宋亞明

摘要：由于社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平提升，人們的生活質(zhì)量也隨之不斷提升。以往人們對(duì)于煤炭的應(yīng)用方式比較粗放，普遍為直接使用，但隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)煤炭需求量飆升，導(dǎo)致煤炭用量大幅增長(zhǎng)，帶來(lái)了巨大的資源壓力，同時(shí)煤炭用量增長(zhǎng)也造成了比較嚴(yán)重的污染。在這種情況下，人們意識(shí)到以往煤炭應(yīng)用方式存在缺陷，煤炭資源利用率較低，且存在較嚴(yán)重污染。煤氣化技術(shù)可以將煤炭資源氣化后使用，大幅提升了煤炭資源利用率，也有效控制了污染問題。主要論述了煤氣化技術(shù)的基本原理與常見形式，后提出技術(shù)運(yùn)用的基本要求，最終結(jié)合案例對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用方法、效果進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：煤化工項(xiàng)目;煤炭;煤氣化技術(shù)

引言

在我國(guó)現(xiàn)階段，甲醇與合成氨工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)相對(duì)成熟，二者在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中所使用的能源主要為煤、焦?fàn)t氣與天然氣。但由于我國(guó)的能源特點(diǎn)主要表現(xiàn)為缺油少氣，煤炭資源較為豐富，這就在一定程度上決定了煤在我國(guó)合成氨與甲醇工業(yè)原料中的主導(dǎo)地位。目前，煤氣化爐的類型主要有3種，分別為流化床、固定床與氣流床。而針對(duì)不同的爐型，又有著多種造氣方式之分，例如，灰熔聚、恩德爐等。而在具體應(yīng)用中，不同的煤氣化技術(shù)，其工藝特點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用情況也有很大的不同。

1氣化技術(shù)概述

煤炭氣化主要是指煤炭經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理，在一定的壓力和溫度下通過(guò)氧化劑轉(zhuǎn)化為氣體后脫硫脫碳所產(chǎn)生的一氧化碳?xì)?。?9世紀(jì)50年代，德國(guó)的西門子兄弟發(fā)明了一種叫做德士古氣化爐的爐具，它是第一個(gè)使用煤塊生產(chǎn)煤氣的爐。后來(lái)，中國(guó)相繼引進(jìn)了這種高新技術(shù)。20世紀(jì)90年代，魯南化肥廠開發(fā)生產(chǎn)了1：1的四氣化爐，擁有自主研發(fā)的國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前該先進(jìn)技術(shù)在我國(guó)多種化肥工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，并取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。煤炭潔凈電化處理工程技術(shù)及其應(yīng)用，可有效地實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤炭資源的清潔高效綜合利用。根據(jù)2005年中國(guó)石油氣化設(shè)備制造技術(shù)的分類，目前我國(guó)氣化床主要有三種類型：固定床、氣流床和流化床架。至于爐型的使用，可細(xì)分為爐內(nèi)爐、德士古爐灰爐、間歇?dú)饣癄t。

2我國(guó)主要的煤氣化技術(shù)

2.1流化床氣化

流化床氣化是一種對(duì)煤炭進(jìn)行加溫，促使煤炭處于沸騰狀態(tài)，同時(shí)施于沸騰狀態(tài)煤炭上升氣流，這樣氣流就會(huì)帶走煤炭在沸騰過(guò)程中產(chǎn)生的煤炭顆粒，最終完成煤氣生產(chǎn)。流化床氣化的技術(shù)特點(diǎn)在于煤炭顆粒與氣化劑在空間底部會(huì)聚集，并保持流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這樣能更好地進(jìn)行固體排渣，這一特點(diǎn)來(lái)源于流化床氣化氣化爐的錐形結(jié)構(gòu)，比較常見的氣化爐為常壓Winkler爐、加壓HTW爐。兩大氣化爐的具體內(nèi)容如下。①常壓Winkler爐，該氣化爐主要可以應(yīng)用于高活性煤炭的煤氣生產(chǎn)中，應(yīng)用時(shí)需要以氧氣、蒸汽作為氧化劑，結(jié)合流化床的沸騰作用實(shí)現(xiàn)煤炭氣化。②加壓HTW爐，該氣化爐是在常壓Winkler爐開發(fā)而出的，因此基本特征與前者無(wú)異，但區(qū)別在于加壓HTW爐應(yīng)用中的溫度更高，同時(shí)還會(huì)給內(nèi)部空間施加壓力，因此具有更高的生產(chǎn)效率，還可以降低能耗。

2.2固定床技術(shù)

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)現(xiàn)階段所生產(chǎn)的合成氨化工產(chǎn)品當(dāng)中，大約有70%以上的產(chǎn)品均是選擇固定床技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)與加工的。同時(shí)，固定床技術(shù)也是我國(guó)應(yīng)用最早、應(yīng)用范圍最廣的一種煤氣化技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)通過(guò)大約30年的技術(shù)創(chuàng)新與改建，在當(dāng)前背景下已經(jīng)具備了較為完整的技術(shù)體系，并且已經(jīng)擁有了自主產(chǎn)權(quán)，可以在生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品回收以及設(shè)備制造等多個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)自動(dòng)化。對(duì)固定床技術(shù)的原理進(jìn)行分析可知，該項(xiàng)技術(shù)主要是借助固定層間歇?dú)饣缙谙到y(tǒng)，待粗煤氣在氣化爐內(nèi)形成之后，再使用固定床技術(shù)來(lái)對(duì)粗煤氣進(jìn)行提取、凈化與回收。而近年來(lái)，固定床技術(shù)通過(guò)多年的發(fā)展，也延伸出了較多的工藝分支，例如，水煤氣與干煤氣等。在實(shí)際應(yīng)用期間，由于固定床技術(shù)對(duì)于環(huán)境的依賴程度并不高，因此，可以安裝應(yīng)用于大部分的煤化工企業(yè)。固定床技術(shù)的主要特點(diǎn)就是應(yīng)用了間歇制氣機(jī)制，因此，無(wú)需使用專業(yè)的氣化劑，對(duì)于環(huán)境的依賴性不大。但其缺點(diǎn)也是較為明顯的，突出表現(xiàn)為對(duì)于碳的利用程度較低，因此，轉(zhuǎn)化率較低，而平均的煤氣發(fā)生率只能夠達(dá)到20%左右。由此可知，固定床技術(shù)是十分不適合應(yīng)用于各種規(guī)模較大的煤化工企業(yè)的具體生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中。與此同時(shí)，在原材料的選擇方面，固定床技術(shù)也表現(xiàn)得較為苛刻。這主要是因?yàn)閼?yīng)用固定床技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的操作，均要選擇無(wú)煙煤當(dāng)作生產(chǎn)原料，這不僅會(huì)大大增加預(yù)處理環(huán)節(jié)的成本支出，同時(shí)，也會(huì)增加不必要的工藝處理流程。并且也能夠理解為，后期條件的寬松，主要是來(lái)源于前期預(yù)處理?xiàng)l件的嚴(yán)苛。

2.3Shell氣流床煤氣化技術(shù)

此技術(shù)是一項(xiàng)非常先進(jìn)的煤氣化技術(shù)，也可以說(shuō)是第二代氣化技術(shù)。加壓煤泥漿氣化過(guò)程，如美國(guó)德士古公司使用的方法和荷蘭殼牌公司的粉煤，都是這種技術(shù)的典型例子。氣化爐由于氧氣消耗強(qiáng)度增大，熔渣堆積失去對(duì)冷壁的有效保護(hù)而產(chǎn)生氣化爐與其他有關(guān)加熱設(shè)備一樣腐蝕嚴(yán)重的問題;另外一些就是未經(jīng)干燥的煤粉因?yàn)闅饣癄t在燃灰中所帶出的碳量較多，容易損壞導(dǎo)致產(chǎn)生大量合成氣體的冷卻器從而產(chǎn)生灰渣玷污、沉積以及灰渣堵塞，如陶瓷爐的過(guò)濾器，灰渣的含量過(guò)高，反性差的干煤粉會(huì)使得氣化飛灰中的含碳量大大增加，磨粉循環(huán)系統(tǒng)與大型燃灰循環(huán)系統(tǒng)間的負(fù)荷差距增大等等問題。盡管該項(xiàng)工程技術(shù)就現(xiàn)在來(lái)看，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法在煤氣工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行大規(guī)模深入推廣與使用，然而該項(xiàng)工程技術(shù)仍然具有使用不受環(huán)境限制、超高使用溫度、高壓的煤氣化和低壓等很多新的優(yōu)點(diǎn)，這也是今后我國(guó)煤氣化工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要研究方向與發(fā)展趨勢(shì)。

結(jié)語(yǔ)

煤化工廢水處理技術(shù)對(duì)促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)潔凈能源的高效供應(yīng)和管理具有重要意義。但是，我國(guó)的綠色煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然面臨著能源總體經(jīng)濟(jì)增速放緩、綠色能源消費(fèi)市場(chǎng)需求旺盛等社會(huì)多方面的復(fù)雜問題，這必然要求各級(jí)政府和主管部門加強(qiáng)對(duì)煤化工技術(shù)產(chǎn)業(yè)的政策支持，促進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的升級(jí)。

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