段淑平(內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350)

煤氣化工藝技術(shù)比較及產(chǎn)生廢水水質(zhì)分析

段淑平(內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量越來(lái)越好，但同時(shí)也導(dǎo)致了嚴(yán)重的資源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題。煤氣化產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)的重要產(chǎn)業(yè)之一，具有調(diào)節(jié)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和保障我國(guó)正常生產(chǎn)活動(dòng)的重要作用，但目前我國(guó)煤氣化產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程普遍存在煤原料利用率低、技術(shù)落后、污染較重的現(xiàn)象，一是影響了煤氣企業(yè)的發(fā)展，二又給環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。為了有效改進(jìn)煤氣化工藝技術(shù)，降低工業(yè)污染，我們必須切實(shí)對(duì)煤氣化工藝進(jìn)行詳細(xì)的研究。本文我們就將簡(jiǎn)要介紹煤氣化工藝的主要技術(shù)和原理，并對(duì)煤氣化工藝產(chǎn)生的廢水進(jìn)行分析。

煤氣化；工藝技術(shù)；廢水水質(zhì)

隨著時(shí)代的進(jìn)步，現(xiàn)在人們對(duì)石油及天然氣的需求較大，而對(duì)煤炭的需求呈下降趨勢(shì)。但是我國(guó)石油、天然氣的儲(chǔ)量并不大，因此造成了一定的供給失衡。為了有效該問(wèn)題，運(yùn)用煤氣化工藝將固態(tài)煤轉(zhuǎn)化為煤氣來(lái)方便人們對(duì)煤碳資源的利用成為了當(dāng)前一個(gè)重要的課題。煤氣化工藝是現(xiàn)代煤炭化工關(guān)鍵技術(shù)之一，運(yùn)用煤氣化工藝，可以解決石油、天然氣等資源不能滿足日益增加能源需求的現(xiàn)狀。然而，我國(guó)的煤氣化技術(shù)并不先進(jìn)，普遍存在耗水量大、污染嚴(yán)重等現(xiàn)象，我們必須對(duì)不同的煤氣化工藝進(jìn)行仔細(xì)的研究，并結(jié)合工藝所產(chǎn)生的廢水水質(zhì)進(jìn)行分析，以需求更加經(jīng)濟(jì)更加環(huán)保的工藝技術(shù)。

1 煤氣化基本概念及原理

1.1 煤氣化概念

煤氣化工藝主要以煤和煤焦作為原料，并通過(guò)添加氣化劑的方式，在特定溫度和特定壓強(qiáng)下促使固態(tài)煤原料氣化成所需的氣體燃料。

1.2 煤氣化爐基本概念

煤氣化爐又稱(chēng)煤氣發(fā)生爐，根據(jù)煤原料的性質(zhì)和對(duì)煤氣化產(chǎn)品的要求有多種煤氣化爐，不同的煤氣化爐有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

2 煤氣化基本工藝介紹

2.1 固定床氣化工藝

固定床氣化主要以10到50毫米的塊煤為生產(chǎn)原料，通過(guò)運(yùn)用固定床氣化工藝的方式對(duì)固態(tài)煤原料進(jìn)行氣化工作。其主要包括間歇式氣化（UGI）和連續(xù)式氣化（魯奇Lurgi）兩種不同的工藝。首先，間歇式工藝早在20世紀(jì)30年代就已經(jīng)被研發(fā)出來(lái)并應(yīng)用于實(shí)際的煤氣化工作中，該方式具有投資少，易操作的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)該工藝氣化率低、能耗高并且會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因此隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們逐漸加強(qiáng)的環(huán)境意識(shí)使他們認(rèn)識(shí)到了該工藝的不足之處，國(guó)家發(fā)改委也逐漸禁止了在煤化工生產(chǎn)中使用該工藝。而連續(xù)性氣化工藝作為改善間歇式氣化工藝的方法，初步解決了間歇式工藝所存在的問(wèn)題，被逐漸應(yīng)用于實(shí)際的煤氣化工作中。

2.2 流化床氣化工藝

流化床氣化工藝又成沸騰床氣化工藝，該工藝通過(guò)借助向上移動(dòng)的氣流來(lái)使粉煤呈現(xiàn)出流態(tài)化的形態(tài)，進(jìn)而可以在一定溫度和壓強(qiáng)下促使煤原料與氧氣、氫氣等氣化劑轉(zhuǎn)化成煤氣。該工藝最大的優(yōu)點(diǎn)在于其可以對(duì)各種各樣的煤原料進(jìn)行氣化轉(zhuǎn)化，甚至是褐煤等質(zhì)量較差的煤原料。隨著采煤技術(shù)的發(fā)展，這種工藝被普遍應(yīng)用于實(shí)際的煤化工生產(chǎn)中，但是這種工藝也存在著煤塵較大的問(wèn)題，雖然大大提高了煤氣化的效率，但是卻給設(shè)備的清潔保養(yǎng)帶來(lái)了難題，會(huì)縮短煤氣化爐及相關(guān)設(shè)備設(shè)施的使用壽命，此外，流化床氣化工藝對(duì)煤氣化爐的容積要求較高，會(huì)增加煤氣化爐的占地面積，加大煤氣企業(yè)的成本投入。

2.3 氣流床氣化工藝

隨著科技的進(jìn)步，人們?yōu)榱送瑫r(shí)解決利用率低、污染重等多方面問(wèn)題，逐步改善工藝，并研究出了一種全新的煤氣化工藝，就是氣流床工藝。這種工藝由于可以適用各種煤原料，并具備一定的清潔性和環(huán)保性，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各大煤氣化企業(yè)。根據(jù)煤氣化的原料，氣流床氣化工藝包括水煤漿和干煤粉兩種。前者通過(guò)將煤粉與水混合制作成煤漿，并用泵送入氣化爐，在1350到1450的溫度下就可以發(fā)生氣化。后者通過(guò)將干煤粉與氣化劑結(jié)合的方式加入到氣化爐中，主要在1500到1700的溫度下就可以發(fā)生氣化。只要嚴(yán)格控制好煤氣化爐的溫度，就可以最大程度上減少雜質(zhì)氣體的產(chǎn)生，降低污染程度。

3 煤氣化廢水水質(zhì)分析

不同的煤氣化工藝技術(shù)會(huì)配備不同的煤氣化爐，也就會(huì)需要使用不同的氣化劑，因此也會(huì)造成不同的廢水污染。目前，根據(jù)氣化爐的氣化技術(shù)及內(nèi)流形式，大體可以分為固定床、流化床和氣流床三種。常見(jiàn)的煤氣化爐包括國(guó)內(nèi)常用的富氧連續(xù)化爐、加壓魯奇固定床氣化爐、灰熔流化床氣化爐、恩德?tīng)t幾種。一般來(lái)說(shuō)，煤氣化廢水主要包括焦油、甲酸化合物、氨、氰化物等。不同的氣化爐所造成的廢水含量是不同的，對(duì)環(huán)境的污染程度也有所不同。通過(guò)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，魯奇爐所產(chǎn)生的廢水污染程度要比其他種類(lèi)的氣化爐較高。而殼牌氣化爐作為目前最為先進(jìn)的煤氣化工藝，通過(guò)氧化反應(yīng)及降溫系統(tǒng)，可以很明顯的減少排放的廢水，在一定情況下甚至可以做到零污染。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，環(huán)境問(wèn)題和資源問(wèn)題越來(lái)越成為有關(guān)專(zhuān)家的一大難題。煤氣化工藝的逐漸進(jìn)步表現(xiàn)了人們的環(huán)境意識(shí)在日益提高。為了有效減少工業(yè)污染，我們不能實(shí)行先污染后治理的方法，而是應(yīng)從根本上根除污染，一方面加大政策力度，解決根除不良企業(yè)，另一方面，有關(guān)專(zhuān)家應(yīng)盡最大努力改善煤氣化工藝，從根本上減少污染的產(chǎn)生，促進(jìn)煤化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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段淑平（1986-），民族（漢）籍貫遼寧省朝陽(yáng)縣柳城鎮(zhèn) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 大學(xué)本科，學(xué)士學(xué)位助理工程師。