煤化工氣化工藝與機電設備的關鍵技術探析

郝亞雄

摘 要：眾所周知，我國屬于傳統能源生產大國，在能源結構中，煤占據著主要位置。在新經濟常態下，社會各個行業逐漸增強了對于能源的需求，盡管我國是資源大國，但在人口基數和經濟體量的影響下，依然需要增強對能源的運用效率。煤化工氣化工藝屬于煤炭資源在實際運用時，加強能源使用效率的主要技術方式，并能夠降低對環境造成的污染。

關鍵詞：煤化工;氣化工藝;機電設備;煤炭

雖然我國屬于能源大國，但人口基數過大，若平均分配到每個人的身上，數量并不多。和全球平均水平相比之下，我國只有50%，同時75%均屬于煤，由此可見，煤在我國能源結構之中所占據的重要地位。同時，預計到本世紀末期，我國能源結構依然會以煤為主。所以，推動煤氣化能源的發展，屬于我國未來很長一段時間內的重點，也是能源和企業界的共識。

1 煤氣化原理

煤氣化過程指的是在高溫高壓的環境之中，讓煤炭中存在的燃燒成分與水蒸氣、氧氣等，實現化學反應，把煤炭轉化成可燃性氣體的相關過程。通過氣化之后的煤氣通常被稱為合成氣，實施氣化反應的設備為氣化爐，亦或是煤氣發生爐。煤在氣化方面的過程主要涉及干燥、燃燒、熱解以及氣化。煤炭干燥過程指的是物理制備工作，其他過程則為化學反應。在氣化爐加熱作用下，煤炭會出現熱解反應，生成二氧化碳、一氧化碳、甲烷、硫化氫以及氫氣等相關氣態物質，以上物質通過再次加熱反應冷卻之后，可制成合成氣。

2 煤化工氣化工藝特點

2.1 結構特征

就氣化工藝設備而言，對于鋼質量的要求較高，需要的鋼材料數量較多。通常情況下，工藝設備所需鋼量至少為2500t，各個部件組裝起來較為困難，尤其是氣化爐吊裝。對工藝設備予以具體組裝的過程中，通常會運用箱型柱，并在不低于30m的混凝土結構中實施安裝，此設備頂部高度超過50m。

2.2 氣化工藝特點

就氣化工藝系統而言，其屬于煤氣化裝置的核心，存在著諸多輔助子系統。同時，煤氣化工藝方式十分豐富，移動床氣化、流化床氣化以及氣流床氣化，屬于較為常用的方式。

2.3 煤化工工藝步驟

3 煤化工氣化工藝與設備關鍵技術

3.1 GSP干煤粉加壓氣化技術

就GSP干煤粉加壓氣化技術而言，主要運用的是干燥與磨細之后的干粉進煤的方式，然后在爐內加入干煤粉，待到完全氣化之后從頂端進入，因為氣化爐之中存在水冷壁，能夠在單燒嘴的情況下制氣。此技術在運用過程中的優點為：適應性極強，石油焦、煙煤以及無煙煤等均能夠作為原料;操作彈性強，在70-110%負荷內均能夠正常工作，設備使用壽命久，維修費用低;安全、操作簡單，可實現自動化;污水排放符合國家規定，不會對環境產生過多的影響，也不會排放有害氣體?，F階段，GSP干煤粉加壓氣化技術的最大裝置，每天可一次性投入720t。

3.2 Shell干煤粉加壓氣化技術

Shell和GSP干煤粉加壓氣化技術相比之下，兩者較為相似，但前者在氣化煤種方面更多，涉及煙煤以及無煙煤等。在入爐工序方面，依然是將處理好的干煤粉放入爐內，前者與后者的不同點在于，本技術干煤粉在入爐的過程中，屬于從下部進入的?，F階段，全球最大氣化爐，在處理量方面能夠實現2000t/d煤爐內氣化壓力值在3.0MPa。

3.3 GE水煤漿加壓氣化技術

此技術在實際工作中的運用十分廣泛，作用為制取氨、烯烴和甲醇等，還能夠聯合循環發電，除了可以促進發電效率實現有效提升之外，還可以對煤碳資源進行清潔運用。與其他技術相比之下，本技術存在著操作安全和入爐簡單的特點，把原材料直接投放到爐內即可。并且，此技術在原料方面擁有較強的適應性，可以作為氣化原料的煤型較多。同時，通過對此技術的正確運用，氣化系統效率可實現96%，高于Shell與GSP干煤粉加壓氣化技術的總和。

3.4 灰熔聚流化床煤粉氣化技術

就灰熔聚煤氣化技術而言，其在原材料方面為直徑低于6mm的煤粉，然后把水蒸氣作為氣化劑，在爐底持續加入煤粉以及氣化劑，以此來制取煤氣。運用收集系統進行再次氣化，以便于加強煤氣在轉化方面的效率。并且，該技術是我國獨立研發的技術，在合成氣以及燃料氣的生產方面，應用空間十分寬泛。

3.5 水煤漿加壓氣化技術

水煤漿加壓設備指的是水和煤在設備中反應，在催化劑的作用下生成化合物。此設備會先處理煤炭原料之中的雜質，清除不能燃燒的部分，進而提升燃燒率，并降低多余燃燒物造成的污染。煤炭屬于我國最為常見的資源之一，所以水煤漿技術若可以取代石油，那么將會節約許多的能源，對此應對水煤漿加工技術進行改進，制備出和石油內含量相似的化合物，諸如氨、烯烴以及甲醇等?，F階段，我國煤化工企業結合煤炭質地，構建了能夠滿足我國規范的水煤漿化工合成公式與有關參數，因此該技術流程十分成熟，操作簡單，應用范圍也正在不斷的拓寬。

4 煤化工氣化工藝與設備的技術要點分析

4.1 安裝施工要點

在安裝施工的過程中，需要根據煤化工工藝要求以及施工現場具體狀況，對安裝方案予以完善，并根據行業規章制度對各項安裝作業予以全面落實，促進工程質量以及安全性的提升。安裝時，需要根據從內至外，從大到小的順序，并遵循預制、成片吊裝的相關要求開展安裝施工工作，減少工程建造成本，并縮短工程驗收時間，進而確保設備在安裝方面的質量。對煤化工設備進行安裝時，需要重視以下幾點：其一，需要在地面開展油漆涂刷;其二，對構件進行安裝的過程中，需要秉承工程安裝設計規范要求;其三，安裝順利完成之后，應結合梁柱表面開展防火層處理，同時立足于構件規格存在的偏差予以矯正。

4.2 鋼材檢驗

就煤化工氣化工藝而言，應對工藝設備需要運用到的鋼材予以科學檢驗，對其質量、性能等進行深入分析。針對生產需要使用到的相關鋼材，需要擁有質量證書，然后由檢驗人員鑒別證書的真偽，并根據工程設計驗證鋼材性能，若未通過驗證，那么就不能夠進入到施工現場之中，鋼材和安裝要求不符，可采取后期補救的方式予以完善。

4.3 偏差矯正

對于偏差值而言，其屬于工程鋼構件尺寸與標準尺寸數據出現的差異。熱、冷矯正屬于較為常用的矯正方式。熱、冷矯正在結果方面，均需要確保鋼材在表面出現的劃痕厚度不高于0.5mm，避免產生鋼材損壞和不平整的情況。對于氣化設備安裝中出現的鋼梁尺寸偏小的狀況，需運用鋼板拼接以及斜對接等措施，對其予以實時接長，需注意開展鋼板拼接的過程中，鋼構件需要避開節點，且長度不能高于2.5m，若鋼構件厚度不超過14mm，通過剪板機實施肋板剪切，進而對工程要求進行滿足。

5 結語

綜上所述，我國煤化工氣化工藝得到了較好的發展。對此，我們需要對煤炭運用進行深入的研發，促進煤炭資源使用效率的不斷提升，確保我國經濟建設的順利進行。并且，在煤氣化過程中，需重視對設備維護以及經濟技術的總結，保證我國煤化工項目可以維持在正常、穩定的運行發展狀態中。

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