煤气化工艺清洁生产及环境保护分析

刘志娜

（国电赤峰化工有限公司，内蒙古赤峰 024000）

煤气化工艺清洁生产及环境保护分析

刘志娜

（国电赤峰化工有限公司，内蒙古赤峰 024000）

目前，在我国的能源结构组成中，以煤炭为燃料的火力发电依旧占有极大比例，仅仅依靠燃烧对煤炭的利用率极低，这无疑是对煤炭资源的极大浪费，引发了业界广泛的对提高煤炭利用率的研究与探讨。在此背景下，煤气化工艺逐渐走向成熟，开始大范围推广普及。对目前常见煤气化工艺进行了简要的概述，并分析了煤气化工艺过程中的清洁生产以及环境保护措施。

环境保护；煤气化工艺；清洁生产；分析

1 前言

伴随着我国社会生产力的不断提升，以往因过于关注工业生产力发展而忽视环境保护所形成的粗犷发展模式，使得我国生态环境遭受了严重的破坏，严重危及我国人民的身体健康。环境污染问题的日益严峻让人们心中的环保意识逐渐深化。在新形势下，一种新型对煤的利用方式–煤气化工艺，迅速的发展起来并得到广泛的普及应用。在煤气化过程中，凭借煤和氧气发生化学反应产生的热量足以为气化反应供能，燃烧部分煤炭获得热量并集聚在气化炉中，通入水蒸气进行分解反应，与煤炭不完全氧化并生成含有大量氢气、一氧化碳的合成气体，达到煤气化反应目的。

2 煤气化工艺介绍

2.1 固定床气化

通常，固定床气化的操作温度为 800～1 000℃，操作压力最高可达4MPa，常以直径在6～50mm 的煤粒作为气化原料。固定床的气化炉内气体流速缓慢，煤粒在炉内的停留时间最长可达1.5h，在气化过程中趋于静止。固定床气化对煤种活性、灰熔点及热稳定性要求相对较高且炉型较小、气化能力较弱，主要针对于以褐煤及次烟煤为原料产生以甲烷为主的合成气。

2.2 流化床气化

通常，流化床气化工艺的操作温度为800～1000℃，操作压力从常压到2.5MPa，常采用6mm 左右的煤粒作为气化原料。流化床气化工艺的炉内温度分布十分均匀且气化介质流速较快，煤粒在气化过程中停留数分钟并始终处于悬浮状态，气化介质之间保持相对运动状态。流化床气化工艺对原料煤种的活性、灰熔点要求相对较高。其代表工艺有常压温克勒炉、HTW、KRW等工艺。

2.3 气流床气化

气流床工艺是煤气化工业中最为重要的工艺之一，气流床气化的操作温度为 1 300～1 700℃，操作压力从最高可达6.5MPa，炉内气体流速极大使得煤粒在固定床气化过程中与气流呈同向运动，且全过程仅在炉内停留数秒钟。气流床气化工艺对煤种不高，有很强的适应性。其最典型的代表工艺即为壳牌粉煤气化工艺与德士古水煤浆气化工艺：德士古公司在利用天然气及重油、渣油为原料进行合成气的生产的基础上研发出了水煤浆气化技术。水煤浆气化工艺采用浓度60%左右的水煤浆为原料，除褐煤不能作为原料外还要求煤中灰分含量要求不超过20%，产生的合成气中有效成分含量可达80% 以上 ；壳牌公司在渣油气化技术的基础上研发出了一种先进的、独具特色的洁净煤气化技术。

3 煤气化工艺清洁生产

3.1 灰水系统

在气流床气化工艺的生产过程中，灰水系统蒸汽是其主要废气来源。在生产中采用汽提塔提升的方式在进行工段转换的同时灰水系统的蒸汽进行进一步的收集处理。

3.2 加压固定床鲁奇炉废气

加压固定床鲁奇炉气化过程中所产生的废气包含有很多有毒有害的有机物，焦油含量较高，且含有氨、氰等有害物质。在对这些污染物质进行处理时，目前通常采用办法是通过对废气中的酚、氨等物质进行回收，加之汽水分离的方式将焦油、氰等有害物质进行分离，将其作为冷却水的一部分并最终输送到污水处理站进行处理。

3.3 固定床气化工艺废气处理

固定床气化工艺中存在大量的废气排放，其主要是煤气水处理汽提气、煤气水分离膨胀气、及一些泄压排气等。对于固定床气化废气，普遍采用氮气吹出及气柜收集的方法进行有效处理

4 环境保护分析

我国煤炭资源储量丰富，必将继续长期作为我国工业及电力行业的主要原料来源。对于煤化工造成的环境污染，仅仅依靠治理措施是远远不够的，是治标不治本的权宜之计。最主要的策略还是对煤炭产业优化升级，以先进的技术为动力促进煤炭产业的转型与结构调整。同时，应提高煤气化工艺对原料的适应性，使其能良好的适用于高水、高硫等品质较差的煤种，解决品质差煤炭的利用难题。提高煤气化利用率，可以有效减少煤化工过程中对煤炭资源的消耗，实现绿色生产的同时降低企业的生产运营成本。

5 结束语

对于煤气化造成的环境污染，除了制定相关治理措施外，最重要的还是对煤炭产业优化升级，以先进的技术为动力促进煤炭产业的转型与结构调整。对现有的三种煤气化工艺进行升级改进，实现煤气化工艺的清洁生产，助力我国可持续发展战略的实施。

[1] 郭森，周学双，杜啸岩 .煤气化工艺清洁生产及环境保护分析 [J].煤化工，2008，（06）：13-16.

[2] 高 海 庆 . 煤 气 化 工 艺 清 洁 生 产 及 环 境 保 护 分 析 [J].化 工 管 理，2016，（03）：217-219.

Clean Production and Environmental Protection Analysis of Coal Gasification Process

Liu Zhi-na

At present，China’s energy structure in the coal-fueled coal-fired power generation is still occupying a large proportion，relying solely on the utilization of coal combustion is extremely low，which is undoubtedly a great waste of coal resources，triggering the industry Research and Discussion on Increasing Coal Utilization Eff i ciency.In this context，the coal gasif i cation process gradually mature，began a wide range of popularization.This paper gives a brief overview of the current common coal gasification process and analyzes the clean production and environmental protection measures in the coal gasif i cation process.

environmental protection ；coal gasif i cation process ；clean production ；analysis

TQ546

：B

：1003–6490（2017）07–0017–01

2017–05–15

刘志娜（1987—），女，吉林农安人，助理工程师，主要从事工业分析与检验工作。