煤气化技术的前景

煤气化技术的前景王擎●大气污染防治●煤气化技术的前景The Prospect on Coal Gasification Technique王擎李文春孙健郝志金(东北电力学院 吉林132012)孙东红(哈尔滨工业大学)摘要介绍了“煤气化一-无烟燃烧技术”及其在小型工业锅上的应用，为解决我国煤烟型大气污染问题提供了一种全断的办法。关键词煤炭燃气化一无烟燃烧技术小型锅炉清净燃烧环保Abstract Coal gasification- no smoking burning technique and its application in small boiler was introduced ,and pro-vided a new method to solve the coal smoke pollution.Key words Coal No smoking burning technique Small boller Cleaning burning Environment protection目前，有许多改进煤的燃绕的技术攒施,如导风器、二“煤气化一-无烟懲烧技术”应用于工业锅炉,开发了次风、往复炉排.并在一定程度上取得了消除烟尘的良好效“煤气化一-无烟燃烧锅炉".这种新型锅炉.结构上将移动果。我们在总结多年工业锅炉消烟除尘的基础上,并结合工床与层燃锅炉有机地结合为一体,炉膛自下而上分为煤气业锅炉的现状.发明了“煤气化---无烟燃烧技术”,应用于化段(室)--即煤层表面至炉排平面、燃烧室一-即煤层小型工业锅炉的改造和新设计.表面至炉膛出口、炉膻四周为辐谢受热面,炉膛底部为自破渣滚动炉排,炉排下部为气化室与灰坑:燃绕室四壁布置分1“煤气化一无烟燃烧技术"概述段送风装置.理论上,冲破了传统的移动床煤气发生炉与层煤的气化或称完全气化是用气化剂与煤中的可燃物，燃炉模式的约束,采用薄料层低风速气化，而在煤层上部空其中主要是碳在起高温反应下生成可燃气体的过程。气化间组织分段送风、分级燃绕。正常运行时,煤自煤层表面人剂通常用空气、氧气作为放热反应的成分，把水蒸气,二氧工或机械加工,气化风自气化室送人,经炉排均布后进入煤化碳作为吸热反应的成分。两类气化剂成分的适当配合来层,使煤气化.煤气自煤层表面逸出;供煤气燃烧的空气从控制气化时的温度,使气化反应能在需要的条件下进行。煤燃烧室四壁分段送人,由于特殊的空气动力学参数,不仅使的固定床气化就是指这反应是在气化剂与煤形成的固定床煤气和其中的微细碳粒在旋涡运动中燃烬,而且使大部分内进行的"。锅炉使用炉栅来承接煤块,通常要求煤块的尺微细碳粒返回煤层表面再燃.因面大大降低了炉膛出口烟寸控制在6.35~38.00mm之间.气化剂与煤及残渣是彼此尘浓度,炉膛四周的辐谢受热面及时吸热,维持炉胜内的温逆向流动的.煤从气化炉的炉顶加人的，进入炉内的煤在固度水平。灰渣则通过炉排破碎后排入灰坑。烟气自炉膛出口定床内要经过几个温度逐渐升高的区城完成不同的反应过进人高效传热元件组成的对流曼热面。程.煤气含量较多有利于提高煤气的发热量[。由此可见.“煤气化一无烟燃绕锅炉”实现了 以煤为“煤气化- - -无烟技术”是一 种将移动床煤气发生炉与燃料的气化一无烟燃烧;对 于合硫量较高的煤,则在原煤层燃炉有机的结合为一体的复合燃烧技术。它实现了以煤或型煤中混入固确剂,床内固硫,实现“煤气化一无烟燃为燃料的气化与燃烧设备的一体化.可应用与工业锅炉、家烧一脱流"一体化。用锅炉与工业窑炉,无须除尘器,使排烟无色一俗称无烟,初始烟尘依度小于100/mg. Nm-*.SO:依度小于2“煤气化无烟燃烧技术 ”的优点1200/mg.° Nm-',符合国家一类地区环保标准要求。因此“煤气化-无爝燃烧锅炉”,结构上将移动床煤气发生它是煤层状燃烧方式的一次重大变革.炉与锅炉有机地结合为一体,使煤炭气化过程与燃烧过程收稿日期2000-11-22一1一环境保护科学第27卷总第106期 2001年8月在一个炉膻内完成,理论上,突破了传貌的移动床煤气化与设备系统简单。基建投资少。层状燃烧分别进行的束缚,发明了“煤移动床气化一燃绕一(3)煤种适应性强,不仅可燃用各类烟煤,尚可燃用无体化技术"。因而实现了燃煤层燃锅炉清拮、高效率燃烧,可烟煤、贫煤、褐煤、油页岩、泥煤;燃用型煤时效果更佳。以说是层状燃绕史上一次重大变革。对减轻我国煤烟型大(4)由于采用了分殴燃绕撸施,可懊烟气中的NO,排气污染具有重大意义.放量大大减少,在煤中加入固硫剂可减少SO,的措放，“煤气化一无烟燃侥锅炉"同现有的燃煤层锅炉相比，SO2.NO,排放符合国家环保标准。具有以下优点:(5)直接燃绕原煤无需加工处理。遁过煤气化可以使(1)钢炉无需任何一种除尘器,面使排烟无色- -俗称无煤炭中的可燃物质燃绕更完全。烟,初始烟尘旅度<100/mg. Nm-',符合国家I类地区环它同燃油、燃气锅炉相比,可节省75%以上的燃料费保标准要求,因面可以在任何地方使用,是层燃锅炉的换代用,具有很高的经济效益,而且安全可靠,无爆炸危险,因产品。此,它可以实现以煤代油之目的。目前利用煤气化无烟燃绕(2)热效率高达78~ 82%,实属节能产品。由于不霄除技术.研发了立式煤气化无烟燃烧工业锅炉系列产晶,立式尘器,烟气侧阻力小。节省引风机电耗;锅炉净效率高,而且无烟燃气锅炉主要技术特性。见表1.囊1立式无爛燃烧钢炉主霎技术特性复定嘉发量/.h-10.10.20.30.40.50.75机定供热量/MW0.070.140. 210.280.350.53.7工作压力/MPa0.686 0. 686/0.980. 686/0. 98热水温度/C95/7005/70热效率/%78. 078.079.080.0通风方式设计燃料■类熠煤墅煤代用燃料1、I类烟煤贫煤无烟煤褐煤排烟黑度<0.5格林曼熏度烟尘初始浓度/mg* Nm-≤100学研究论文集。山东东宫:石油大学出版社.1993:245~-250.3结论E. L. Daman> Coel combustion in the 2l"Century. Proceeding媒气化无烟燃烧技术实现了以煤为燃料的气化一无of the 2m Interntional Symporisum on Coal Combustion. Bei-jing:Chisn Mechine Press. 1991:1~7.烟燃绕--脱碗一体化,达到了清洁燃烧,高效利用的双重5 L. Reh. Cleaner energy from Coal with Circulatiog Fluid Beds目的,对解决我国小型工业钢炉大气污染具有重大意义和Proceeding of the 2= Iatenational Symposium明Coul Com-实用价值.bustion Being: China Macchine Press. 1991:44~45.郝吉明.陆水琪. 贺克斌中国燃煤电厂熘气脱硫技术现状及经●考文献挤分析.齿净煤燃烧与发电技术.1997, 12(4);1~17.7朱廷钰.黄戒介.王常.张建民媒温和气化.媒炭转化1998. 21.， 朱重杰，钱家瞬.油页岩科学研究论文集。山东.东营:华东石袖17~13.学陵出版社.1984, 1~4.8陈家仁.速化床气化的过去与将来.结净煤技术, 1998 4.1.8~林权雄.朱重杰.钱家林等.石油脆溆现状展望.北京:中国能源研究会.1984. 37~142.9岗德敏.陈安斌王水背。魑煤气的闭式循环中气化系既能量转; 索重杰.中国可再生能舞的展望。 石油高等教育出版四十年科化效率的研究热能动力工程. 1995. s.14) :170~ 173.一2 一