煤氣化對(duì)煤原料操作方法探討

崔永亮 張路

摘 要：考慮到我國煤炭資源相對(duì)豐富，而且隨著采煤技術(shù)的發(fā)展以及選煤技術(shù)的提高，煤炭成本相對(duì)低廉，煤炭作為大分子廉價(jià)資源，是最為合適的轉(zhuǎn)化原材料。利用逐步發(fā)展的煤氣化技術(shù)，將廉價(jià)的煤炭經(jīng)過相對(duì)成熟的煤轉(zhuǎn)化技術(shù)，轉(zhuǎn)化為需要的各種化工原料以及可供利用的能源，提高了能源的利用效率，降低了顆粒物的排放，一定程度上可以減輕環(huán)境壓力，而且緩解石油危機(jī)。煤氣化無疑是未來發(fā)展的趨勢(shì)

關(guān)鍵詞：氣化爐儀表；應(yīng)用；注意要點(diǎn)

前言

所謂煤氣化技術(shù)實(shí)際上就是將焦炭、煤等原料在高溫高壓的情況下與氣化劑反應(yīng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為氣體產(chǎn)物的過程。這個(gè)過程中獲取的產(chǎn)品主要包括水蒸氣、空氣等多種氣體的混合氣，其反應(yīng)過程包括了多種類型的化學(xué)反應(yīng)。根據(jù)所使用的原料不同，可以劃分為水煤氣、空氣煤氣以及半水煤氣等等。通過煤氣化技術(shù)處理，可以獲得生產(chǎn)生活中重要的煤氣能源，也可以作為合成氣體的原材料，是目前我國煤化工領(lǐng)域重要的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑之一。

1 氣化爐的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 加壓魯奇爐

加壓魯奇爐的應(yīng)用范圍相對(duì)較廣，技術(shù)較為成熟，可以處理多種性質(zhì)的原料煤，主要有高灰分煤和一定黏性的煤，有效提高了原料煤的利用效率。但這種氣化爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，設(shè)有較多的煤分布器，因此，在使用和維修的過程中，加壓魯奇爐的經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)較高。另外，加壓魯奇爐對(duì)煤原料的處理工藝較為復(fù)雜，污水處理效率高，煤原料燃燒產(chǎn)物對(duì)周圍環(huán)境污染較小。

1.2 灰熔聚流化床

粉煤氣化技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的流化床技術(shù)來說，灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)更為先進(jìn)，在灰熔聚流化床設(shè)備中，設(shè)有局部高溫區(qū)，可在短時(shí)間內(nèi)將流化床設(shè)備內(nèi)的溫度提高至1200℃，這樣一來，煤原料可以迅速氣化成煙。在后續(xù)的工藝流程中，工作人員可以直接將煤原料燃燒生成的灰熔聚顆粒物分離出來，減少污染氣體的排放，有利于可持續(xù)發(fā)展。

1.3 Texaco水煤漿氣化工藝

在Texaco水煤漿氣化工藝流程中，氧氣為氣化劑，中心火焰溫度最高可達(dá)1000℃。這種氣化工藝的反應(yīng)速度相對(duì)較快，可以在短時(shí)間內(nèi)處理大量煤原料，提高煤原料的利用率，同時(shí)，Texaco水煤漿氣化工藝設(shè)備較為簡(jiǎn)單，方便操作。通過使用Texaco水煤漿氣化工藝技術(shù)，煤燃燒生成的廢氣可以有效轉(zhuǎn)化為合成氣，減少了燃燒物中有害物質(zhì)的含量。但是，這種工藝的控制技術(shù)要求較高，會(huì)造成能源的部分浪費(fèi)，適用范圍相對(duì)較窄，當(dāng)前，國內(nèi)很多煤原料都不能使用Texaco水煤漿氣化工藝技術(shù)。

1.4 GSP加壓氣流床氣化技術(shù)

GSP加壓氣流床氣化技術(shù)是一種全新的煤氣化技術(shù)，它集合了多種氣化爐的優(yōu)點(diǎn)，有效提高了煤原料的利用效率，推動(dòng)了氣化爐可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程。但從整體上來看，GSP加壓氣流床氣化技術(shù)依然存在一定的問題和不足，例如，這種氣化技術(shù)的工藝流程較為復(fù)雜，所涉及到的工藝環(huán)節(jié)相對(duì)較多，在處理煤原料的過程中很容易出現(xiàn)原料堵塞等問題，不利于煤原料的正常輸送。

2 氣化技術(shù)對(duì)煤種的適應(yīng)性

整體上說，各種煤都可以氣化，只是不同的氣化爐和氣化工藝對(duì)煤種的要求不用。

2.1 褐煤

褐煤由于其比較年輕，含氧官能團(tuán)較多，吸水性較強(qiáng)，去除其內(nèi)部水分相對(duì)困難，且在干燥之后，放到空氣中，又容易吸濕，所以對(duì)褐煤進(jìn)行脫水，其經(jīng)濟(jì)性是首要問題。但若想制取水煤漿，保證其炭含量，就必須進(jìn)行配煤，將含碳量高的優(yōu)質(zhì)煤種和含水量高的褐煤混合，使其達(dá)到制備水煤漿的各種要求。

2.2 高灰高硫煤

高灰高硫煤的利用，一直是選煤界的熱點(diǎn)。氣流床原料煤的灰分一般要求為15%，因?yàn)榛曳诌^高能量的消耗將增大，煤氣化的經(jīng)濟(jì)性很難保證。原料煤含硫量過大，管道和設(shè)備容易被腐蝕，且污水處理困難，成本費(fèi)增高。固定床和流化床對(duì)煤的灰分沒有太多的要求，研究更好的脫灰脫硫技術(shù)，不僅是煤氣化技術(shù)的要求，也是環(huán)境保護(hù)這個(gè)大環(huán)境下對(duì)煤炭行業(yè)的挑戰(zhàn)。

2.3 高灰熔融性溫度煤

對(duì)于粘結(jié)性較差的高灰熔融性溫度的煤，很難采用液態(tài)排渣的方法，而且對(duì)于氣化爐的耐高溫特性要求將會(huì)更高，需要采用耐火磚等材料。或者，采用添加助熔劑的方法，使其融熔點(diǎn)降低，才能滿足經(jīng)濟(jì)上的要求。2.4配煤氣化受煉焦配煤與動(dòng)力配煤的啟發(fā)，氣化也可以利用配煤技術(shù)。利用各種煤某一方面的優(yōu)良特性，將不同的煤種加以混合，使其達(dá)到灰分、硫分、灰熔融點(diǎn)等各種指標(biāo)要求，既降低了經(jīng)濟(jì)性要求，又可以充分利用各種煤種，適應(yīng)于當(dāng)?shù)氐氖袌?chǎng)，提高經(jīng)濟(jì)性。

3 煤化工氣化工藝的設(shè)備和關(guān)鍵技術(shù)

3.1 GE水煤漿加壓氣化技術(shù)

水煤漿加壓氣化技術(shù)在煤炭化工行業(yè)中應(yīng)用廣泛。可以制備出的碳化合物包括：烯烴、甲醇和合成氨等物質(zhì)。根據(jù)中國煤的品質(zhì)特點(diǎn)，我國自行研發(fā)了關(guān)于水煤漿的控制生產(chǎn)公式，提升了我國水煤漿的生產(chǎn)效率。水煤漿的加壓氣化技術(shù)使用相對(duì)簡(jiǎn)單，具有廣泛的適用性，是現(xiàn)在煤化工氣化工藝中較為成熟的技術(shù)。

3.2 GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)

GSP被稱為“黑水泵氣化技術(shù)”，是德國研制的一種煤炭氣化工藝。干煤粉是通過對(duì)原煤進(jìn)行充分的研磨后去掉其中雜質(zhì)得到的干燥的粉狀原煤。通過對(duì)煤粉的加熱過程實(shí)現(xiàn)對(duì)原煤的氣化，通過水冷壁的冷卻得到氣化煤氣。GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)目前應(yīng)用比較少，具有操作彈性大、操作方便、污染排放小，同時(shí)維護(hù)費(fèi)用較低的特點(diǎn)。

3.3 常壓固定床富氧連續(xù)氣化技術(shù)

連續(xù)氣化極大地提升了間歇?dú)饣^程的生產(chǎn)效率，節(jié)省了生產(chǎn)成本，減少了對(duì)設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用及環(huán)境污染，一般采用顆粒較小的原煤進(jìn)行加工處理。

4 結(jié)束語

我國煤氣化工業(yè)中的煤氣化技術(shù)和氣化爐實(shí)際使用的狀況是復(fù)雜的，并且是廣泛使用的。面對(duì)眾多的煤氣化方式，企業(yè)通常會(huì)根據(jù)實(shí)際的情況去考慮使用哪一種技術(shù)，企業(yè)所處的地區(qū)有多少原料煤，原料煤的種類、可實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求、合成氣的用途包括企業(yè)的資金等等都是需要考慮的內(nèi)容。不僅要做到實(shí)現(xiàn)企業(yè)的最大化利潤，同時(shí)也要保證生產(chǎn)復(fù)合國家的標(biāo)準(zhǔn)要求，做到環(huán)保綠色生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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