特殊用途氣化爐氣化技術及替代原料
2021-05-24
特殊用途氣化爐
三種主要氣化爐(固定/移動床, 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用，而且總體上側重于煤炭作為原料生產電, 液體燃料, 合成天然氣和氫氣，或化學。然而，利用專門的氣化爐類型或氣化工藝進行氣化還有一些額外的應用。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的煤，而且可以加工任何類型的煤和其他固體材料，以便在氣化過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特殊產品，如SNG。以下敘述了這些替代原料、氣化技術和氣化的特殊方法：
生物質和城市固體廢物-這些原料包括各種不同類型的固體材料，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。盡管直接生物質可以氣化，但煤與生物質共氣化有相當大的興趣。
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，用于各種原料類型的氣化，如生活垃圾和工業(yè)廢物、生物質以及煤和煤渣。
空氣射流化爐-利用從火箭推進發(fā)動機中獲得的技術和經驗，煤氣化的一個有趣的發(fā)展應用。這提供了一個非常緊湊和低成本的氣化爐的潛力，具有較高的碳轉化率和提高熱效率。這種氣化爐將能夠接受任何煤種作為燃料。
HT-L氣化爐-據報道，這是中國研發(fā)的加壓、夾帶式下行反應器，是航空發(fā)動機技術轉化和擴展的結果。
黑液氣化-木漿和造紙工業(yè)采用硫酸鹽法將木材轉化為木漿，木漿主要是纖維素的水漿，可進一步加工成各種紙制品。這一過程產生了一種名為黑液的副產品，其中含有非纖維素木渣(木質素、半纖維素)和硫酸鹽工藝化學品(有毒無機物，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生電力、蒸汽和全套氣化產品的替代方案。
加氫氣化-加氫氣化是在富氫環(huán)境中氣化。自20世紀30年代以來，它主要用于從煤或其他原料含碳原料生產合成天然氣(SNG)。這種技術的一種變化稱為蒸汽加氫氣化，它同時使用蒸汽和氫氣進行氣化。
催化氣化-催化劑可應用于氣化爐進料，提高氣化反應速度，控制產物分布。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，這一過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有發(fā)生，而是在一個不顯著的水平上進行。
生物煤氣化-微生物法有可能在相對溫和的條件下將煤轉化為含甲烷氣體和其他有用的產品，從而避免需要昂貴的高溫和加壓氣化工藝。
地下煤氣化-在煤不易開采的地區(qū)，一種潛在可能的經濟上有利的解決辦法是使煤炭在地下反應，產生一種燃料氣體，然后收集并帶到地表。地下煤炭氣化所涉及的轉變與地表氣化類似，只是煤層本身成為反應器，氣化是在地下進行的，而不是在人造的容器中進行。
