曹偉(安徽 合肥 東華工程科技股份有限公司,安徽 合肥 230024)

1 我國發(fā)展煤氣化技術(shù)的可行性和必要性

煤氣化技術(shù)被發(fā)明是在十八世紀(jì)中葉，人們進(jìn)行煤氣化探索的最初目的，是將固有的煤炭能源利用方式加以改變；時(shí)至今日，煤氣化技術(shù)已經(jīng)成為了現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中的一個(gè)重要部分，并出現(xiàn)了大量的化工產(chǎn)品。

從上世紀(jì)五十年年代中期，我國就針對(duì)煤氣化技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的研究，尤其在合成氨和甲醇工業(yè)方面取得了巨大的進(jìn)步，截至目前，由煤氣化技術(shù)為基礎(chǔ)的甲醇和合成氨產(chǎn)量，已經(jīng)占據(jù)了國內(nèi)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的大部分市場份額。

首先，我國開展煤氣化技術(shù)研究生產(chǎn)具有先天的優(yōu)勢條件，在煤炭資源儲(chǔ)備方面，中國的煤炭儲(chǔ)量位居世界前列，同時(shí)在煤炭種類方面也有較多的選擇，適合煤氣化技術(shù)的不同工藝流程。豐富的資源為發(fā)展煤氣化技術(shù)奠定了條件，提供了可行性。

其次，積極發(fā)展煤氣化技術(shù)對(duì)我國的化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況不難發(fā)現(xiàn)，我國的能源儲(chǔ)備結(jié)構(gòu)并不合理，在主要的三種能源中，煤炭資源儲(chǔ)備豐富，但是石油和天然氣的儲(chǔ)量相對(duì)匱乏，如果將人均擁有量考慮在內(nèi)的話，我國的石油和天然氣產(chǎn)業(yè)并不發(fā)達(dá)，每年依賴大量的進(jìn)口就是最好的證明。

隨著我國社會(huì)現(xiàn)代化的發(fā)展越來越快，經(jīng)濟(jì)水平越來越高，客觀上對(duì)能源的利用形式提出了多樣性的要求，為了彌補(bǔ)這一缺陷，積極發(fā)展煤氣化技術(shù)的重要性就不言而喻了。

2 我國主要的煤氣化技術(shù)及特點(diǎn)

結(jié)合煤氣化技術(shù)的應(yīng)用，我國在甲醇和合成氨生產(chǎn)規(guī)模上位居世界第一位，主要應(yīng)用的技術(shù)類型有三種，分別是固定床技術(shù)、流化床技術(shù)和氣流床技術(shù)三種，需要說明的是，這三種技術(shù)的分類是基于煤氣化技術(shù)中煤氣爐類型劃分的。

2.1 固定床技術(shù)

目前我國合成氨化工產(chǎn)品的生產(chǎn)中，超過70%以上的產(chǎn)能是利用固定床技術(shù)進(jìn)行的，這是一種在國內(nèi)應(yīng)用最早、最廣泛的技術(shù)；經(jīng)過將近三十年的技術(shù)公關(guān)，現(xiàn)階段已經(jīng)形成了比較完善的技術(shù)體系和自主產(chǎn)權(quán)，同時(shí)在生產(chǎn)工藝、設(shè)備制造、產(chǎn)品回收等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)自動(dòng)化。

從原理上來說，固定床技術(shù)是利用了固定曾間歇?dú)饣缙谙到y(tǒng)，在汽化爐內(nèi)的粗煤氣形成之后，通過固定床技術(shù)實(shí)現(xiàn)粗煤氣的提取、凈化、回收等流程；多年來的發(fā)展，固定床技術(shù)也出現(xiàn)了不同的工藝分支，例如干煤氣、水煤氣等。這一技術(shù)對(duì)環(huán)境的以來程度不高，一般的煤化工企業(yè)皆可安裝。

其特點(diǎn)是采用間歇制氣機(jī)制，不需要專門的氣化劑，環(huán)境依賴程度低，缺點(diǎn)也是十分明顯的，由于對(duì)碳的利用程度不高，所以轉(zhuǎn)化率行業(yè)年底，平均的煤氣發(fā)生率在20%左右，不適合大規(guī)模的企業(yè)生產(chǎn)。同時(shí)在原材料方面的限制也比較苛刻，固定床技術(shù)主要采用無煙煤為生產(chǎn)原料，這無疑增加了預(yù)處理環(huán)節(jié)的成本支出，也可以理解為后期的條件寬泛來源于前期的預(yù)處理?xiàng)l件嚴(yán)格。

2.2 流化床技術(shù)

相對(duì)于固定床技術(shù)而言，流化床技術(shù)在我國出現(xiàn)的時(shí)間較晚，在上世紀(jì)九十年代才進(jìn)入中國。但是，流化床技術(shù)的發(fā)展速度很快，因?yàn)閷?duì)氣化劑的要求十分寬松（可以采用多種氣化劑），同時(shí)生產(chǎn)最終產(chǎn)品中的選擇程度也很大，如：空氣煤氣、水煤氣等不同類型，對(duì)要求不高的小型企業(yè)和民用領(lǐng)域而言完全可以滿足，因此這一技術(shù)的的普及速度很快，目前已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了設(shè)備國產(chǎn)化。

流化床技術(shù)發(fā)展和普及速度快的另外一個(gè)原因，在于對(duì)煤種的要求同樣寬泛，除了無煙煤之外，褐煤、長焰煤以及其他弱粘性煤質(zhì)都可以使用。由于這種特性，國內(nèi)大部分企業(yè)用來生產(chǎn)合成氨取得了交好的效果。

流化床技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少、原料成本低；但缺點(diǎn)是對(duì)與煤質(zhì)的黏性要求很高，一般為弱粘性，所以在進(jìn)行原材料預(yù)處理過程中，還需要更多的準(zhǔn)備工作，這一缺點(diǎn)目前還沒有更好的解決方法。

2.3 氣流床技術(shù)

氣流床技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)煤種和煤質(zhì)的使用能力強(qiáng)，預(yù)處理環(huán)節(jié)較為輕松，主要采用煤粉形式噴射到氣化爐內(nèi)。這種方法的工藝流程十分靈活，便于生產(chǎn)過程中變換裝置的改造，同時(shí)煤粉在爐內(nèi)反應(yīng)之后形成的爐渣便于清理，設(shè)備對(duì)煤質(zhì)不存在黏性要求。

同樣，缺點(diǎn)是也是由于煤粉這種特殊的形式造成的，煤粉粒度越小，對(duì)灰熔點(diǎn)的要求就越低；對(duì)于汽化爐反應(yīng)而言，灰熔點(diǎn)低會(huì)造成煤炭資源的反應(yīng)不充分，對(duì)原材料造成很大的浪費(fèi)，為了順利進(jìn)行反應(yīng)就必須添加助熔劑，如氧化鈣或二氧化三鐵等成分，由此而提高了生產(chǎn)的成本。

3 結(jié)語

從我國的能源現(xiàn)狀考慮，積極發(fā)展煤氣化技術(shù)可以豐富能源結(jié)構(gòu)，促使社會(huì)能源均衡利用，為國內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展穩(wěn)定作出貢獻(xiàn)。單純地從技術(shù)角度來說，當(dāng)前存在的主流三種技術(shù)各自都有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，要根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)流程和其他要求進(jìn)行選擇，從而挑選出最合適的工藝方式?，F(xiàn)實(shí)情況來看，我國對(duì)氣流床技術(shù)的應(yīng)用較多，原因就在于對(duì)煤種和煤質(zhì)的適應(yīng)能力較強(qiáng)，以此為基礎(chǔ)，積極展開對(duì)其流出技術(shù)的研究是下階段的發(fā)展趨勢。

[1]戴厚良,何祚云.煤氣化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和進(jìn)展[J].石油煉制與化工,2014,04:1-7.

[2]王立慶.我國煤氣化技術(shù)概況及發(fā)展趨勢[J].小氮肥,2014,09:1-7.

[3]張占濤,王黎,孫雪蓮.第三代煤氣化技術(shù)研究開發(fā)進(jìn)展[J].煤化工,2005,03:21-24.