寧德才 郞群(陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司， 陜西 榆林 719319)

煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術(shù)的選擇研究

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現(xiàn)階段，煤炭作為在儲量方面具有明顯優(yōu)勢的資源已經(jīng)被列為相關(guān)行業(yè)的主要研究對象，而煤氣化工藝作為能夠?qū)ξ覈吞烊粴赓Y源稍顯不足這一問題進行有效解決的途徑，自然引起了人們的重視。文章首先對煤氣化工業(yè)所包含的內(nèi)容進行了概述，然后通過理論和實際相結(jié)合的方式，以一氧化碳變換工藝為核心展開了詳細的分析。

煤氣化；一氧化碳變換工藝；技術(shù)選擇

首先需要人們了解一點，我國的油氣資源儲量始終處于稍顯不足的狀態(tài)下，近幾年隨著煤化工業(yè)的發(fā)展和煤氣化技術(shù)的完善，石油和天然氣資源所具有的不足開始被逐漸彌補。在對煤氣化裝備進行研究的過程中可以發(fā)現(xiàn)，一氧化碳變換工藝所具有的主要功能在于對氣化裝置生產(chǎn)的粗煤氣進行變化，保證所生產(chǎn)煤氣的碳氫物與社會需求相符合，因此，針對該工藝開展相應(yīng)的研究是非常有必要的。

1 煤氣化工業(yè)的概述

(1)粉煤氣化粗煤氣 粉煤氣化對壓力的需求通常為3．8MPa，但是由于水蒸氣所占據(jù)比例的減少，一氧化碳含量往往可以達到70%，因此，在變換過程中所需推動力必然較大，而產(chǎn)生的反應(yīng)與水煤漿相比也更為劇烈[1]。另外，在對廢鍋型工藝進行應(yīng)用的過程中，變換爐的溫度極高，這對相配套的生產(chǎn)設(shè)備提出了較高的要求，因此，現(xiàn)階段該工藝的應(yīng)用頻率相對較低。

(2)水煤漿氣化粗煤氣 作為典型的激冷型流程，水煤漿氣化的過程普遍對壓力具有較高的要求，即壓力應(yīng)當始終保持在2．8MPa至8．5MPa這一范圍內(nèi)，此時經(jīng)由粗煤氣而產(chǎn)生的一氧化碳的含量約為45%，和氫氣含量比例基本相同，但是由于一氧化碳所承載負荷的變換相對而言并不明顯，對變換爐溫度產(chǎn)生的影響也可以忽略不計。但需要工作人員注意一點，在對水煤漿進行應(yīng)用的過程中，水汽化現(xiàn)象較為嚴重，因此，該變換過程通常對水蒸氣需求較少，但對冷凝液需求較多。

2 一氧化碳變化工藝技術(shù)的選擇

(1)制甲醇變換工藝 在對甲醇進行制作的過程中，工作人員應(yīng)當始終明確該制作流程對變換率具有嚴格要求，通常來說變換出口的CO含量應(yīng)當保持在20%，整體的變換率則應(yīng)當始終低于50%，應(yīng)用一氧化碳對甲醇進行合成與其他變換工藝相比較為突出的特點在于其耗水量相對較少。通過計算可以發(fā)現(xiàn)，想要保證變換出口的CO含量保持在20%，那么原料氣中水/氣應(yīng)當維持在0．35至0．6的范圍內(nèi)，但是由于水煤漿中水/氣通常多于1．3，所以，大量過剩水蒸汽的存在在很大程度上對換熱器需要承載的冷卻負荷進行了增加[2]。另外，大量過剩水/氣的存在還對設(shè)備以及管道所承載的運輸負荷進行了增加，進而導(dǎo)致設(shè)備以及管道所對應(yīng)規(guī)格的增大。想要避免上述問題的出現(xiàn)，在應(yīng)用水煤漿對甲醇進行合成的過程中，工作人員應(yīng)當將蒸汽發(fā)生器置于粗煤氣進入變換爐被轉(zhuǎn)換前，這一步驟不僅可以保證蒸汽的發(fā)生，還能夠?qū)⒋置簹饫鋮s過程中所產(chǎn)生的冷凝液進行分離，保證水/氣降低至相應(yīng)數(shù)值范圍后再對其進行預(yù)熱。

實踐結(jié)果顯示，在對蒸汽發(fā)生器進行安裝和使用后，粗煤氣所含有的富有水分能夠被有效分離，這樣能夠?qū)υO(shè)備以及管道所需要承載的運輸負荷進行減少，而粗煤氣在對自身所產(chǎn)生的冷凝液進行排出時，必然會有一部分呈固體狀態(tài)的雜質(zhì)隨之排出，可以說這一過程是對粗煤氣進行二次凈化的過程。另外，工作人員能夠通過對蒸汽發(fā)生器所承載壓力進行調(diào)節(jié)的方式，對其溫度進行更改，這樣做的目的在于提升粗煤氣水/氣的穩(wěn)定程度，從根源處降低水/氣波動對設(shè)備產(chǎn)生的不利影響。

(2)制氫變換工藝 在對氫進行制作的過程中，其變換率應(yīng)當始終保持在96%或以上，另外，如果需要對甲烷化工藝進行應(yīng)用的，那么想要對甲烷化所產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)進行削弱，工作人員需要在在變換氣的過程中將CO所對應(yīng)干基濃度進行降低，使其維持在0．35%左右，想要達到這一要求，往往需要對中、低溫變換爐進行使用[3]。也正是因為制氫過程對變換深度具有較高的要求，因此，想要對變換爐所具有的推動力進行有效提升，工作人員不應(yīng)將蒸汽發(fā)生器置于粗煤氣進入變換爐被轉(zhuǎn)換前。

(3)工藝的選擇 對水/氣進行變換的主要目的在于將原料所具有氣水低含量這一優(yōu)勢進行充分利用，保證對在以低水/氣為前提的背景下所開展CO轉(zhuǎn)換工作平穩(wěn)性的有效提升。因此，在對一氧化碳變化工藝進行選擇和應(yīng)用的過程中，無論是制甲醇還是制氫，工作人員都應(yīng)當將節(jié)能環(huán)保作為核心理念，保證所選擇工藝的合理性和科學(xué)性。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平也日益提高，因此，想要對社會生產(chǎn)和人們生活所具有的需求加以滿足，煤化工產(chǎn)業(yè)必須保證自身具有非常強大的生命力。煤氣化技術(shù)的發(fā)展也在一定程度上為所對應(yīng)產(chǎn)業(yè)提供了相對廣闊的平臺，工作人員通過水氣調(diào)節(jié)的方式就可以獲取相應(yīng)的碳氫物，因此，在對一氧化碳變化工藝進行選擇和應(yīng)用的過程中，工作人員應(yīng)當將節(jié)能環(huán)保作為核心理念，保證所選擇工藝的合理性和科學(xué)性。

[1]陳莉.煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術(shù)的選擇[J].大氮肥,2013,03:150-157.

[2]張文飛.煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術(shù)探析[J].化工設(shè)計通訊,2016,10:6+32.

[3]衣煥義.煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術(shù)的選擇[J].化工管理,2015,27:166.

寧德才(1974- )，男，漢族，黑龍江哈爾濱人，本科，中級工程師，主要從事煤化工煤氣凈化相關(guān)工作。