在使用中对产气率、碳化率、煤气热值等的出路要优于固体床，所以壳牌煤气化工艺中的流态化技术在发展中更加具有生命力，只有对其不断发展才能不断提升资源的利用率，提升生产力的水平。

表2 固定床与流化床针对不同温度下的对比图

循环流化床工艺是一种新型的工艺，是近20年才应用并投入生产的，所以研究中融合了很多环保的理念。在工作中它更加的清洁。此外，它还具有广泛的煤类实用性，在降低废气、废物排放的同时，能够加强质量与热量之间的转化，这样的工艺不仅能够在现在的市场环境中投入使用，还具有更强大的生命力。循环流化床工艺技术如图2所示[2]。

图2 循环流化床工艺

2.3 灰熔聚流化床工艺

灰熔聚流化床工艺主要是以碎煤为原料，通过空气、强氧等作为催化剂，能够发生不同的反应，当达到一定的气速的时候，床层中的粉煤会持续沸腾，在床中与空气混合，达到气固混合的状态，使粉煤能够充分地被燃烧，实现分解的过程。这种工作的设备结构相对来说较为简单，十分容易操作，对煤种类的应用范围也较广，能够加强碳化率。更值得一提的就是，这样的工艺，是我国特有的专利，在应用中也是主要针对中国煤炭的特点，而且与其他的技术相比较，投资更少，更能节省资金。灰熔聚流化床工艺技术如图3所示。

图3 灰熔聚流化床工艺

灰熔聚流化床工艺中随着催化剂的计量的不同，它的产气率、碳化率、煤气热值等比率也不同，根据第102页表3能够清晰地看出催化剂对产气率、碳化率、煤气热值等数值的影响[3]。

3 结论

壳牌煤气化工艺中的流态化技术研究在提升煤气化工艺的能力、完善流态化技术上都有着重要意义，对增强我国壳牌煤气化领域整体质量的提升也至关重要。在这个过程中，温克勒气化床工艺、循环流化床工艺、灰熔聚流化床工艺等技术工艺的使用，让我国壳牌煤气化工艺的质量能够“更上一层楼”。

表3 流化床同温度不同催化剂的变化结果