齊晶晶 袁永強 武振偉 趙中鑫(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 甘肅 蘭州 730060 )

煤炭氣化是指以煤或焦煤為原料，以氧氣、水蒸氣或氫氣等作為氣化劑，在一定的溫度和壓力下通過化學(xué)反應(yīng)將固體煤或焦煤中的可燃部分轉(zhuǎn)化為氣體燃料的化學(xué)過程。通過采用煤炭氣化技術(shù)不僅可以提高煤炭的利用率，而且可以提高燃料的安全性。

1 煤炭氣化技術(shù)的種類及其應(yīng)用

隨著技術(shù)設(shè)備的更新發(fā)展，煤炭氣化技術(shù)的種類也在不斷豐富。在應(yīng)用煤炭氣化技術(shù)時應(yīng)該考慮氣化技術(shù)的特征、設(shè)備的特點以及煤種等。

(1)固定床或移動床氣化技術(shù) 此技術(shù)主要包括：常壓固定床氣化、加壓固定床氣化兩種類型。在常壓固定床氣化中最主要的設(shè)備是常壓固定床氣化爐，該設(shè)備能夠有效的減少直接燃煤或燃油污染物的排出。在一些中小型的化肥廠中經(jīng)常使用常壓水煤氣化，但是要得到更好的發(fā)展，就必須要提高生產(chǎn)效率和減少污染。與前兩種技術(shù)相比，加壓固定氣化技術(shù)的應(yīng)用就非?？捎^，在我國主要是在化工合成和城市煤氣中應(yīng)用。雖然這種技術(shù)有氣化效率比較高、消耗的氧氣較少等優(yōu)勢，但是，這種技術(shù)也有消耗的蒸汽比較多以及焦油和酚水難處理等缺點。在加壓固定床氣化技術(shù)中各方面生產(chǎn)性能比較優(yōu)越的是液態(tài)排渣的BGL氣化技術(shù)，真正的做到了節(jié)能減排。

(2)流化床氣化技術(shù) 流化床氣化技術(shù)分為常壓流化床技術(shù)和加壓流化床技術(shù)。常壓流化床氣化技術(shù)在生產(chǎn)燃料和合成氨等方面對煤的適應(yīng)性比較好。比如：褐煤、次煙煤等這些混合性的煤都可以作為常壓流化床氣化的原料，規(guī)模小的煤化工廠會使用這種氣化技術(shù)。此外，這種技術(shù)在處理垃圾和氣化生物質(zhì)領(lǐng)域內(nèi)也有很好的應(yīng)用。對于這種技術(shù)的未來發(fā)展來說，需要提高其氣化的效率和煤炭轉(zhuǎn)化的效率。加壓流化床氣化技術(shù)是一種比較成功的煤炭氣化技術(shù)，隨著該技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，將會在一些大規(guī)模的煤化工廠中得到廣泛的應(yīng)用。

(3)氣流床氣化技術(shù) 氣流床氣化技術(shù)包括水煤漿進(jìn)料和干粉進(jìn)料兩種氣化方式，其中水煤漿進(jìn)料氣化技術(shù)比較成熟。對于水煤漿進(jìn)料氣化技術(shù)的發(fā)展來說，其突破點在于：提高入爐水煤漿的濃度、提高噴嘴和耐火磚的利用率、節(jié)約氧氣和投資成本。雖然曾有企業(yè)試圖通過降低氣化的溫度來提高耐火磚的利用率，但是由于氣化的排放物過高，在實際中沒有廣泛的應(yīng)用。干粉進(jìn)料的氣化技術(shù)早在國外就應(yīng)經(jīng)成功的應(yīng)用過，該技術(shù)主要是用在甲醇的合成中。而干粉進(jìn)料氣化技術(shù)在行業(yè)內(nèi)也得到了很多的爭執(zhí)，比如：是采用廢鍋還是激冷流程來冷卻煤氣。

2 煤炭氣化技術(shù)的適應(yīng)性

氣化技術(shù)對于煤的種類是有一定要求的，并不是所有種類的煤被氣化后都可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。為了提高氣化技術(shù)對煤種的適應(yīng)性，可以采用配煤氣化方式和分級氣化方式。配煤時通過在原有的煤種添加一些其他的煤種的煤，來調(diào)節(jié)煤的化學(xué)性質(zhì)。分級氣化是指對煤炭氣化過程中各種能源進(jìn)行再次的利用。比如在氣流床氣化方式中，其排放的灰渣和煤渣等都可以在其他領(lǐng)域中再次的使用。

(1)褐煤 褐煤的含水量比較高，一般是在30%～50%左右，因此將褐煤作為氣化的煤原料時，需要對褐煤進(jìn)行干燥處理。其干燥處理的標(biāo)準(zhǔn)是：褐煤的含水量不能超過8%。然而采用干燥處理會加大工作量，不僅不能降低成本，反而還會加大氣化的成本。另外從褐煤中排出的水又是否可以回收進(jìn)行再次利用這也是要考慮的問題。要解決以上褐煤的含水量大的問題，有兩種方法。一種是和其他的煤種一起調(diào)配后再使用，另一種是改變褐煤的質(zhì)量。通過相關(guān)的實踐研究證明，通過低溫干餾的褐煤在進(jìn)行干燥處理以后，可以回收制成高濃度的水煤漿使用。

(2)高灰高硫煤 在國內(nèi)當(dāng)干粉煤的灰度達(dá)到20%左右時會采用氣流床氣化技術(shù)，灰度過高必然會增加氣化的能源消耗，不利于節(jié)能環(huán)保。為此在采用高灰作為氣化的原料時可以采用固定床流化的氣化方式，這種技術(shù)雖然能夠適應(yīng)高灰度的煤，但是在實際的使用中依然要考慮氣化的節(jié)能性，為此在氣化前要對高灰高硫煤進(jìn)行除灰處理。有效的辦法是與其他的煤種進(jìn)行調(diào)配以降低煤中的含灰量。此外，還要注意高硫煤，在氣化的過程中會產(chǎn)生H2S，會腐蝕設(shè)備，因此在氣化前要進(jìn)行除硫處理，這無疑會增加成本、造成水質(zhì)的污染。

(3)高灰熔融性溫度煤 高灰熔融性溫度煤在我國的山西、河南、貴州等地區(qū)有大量的生產(chǎn)，由于這種煤的粘性不是很好，因此通常用在固定床流化氣化中來降低煤中的含灰量。在采用氣流床氣化方式時不宜采用這種煤作為氣化的原料。在采用水煤漿氣化方式時，可以采用這種煤，但是要將FT的溫度控制在1350℃以下。如果是水冷壁技術(shù)，F(xiàn)T的溫度可以超過1450℃。對于降低這種煤灰額度熔點來說，雖然可以通過加助溶劑來達(dá)到以上的目的，但是卻不夠經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

3 結(jié)語

煤氣化技術(shù)對于化工生產(chǎn)和合成來說是一項重要的技術(shù)。對于不同的煤種來說，可以采用不同的氣化技術(shù)，并在氣化之前分析該煤種的特點，盡量采用經(jīng)濟(jì)性的辦法進(jìn)行氣化前的加工處理，以提高氣化的效率、降低能源的消耗、減少污染物的排放。

[1]陳菊枝,洪獻(xiàn)春.煤炭氣化技術(shù)[J].化學(xué)工程與裝備,2011，(04).

[2]郭冠龍,滑懷田.淺析煤炭氣化技術(shù)及發(fā)展趨勢[J].陜西煤炭,2011，(04).