1 基本原理及工艺特点

灰熔聚流化床粉煤气化以小于 6 mm 碎煤 (高

活性煤种可以放宽到 8 mm )为原料, 以空气、富氧或
氧气为氧化剂, 水蒸气或二氧化碳为气化剂, 在适当
的气速下, 使床层中粉煤沸腾, 床中物料强烈返混,
气固二相充分混合, 温度均一, 在部分燃烧产生的高
温 ( 950 1 100   )下进 行煤的气化。煤在床内一
次实现破粘、

脱挥发分、

气化、

灰团聚及分离、

焦油及

酚类的裂解等过程。

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, 但当应用于煤的气化过程时, 受煤
的气化反应速率和宽筛分物料气固流态化特性等因

素影响, 炉内的强烈混合状态导致了炉顶带出飞灰
和炉底排渣中的碳损失较高的缺点。常规流化床为

降低排渣的含碳质量分数, 必须保持床层物料的低
碳灰比; 而在这种高灰床料工况下, 为维持稳定的不
结渣操作, 不得不采用较低的操作温度 ( 950   ), 这
又决定了传统流化床气化炉只适用于高活性的褐煤

或次烟煤。灰熔聚流化床粉煤气化工艺根据射流原

理, 设计了独特的气体分布器和灰团聚分离装置, 中
心射流形成床内局部高温区 ( 1200

1300  ) , 促

使灰渣团聚成球, 借助密度的差异达到灰团与半焦
的分离, 在非结渣的情况下, 连续有选择地排出低含
碳质量分数的灰渣, 提高了床内含碳质量分数和操
作温度 (达 1 100   ), 从而使其适用煤种拓宽到低
活性的无烟煤乃至石油焦。

灰熔聚流化床粉煤气化工艺的特点: ! 煤种适

应性广, 可实现气化原料本地化; ∀ 气化炉操作温度
适中, 结构简单, 无特殊材质要求, 操作稳定, 连续运
转可靠性高; # 工艺流程简单, 配套设备结构简单,
造价 低, 维 护 费 用 低; ∃炉 内 形 成 局 部 高 温 区

( 1 200

1 300   ) , 气化强度提高; % 在高温区, 灰

熔聚成球, 借助质量的差异与半焦有效地分离, 提高
了碳转化率, 降低了灰渣中的含碳量; &飞灰经过旋
风除尘器捕集后返回气 化炉, 循 环转化, 碳 利用率
高; ∋产品气中不 含焦油和挥发 酚, 洗涤水 净化容
易; (设备投资低, 气化条件温和, 消耗指标低, 煤气
成本低; ) 中国自主专利, 适合中国国情, 同等规模
下, 与引进气化技术相比, 投资低。

2 灰熔聚流化床粉煤气化工艺流程

灰熔聚流化床粉煤气化工艺流程如图 1所示。

图 1 灰熔聚流化床粉煤气化工艺流程

Fig. 1 F low sheet of ash agglom erat ing flu id ized bed coal gasification process

主要包括以下几个部分:

( 1) 备煤系统

入厂原 料煤 ( 0 30 mm ), 经 过 筛 分、破 碎到

0

6 mm 粒度, 在经干燥器烘干 ( 烟 煤含水质量分

数 < 5% , 褐煤质量分数 < 12% )储存待用。在运行
生产时, 送至进煤系统。

( 2)进煤系统

备煤系统备好的合格入炉煤经进煤锁斗系统,

达到进入气化炉所需的压力条件, 由给料器计量, 输
送进入气化炉。

( 3)供气系统

气化剂 (氧气、空气和蒸汽 )各自分别计量后, 经

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化学工程

2010年第 38卷第 10期