等离子气化

兰炭在等离子气化炉中的过程

等离子气化（Plasma Gasification ），简称PLGA，是指通过等离子技术使得兰炭在等离子气化炉中气化的一种最新技术。利用等离子点火器产生的等离子电弧制造高能热环境，通入适当比例的等离子气化剂，使兰炭在等离子活性状态的热环境中发生一系列复杂的化学反应，生成主要成分为H2、CO的可燃气体。整个气化过程需要水蒸气等离子发生器、氧等离子发生器、等离子点火炬、等离子气化炉四大设备共同运作完成。

技术背景

国内现状

由于我国能源特点是缺油少气，煤炭资源相对丰富，而直接将煤燃烧给环境带来巨大的污染，因此利用煤气化技术，将煤转换成可燃性的气体后再利用，减少对环境的污染。对于煤气化炉类型，目前主要有固定床、流化床和气流床三种，对于不同的炉型，相应的有固定床间歇气化炉、灰熔聚、德士古、恩德炉等多种造气方式。总体而言，目前这些制气方式存在一系列问题：装置环境污染较大，现场粉尘量较大，操作环境差，工艺相对落后，投资费用及占地面积大，设备产能较低等问题。

国外状况

20世纪20年代，世界上就出现了常压移动床煤气发生炉；第二代煤气化技术开发于20世纪60年代，到20世纪80年代，开发的煤气化新技术，有的实现了工业化，有的完成了示范厂试验，具有代表性的炉型有德士古（Texaco）水煤浆加压气化炉、熔渣鲁奇炉、高温温克勒炉（HTW）及谢尔（Shell）干粉煤加压气化炉等。这些气化炉亦有相当多的技术缺陷，如：使用煤种狭窄、净化系统复杂（焦油处理）、氧耗高、设备投资成本高等。

美国的煤气发生炉研究应用一直处于世界领先水平，美国最新的等离子煤气发生炉在节能减排、煤炭气化效率、及降低氧耗方面都有突破性的进展。最具代表性的是美国西屋公司研发的等离子炬煤气发生炉，但由于美国对中国利用煤炭清洁高效利用的战略性针对，使用技术封锁及严格的保密制度，导致等离子煤气发生炉一直未能在中国市场进行应用。

技术介绍

等离子气化是兰炭在等离子气化炉中的一个气化过程。利用等离子点火器产生的等离子电弧制造高能热环境，通入适当比例的等离子气化剂，使兰炭在等离子活性状态的热环境中发生一系列复杂的化学反应，生成主要成分为H2、CO的可燃气体，可燃气体具有纯度高、洁净的优点。

该气化过程需要水蒸气等离子发生器、氧等离子发生器、等离子点火炬、等离子气化炉四大设备共同运作完成。

水蒸气等离子发生器：是根据布朗气发生器的原理，通过研发改进，增加等离子模块，经过一系列复杂的化学反应产生等离子氧化剂，其改进的主要目的是解决等离子产生过程中的安全问题，提高系统的整体稳定性。

氧等离子发生器：主要目的是制造氧等离子体，因为氧等离子体由氧分子、氧原子、激发态氧以及正、负离子组成，总体上是电学中性和化学中性的，具有比气体更高的能量和很好的导电性。

等离子点火炬：等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子团（OH*、H2*、O2*）、离子（O2－、H2－、OH－、O－、H+）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。利用等离子炬发出电弧产生的高强度热源来点燃兰炭，并将火焰在气化炉内逐级放大，能将兰炭中的炭气化成燃气（主要为H2和CO），无机物则可变成无害熔渣。

等离子气化炉：兰炭在干馏段经过充分的干燥，进入气化段，炽热的兰炭在气化段与等离子气化剂（由水蒸气等离子发生器产生）充分反应生成燃气，产生的灰渣由炉篦驱动从灰盆自动排出。

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