煤气化工艺清洁生产与环境保护研究

王大玮

(同煤广发化学工业有限公，山西 大同 037000)

1 常见的煤气化工艺

1.1 固定床气化

固定床气化过程涉及到的参数内容如表1所示。

表1 固定床气化涉及到参数

固定床气化炉内在实际作业过程中，气体的流速相对比较缓慢，煤粒在炉内可以长时间停留，最长能够停留约90 min，整个气化过程中，煤粒都处于静止状态。在煤气化过程中，采用固定床气化，对煤种活性、热稳定性、灰熔点等各项内容都有着很高的要求，并且采用的炉型较小，因此实际气化过程中，气化能力相对比较弱。该方式具体应用主要针对次烟煤、褐煤，生产的合成器以甲烷为主[1]。

1.2 流化床气化

流化床气化过程涉及到的参数内容如表2所示。

表2 流化床气化过程涉及到的参数

流化床气化工艺的炉内温度处于一个相对比较均匀的状态，并且炉内气化介质的流速相对比较缓慢，在整个气化过程中，煤粒会停留几分钟，并且在该过程中煤粒始终都处于悬浮状态，气化介质之间则会保持相对运动[2]。采用该工艺时，需要工作人员注意的是，该方式对于原煤的灰熔点、活性都有较高要求，如果原煤的性能达不到要求，采用该工艺则无法达到理想的应用效果。

1.3 气流床气化

气流床工艺与固定床气化和流化床气化两种工艺相比，其操作温度更高，达到了1 300 ℃～1 700 ℃，同时，实际作业过程中采用的操作压力也更大，最高可达到6.5 MPa，实际作业过程中，炉内气体的流速较大，这会导致炉内的煤粒会随着气流方向移动，整个气化过程中，煤粒会在炉内停留数秒。该工艺在具体应用过程中对于煤种的要求较低，因此适应性强[3]。壳牌气化炉是目前有着比较广泛的应用，其在具体应用过程中工作原理就是在高温、高压环境下，将氧气、少量蒸汽、粉煤进行加压，将其输送到气化炉内，快速完成升温、挥发，然后经过一系列的反应，实现煤气化。壳牌气化炉在具体应用过程中具有不错的环境效益。

通过上文分析，可以发现，固定床气化和流化气化床在应用过程中都具有一定的局限性，气流床气化的实用性更强，并且随着人们对该项技术研究的不断深入，其技术将会变得更加成熟，在应用过程中具有不错的环境效益。

2 煤气化工艺清洁生的具体优点

2.1 环境效益好

煤气化工艺生产期间，不会产生大量的污染物，也不会对环境造成较为严重的破坏，符合我国煤气化生产期间在绿色化和清洁化两个方面的具体要求。煤气化清洁生中，排放的废气很少，完成相应的生产工作后，残渣中的含碳量很低，这种煤渣可以被应用在水泥等建筑材料中以实现了对资源的全面利用。

2.2 适用范围广

多数煤炭原材料都可以通过气化加工方式进行处理。煤气化工艺清洁生产对于煤炭原料的要求较低，因此，可以通过合理的加工对多数煤炭进行处理。从实际情况来看，无论煤炭的品质如何，都可以通过煤气化工艺对其进行处理，这也就使煤气化工艺在我国内得到了广泛应用与推广，并且也促进了我国煤炭行业的发展，满足我国在能源需求，以及环境保护方面的需求。

2.3 促进工艺可持续化发展

随着我国社会与经济的快速发展，人们对于能源的需求量不断增多。科学技术的快速发展推动了煤气化工艺技术发展，并且提高了生产清洁水平，同时，也可以使相应设备的清洁程度得到进一步提升，延长设备在具体应用该过程中的寿命[3]。此外，还可以使煤炭资源的利用效率在具体应用过程中得到进一步提高，以节省资源。煤气化清洁工艺在不断发展还可以促进我国环境保护工作的顺利进行，使相关企业在生产过程中能够养成一个良好环境保护习惯[4]。

3 做好煤气化工艺清洁生产与环境保护的合理措施

3.1 提升煤炭资源利用率

第一，不断加强对煤化工控制技术内容的深入研究。对于煤化工企业在日常生成过程中产生废水、废气，应当及时采取有效的措施完成对其进行科学处理，不得直接随意排放，以免对水环境和大气化境造成污染，破坏生态环境，对人们的健康造成威胁。

第二，对我国常用的煤炭要做好相应的分类工作，在实际生产过程中，应当对煤炭转化技术进行适当探索与操作，并依据我国煤炭品种具体类型，制定具有针对性的转化流程，实现对不同类品种煤的有效处理，从而使我国煤气化技术手段可以变得更加丰富，提高煤炭资源在具体应用过程中的转换率，减少煤炭资源浪费情况，提高经济效益[5]。

3.2 加强对煤层气和焦炉煤气的合理应用

煤气化工艺在具体应用过程中的核心目的就是使煤炭资源的使用率得到进一步提高，进而为我国的工业生产可以提供更加丰富的能源。例如，通过煤气化工艺可将煤炭资源转化为合成气或甲醇，提高能源的利用率，也可以将煤炭合成氨气、油气混合体，使我国煤气层的利用可以得到进一步深化。

3.3 深入研究煤气清洁工艺

我国煤气清洁工艺得发展过程中，还应当加强对以下几个问题的注意。

1) 对于煤气化工艺的选择，应当尽量选择更加清洁的工艺，例如固定床气化工艺，应当通过对技术的应用，将煤炭中存在的氨、硫等各种有害杂质提出，避免杂质生产污染物，对环境造成污染，从源头上减少各种污染物的排放量。

2) 煤气化期间，应当通过合理的方式加强对作业过程中压力和温度的有效控制，进而使应用的煤炭资源可以得到充分燃烧，实现对其的合理应用。在煤炭资源的利用过程中，如果煤炭资源燃烧不充分，经常会产生污染物和废气，因此，在煤炭燃烧过程中，对其温度进行控制也是煤炭气化清洁工艺中的一项重要内容[6]。

3) 设置回收废气和残渣装置，实现对生产过程中产生的残渣和废气的回收，以免废气和废渣直接排对环境造成严重污染，降低人们的生活质量。

3.4 加强对新技术应用的探索

不断对新技术的应用进行总结与探索，合理利用新技术。加大对生产中应用的旧设备改造，不断推行新技术，减少能源消耗量。同时，政府相关部门通过政策鼓励企业，使企业增加在设备研发和技术创新上的投入，尽快实现对新技术的应用。

3.5 保护环境的有效措施

煤炭作为主要能源，会对环境造成较为严重的污染，在实际生产过程中，要不断对我国的煤炭产业进行优化，以先进的科学技术作为动力，使我国煤气化工艺可以不断向前发展，减少煤气化过程中的资源浪费情况的发生，实现绿色生产。

4 结语

绿色是现代生产过程中的一项重要标准，同时也是现代环境日益恶化今天，人们必须要重视的一项课题。在煤气化过程中，为了使煤气化的生产效率能够得到进一步提高，最大程度减少该项作业引起的环境污染，以及能源浪费情况，煤气化工企业在日产生产过程中，要不断加强对技术、设备的研究，使煤气化的经济性能够得到进一步提高，促进企业的健康发展。