煤氣化工藝節能減排技術及應用探析

邵喜春 侯國梅

摘要∶在社會經濟運行中，煤氣化工業作為重要的能源供應方，得到了較為快速的發展。基于煤氣化工業生產中普遍存在溫室氣體排放及化工污染 物堆積等突出問題，新時期如何在節能減排總體思路下提高煤氣化工業能源利用率，事關行業的高效持續發展。

關鍵詞∶煤氣化工藝：節能減排技術：應用

在現代工業生產中利用煤炭氣化工藝技術進行經濟運作的過程中，需要對自身工業技術進行升級，以新的生產工藝和生產方式實現工業節能、減排的生產要求，并有效減少生產過程中產生的廢渣、廢氣物質，完善現代化煤炭氣化生產在使用工藝技術上的環境友好能力。在現代煤炭氣化生產工藝中，采取減排節能技術能夠幫助相關企業優化自身的資源配置，達到減少能源浪費的生產目的。

1煤炭氣化的工藝所面臨的減排節能的問題

通過對煤炭氣化生產工藝的研究發現，煤炭氣化設備在設計過程中就 存在問題，為了降低生產成本通常會出現廢水處理的能力不足，無法滿足 實際環保的需要，在設備投人生產后，其設備穩定性很差不斷出現各種問 題。因為原設計廢水處理能力相對很低，在煤炭氣化生產過程中產生過多 的污水、廢水不能妥善、迅速處理，最終導致廢水排放無法達到環保要求。 另外，煤炭氣化設備水處理還存在含量較高的固相問題，其主要原因是排 渣時渣水造成的，通過研究實驗固相的含量達到2%左右，如果控制不好固相能夠達到10%左右。除渣過程中生成的灰水碳酸離子、二價的鎂離子、二價的鈣離子等會進行化學反應，生成碳酸鎂、碳酸鈣等沉淀，這些沉淀 物在煤氣管線中很容易形成垢，隨著垢的不斷增加會堵塞煤氣管線，產生 的垢也會對管道、閥門產生磨損，會影響水處理的效果，隨著煤炭氣化工 作的不斷進行，會有許多的污水被排放出去，排放的污水會對環境造成污染 [1]。

2煤氣化工藝中主要的節能減排技術

2.1煤氣化 C02節能減排技術

2.1.1煤氣化 C02儲存技術

該技術形式近些年來得到重視和應用，技術應用范疇主要集中在地質 構造條件及環境無法對煤氣化開采作業提供經濟實用性，或者開采過程伴 有不確定性因素等環節。例如，經年開采使用的油氣田，儲油及出油量大幅縮減、煤層富集深度較大，存在無法開采的咸水層或采煤層等，可考慮采用 C02儲存技術。如前所述，煤氣化工藝環節會產生大量的 C02，這些C02如直接排出，會對空氣環境造成過大的分解壓力，甚至直接帶來大氣污染問題。為此，借助 C02儲存技術，可以將一定數量的C02進行存儲，如將其在海底儲存，海水中如含有一定量的金屬物質，可以與海底儲存的C02進行化學反應，生成碳酸鹽沉淀，如此可以大大降低 C02的排放量。 而從煤氣化工業實踐看，在開采條件不佳的煤層中將 C02注人，能夠顯著提高煤氣化的回采率，同步提高煤油的產出率。需要注意的是，在采用C02儲存技術時，應根據煤氣化工藝施工區域的具體情況而定，如煤氣化開采區的地質構造不穩定，存在變動風險，如出現C02逃逸，會對大氣環境造成進一步破壞，引起大氣溫室效應。因為C02儲存區域一般會演變為酸性環境，在該環境中如地下水中摻雜了重金屬物質及 C02，會給地下水帶來污染。針對以上隱患，應具體問題具體分析，避免C02儲存技術的濫用[2]。

2.1.2煤氣化 C02循環利用技術

第一，液態 C02煤漿提取技術。該技術主要是按照一定的配比來配制粉煤及水，配比標準為3：2，在提取及制造焦煤等能源時，將部分水用液態的 C02加以替代，進而使煤氣化爐能夠生成二次反應，藉此使焦煤能夠充分燃燒，提高煤的應用效率。第二，液態 C02固化技術。這一技術工藝過程可以實現 C02向干冰等物質的轉化，從而使煤氣化能源的應用范圍得到進一步擴展。例如，在工業模具的清洗上，在消防器材的生產上，在生活美容上，在舞臺效果的呈現上，都能夠廣泛應用。第三，C02臨界及超臨界萃取技術。該技術形式優點眾多，能夠對煤氣化過程中產生的 C02進行大量消耗，起到節能減排作用。此技術流程較為簡便，不具復雜性，借助萃取劑可以極大提高萃取的效率，同時還具備分離回收便捷的長處，外加上煤氣化態 C02在化學性能表現上較為安全穩定，不失為提高煤氣化工藝節能減排效果的可靠技術手段 [3]。

2.2循環洗滌水處理的技術

現代化工業煤炭氣化生產工藝使用的主要原料是煤炭，大部分煤炭中都是含有固體硫。針對這種情況，需引人循環洗滌水技術對反應的煤進行凈化處理后才能投人生產使用，這一步驟的有效實現依賴于現代化的科學技術手段。

2.2.1循環水中懸浮物控制

在首次對反應體系中的循環水進行處理時，第一步要向反應體系內加人火堿，使發生充分的中和反應，將鹽分控制在130kg/m3左右。處理后的循環水具有很強的腐蝕性，這導致了操作危險性。因此，本文提出一項 新技術以處理這一難題。即引人陰離子聚丙烯絮凝劑，加人廢棄循環水中進行循環水凈化處理。經實踐生產與嚴格監測分析后，整個生產工藝沒有任何對外排放的污水 [4]。

2.2.2循環水中硫含量控制

第一，先對氣水中的脫硫化氫進行吹曝處理，再引人相匹配的處理體 系進行再處理，重點還需注重硫磺的回收問題。本方法的優點主要體現在，無需利用火堿對循環水的酸堿度進行調節，很大程度上防止鹽過量的后果 出現，還可以有效預防設備內部腐蝕的問題，提高設備使用率。這一方法 可以保證不對大氣環境產生污染。但在實際生產過程中，成本的投人略有 增長。第二，減少硫氫組分的吸收步驟，借助 pH 監測調節。假如往循環水體系中加人燒堿或石灰一類堿性物質，化學試劑能夠通過自身特征反應 生成硫化物，造成循環水中的鹽分占比增加，致使反應體系中產生的部分 硫化氫未處理完全就被排人大氣環境中 [1]。

2.3改善煤的熱解

改善煤的熱解是煤氣化工藝節能減排技術應用的有效措施。這種措施改善了煤氣化工藝分離出來的分子情況，讓煤氣化工藝熱解后的大中小分 子在節能減排技術下有更好的去向，減少煤氣化工藝垃圾無法處理的情況。 例如，煤氣化工藝熱解的時候容易產生焦油，焦油的分子大小雖然處于中 等情況，但直接排放到環境中對土壤的直接危害是嚴重的，而且焦油的吸 熱能力非常強，又容易遇冷凝固，一旦推擠很長時間都無法化解。這種情 況就可以利用節能減排技術，將形成的焦油進行回收，在封閉的裝置中做 好降解處理，讓其發生化學或者物理反應，形成工業上需要的物質或者降 解后直接投放到垃圾處理處 [2]。

3結束語

煤炭氣化生產工藝減排節能的問題與企業能夠可持續性的發展密不可分，在煤炭氣化生產工藝方面存在很多減排節能技術，如：循環水洗滌處理的技術、火炬介質板燒技術、冷卻器合成器減少積灰技術，這幾種技術 在長期實際應用中證明，它們能夠在一定程度上解決減排節能的問題，達到了煤炭氣化生產工藝中產生物循環的利用，提高了生產工藝中的除灰率，降低了污水排放。

參考文獻

[1]姜國良. 焦爐煤氣凈化工藝改進分析[J].中國化工貿易，2019，（28）：96.

[2]王振西.煤氣化工藝技術現狀及發展趨勢[J].化工設計通訊，2019，45（10）：17+19.

[3]梁敬會，王璇.淺析煤氣化工藝節能減排技術及應用[J].化工設計通訊，2019，43（8）：8.

[4]魏樹龍. 煤氣化工藝節能減排技術綜述[J]. 化工設計通訊，2020（3）：24_25.