两段式煤气发生炉与灰熔聚流化床气化炉的对比

在陶瓷、玻璃、钢铁、机械、有色金属冶炼等行业中经常利用工业燃气作为原料，煤气化作为制备工业燃气的主要技术也得到广泛关注。采用固定床气化技术制备工业燃气的煤气发生炉主要有单段式煤气发生炉、两段式煤气发生炉。国家颁布的《产业结构调整指导目录》(2011年)将单段式煤气发生炉项目(不含粉煤气化炉)列为淘汰类建设项目。受到国家限制单段式煤气发生炉建设的影响，企业逐步采用两段式煤气发生炉制备工业燃气。两段式煤气发生炉分别有上下两个煤气出口，各输出不同热值的煤气，气化效率与综合热效率比单段式煤气发生炉高。

两段式煤气发生炉采用固定床气化技术，因而原料煤为块煤。随着机械化采煤技术的应用，粉煤产率逐渐增加，这使得块煤的价格居高不下并且供应量有限，在一定程度上制约了工业燃气的稳定生产，也增加了企业的能源成本。因此，许多企业也逐渐重视粉煤气化技术在工业燃气制备领域的应用。灰熔聚流化床粉煤气化技术作为先进的国有煤气化技术是制备工业燃气的经济有效方式，本文对两段式煤气发生炉与灰熔聚流化床气化炉用于制备工业燃气的技术经济性进行对比分析。

结构特点及工艺流程

①两段式煤气发生炉

两段式煤气发生炉制气工艺流程见图1。由图1可知，两段式煤气发生炉有明显区分的干馏段、气化段。原料煤进人两段式煤气发生炉后在干馏段受气化段上升的热煤气加热，先失去水分进而脱出挥发分，产生热值较高的低温干馏煤气、低温干馏半焦。由气化段煤气与低温干馏煤气组成的干馏段煤气(也称为上段煤气)经炉顶排出。煤经干馏段成为低温干馏半焦后进入气化段，与蒸汽及空气逆流接触发生气化反应，产生的气化段煤气(也称为下段煤气)经气化段上部排出。

由于干馏段为煤的低温干馏，因此干馏段煤气含有未裂解的轻质焦油，需要采用除焦器去除干馏段煤气中的焦油。气化段煤气往往含有炭黑、灰尘、水分，需要采用旋风除尘器等设备进行除尘，并利用换热设备脱除气化段煤气中的水分。经处理后的干馏段煤气、气化段煤气混合后经煤气加压机及脱硫后供给用户。

②灰熔聚流化床气化炉

灰熔聚流化床气化技术是在传统流化床气化技术基础上发展而来的。灰熔聚流化床气化炉以粉煤为原料，以空气、氧气或富氧为氧化剂，蒸汽或二氧化碳为气化剂，根据粉煤的粒径及煤质特性选择流化气速使床层中粉煤沸腾，床中物料强烈返混，气固两相充分混合，在气化反应主要区域内温度均一。将气化温度提高到1000～1200℃，适用煤种从高活性褐煤、次烟煤扩展到烟煤、无烟煤。
灰熔聚流化床气化炉结构见图2，灰熔聚流化床气化炉底部设计了灰团聚分离装置，形成床内局部高温区，使灰渣团聚成球，借助重量的差异达到灰团与半焦的分离，在非结渣情况下，连续有选择地排出低含碳量的灰渣。

灰熔聚流化床气化炉制气工艺流程见图3。入炉粉煤送入气化炉内与气化剂发生气化反应产生高温煤气。高温煤气带出的细粉大部分经一级旋风分离器捕集，返回气化炉进一步气化，二级旋风分离器捕集少量细粉并排出系统。除尘后的热煤气依次进入废热锅炉、脱氧水预热器回收热量，再经粗煤气水洗塔、闪蒸塔处理后送至用户。