特殊用途氣化爐氣化技術(shù)及替代原料
2021-05-24
特殊用途氣化爐
三種主要?dú)饣癄t(固定/移動(dòng)床, 氣流床，和流化床)有著許多商業(yè)或近商業(yè)的例子，代表了廣泛的氣化應(yīng)用，而且總體上側(cè)重于煤炭作為原料生產(chǎn)電, 液體燃料, 合成天然氣和氫氣，或化學(xué)。然而，利用專(zhuān)門(mén)的氣化爐類(lèi)型或氣化工藝進(jìn)行氣化還有一些額外的應(yīng)用。它們通常是為了更廣泛地利用不僅僅是煤炭的原料，并代表了氣化的使用方式有很大的不同和創(chuàng)造性。其中一些處理的材料與煤有很大不同，如黑液、生物質(zhì)和城市固體廢物(MSW)；另一些則是發(fā)展中的氣化爐，其目的不僅是處理某一特定等級(jí)的煤，而且可以加工任何類(lèi)型的煤和其他固體材料，以便在氣化過(guò)程中賦予原料更大的靈活性。其他如加氫氣化等則旨在從固體原料中生產(chǎn)特殊產(chǎn)品，如SNG。以下敘述了這些替代原料、氣化技術(shù)和氣化的特殊方法：
生物質(zhì)和城市固體廢物-這些原料包括各種不同類(lèi)型的固體材料，如灰分含量、含水量和體積密度等。氣化的選擇不同，從各種流化床和固定床氣化爐，到等離子氣化爐。盡管直接生物質(zhì)可以氣化，但煤與生物質(zhì)共氣化有相當(dāng)大的興趣。
等離子體氣化-一種可能具有多種用途和低排放的解決辦法，用于各種原料類(lèi)型的氣化，如生活垃圾和工業(yè)廢物、生物質(zhì)以及煤和煤渣。
空氣射流化爐-利用從火箭推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)中獲得的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，煤氣化的一個(gè)有趣的發(fā)展應(yīng)用。這提供了一個(gè)非常緊湊和低成本的氣化爐的潛力，具有較高的碳轉(zhuǎn)化率和提高熱效率。這種氣化爐將能夠接受任何煤種作為燃料。
HT-L氣化爐-據(jù)報(bào)道，這是中國(guó)研發(fā)的加壓、夾帶式下行反應(yīng)器，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)化和擴(kuò)展的結(jié)果。
黑液氣化-木漿和造紙工業(yè)采用硫酸鹽法將木材轉(zhuǎn)化為木漿，木漿主要是纖維素的水漿，可進(jìn)一步加工成各種紙制品。這一過(guò)程產(chǎn)生了一種名為黑液的副產(chǎn)品，其中含有非纖維素木渣(木質(zhì)素、半纖維素)和硫酸鹽工藝化學(xué)品(有毒無(wú)機(jī)物，如氫氧化鈉和硫化鈉)。黑液通常在回收鍋爐中燃燒，但黑液氣化提供了一種可產(chǎn)生電力、蒸汽和全套氣化產(chǎn)品的替代方案。
加氫氣化-加氫氣化是在富氫環(huán)境中氣化。自20世紀(jì)30年代以來(lái)，它主要用于從煤或其他原料含碳原料生產(chǎn)合成天然氣(SNG)。這種技術(shù)的一種變化稱為蒸汽加氫氣化，它同時(shí)使用蒸汽和氫氣進(jìn)行氣化。
催化氣化-催化劑可應(yīng)用于氣化爐進(jìn)料，提高氣化反應(yīng)速度，控制產(chǎn)物分布。在催化氣化中，催化劑主要用于降低氣化爐的操作溫度，從而節(jié)約能源，反應(yīng)器磨損，以及工藝單元之間的傳熱損失(如合成氣凈化)。催化劑也有利于或抑制某些合成氣組分的形成，如甲烷。
油氣部分氧化-石油和天然氣的部分氧化涉及原料與完全燃燒所需氧氣的反應(yīng)，這一過(guò)程與固體燃料氣化非常相似，但由于石油或天然氣的流體狀態(tài)，有些氣化階段如熱解和焦炭氣化不是沒(méi)有發(fā)生，而是在一個(gè)不顯著的水平上進(jìn)行。
生物煤氣化-微生物法有可能在相對(duì)溫和的條件下將煤轉(zhuǎn)化為含甲烷氣體和其他有用的產(chǎn)品，從而避免需要昂貴的高溫和加壓氣化工藝。
地下煤氣化-在煤不易開(kāi)采的地區(qū)，一種潛在可能的經(jīng)濟(jì)上有利的解決辦法是使煤炭在地下反應(yīng)，產(chǎn)生一種燃料氣體，然后收集并帶到地表。地下煤炭氣化所涉及的轉(zhuǎn)變與地表氣化類(lèi)似，只是煤層本身成為反應(yīng)器，氣化是在地下進(jìn)行的，而不是在人造的容器中進(jìn)行。
