煤化工技術現狀及發展趨勢

劉龍，吳芳麗，韓賓(華魯恒升化工股份有限公司，山東 德州 253000)

1 煤化工技術的應用及發展現狀

1.1 煤炭氣化技術

煤炭氣化技術的應用通常需要配合氣化爐與相應的氣化工藝，才能實現能源轉化，目前較為常用的包括粉煤氣化技術、煤制天然氣技術、多噴嘴氣化技術等，尤其是煤制天然氣計劃具備環保、易操作的應用優勢而得到廣泛應用與發展。粉煤氣化技術，采用的是單噴嘴下噴式方法，在實際應用過程中以煤炭資源類型、數量為依據進行對水激冷，從而使固體煤炭資源轉化成為氣體能源。粉煤氣化技術可以在氣體轉化與高壓蒸汽轉化中實現煤炭資源形態轉化，有效提高了對能源的利用效率。粉煤氣化技術的應用需要干煤粉作為輔助材料，同時搭配盤管式水冷壁設備的使用來創造氣化技術的應用環境，在豐富氣化技術原料煤炭類型的同時也增強了設備利用效率。粉煤氣化技術的應用對于煤炭資源有著一定要求，如氣化煤炭形狀顆粒直徑需小于0.15 mm，并于干燥狀態下在氣流帶動下與材料同送入噴嘴當中，并于反應爐中進行煉化，得到新的能源供生產生活使用，以及產生一定量廢渣，進一步處理后也可以進行水泥等生產使用。

多噴嘴氣化技術，先將煤炭進行去雜質等初步處理，在進行碾碎，經氮氣處理后保存。煤炭碾碎氮氣處理過程中，先用低壓氮氣進行干燥，再用高壓氮氣進行鞏固，同時在加煤時加入氣化劑，輔助進行化學反應。在氣化過程中的氮氣可以進行回收重復利用，節約氮氣資源，反應所需的設備主要是氣化爐，煤炭在其中進行反應轉化成為氣體，再在氣化爐的排出作用下進入到冷凝環節，反應殘渣與氣化爐內激冷凝結排出，產生的污水排入清潔系統進行凈化后排放[1]。

1.2 煤炭液化技術

煤炭液化，指的是把固體煤炭在化學反應作用下轉化成為液體燃料的過程。這一技術的應用需要運用相應的轉化反應設備方可完成轉化。在實際應用過程中主要包括兩種應用方法。一種是直接液化法，大量氫元素是煤炭資源呈現固態的重要因素，直接液化法就是借助催化劑作用，在高溫下消耗掉固態煤炭中的氫元素，進而實現對煤炭資源的液化轉化。反應中較為常用的催化劑為硫化物催化劑，催化轉化效果較為明顯。另一種則是精制法，操作方法與直接液化法原理一致，都是以消耗固體煤炭中的氫元素為目的，不同的是精制法不需要應用催化劑，而是需要在特定的環境下進行轉化，主要是通過將煤炭轉化成為固態混合物，再進行蒸餾、分離等處理方式得到液體能源。

1.3 煉焦技術

煉焦技術是煤化工技術領域應用時間較早以及發展較為成熟的技術，其應用原理主要是將煤炭在隔絕空氣條件下進行高溫處理，煤炭中的大分子發生分解、結焦，生產煤氣、煤焦油等產品。煉焦技術流程先是把煤炭以一定標準進行粉碎形成入爐煤，再利用搗固的方式將其送入炭化室，然后再經過高溫、熄焦、晾焦等流程得到焦炭與焦爐煤氣。

1.4 氨合成技術

在當代化工行業中，有機化工以及化肥工業中往往會使用到氨這一原材料，通常氨的合成主要是使用煤、天然氣以及石油等原料，在高壓、高溫以及催化劑的作用下將氫與氮結合而成。當前國內煤炭資源相對較為豐富，但石油以及天然氣資源比較匱乏，在化學工業科學技術快速發展的推動下，使用煤為原料制作氨的工藝已較為成熟。但是進行氨合成過程中對于催化劑以及設備具有較高要求，需要通過較為繁雜工序才能將煤制作成為具有廣泛用途的氨。而焦炭以及固體原料煤一般則是使用氣化的方式來獲得合成器，通過凈化此原料氣后，將氮氣與氫氣之外的雜質去除，并壓縮獲得的純凈氮氣與氫氣，經過催化劑的影響才能得到氨。

2 中國煤化工行業裝備發展現狀

在科技水平不斷提升的促進作用下，我國的煤化工行業裝備制造技術也在不斷創新，并且在原油技術基礎上融合了國內外先進技術，并進行了針對性的創新改造，使其更加符合行業發展需要。先進技術在中國煤化工行業裝備制造中的應用提高了裝備制造改造水平，對于提高煤化工產品質量有著較為重要的促進作用。但是，就當前中國煤化工行業發展實際而言，仍然存在不少問題。如傳統煤化工技術與實際需求之間的不適應性；煤化工裝備設備機械化水平不高；對于大量人力物力較為依賴；機電設備配套不完善；生產工藝不成熟；核心裝備自主研發能力不足，受制于裝備進口。有些煤化工企業市場競爭能力較弱，資金周轉、裝備老化等問題較為嚴重，許多機電設備甚至超出了服務期限而得不到及時更換，機電設備改造能力較低，使用過程中出現較大的人力、物力資源的浪費，以及埋下較為嚴重的安全隱患[2]。

3 煤化工技術的發展趨勢

3.1 提高資源利用率與重視環境保護

隨著社會生態文明建設不斷發展，煤化工技術的發展也應堅持生態與經濟發展統籌兼顧的原則，實現經濟效益與環境保護的統一發展。而煤化工技術應用存在的資源浪費現象仍十分普遍，忽視了生態自然和諧發展的煤化工技術發展并不長遠。盲目追求經濟效益，不重視節約資源與環境保護的煤化工技術發展也必將受到限制。因此，煤化工技術的應用發展過程必須始終堅持科學發展，加強清潔能力生產與應用，不斷優化技術方案避免環境污染，同時加強做好廢棄物的回收處理，實現資源集約與資源節約。由此可見，堅持保護環境、節約資源、降低損耗、提高產品利用率，必將是煤化工技術應用與發展的重要方向。

3.2 新型環保能源結構體系的建設與應用

隨著新型煤化工技術不斷應用推廣，新型環保能源結構體系也在不斷成形、發展。新型環保能源結構體系的應用價值正在不斷凸顯，尤其是其應用帶來的環境保護價值與資源節約價值，使其必將成為未來新型煤化工技術發展的重要方向，以及成為國家新型環保能源發展的重要組成。不僅如此，在今后還將往生產清潔能源產品的方向發展。在今后的煤化工行業中，必定會充分關注清潔能源技術的價值，該類清潔能源在實施生產與加工過程中需要切實落實好資源化廢棄物以及相關處置工作，切實減小煤炭資源的損耗數量，在總體上將煤炭資源的利用率提高，加快回收利用副產品的效果，讓下游產業得以獲得更好的發展。

3.3 促使煤化工和有關關聯產業得以共同發展

就現階段看來煤化工行業中依舊存在資源利用率不高的現象，在今后發展趨勢當中必定會往多聯產技術方向發展，即在煤礦資源有關加工技術基礎上，運用現代化工藝，結合有關產業的要求把煤氣化技術制造出合成氣，用于各個部門以及不同行業的生產工作，并制造出多樣附加值較高的化工產品。如，通過將煤化工和石化相融合，在煉油廠內使用液化中間產物，經過互相協作與改進不但能夠有利于石化產品品質的提升，并且還能夠降低機動車尾氣的排放。又如，通過將煤制天然氣結合煤制烯烴以及甲醇等產業，能夠將不同類型產品的優點發揮出來，將整體風險抵抗能力以及綜合效益得到有效提升。所以明顯能夠看出，將煤化工與關聯產業聯合起來能夠切實減少加工煤炭環節中污染物以及CO2的排放數量，并且在各類機制的影響下，還能有助于社會形成一套較為全面的清潔化工能源生產制度，有利于經濟效益增加的同時，還能促進環境友好型工業體系的構建。

3.4 煤化工技術的創新發展

中國現階段的煤化工技術及其應用仍然處于初級發展階段，整個行業缺乏統一權威的煤化工技術管理體系與管理標準。加上企業管理層的不重視，在資金投入、技術引進方面都存在較大不足。對此，煤化工行業想要實現可持續發展，必須樹立與時俱進的技術與管理理念，加強新型思想更新，重視技術創新，積極轉變傳統經營理念，不斷探索符合當前企業發展的合理模式。此外，產業體系化發展也是煤化工技術應用的重要發展方向之一，在技術創新與工藝改進方面加大投入，優化形成綠色環保高效的新型技術應用體系。最后，加大對深層煤炭挖掘潛力，通過加強管理體制改進與技術結構完善，實現資源最優配置的同時進行相應的中心權力重組，使得煤化工企業得到進一步發展。

3.5 新型管理模式的應用發展

煤化工技術的發展除了需要不斷融合新的技術理念與技術工藝之外，還需要加強對技術應用管理模式的創新優化。通過對管理模式的有效優化，可以提高人員責任意識，增強工作效率，也唯有實現對管理模式的創新，才能為煤化工技術設備養護、維修進行專業人員的合理調配，確保故障及時排除，延長煤化工技術設備使用效率與使用壽命，提高生產安全水平。

3.6 注重朝著中西部發展傾斜

就當前國內煤化工產業的規劃看來，重點集中在山西、內蒙以及新疆這幾個地區，且無論是項目數量或是生產產品數量，以上幾個地區均屬于國內西部新型煤化工的重要發展地區。當前國內動力煤價格不斷降低，但是相對來說新型煤化工產業如煤制油、煤制烯烴等產業具有較為廣闊發展前景，我國所規劃的重點產煤區域還有7個煤化工產業規劃都進行了非常詳細的規劃發展，推動我國煤化工產業更好發展。

4 結語

總而言之，在中國社會經濟發展中煤化工產業發揮著非常關鍵的影響，然而當前在煤化工技術方面依舊存在不少問題需要改進，因為要求相關部門與研究人員能夠正確認識該行業以及技術的實際情況，并采取針對性的處理措施，切實保證煤化工產業的效率與質量，推動國家經濟更為穩健的發展。