基本介紹
- 中文名：等離子氣化
- 外文名：Plasma Gasification
技術背景,國內現狀,國外狀況,技術介紹,
技術背景
國內現狀
由於我國能源特點是缺油少氣，煤炭資源相對豐富，而直接將煤燃燒給環境帶來巨大的污染，因此利用煤氣化技術，將煤轉換成可燃性的氣體後再利用，減少對環境的污染。對於煤氣化爐類型，目前主要有固定床、流化床和氣流床三種，對於不同的爐型，相應的有固定床間歇氣化爐、灰熔聚、德士古、恩德爐等多種造氣方式。總體而言，目前這些制氣方式存在一系列問題：裝置環境污染較大，現場粉塵量較大，操作環境差，工藝相對落後，投資費用及占地面積大，設備產能較低等問題。
國外狀況
20世紀20年代，世界上就出現了常壓移動床煤氣發生爐；第二代煤氣化技術開發於20世紀60年代，到20世紀80年代，開發的煤氣化新技術，有的實現了工業化，有的完成了示範廠試驗，具有代表性的爐型有德士古（Texaco）水煤漿加壓氣化爐、熔渣魯奇爐、高溫溫克勒爐（HTW）及謝爾（Shell）乾粉煤加壓氣化爐等。這些氣化爐亦有相當多的技術缺陷，如：使用煤種狹窄、淨化系統複雜（焦油處理）、氧耗高、設備投資成本高等。
美國的煤氣發生爐研究套用一直處於世界領先水平，美國最新的等離子煤氣發生爐在節能減排、煤炭氣化效率、及降低氧耗方面都有突破性的進展。最具代表性的是美國西屋公司研發的等離子炬煤氣發生爐，但由於美國對中國利用煤炭清潔高效利用的戰略性針對，使用技術封鎖及嚴格的保密制度，導致等離子煤氣發生爐一直未能在中國市場進行套用。
技術介紹
等離子氣化是蘭炭在等離子氣化爐中的一個氣化過程。利用等離子點火器產生的等離子電弧製造高能熱環境，通入適當比例的等離子氣化劑，使蘭炭在等離子活性狀態的熱環境中發生一系列複雜的化學反應，生成主要成分為H2、CO的可燃氣體，可燃氣體具有純度高、潔淨的優點。
該氣化過程需要水蒸氣等離子發生器、氧等離子發生器、等離子點火炬、等離子氣化爐四大設備共同運作完成。
水蒸氣等離子發生器：是根據布朗氣發生器的原理，通過研發改進，增加等離子模組，經過一系列複雜的化學反應產生等離子氧化劑，其改進的主要目的是解決等離子產生過程中的安全問題，提高系統的整體穩定性。
氧等離子發生器：主要目的是製造氧電漿，因為氧電漿由氧分子、氧原子、激發態氧以及正、負離子組成，總體上是電學中性和化學中性的，具有比氣體更高的能量和很好的導電性。
等離子點火炬：電漿內含有大量化學活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子團（OH*、H2*、O2*）、離子（O2－、H2－、OH－、O－、H+）和電子等，可加速熱化學轉換，促進燃料完全燃燒。利用等離子炬發出電弧產生的高強度熱源來點燃蘭炭，並將火焰在氣化爐內逐級放大，能將蘭炭中的炭氣化成燃氣（主要為H2和CO），無機物則可變成無害熔渣。
等離子氣化爐：蘭炭在乾餾段經過充分的乾燥，進入氣化段，熾熱的蘭炭在氣化段與等離子氣化劑（由水蒸氣等離子發生器產生）充分反應生成燃氣，產生的灰渣由爐篦驅動從灰盆自動排出。
