现代煤化工项目煤气化技术运用分析

宋亚明

摘要：由于社会的发展，我国的经济水平提升，人们的生活质量也随之不断提升。以往人们对于煤炭的应用方式比较粗放，普遍为直接使用，但随着时代的发展，社会煤炭需求量飙升，导致煤炭用量大幅增长，带来了巨大的资源压力，同时煤炭用量增长也造成了比较严重的污染。在这种情况下，人们意识到以往煤炭应用方式存在缺陷，煤炭资源利用率较低，且存在较严重污染。煤气化技术可以将煤炭资源气化后使用，大幅提升了煤炭资源利用率，也有效控制了污染问题。主要论述了煤气化技术的基本原理与常见形式，后提出技术运用的基本要求，最终结合案例对该项技术的运用方法、效果进行论述。

关键词：煤化工项目;煤炭;煤气化技术

引言

在我国现阶段，甲醇与合成氨工业的发展已经相对成熟，二者在实际生产过程中所使用的能源主要为煤、焦炉气与天然气。但由于我国的能源特点主要表现为缺油少气，煤炭资源较为丰富，这就在一定程度上决定了煤在我国合成氨与甲醇工业原料中的主导地位。目前，煤气化炉的类型主要有3种，分别为流化床、固定床与气流床。而针对不同的炉型，又有着多种造气方式之分，例如，灰熔聚、恩德炉等。而在具体应用中，不同的煤气化技术，其工艺特点与实际应用情况也有很大的不同。

1气化技术概述

煤炭气化主要是指煤炭经过适当处理，在一定的压力和温度下通过氧化剂转化为气体后脱硫脱碳所产生的一氧化碳气。在19世纪50年代，德国的西门子兄弟发明了一种叫做德士古气化炉的炉具，它是第一个使用煤块生产煤气的炉。后来，中国相继引进了这种高新技术。20世纪90年代，鲁南化肥厂开发生产了1：1的四气化炉，拥有自主研发的国家知识产权。目前该先进技术在我国多种化肥工业中得到广泛应用，并取得了较好的社会效益和经济效益。煤炭洁净电化处理工程技术及其应用，可有效地实现我国煤炭资源的清洁高效综合利用。根据2005年中国石油气化设备制造技术的分类，目前我国气化床主要有三种类型：固定床、气流床和流化床架。至于炉型的使用，可细分为炉内炉、德士古炉灰炉、间歇气化炉。

2我国主要的煤气化技术

2.1流化床气化

流化床气化是一种对煤炭进行加温，促使煤炭处于沸腾状态，同时施于沸腾状态煤炭上升气流，这样气流就会带走煤炭在沸腾过程中产生的煤炭颗粒，最终完成煤气生产。流化床气化的技术特点在于煤炭颗粒与气化剂在空间底部会聚集，并保持流运动状态，这样能更好地进行固体排渣，这一特点来源于流化床气化气化炉的锥形结构，比较常见的气化炉为常压Winkler炉、加压HTW炉。两大气化炉的具体内容如下。①常压Winkler炉，该气化炉主要可以应用于高活性煤炭的煤气生产中，应用时需要以氧气、蒸汽作为氧化剂，结合流化床的沸腾作用实现煤炭气化。②加压HTW炉，该气化炉是在常压Winkler炉开发而出的，因此基本特征与前者无异，但区别在于加压HTW炉应用中的温度更高，同时还会给内部空间施加压力，因此具有更高的生产效率，还可以降低能耗。

2.2固定床技术

调查数据显示，我国现阶段所生产的合成氨化工产品当中，大约有70%以上的产品均是选择固定床技术进行生产与加工的。同时，固定床技术也是我国应用最早、应用范围最广的一种煤气化技术。该项技术通过大约30年的技术创新与改建，在当前背景下已经具备了较为完整的技术体系，并且已经拥有了自主产权，可以在生产工艺、产品回收以及设备制造等多个环节实现国产自动化。对固定床技术的原理进行分析可知，该项技术主要是借助固定层间歇气化早期系统，待粗煤气在气化炉内形成之后，再使用固定床技术来对粗煤气进行提取、净化与回收。而近年来，固定床技术通过多年的发展，也延伸出了较多的工艺分支，例如，水煤气与干煤气等。在实际应用期间，由于固定床技术对于环境的依赖程度并不高，因此，可以安装应用于大部分的煤化工企业。固定床技术的主要特点就是应用了间歇制气机制，因此，无需使用專业的气化剂，对于环境的依赖性不大。但其缺点也是较为明显的，突出表现为对于碳的利用程度较低，因此，转化率较低，而平均的煤气发生率只能够达到20%左右。由此可知，固定床技术是十分不适合应用于各种规模较大的煤化工企业的具体生产过程当中。与此同时，在原材料的选择方面，固定床技术也表现得较为苛刻。这主要是因为应用固定床技术进行生产的操作，均要选择无烟煤当作生产原料，这不仅会大大增加预处理环节的成本支出，同时，也会增加不必要的工艺处理流程。并且也能够理解为，后期条件的宽松，主要是来源于前期预处理条件的严苛。

2.3Shell气流床煤气化技术

此技术是一项非常先进的煤气化技术，也可以说是第二代气化技术。加压煤泥浆气化过程，如美国德士古公司使用的方法和荷兰壳牌公司的粉煤，都是这种技术的典型例子。气化炉由于氧气消耗强度增大，熔渣堆积失去对冷壁的有效保护而产生气化炉与其他有关加热设备一样腐蚀严重的问题;另外一些就是未经干燥的煤粉因为气化炉在燃灰中所带出的碳量较多，容易损坏导致产生大量合成气体的冷却器从而产生灰渣玷污、沉积以及灰渣堵塞，如陶瓷炉的过滤器，灰渣的含量过高，反性差的干煤粉会使得气化飞灰中的含碳量大大增加，磨粉循环系统与大型燃灰循环系统间的负荷差距增大等等问题。尽管该项工程技术就现在来看，还远远无法在煤气工业应用领域进行大规模深入推广与使用，然而该项工程技术仍然具有使用不受环境限制、超高使用温度、高压的煤气化和低压等很多新的优点，这也是今后我国煤气化工程技术产业发展的主要研究方向与发展趋势。

结语

煤化工废水处理技术对促进我国现代工业洁净能源的高效供应和管理具有重要意义。但是，我国的绿色煤炭产业发展仍然面临着能源总体经济增速放缓、绿色能源消费市场需求旺盛等社会多方面的复杂问题，这必然要求各级政府和主管部门加强对煤化工技术产业的政策支持，促进生产技术和设备的升级。

参考文献

[1]王殿生.大型煤气化技术的研究与发展[J].化工设计通讯，2018，44（2）：11

[2]汪寿建.现代煤气化技术发展趋势及应用综述[J].化工进展，2016，35（3）：653-664