水煤浆气化技术在中国的应用重难点问题探究

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  摘 要:煤炭在我国的能源结构中占据着主要的地位,而在运用这些资源时,采用的各种技术都有其优缺点,本文针对煤炭资源在水煤浆气化技术方面目前在国内的应用上存在的重难点问题作简要探讨。
  关键词:水煤浆 气化技术 问题
  
  引言
  随着地球上的能源资源消耗得越来越快,人们在加紧研究开发新的技术来使用传统意义上的能源,同时也在不断的开发利用新的能源。针对着我国当前能源的储蓄模式可知,煤炭在我国的储存量非常大,而石油相对较少,但是在煤炭的运用上,存在着许多问题,像最为明显的环境污染,这一问题已经非常严重,如果我们仍然按照传统的燃烧煤炭的方式,那么污染问题将永远得不到解决。研究新的技术,已经成为社会的共识,而水煤浆的到来,正是研究新技术、开发新能源的表现之一。天然气的液化早就已经普遍的推广和运用了,而煤炭的的气化和浆化对于发达国家来说也早就研究的比较深入。本文围绕水煤浆的气化技术为中心,主要谈谈其在中国当前应用过程中出现的问题,并作出相应的解决措施。
  一、水煤浆
  1.水煤浆介绍
  20世纪70年代,随着石油能源资源的危机出现,世界各国认识到石油虽然现在的存储量很大,但是它是经过上十万年甚至更长时间才能形成,所以在目前人类的活动历时范畴内,它属于一种不可再生资源。在煤炭方面,其存在的量同样很大,但是一味的按照传统的模式来燃烧煤炭,其已经对大自然造成了严重的污染,面对着日趋恶劣的环境问题,采取合适而且合理的科学技术来利用这些能源资源变得刻不容缓。水煤浆的形成就是在这一特定的环境下产生的,人们将65%左右的煤炭加上34%左右的水以及少量的化学物质混合而成,其实体实质上就是一种浆体燃料。它所具有的特点,比如能够像液体类物质一样流动,能够放在容器中储存,并能在需要利用时抽取出来燃烧等等,使得水煤浆成为了一种更占优势的资源,在现今的发展中将会起到巨大的作用。水煤浆的运用大大减少了其对环境造成的污染,同时也提高了人们提取热量的效率,这样使得投入的成本减少,在获得效益时却大大增加。另外,在配制水煤浆时,采用的原料简单而且容易获取,同时在安全方面其存在的隐患很小,所以,水煤浆的利用,可以说是当前国内消耗煤炭资源的最佳方式。
  2.水煤浆气化技术与应用
  将水煤浆气化的技术,即将煤炭资源转换为清洁的煤气资源技术,其既可以直接运用到化工产品的生产上,也可以用到流化床发电技术上。在改革开放以来,经过十多年的研究探索,中国的水煤浆气化技术已经有了丰富的经验,在这个领域里,已经有了比较完整的体系。
  水煤浆的气化在目前的实验室条件下难以实现其工业化的研究,但是在气化的过程中,国内已然有了系统的研究方案,而且在分析测试气化过程中应该注意到的流速、浓度等方面也有了成熟化的理论研究与相关专利技术。在应用方面,国内也有相关的发电站或者炼化厂等企业,虽然水煤浆的利用存在很多优点,但是作为一种新型化的能源在使用过程中不可避免的出现了难题,比如燃烧设备方面達不到要求等,因此,在现今的科技水平下,水煤浆气化技术并未得到广泛的应用。下面就当前在开发利用中出现的相关问题作简单描述。
  二、国内应用上存在的问题与解决措施
  1.存在的问题
  1.1气化效率仍然低
  当前在国内,在燃烧上多采用单喷嘴直喷的模式,像德士古炉,而华东理工大学则采用多嘴对喷,后者的改进虽然增强了利用的效率,但是其对耐火砖的损坏也相应的加大了。在整个气化装置中,采用单个喷嘴时,其容量受到了限制,这就制约了水煤浆气化的转化效率。当采用多对喷嘴时,喷嘴的寿命也同时受到了考验,在雾化方面的效果仍然不能得到完全的控制。
  1.2耐火砖的寿命短
  水煤浆中本身存在34%左右的水,它的存在会吸收大量的热,在转化过程中,反应的进行使得化学平衡容易遭受破坏,因此,在设计上安排了耐火砖来作内衬。耐火砖专为改善水煤浆气化而来,所以,好的耐火砖将会对气化产生重要的作用。而在实际转化过程中,耐火砖十分容易损坏,当转化炉的操作温度过高时,它将直接烧坏耐火砖。
  1.3煤炭质量的影响
  在现今的转化中,煤浆的混合制成,也对煤中含灰量和灰熔点有着特定的要求,当煤的质量不能满足水煤浆的合成时,其气化的效果将降低,同时,在进一步的燃烧中,由于可燃物含量的低下使得将要获得热能减少。
  2.解决措施
  针对上述的几个问题,像转化效率低,当然最直接的方式就是增加喷嘴,多对喷嘴可以实现雾化中气流的对撞从而使得气化的速度加快,在理论方面,这将能很好的提高转化效率。而采用多对喷嘴同时也提高了设备的成本费用,所以在喷嘴的研究与生产方面应加大力度,努力开发出既经济又实惠的类型。在使用耐火砖方面,我们可以考虑提高水煤浆的热值,比如利用高热值的洗精煤等,在提高了水煤浆的热值的基础上,再在转化炉内运用水冷膜壁进行改进,从而替换耐火砖。而在使用耐火砖方面来说,加大耐火砖的寿命显然刻不容缓,我们可以在设计的过程中,合理的加大转化炉内的空间高径比值,再适当的调整喷嘴的位置等等。
  三、结束语
  总体来说,水煤浆气化技术在中国范围内已经有了一定程度的研究与发展,但是要想跟上发达国家的脚步,仍然有着艰巨的任务,我们不仅要在技术上继续开发研究,而且要在认识上更加的深入。虽然现今的水煤浆气化技术在发展中遇到了些许难题,但是,相信在不久的将来,我们把自身的技术水平提高后,那些问题都将迎刃而解。
  参考文献
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