特殊用途气化炉气化技术及替代原料
2021-05-24
特殊用途气化炉
三种主要气化炉(固定/移动床, 气流床，和流化床)有着许多商业或近商业的例子，代表了广泛的气化应用，而且总体上侧重于煤炭作为原料生产电, 液体燃料, 合成天然气和氢气，或化学。然而，利用专门的气化炉类型或气化工艺进行气化还有一些额外的应用。它们通常是为了更广泛地利用不仅仅是煤炭的原料，并代表了气化的使用方式有很大的不同和创造性。其中一些处理的材料与煤有很大不同，如黑液、生物质和城市固体废物(MSW)；另一些则是发展中的气化炉，其目的不仅是处理某一特定等级的煤，而且可以加工任何类型的煤和其他固体材料，以便在气化过程中赋予原料更大的灵活性。其他如加氢气化等则旨在从固体原料中生产特殊产品，如SNG。以下叙述了这些替代原料、气化技术和气化的特殊方法：
生物质和城市固体废物-这些原料包括各种不同类型的固体材料，如灰分含量、含水量和体积密度等。气化的选择不同，从各种流化床和固定床气化炉，到等离子气化炉。尽管直接生物质可以气化，但煤与生物质共气化有相当大的兴趣。
等离子体气化-一种可能具有多种用途和低排放的解决办法，用于各种原料类型的气化，如生活垃圾和工业废物、生物质以及煤和煤渣。
空气射流化炉-利用从火箭推进发动机中获得的技术和经验，煤气化的一个有趣的发展应用。这提供了一个非常紧凑和低成本的气化炉的潜力，具有较高的碳转化率和提高热效率。这种气化炉将能够接受任何煤种作为燃料。
HT-L气化炉-据报道，这是中国研发的加压、夹带式下行反应器，是航空发动机技术转化和扩展的结果。
黑液气化-木浆和造纸工业采用硫酸盐法将木材转化为木浆，木浆主要是纤维素的水浆，可进一步加工成各种纸制品。这一过程产生了一种名为黑液的副产品，其中含有非纤维素木渣(木质素、半纤维素)和硫酸盐工艺化学品(有毒无机物，如氢氧化钠和硫化钠)。黑液通常在回收锅炉中燃烧，但黑液气化提供了一种可产生电力、蒸汽和全套气化产品的替代方案。
加氢气化-加氢气化是在富氢环境中气化。自20世纪30年代以来，它主要用于从煤或其他原料含碳原料生产合成天然气(SNG)。这种技术的一种变化称为蒸汽加氢气化，它同时使用蒸汽和氢气进行气化。
催化气化-催化剂可应用于气化炉进料，提高气化反应速度，控制产物分布。在催化气化中，催化剂主要用于降低气化炉的操作温度，从而节约能源，反应器磨损，以及工艺单元之间的传热损失(如合成气净化)。催化剂也有利于或抑制某些合成气组分的形成，如甲烷。
油气部分氧化-石油和天然气的部分氧化涉及原料与完全燃烧所需氧气的反应，这一过程与固体燃料气化非常相似，但由于石油或天然气的流体状态，有些气化阶段如热解和焦炭气化不是没有发生，而是在一个不显著的水平上进行。
生物煤气化-微生物法有可能在相对温和的条件下将煤转化为含甲烷气体和其他有用的产品，从而避免需要昂贵的高温和加压气化工艺。
地下煤气化-在煤不易开采的地区，一种潜在可能的经济上有利的解决办法是使煤炭在地下反应，产生一种燃料气体，然后收集并带到地表。地下煤炭气化所涉及的转变与地表气化类似，只是煤层本身成为反应器，气化是在地下进行的，而不是在人造的容器中进行。
