煤气化工艺清洁生产及环境保护研究

邹东

摘   要：文章探讨了3种不同的煤气化工艺，并对其清洁生产能力以及环境保护状况进行了分析。企业在选用煤气化技术的过程中，不但要考虑煤炭资源的状况以及生产能力，而且还要考虑本地的环境承载能力，注重对污染物的有效控制，进而实现清洁生产的目标。

关键词：煤气化;清洁生产;环境保护

清洁生产指的是在生产时应用不同的技术以及工艺，在提高劳动生产率的同时减少对环境的污染，从而实现节能减排的效果，达到经济和环境的协调发展。煤气化是煤化工的龙头产业，为下游行业提供各种原料，因而，使用先进性和清洁型的工艺对这一行业的可持续发展具有关键作用，同时对我国建设环境友好型社会亦具有重要意义。

1    固定床气化工艺

通常而言，这一工艺主要使用颗粒直径为6～50 mm的碎煤作为原料，气化剂则一般使用纯氧或水蒸气。在生产过程中，这一工艺可以分为两种类型：间歇性气化工艺以及连续性气化工艺。前者操作较为单一且能源消耗过大，已逐渐被淘汰。后者与前者相比，其耗氧率较低，且生产能力较高，即使使用劣质煤亦能够实现气化效果[1]。

清洁生产这一方面应用固定床气化工艺存在下列两个问题：（1）生产中产生大量废气，但人们能够应用气柜收集的手段对此进行处理，对废气再次利用，从而实现对环境的保护。（2）煤气化所排放出的废气中包括焦油、氨、氰等物质，当前尚无较好的处理方式。尽管在实践中业已使用了酚、氨回收和水气分离等手段把上述物质加以分离，并送至专门的处理中心，但因为此类物质的处理工艺较为复杂，需要付出较高成本，因而，在生产实践中操作难度较大。

目前，在生产中所使用的炉型包括美国联合气体改进公司（United Gas Improvement Company，UGI）煤气化炉、鲁奇煤气化炉等，从此类产品的特征可以分析，固定床气化的清洁生产能力及其对环境所产生的影响[2]。例如，UGI煤气化炉所使用的原料以无烟煤与焦炭为主，能制备空气煤气、半水煤气以及水煤气，优点在于能够应用各种方式开展煤气化生产，环境适应性较强。而且，煤气化炉的上部使用了耐火设计，下部设置了水夹套对热量加以吸收，其清洁生产能力能够满足目前一般企业的要求。这一工艺对原料煤种的要求通常较高，对生态的负面影响并不严重，但是使用的范围不广。

2    气流床气化工艺

气流床气化工艺采用纯氧为氧 化剂，在一定温度环境中实现煤气化，去除焦油、酚等物质，其有效气体所占比例要高于其他工艺。这一工艺最重要的优点在于合成的气体具有较高的质量，技术灵活，而且拥有较高的生产能力。不过，这一工艺也存在一定缺陷。在应用时，如果要在最大程度上挖掘其生产潜力，就必须使用助溶剂，这就会提升生产成本[3]。

从清洁生产能力而言，这一技术产生的废水包括急冷水、洗涤塔洗涤水、细渣水等，因为气化稳定以及压力较高，废水和废气中焦油、氰化物等物质含量极低，所以就能够使用投加絮凝剂的手段进行沉降和过滤，实现水资源的回收和利用。因此，这一技术是当前煤气化领域最理想的清洁生产工艺。目前在实践中采用这一工艺的煤气化炉主要有K-T炉以及德士古气化炉。前者技术相对成熟，结构较为简单，而且生产能力高，蒸汽用量较小，因而得到各个企业的重视。但也要注意到，这种炉型存在能源消耗较大、灰飞不易处理的缺陷，因而难以达到节能减排的要求。

3    流化床气化工艺

流化床气化工艺在技术方面业已成熟，得到了我国大部分煤化工企业的应用。这一工艺使用6 mm左右的碎煤为原材料，将硫化介质作为气化剂。在生产过程中，炉内的温度较为均衡。其优点主要在于，气化时使用细颗粒粉煤，能够有效利用先进的采煤技术获得原料，在同一温度下对原料进行干馏以及气化，由于干馏温度较高，煤气中的焦油、酚含量处于极低水平，因而排出的废水对环境产生的不良影响较小。

这一工艺的缺陷：（1）由于气化的稳定性不高，这一工艺需要应用活性较高的煤炭，不易提高煤气的产量以及碳转化率。（2）所需要的气化炉设备体积庞大。因为流化床上部固体物料呈现悬浮状态，运动的范围较另外两种工艺要大得多。（3）在生产时会受到较为严重的热损失，由于炉床温度分布均衡，造成煤气温度与炉床温度相同，会带走较多的热量，因而产生热损失。（4）生产的煤气质量不高，其二氧化碳成分的比例较高。

4    结语

目前，在生产领域中，煤气化主要有3种不同的气化方式，对原料的质量以及设施的需要都存在差异，生产过程中也会对环境造成不同程度的影响。在明确煤气化应使用的工艺时，不但要认识到经济上投入和产出的因素，而且还要分析本地生态环境的承受能力。比如，在水资源较为稀缺的地方，就不应使用废水排放量较大的技术。随着煤气化技术的进一步发展，对清洁生产和环境保护的要求进一步提升，因此，我國企业应当充分重视技术应用中的环境保护问题。

[参考文献]

[1]李显辉.浅谈煤气化工艺清洁生产及环境保护[J].石河子科技，2018（2）：55-57.

[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（3）：217.

[3]任勍生.清洁生产中工艺及设备改进方法的探讨[J].图书情报导刊，2007（11）：279-280.