煤氣化技術在合成氨生產(chǎn)中的應用于發(fā)展趨勢
作者/來源：王國祥（全國化工合成氨設計技術中心站） 日期： 2009-08-18 點擊率：2138
摘要 簡要敘述了國內(nèi)目前煤氣化技術在合成氨生產(chǎn)中的應用情況及煤氣化技術的發(fā)展趨勢。
關鍵詞 煤氣化 合成氨 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
煤炭是地球上儲量豐富、分布最廣泛的化石原料。我國是能源生產(chǎn)和消費大國，我國能源結構更是富煤少油(氣)，煤炭在我國一次能源結構中占主導地位。在我國常規(guī)能源(包括煤、油、氣水能)探明總資源量中，煤炭占87．4％，石油占2．8％，天然氣占0．3％，水能占9．5％，因此能源消費也更依賴煤炭，當前大約80％的電力、60％的化工原料、72％的工業(yè)燃料和92％的民用燃料都以煤為原料。國家正在逐步出臺能源結構調整的政策改變這種局面，但在短時間內(nèi)難以改變。
受國內(nèi)能源結構和能源價格等條件的制約。我國合成氨生產(chǎn)更是依賴煤炭，現(xiàn)有500家生產(chǎn)企業(yè)中70％以煤為原料。由此可見在合成氨生產(chǎn)中使用先進適用的煤氣化技術就顯得更加重要。
1 基本原理
當氣體以較低的速度自下而上通過均勻的固體顆粒床層時，氣體只在靜止不動的固體顆粒之間的空隙中穿過，固體顆粒床層的高度基本上維持不變。這樣的床層稱為固定床。此時，氣體過固體顆粒床層的壓力降隨氣體空床速度的增大而增大，如圖l中AB段所示。
隨著氣體流速增大到圖l中B點時，固體顆粒床層開始松動，固體顆粒的相對位置也在一定區(qū)域內(nèi)進行調整，床層高度略有增加；如果氣體流速繼續(xù)增大，固體顆粒則完全懸浮在向上流動的氣體中，并進行相當不規(guī)則的運動；氣體流速進一步增大，床層高度將隨之增加，固體顆粒的運動更為激烈，但仍停留在床層中，而不被氣流所帶出，這樣的床層稱為流化床。此時，氣體通過固體顆粒床層的壓力降隨氣體空床速度的增大而基本上保持不變，如圖l中CE段所示。C點的氣體流速稱為臨界流化速度。
當氣體流速繼續(xù)增大到E點時，流化床的上界面消失，固體顆粒分散懸浮在氣體中并被氣流夾帶而離開床層，這樣的床層稱為氣流床，E點的氣流速度稱為氣流極限速度。此時，氣體通過固體顆粒床層的壓力降隨氣體空床速度的增大而急劇減小，甚至固體顆粒被氣體全部帶出。當固體顆粒處于流化床狀態(tài)時，床層有一明顯的上界面，看起來很象沸騰的液體，并在許多方面呈現(xiàn)出類似液體的性質，故有時也稱流化床為沸騰床。
根據(jù)上述原理，形成3種制氣技術，即固定床氣化、流化床氣化、氣流床氣化。
2 煤氣化技術的發(fā)展
煤氣化技術經(jīng)過150多年的發(fā)展，形成了上百種爐型，工業(yè)化的爐型十余種，有代表的工業(yè)化煤氣化爐型有：固定床【UGI爐、Lurgi爐、BGL(熔渣固定床)爐】；流化床(Winkler爐、HTw爐、u—Gas爐、KRW爐和CFB氣化爐)；氣流床(K-T爐、Texaco爐、sheⅡ爐、Prenflo爐和GSP爐)等。
我國煤氣化技術發(fā)展起步較晚，合成氨生產(chǎn)以老式的UGI爐固定床間歇氣化制水煤氣和常壓發(fā)生爐煤氣為主，至今占合成氨總生產(chǎn)能力約80％。自上世紀70年代，對于新型氣化爐或氣化方法開始研究，在液態(tài)排渣加壓碎煤氣化、水煤漿加壓氣化、灰融聚流化床氣化等領域進行開發(fā)，這幾項氣化技術在我國都相繼進入了工業(yè)化應用階段。
3 合成氨生產(chǎn)應用的煤氣化技術
我國的氮肥工業(yè)始于20世紀30年代。1937年第一家中國自己的化肥廠——永利寧化學公司硫酸廠(后改為南京化學工業(yè)公司氮肥廠)在南京建立。1949年，我國合成氨產(chǎn)能為5....
