化工合成用煤气化工艺的选择思路分析

彭卫国(湖南海利化工股份有限公司(湖南海利高新技术产业集团), 湖南 长沙 410007))

作为对传统能源有着极大依赖性的中国，能源安全问题已上升至国家层面，它不仅关系到人民的物质生活水平，更关乎国家的长治久安。在开发利用新能源，尽量减少对进口能源的依赖的同时，进一步优化传统能源的使用方法，提高传统能源的利用率是我们必须要思考和解决的问题。在这种形势下，煤化工的的发展为解决这一问题带来了福音。为了更好地探索煤化工的发展方向，正确合理选择煤气化新工艺，降低技术风险，我们必须充分遵循科学技术的发展规律和市场经济的运作模式，做好前期准备，完善风险处置预案，从而提高新技术的成果转化率。

煤炭焦化、煤炭直接液化及煤气化接化工合成等是传统煤化工的主要技术。

这些技术在产业发展方面往往受到原料煤、生产工艺、产品市场需求等相关因素的制约，其原因主要有两点。第一，无论是煤炭焦化，还是煤炭直接液化，对于原料煤的要求都比较严格。第二，所生产出的目标产品品种较单一。相比较而言,化工合成用煤气化工艺使得煤炭转化与产品生产二者分离。煤气化可以更好地适应原料煤。更为重要的是，运用这项技术可以丰富合成后的目标产品，实现产品的多样性，从而在市场中占据更为有利的位置，获得更为广阔的发展空间。

笔者通过查阅相关资料，梳理前人研究成果发现，学界对于化工合成用煤气化工艺的选择存在颇多争议。下面笔者就这一问题谈一谈自己的看法，希望能为这一工艺在选择与利用方面提供一些新的发展思路。

1 我国煤气化工艺技术的运用

根据笔者的调查研究，结合国内外煤气化工艺的使用状况[1]，可以明显地发现，我国在煤气化技术应用方面已经走在世界的前列。具体体现在以下三个方面:第一，应用领域十分广泛，主要集中在工业燃气、民用燃气、化工合成原料气等领域，所使用的煤气化工艺主要有一段煤气发生炉、两段煤气发生炉、一段水煤气炉、各种反火式发生炉、恩德流化床气化炉等。第二，淘汰落后工艺。第三，探索新型煤气化工艺，提高技术成果转化率。通过以上分析，我们可以得出这样一个结论:煤气化工艺在我国应用十分广泛，常压移动床煤气发生炉所占比例较大，新型加压煤气化工艺运用较少，特别是某些新工艺尚处于探索试验阶段。由此可见，煤气化技术在我国依然具有十分广阔的发展空间。

2 化工合成用煤气化工艺概述

2.1 化工合成与煤气化

化工合成指的是一种以生产化工合成产品为目的的工艺流程，它的主要生产原料是煤气化等传统能源转化技术生产的气态产物。为了创造有利的合成环境，在生产过程中还必须保持特定的温度与压力，同时使用专用催化剂。在日常的生产活动中，人们主要将这种工艺用于合成氨、合成甲醇、合成油以及其它各类燃料和化学品的生产[2]。

2.2 煤气化工艺的分类与优势

根据笔者的研究发现，目前国内外广泛使用的煤气化工艺从排灰方式上来看主要分为以下几类。第一类，固态式排灰。例如常压移动床气化、Lurgi加压气化、恩德流化床气化、HTW流化床气化等，此类工艺多以黏性较弱的块煤、煤化程度较低的细粒煤为原料。第二类，液态式排灰。例如Tecaco气流床气化、Destec气流床气化、Shell气流床气化、Prenflo气流床气化等，此类工艺多以各类水煤浆或干粉煤为原料。第三类，团聚式排灰。例如U-gas流化床气化、KRW流化床气化、灰熔聚流化床气化等。此类工艺多以黏性较弱或煤化度较低的细粒煤为原料。通过以上分析可以看出，每一种煤气化工艺都具有比较优势，在对原料煤的适应方面也各具特色，也正是因为这一原因，使得煤气化工艺具有多样性与可选择性的特点。下文我们将接着探讨如何合理选择煤气化工艺，从而不断提高其利用率。

3 合理有效地选择煤气化工艺

为了更加合理地选择煤气化工艺，我们应当做到以下几点。

3.1 时代性与前瞻性结合

先进的工艺技术意味着更高的市场占有率。选择现代性的煤气化工艺既可以增强市场竞争力又可以加速原有工艺的改良，促使新型工艺的诞生[3]。

3.2 适宜性与长远性结合

选择煤气化工艺时，必须要考虑到原料煤的特性，不同的煤气化工艺对原料煤在煤质指标、煤种方面都有着不同的要求。例如移动床气化需要强度高、稳定性好的不粘煤等。此外，还需要考虑投资者的具体情况以及相关配套设施，实现项目的长期发展。

3.3 稳定性与生态性结合

要熟悉各类装置的特点并选择与之相匹配的煤气化工艺以实现安全生产的目标。在生产过程中，必须正确有效地处理废弃物以保护当地的生态环境。

4 煤气化工艺选择的新思路

4.1 百花齐放式的各技术交叉运用

我国是煤炭能源大国，煤炭资源丰富且种类齐全。鉴于各类煤气化工艺既有其独特的优势又存在相应的缺点，我们可以最大限度地发挥各种工艺的优势，以彼之长补此之短，打破局限性的束缚，最终实现优势互补。建立百家争鸣、百花齐放式的市场竞争机制，为新技术的孕育创造有利条件。

4.2 革故鼎新式的全方位跨越发展

实现全方位跨越式发展是煤气化工艺发展过程中所必须面临的问题。就目前来看，我国所使用的大部分煤气化工艺都是常压移动床气化工艺。无论是从现实性还是可能性上来说，我们都有必要也有能力尽快淘汰这种落后工艺，增加诸如流化床气化和气流床气化等在内的先进煤气化工艺的使用比例，以满足现代科学技术条件下煤气化工艺的发展要求。虽然目前离全面实现跨越式发展还有一定的距离，但对于某些技术而言，我们必须具有革故鼎新的勇气与魄力，牢牢抓住发展机遇，不失时机的促成技术飞跃。

4.3 高歌猛进式的多视角工艺创新

创新是促使一个国家持续发展的重要内在因素。在具体选择煤气化工艺时，还需要考虑其是否吸纳了最新的技术成果。实现煤气化工艺技术的创新，最为关键的是两手抓、两手都要硬。即一手抓引进学习，一手抓自主研发。引进学习国外先进的技术成果，可以迅速实现国内煤气化工艺的全方位跨越式发展。自主研发则可以提升我们对核心技术的掌控能力，增大我国在国际上的话语权，同时为我国的自主知识产权提供有利而持续的保障。

4.4 锲而不舍式的新领域探索开拓

在煤气化工艺的发展过程中，其应用领域的探索与开拓是一个极为重要的课题。例如整体煤气化联合循环发电的诞生就是煤气化工艺在全新领域所取得的突破性应用。整体煤气化联合循环发电以其高效、节能、环保的技术特性，受到了越来越多的国家的关注，并且已经顺利地进入了国际市场。该项技术最大的特点就是通过煤气化工艺使煤炭成功地转化为干净、清洁的煤气，从而为燃气轮机做功提供充足的动力。与此同时，余热锅炉加热煤气化显热所回收的热量使水产生过热蒸汽从而带动蒸汽轮机发电。我们有理由相信，在可以预见的未来，煤气化工艺必将获得更为广阔的应用空间。

5 结语

本文通过对我国煤气化工艺应用现状的分析与探讨，进一步明确了煤气化工艺的内涵与具体应用的基本原则。文章重点从百花齐放式的各技术交叉运用、革故鼎新式的全方位跨越发展、高歌猛进式的多角度工艺创新、锲而不舍式的新领域探索开拓等四个方面为我国煤气化工艺的选择提供了新的思考方向。

[1]李建兵.煤气化技术工业应用概况及工艺选择(下)[J].化肥工业,2014(6):30-32.

[2]甘世杰.合成氨煤气化工艺评述及工艺方案的选择[J].化工管理,2014(9):246.

[3]荣用巧.坑口煤制天然气项目气化工艺方案选择[J].能源化工,2015(4):1-6.