何彥剛

摘 ?要：作為一個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó)家，煤炭是一種不可再生資源，因此迫切需要最大限度地利用它。煤制氣是煤炭深度轉(zhuǎn)化的主要技術(shù)，發(fā)展煤化工也是重要的單位技術(shù)。煤制氣技術(shù)的發(fā)展大大提高了煤炭資源的利用率，同時(shí)提高了煤炭資源的總體利用率。為確保煤制氣技術(shù)的積極應(yīng)用效果，需要深入了解煤制氣技術(shù)，認(rèn)真分析煤制氣方法的具體分類和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，深入研究煤制氣技術(shù)的工藝流程，加深對(duì)煤制氣技術(shù)的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：煤制氣技術(shù);方法;技術(shù)現(xiàn)狀;工藝研究

目前有三種常見的煤制氣：德士古氣化、殼牌氣化和噴嘴交叉氣化。德士古煤制氣的特點(diǎn)是生產(chǎn)能力高，碳轉(zhuǎn)化率高，但其運(yùn)行成本高于其他兩種技術(shù)。殼牌煤制氣具有高效熱回收和高瓦斯含量的特點(diǎn)，但煤氣爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，處理困難。多噴嘴對(duì)現(xiàn)場(chǎng)氣化技術(shù)具有較高的碳轉(zhuǎn)化率和較高的有效氣體含量的優(yōu)點(diǎn)，但投資較大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此，具體使用時(shí)應(yīng)從實(shí)際情況來(lái)看，選擇合理技術(shù)。

一、煤制氣方法的具體分類和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.德士古煤氣化技術(shù)

其特點(diǎn)是單一煤氣爐的生產(chǎn)能力強(qiáng)、氣化作業(yè)溫度高、液體渣、碳轉(zhuǎn)化率高、氣體質(zhì)量好、甲烷含量低，而且沒有焦油、萘、苯酚等污染物。廢物處理簡(jiǎn)單易行，符合環(huán)境要求。對(duì)煤炭種類的嚴(yán)格要求：煤炭固有水分含量低，否則就會(huì)變壞。煤的氧含量必須低，一般低于15%。氧氣含量越高，面糊越差煤灰熔點(diǎn)不得大于1350 c，灰點(diǎn)必須低，一般不大于20%，否則經(jīng)濟(jì)將不好。灰色區(qū)域的粘度較低，移動(dòng)性較好。煤粉粒度較低，通常在40-90微米之間。海灣中的煤炭含量保持在60%以上，否則氣化強(qiáng)度低，經(jīng)濟(jì)性低。

2.殼牌煤氣化技術(shù)

干煤粉由多個(gè)燃燒器、高溫高壓氣化提供;高溫氣化、鍋爐冷卻、熱回收;氣體質(zhì)量好，有效氣體成分高;烤箱里沒有用于壓路磚的內(nèi)部涂層和過(guò)境設(shè)備，維護(hù)量低。但是，13c煤氣爐和鍋爐是復(fù)雜和難以處理的。難以選擇材料;高投資過(guò)濾器容易堵塞，運(yùn)行周期短。操作困難，控制系統(tǒng)極其復(fù)雜。

3.噴嘴對(duì)置式氣化技術(shù)

噴嘴氣化技術(shù)是中國(guó)自主開發(fā)的煤制氣。其特點(diǎn)如下：多噴嘴主要增加沖擊通量，將沖擊通量轉(zhuǎn)化為沖擊通量，改變流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)質(zhì)量和熱量傳遞，理論上提高碳轉(zhuǎn)化率，并適當(dāng)增加有效氣體的組成。但是氮消耗量大，對(duì)有效氣體的組成有很大影響，上部的折射磚容易磨損和損壞。增加資本投資，控制系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)成本高。煤炭質(zhì)量要求與ge水泥漿一樣嚴(yán)格。

4.魯奇氣化技術(shù)

魯奇有著悠久的氣化技術(shù)發(fā)展歷史，是德國(guó)第一家魯奇公司發(fā)明和應(yīng)用的。魯奇窯的生產(chǎn)方法主要是固體和液體廢物的處置特征：熔點(diǎn)低的煤可以使用?？梢允褂幂^小的煤，對(duì)機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性的要求較低。一些濕度較高的劣質(zhì)煤和較高的灰可用于生產(chǎn)高質(zhì)量的城市氣體，這在其他氣化方法中很難實(shí)現(xiàn)。可以得到各種各樣的珍貴的油品和輕油前者的回收率接近于低溫干餾，而后者甚至高于低溫干餾。

二、煤制氣主要方法的技術(shù)工藝研究

1.德士古煤制氣

當(dāng)今主流技術(shù)。它的特點(diǎn)是對(duì)煤種的要求很高，煤的含水量不能太高，更容易變成紙漿。煤的氧含量低于15%，便于轉(zhuǎn)化為紙漿。煤粉粒度應(yīng)在40至90微米之間，煤塵熔點(diǎn)不應(yīng)小于1350 c。這將保證單個(gè)氣爐的生產(chǎn)能力。氣化反應(yīng)過(guò)程對(duì)作業(yè)溫度和液體渣有一定的要求，從而實(shí)現(xiàn)了煤的最高轉(zhuǎn)化率、所產(chǎn)煤的氣化產(chǎn)品質(zhì)量、甲烷含量低以及無(wú)焦油、萘和苯酚等污染物。更重要的是，廢氣、廢水和污泥的處理相對(duì)簡(jiǎn)單，環(huán)境污染相對(duì)較低，因此被稱為主流技術(shù)。德士古氣化技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是水煤漿，也就是說(shuō)，它更容易起吊。減少壓縮過(guò)程和總體生產(chǎn)能耗。但是，由于設(shè)備的限制，也就是說(shuō)，氣爐內(nèi)耐火磚的工作條件和使用壽命，氣化溫度不應(yīng)過(guò)高。在氣化過(guò)程中，生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)成本高，導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重磨損。因此，有必要及時(shí)更新壓路磚和維修設(shè)備。一般而言，這種技術(shù)需要一個(gè)備用爐，從而大大增加了對(duì)建筑設(shè)備的投資。由于噴嘴在設(shè)備中的使用時(shí)間較長(zhǎng)，需要經(jīng)常檢修和更換。這也導(dǎo)致維修費(fèi)用增加，不得不暫停，以便繼續(xù)生產(chǎn)和進(jìn)行高負(fù)荷作業(yè)。

2.殼牌煤制氣

因此，這種技術(shù)的硬件成本太高，一次性投資很大，限制了其在整個(gè)產(chǎn)品組合中的應(yīng)用。然而，這種技術(shù)在生產(chǎn)力方面仍然是不可替代的，而且具有無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)燃?xì)鉅t的主要結(jié)構(gòu)是利用冷爐的所有壁向上氣化廢熱鍋爐的多個(gè)干煤粉噴嘴，冷氣體返回冷熱氣爐，廢熱爐冷卻氣體。干煤粉由幾個(gè)燃燒器供應(yīng)，高溫高壓氣體，煤和煤氣生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量很好，有效氣體成分高，雜質(zhì)少。與德士古煤制氣相比，爐內(nèi)沒有折射磚的內(nèi)蓋設(shè)備部門不斷生產(chǎn)，維護(hù)量低，維護(hù)成本低。但其設(shè)備初始施工結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大，設(shè)計(jì)施工要求較高。材料更嚴(yán)格，一次性投入更大。還有兩個(gè)致命弱點(diǎn)：過(guò)濾器容易堵塞，操作周期短;操作困難，步驟復(fù)雜，操作者要求苛刻，電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。

3.多噴嘴對(duì)置式氣化技術(shù)

多噴嘴氣化技術(shù)屬于中國(guó)自主開發(fā)的煤制氣。與外國(guó)技術(shù)相比，多噴嘴氣化技術(shù)在煤量和日常流通壓力方面仍存在一定差距，但也有一些優(yōu)點(diǎn)值得推廣。由于碰撞方法的原因，四噴嘴煤氣爐采用了霧化角度較大、混合度較高的上膜噴嘴。在生產(chǎn)過(guò)程中，影響相對(duì)有限，盡管由于其他因素噴嘴霧化不良。由于很難清理附在排氣管上的灰，它們?cè)诿簹鉅t加熱時(shí)自然會(huì)脫落，這往往會(huì)阻礙排氣管。在四噴嘴式煤氣爐洗滌器塔前添加隔板，灰分落下時(shí)將留在隔板外，不會(huì)導(dǎo)致管道堵塞。從四噴嘴煤氣爐的實(shí)際運(yùn)行效率來(lái)看，技術(shù)碳轉(zhuǎn)化率高，達(dá)98%，生產(chǎn)氣體中活性成分含量高，達(dá)85%。反應(yīng)比較充分，煤粉單位產(chǎn)量明顯高于德士古煤制氣，灰分碳含量較低，碳轉(zhuǎn)化率接近殼牌煤制氣。

結(jié)束語(yǔ)

目前中國(guó)的煤制氣技術(shù)嚴(yán)重依賴外國(guó)技術(shù)，自行開發(fā)的煤制氣技術(shù)有一些好處，但也有一些局限性。今后，中國(guó)要進(jìn)一步加強(qiáng)煤制氣技術(shù)的研究探索，為煤制氣及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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