2012年第33卷第4期
氮肥技术
流化床煤气化技术进展
孙永杰孙彬峰余越
游义巧
王笃政：
（中北大学化工与环境学院
张宇峰
材料科学与工程学院山西太原030051）
摘要简要介绍煤气化过程原理和循环流化床反应器开发应用状况，分析了该技术用于煤炭气化过程所具有的优势及
存在的间题，操讨了循环流化床技术在洁净煤气化方面的应用前景。关键调流化床煤气化技术进展
煤炭是我国的主要能源，占一次能源消费总量的75%。其传统利用方式主要是直接燃烧.这种利用方式不仅效率低下，而且产生大量的CO2、 SO,、NOx和粉尘等污染物，严重污染了环境。为了解决这些问题，我们必须发展洁净煤利用技术，而煤炭气化又是高效、洁净利用煤炭的最主要途径之一，煤气化是煤炭能源转化的基础技术，也是煤化工发展中最重要的工艺过程。国内外对煤气化技术的研究主要应用于发电、制备燃料气与代用天然气，以合成气为原料合成甲醇与氨，以及用于燃料电池发电等川。研究和开发新的煤气化工艺有着重要的意义。
煤气化技术有多种分类法，按照煤的进料状态划分，可分为干块进料、干粉进料和煤浆进料；按照气化炉内煤层中燃料运动状态划分，可分为固定床（或移动床）、流化床、气流床和熔融床；按照床层压力等级划分，可分为低压（<0.3MPa）、中压（0.3~4.5MPa)和高压（>4.5MPa）；按照排渣状态划分，可分为干法（固态）、熔聚和熔渣（液态)法闪。以煤炭为原料，采用空气和水蒸汽为气化剂的流化床煤气化技术围，具有燃烧及气化温度低、碳转化率高、炉内固硫和生成氮化物少等优点。该技术作为煤清洁利用技术的重要组成部分具有重要的研究意义。
流化床煤气化的基本原理
煤的流化床气化是指气化反应是在以气化剂与煤形成的流化床内进行的。煤的气化是用气化剂与煤中的可燃物，其中主要是炭在高温下起反应，生成可燃气体的过程。气化剂通常是空气、氧气、水蒸汽和二氧化碳。煤的粒度不能过大，大
万方数据
粒度煤不易流化，粒度过小又易被气流带出。流化床气化用煤的粒度是0~10mm。
煤进入炉内首先进行热解过程，其中包括裂解和缩聚两大类。热解前期主要发生裂解反应，包含煤分子结构中桥键断裂生成自由基、脂肪侧链断裂生成气态烃、含氧功能团裂解生成H,O、 CO等，以及低分子化合物裂解生成较多挥发性产物。热解后期以缩聚反应为主，当温度为 550~600℃时，胶质体发生固化生成半焦，温度更高时芳香结构脱氢，半焦变成焦炭。
煤热解总的反应式为：
煤=CH+气体烃+焦油+CO+CO+H++H,O+
焦炭
(1)
在后续的高温气化反应中，气体烃和焦油还会发生二次热解反应生成C、CH、Hs、CO、H,O等简单物质。
裂解后的煤气化过程分为非均相气固反应和均相气相反应。
1.1非均相气固反应
碳不完全燃烧反应：
C+1/20,=CO+Q,kJ/mol
碳完全燃烧反应： C+O,=CO2+Q2 kJ/mol 水蒸汽分解反应：
C+H,O=CO+H2Q;kJ/mol C+2H,O=CO,+2H2Q4kJ/mol
二氧化碳还原反应： C+CO,=2COOs kJ/mol 加氢反应：
C+2H2=CH4+Qs kJ/mol
(2)(3)(4)(5)
(6)(7)