高明 付偉賢（新奧科技發(fā)展有限公司 煤基低碳能源國家重點實驗室，河北 廊坊065001）

0 引言

伴隨科學技術的飛速發(fā)展，煤炭資源逐漸成為國民經(jīng)濟增長的重要支撐。但因煤炭資源消耗引起的環(huán)保問題逐漸成為當前煤化工領域面臨的重要課題。在此背景下，煤氣化技術發(fā)展充足的空間，具體環(huán)保型、清潔型的新型潔凈煤技術將成為未來煤氣化技術發(fā)展主要方向。

1 煤氣化技術的現(xiàn)狀

1.1 固定床氣化技術

固定床氣化技術是早期最為重要的煤氣化技術，該技術由德國人研究開發(fā)，因其工藝相對成熟且運行過程較為穩(wěn)定得以在各大化工企業(yè)廣泛應用。固定床氣化工藝的主要原料為塊煤和焦煤。在氣化爐內(nèi)部根據(jù)功能的不同分為氧化層、還原層、干餾層以及干燥層。在氣化爐頂部投放塊煤，塊煤在經(jīng)過氣化爐各功能區(qū)后最后變成的粉煤渣被排除氣化爐外，而氣化劑經(jīng)過預熱后進入氣化爐中的氧化和還原層。但氣化組分成分較為復雜，需經(jīng)過冷凝提純且消耗資金能量較大，使得固定床氣化技術不適宜進行合成氣。

1.2 流化床氣化技術

在流化床氣化技術中，恩德爐技術相對具有代表性。該技術主要用于生產(chǎn)合成氨原料和燃料氣。恩德爐氣化溫度多控制在1000℃左右，使用煤類型多為褐煤和長焰煤。恩德氣化爐在常壓運行過程中氣化效率與炭轉(zhuǎn)化效率較其它氣化爐較低，這是恩德氣化爐的主要缺點。

1.3 氣流床氣化技術分析

氣流床氣化技術主要工藝為煤漿或者是粉煤與適量氣化劑共同加入氣化爐內(nèi)，氣化劑與粉煤或煤漿在氣化爐中氣化并充分燃燒。國內(nèi)外比較典型的氣流床代表有：Destec、Shell、Prenflo、Texaco等氣化技術。其技術特點見表1。

2 煤氣化技術發(fā)展趨勢

2.1 提高煤氣化技術的各項效率

結(jié)合當前國內(nèi)能源環(huán)保實際情況，節(jié)能降耗將成為未來煤氣化技術的主要攻關方向。對此，有效提升煤氣化技術的效率措施主要有，提升煤炭氣化轉(zhuǎn)化率，降低氣化爐氧氣、煤炭、水等相關能耗比例。氣化爐在進行煤氣化過程中產(chǎn)生的高溫如何進行利用。第三，持續(xù)研發(fā)其它能量的回收技術。如煤氣過程中的高溫高濕熱的回收。提高輸送密度，利用CO2輸送煤氣，可減少后期煤氣干燥環(huán)節(jié)。在進行煤渣排放時，可采用液態(tài)方式進行排放碎煤渣，有利于廢水中有機成分的回收。

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2.2 提升煤種的適應性

未來煤氣化技術在進行配煤技術方面，應根據(jù)周邊環(huán)境和實際情況科學選擇配煤技術，科學進料。在對氣化爐進行充分研究的前提下，對氣化爐進行合理改進，擴大混合煤和單一煤種在氣化爐中的應用范圍，為后續(xù)運行環(huán)節(jié)添加相關裝置設施，為氣化爐穩(wěn)定運行奠定相應基礎。其次，持續(xù)開發(fā)或運行先進煤氣化技術，比如劣質(zhì)煤提純技術的運用，能夠讓氣流床氣化工藝得到更好的氣化原料。比如在進行天天然氣合成提取工藝中，如何通過工藝改進提升粉煤使用效率，工藝改造過程中應考慮氣流床與固定床實際情況，逐步降低煤炭資源消耗，提升煤氣化效率，解決煤氣化過程廢水及相關環(huán)保問題。伴隨煤化工領域技術的不斷革新與發(fā)展，未來我國將對煤炭資源的節(jié)能環(huán)保技術給予重點關注，尤其是清潔煤氣化技術將是未來煤氣化技術的趨勢，也順應未來我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方向。

2.3 煤氣化裝置的改進和優(yōu)化

煤氣化裝置是煤化工工藝的核心，在整個煤化工過程中該裝置必須保證持續(xù)穩(wěn)定性，并能夠持續(xù)合成氣。關于優(yōu)化煤氣化設備裝置應從以下幾個方面入手，首先應保證煤炭原材料的穩(wěn)定性，只有將煤炭組成進行科學配比才能保證煤氣化爐內(nèi)化學反應效率。其次，對煤氣化裝置工藝進行優(yōu)化和創(chuàng)新，提高煤氣化裝置的穩(wěn)定性，為長周期使用煤氣化裝置奠定基礎。最后，對煤氣化裝置中的關鍵性環(huán)節(jié)或配件進行更新與優(yōu)化，隨時注意檢修與維護，保證煤氣化裝置穩(wěn)定運行提供保障。

2.4 應用新型煤氣化凈化技術實現(xiàn)零排放

煤氣化領域的零排放，即在煤氣化領域使用新型煤氣化技術解決污水處理問題，要實現(xiàn)煤氣化技術的污水處理零排放，除不斷優(yōu)化工藝技術外，相關技術人員應積極引用先進技術、更新設備并采用新型污水處理技術，及時控制煤氣化過程中廢水、廢渣以及有害元素的產(chǎn)生，對已產(chǎn)生的廢棄物和廢水通過工藝改進實現(xiàn)循環(huán)再利用，最終實現(xiàn)煤氣化工藝的零排放。

2.5 實現(xiàn)大型化和智能化

大型化和智能化是現(xiàn)代化煤氣化發(fā)展的重要標志，智能化、大型化的煤氣化裝置占地面積較少，設施裝置具有先進性，相應投資成本也會相應降低。符合化工企業(yè)未來發(fā)展方向，更與我國環(huán)保節(jié)能趨勢相匹配。煤氣化裝置的大型化與智能化將成為煤氣化技術的研究重點。

3 結(jié)語

文章對煤氣化技術現(xiàn)狀進行了簡要綜述，并為未來煤氣化技術發(fā)展趨勢進行展望，相關單位應在煤氣化技術研發(fā)發(fā)面給予重點關注與扶持，并積極引進和應用國內(nèi)外先進技術，盡可能優(yōu)化煤氣化工藝，降低運行成本，為煤氣化技術領域健康發(fā)展奠定應有堅實基礎。