煤化工氣化工藝發展現狀及問題研究

王相令 焦志強

（河南心連心化肥有限公司 河南新鄉 453731）

煤化工氣化工藝發展現狀及問題研究

王相令 焦志強

（河南心連心化肥有限公司 河南新鄉 453731）

我國新型煤化工技術具有涉及涵蓋的領域比較的廣泛、投資金額巨大、技術含量比較高等特點，所以，我們必須支持煤化工企業電聯產業、余熱余能的開發研究項目，進而節約能源、降低資源的浪費，減少環境污染。本文在簡要分析我國煤化工工藝發展現狀的基礎上，有對于其中出現的問題提出了建設性的意見與措施，希望可以給相關的專業人士提供理論上的指導與實踐上的借鑒參考。

煤化工工藝；發展現狀；問題對策；探究

1 我國煤化工氣化工藝的發展現狀

近年來，雖然我國的煤化工氣化工藝在經濟與科學技術的發展下得到了長足的進步，但是因為我國現代煤化工工藝技術仍然處于一種低端建設階段，仍然需要在煤氣化技術方面做出持續不懈的努力。其突出的特點就是資源利用率相比于傳統的煤化工較高、裝置規模較大、技術集成度高等，在早期的發展階段，我國就研發出許多煤氣化工藝技術，實現工業化的煤氣化技術的有碎煤加壓氣化、水煤泵氣化以及干粉壓氣化等技術的研發和使用。我國的煤化工技術是由傳統向世界先進的粉煤加氣化工藝過度的，與此同時，我國自主創新的新型煤氣化技術得到快速的發展進步，受到了社會煤化工界的一致好評。我國煤化工氣化工藝的發展現狀需要隨著時代的發展與時俱進、開拓創新。

2 我國煤化工氣化工藝的發展方向

我國煤化工氣化工藝的發展方向在經濟社會與信息技術瞬息萬變的背景之下呈現出轉型，而科學合理的煤氣化工藝的選擇也應該依據具體詳細的煤種和服務對象而定。因為IGCC和化工是大眾的服務對象，加上我國絕大部分的煤資源是低變質煙煤與褐煤，而且灰熔融性也普遍呈現出比較高的特性。我國煤化工氣化工藝的發展方向與煤氣化工藝原則應遵循的原則緊密相關，煤氣化工藝的選擇在排除固定床工藝后，加壓氣流床和流化床就成為優化工藝。煤氣化工藝的選擇應當嚴格按照以下原則進行執行：①氣化強度要比較高，要能夠達到裝置大型化及過程自動化的要求；②要遵循零污染與低污染、氣化效率要高及氧煤單耗要低的原則，而氣化效率又涵蓋冷煤氣效率、含碳轉化率及有效氣含量等；③對于粒度煤適應性要強，綜合考慮先進性、氣化爐裝置能力、可靠性、煤質及煤氣用量和用途等。

3 我國煤化工氣化工藝技術

3.1 流化床氣化與氣流床氣化

氣流床氣化中干粉進料與水煤漿進料是普遍利用的。干粉進料的氣化技術在國內外已經成功運行多年，但是當前主要使用生物質為原料等，干粉技術的優缺點將隨著經濟與信息技術的發展而逐步得到驗證，其與水煤漿進料之間的爭端也會有進一步的進展與結果。該技術的突出問題是氣化爐是否需要備用，結合當前我國的實際情況可知，增設一臺備用爐或單臺采用80%負荷運行是解決此問題的辦法。聚焦的熱點之一是煤氣冷卻使用廢鍋還是激冷流程，飛灰處理相對簡單、使用設備多、循環冷卻水量小、電耗高與投資高的特點。

流化床氣化中加壓流化床和常壓流化床是常用技術。伴隨著加壓流化床氣化技術的成熟，在中小規模煤化工廠、甚至是大型化工廠中將得到廣泛的應用。常壓流化床主要用于生產燃料氣和合成氨等，此外當前使用的除塵和水洗凈化工藝有待進一步的改進。因為流化床氣化適宜的煤種和反應性高的次煙煤儲量大，使用含水量粉煤對于煤的灰分含量不是非常敏感，此外，預計將來在生物質氣化或是垃圾處理方面將是新的增長點。流化床氣化與氣流床氣化是我國煤化工氣化工藝運用的主要技術，希望可以得到不斷的創新與改革，促進工業的發展進步。

3.2 固定床（移動床）氣化技術

固定床氣化技術主要包括加壓固定床氣化與常壓固定床氣化。一方面，加壓固定床氣化技術是最成熟的以及是在世界應用最多的加壓氣化技術。加壓固定床氣化中常用的是液態排渣的BGL氣化技術，而目前國外把此技術廣泛應用于處理煤和生物質共氣化或者是應用于聯合發電，我國的某些地區實驗爐也取得了初步的成功，這種技術的典型特點就是水蒸氣的消耗量比較的低，耗氧量比較的高，可以使用粒度小的煤，進而達到降低環境污染與減少環保處理費用的目標。加壓固定床魯奇爐使用碎塊煤既是優點也是缺點，優點是含水量高的煤無需干燥就能直接利用，使得磨煤和干燥費用在一定程度上降低了，缺點是原煤供應問題。

另一方面，就是常壓固定床氣化技術，它主要利用于中小化肥廠，中國合成氨產量的2/3是其生產的，可是這種爐型已經被發改委列為非鼓勵技術。它也是在中國使用量較多的氣化爐爐型，在某些煤氣用量少而可以確保塊煤供應的情況下使用的，近年來，環保要求的日益嚴格及對產品質量要求的提高，使得常壓固定床氣化技術得到了改革創新，在取代直接燃煤、燃油、減少污染物排放等方面扮演著重要的作用。面對我國多元化及規模龐大的中國市場需求，每一種先進的氣化技術都有其生存發展的空間與理由，所以煤化工氣化技術的選擇要綜合考慮氣化爐的裝置能力等，促進煤化工氣化工藝的進步。

4 我國煤氣化工藝技術流程以及問題特點

水煤漿氣流床氣化技術在氣化原料上的應用比較的廣泛，但是在技術隱患方面，相對于干粉進料，水煤進料具有更加的安全可靠及更易于控制等優勢，它在氣化過程當中，污染更小而且環保性能也比較好。該工藝技術流程具有可操作彈性大、簡單方便快捷、運轉效率高等一系列優點?？梢蕴岣攮h境保護力度和降低大氣層的破壞。煤氣化的主要用途是用于生產燃料煤氣，通過各種不同的氣化方法來滿足化學鋼鐵工業、發電公司以及市民用途的廣泛運用，它也是一個極為復雜的化學反應以及物理反應的一種過程。水煤氣流氣化的噴嘴使用壽命比較短與爐內耐火磚侵蝕現象嚴重是較為突出且迫待解決的問題，它們不僅使得生產成本急劇增加，還對于生產運行產生較重的負荷，這些都需要引起相關專業人員的注意。總體來說，水煤漿氣化技術較之其他技術有著明顯的優勢，要注重其含水量不能過高，避免造成耗煤、耗氧的嚴重資源浪費現象。

5 煤氣化工藝技術的對策研究

①利用粉煤氣流床代替固定床是氣化工藝的必然趨勢，它主要是適應現代采煤成塊率低的主要現狀；②煤化工行業對我國產生的環境影響是巨大的，因為它是一個資金密集、資源密集、技術密集的大型基礎產業，因此，煤氣化工藝應該本著環境友好型的方向進行發展，朝著環境并存與協調經濟的發展模式轉換，這對于煤化工技術的發展將是一個不小的挑戰，也對國內科研研究單位提出了更高的要求；③從國內外煤氣化工藝的發展趨勢來看，氧氣氣化必然取代空氣氣化，而在中國還是以煤氣化為主力爐型，它的產量占到煤質合成氣的八成以上，可以更好的提高煤氣化工藝水平，促進經濟的增長與環境的保護。

6 結束語

綜上所述，天然氣與石油的日益減少使得煤化工工藝技術逐漸涌現出來，它可以解決我國煤炭資源的利用、煤炭的綜合利用、發展煤化工行業等做出巨大的貢獻，不僅使新型煤化產業鏈得以開發利用，還給社會和國家帶來最大化的經濟效益。結合我國的實際情況可知，煤氣化在我國的煤化工工業當中占有非常重要的地位，它主要是用于對生產城市煤氣、各種工業燃料氣體和合成氣的運用。但是伴隨著世界經濟的迅猛發展與快速進步，煤化工工藝技術也逐步被其他的天然綠色新能源所取代，所以要進一步致力于技術的研發與運作上，促進經濟的繁榮。

[1]周俊虎，匡建平，周志軍.中國煤氣化工藝技術的現狀與發展[J].中國電機工程學報，2013（04）：134～135.

[2]張述偉，管鳳寶，吳德民.城市煤氣低溫甲醛洗凈化工藝模擬與改造研究[J].化學工業與工程技術，2012（11）：256～257.

[3]張榮光，潘連生，宋學平.煤化工的發展要認真轉變增長方式[J].科技情報開發與經濟，2014（21）：289～290.

TQ546

A

1004-7344（2016）05-0243-02

2016-2-5

王相令（1987-），男，助理工程師，本科，畢業于華北水利水電大學，工業工程專業。

焦志強（1988-），男，助理工程師，本科，畢業于新鄉學院，化學工程與工藝專業。