分析煤气化工艺清洁生产及环境保护

摘 要：目前，以煤炭为燃料的火力发电依旧占有极大比例，依靠燃烧对煤炭的利用率极低，产生了极大浪费，所以对提高煤炭利用率的研究与探讨要更加深入。因此，本文针对煤气化工艺清洁生产及环境保护做出了进一步探究，对煤气化工工艺、煤气化工艺清洁生产、环保与资源综合利用、环境保护给出了详细的分析。

关键词：煤气化工艺；情节生产；环境保护

中图分类号：TQ546 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0381-02

当前，社会各界越来越重视环保的工作，在实施煤气化的过程中，人们对于合理并且科学的方式给予了高度的重视，以便实现清洁生产的目标。清洁生产简单来说便是，在实际生产的过程中，要应用全新的工艺和方式，对整个生产过程进行控制，以便将污染进行消除，使能源资源能够得到合理的配置，将原料转换成产品，最终达到节能减排的效果，提高了经济效益，并促进了环境与经济的共同发展。

1 煤气化工工艺介绍

1.1 固定床气化

一般情况下，固定床气化的相关操作温度需要保持在900℃左右，操作压力最高可以到达4MPa，一般会将直径为6～50mm的煤粒当作气化原料，固定床当中的气化炉，气体流通的速度非常缓慢，在炉子当中，煤粒最长的停留时间可达到1.5h，在气化的过程中会慢慢静止[1]。固定床气对于煤种的活性，灰熔点等要求比较高，并且气化能力差。重要的生产原料为褐煤和烟煤，以便对甲烷为主的合成气进行生产。

1.2 流化床气体

一般情况下，流化床气化工艺的操作温度为900℃左右，操作压从常规的压力值一直到2.5MPa，通过会将直径为6mm的煤粒当作气化原料[2]。流化床在气化工艺当中的炉内温度分布非常均匀，并且气化流动的速度很快，在实际气化的过程中，煤粒只停留了数分钟，并一直处于悬浮的状态，在气化介质当中维持相对运动的状态。流化床气化工艺对于原料煤种当中的活性，灰熔点有着非常高的要求，其中最具代表的工艺包括常压温克勒炉等。

1.3 气流床气化

气流床气化工艺为媒体化工业是十分重要的一项工艺，气流床气化的相关操作温度大约为1300～1700℃之间，最高的操作压力可以达到6.5MPa，炉子内部气体流动的速度大，使得煤粒在固定床进行气化的过程中与气流的运动方向是相同的，整个过程都只在炉子内部停留几秒。气流床气化工艺，对于煤种并没有非常高的要求，其适应性非常强，对具代表的工艺便是德士古水煤气化工艺。德士古公司将重油和渣油作为原料对合成气生产，并在此基础之上，研发水煤浆气化技术[3]。水煤浆气化工艺应用的原料为60%浓度的水煤浆，除不能将褐煤当作原料以外，还有煤中灰分含量不能大于20%，产生的合成气有效含量可以到达80%以上。

2 煤气化工艺清洁生产

2.1 灰水系统

在气流床气化工艺进行生产的过程中，主要的废气来源便是灰水系统蒸汽。在实际生产的过程中，应用提升汽提塔的方法，可在对工段进行转换的过程中，对灰水系统当中的蒸汽进行收集，并实施相应的处理工作。

2.2 加压固定床鲁奇炉废气

加压固定床鲁奇炉气化过程当中产生的一系列废气，涵盖了很多的有害物质，比并且其中的焦油含量也比较高，并含有一些氨和氰[4]。对于这些有毒物质的处理，通常使用的措施为利用废气当中的含有的氨气和酚气等进行回收，并应用汽水分离的形式，将焦油与有害物质实施了分离，使其能够成冷却水当中的一部分，最后在污水处理站实施处理。

2.3 固定床气化工艺废气处理

固定床气化工艺当中，有很多排放的废气，主要是煤气水处理汽提气、煤气水分离膨胀气以及一些泄压排气等。针对固定床气化废气，一般需要使氮气吹出来的形式实施处理。

3 环保与资源综合利用分析

德士古工艺在进行气化的过程中，会产生很多的废气，但大部分都是灰水系统闪蒸汽，将这一部分气体传输到变换工段当中，并利用汽提塔对其实施相应的处理，之后利用硫回收装置对尾气进行处理。

与鲁奇工艺进行比较，鲁奇工艺会产生很多的废气源，在他们当中，煤锁加煤排气可通过NH3吹出，之后将其排到高空[5]。煤锁卸压气会比较多一些，其中有二氧化碳和一氧化碳，甲烷、氢气以及硫化氢等大量的气体，使用具体的气柜对其进行收集，可当作燃料。灰锁泄压当中，会将一些少量的含尘水蒸气排出，在对其进行除尘和洗涤之后可将其进行排放；在对煤气水进行分离的时候，可释放出其中的很多气体，如二氧化碳、一氧化碳，甲烷、氢气以及硫化氢等，其中大部分气体可当作燃料，送气化火炬烧掉，借助这样的形式，可将他们转化为水和二氧化碳；煤气水处理单元，可使用高压蒸汽对水当中氨气和酚气成分进行脱除，这样可产生很少的汽提气，可作为气化剂。

德士古工艺产生的一些废水当中，主要的类型为急冷水、细渣水以及洗涤水等，以上三种类型有着很高的气化压力以及温度，没有焦油以及氰化物等杂质，其中的CH4也只是少量。所以，气化灰水当中NH3-N和COD等，并不是非常高，可十分轻松的对最终产生的废水进行处理。一般情况下，可以使用的办法加入合理计量的絮凝剂沉降，也可使用过滤的方法。这样，可有效实现利用和回收的效果，为了减少系统当中存在杂质累积情况，可将其中一些灰水利用污水处理站实施相应的处理，此时可使用SBR和A/O技术实施相应的处理，在出水满足相应的需求之后，可将其在自然环境中进行排放。为了将排水量进行减少，使其能够进行回收，实现减排和节能的效果。当前，一些大规模的煤化企业，专门建立了中水回收设备，使用了很多形式对其进行治理，以便水质能够满足各方面要求，之后便可将其作为补充用进行使用，实现了节约资源的目的，降低了废水的排放量，对水体实施了很大的保护。

加压固定床鲁奇炉产生的产品当中，含有的杂质包括氢气、焦油和酚等。所在比例比较高，一般情况下需要设置回收装置，以便对其实施相应的预处理，把其中的杂质进行分离；很多的水会被重新被送到气化系统当中充当冷却水，只有一小部分被输送到了污水处理站，通常情况下，会使用多级生化处理工艺对其实施处理，但中间的环节会非常繁琐，占用的成本会比较高并需要很大的空间，都是经过详细的处理之后，也可满足相关的需求。

在气化当中产生的炉渣有很多的碳，因此，可将其输送到厂内的锅炉当中，使其与煤一同燃烧，以便将资源的有效作用发挥出来，并将废渣的排放进行减少。在参杂燃烧之后，产生的灰渣还可当作建筑材料，可用来制作水泥或者铺设道路，实现了对资源的有效利用，产品的价值也得到的提升。

4 环境保护分析

煤炭資源在我国非常丰富，为我国的电力行业以工业发展做出了很大的贡献。但由于煤化工会产生很大的污染，只依靠一些处理的措施是不够的，只能治标不能治本[6]。因此，最主要的方式还是不断的优化升级煤炭产业，应用当前最先进、最科学的技术促进煤炭产业的结构调整和转型。此外，还要煤气工艺原料当中的适应性进行提升，使其可以与高硫和高水等品质微差的煤种进行适应，以便将品质差煤炭的使用问题进行解决，提高煤气化的使用效率，减少了煤化当中消耗的煤炭消耗，提升企业的经济效益。

5 结束语

总之，面对煤气化产生的一系列环境污染问题，不但要制定有效的治理措施，还要将煤炭企业不的升级和优化，应用当前对先进的工艺和技术，以便真正实现煤气化工艺的清洁生产，使我国的发展能够走可持续发展的道路。

参考文献

[1]郭 森，周学双，杜啸岩.煤气化工艺清洁生产及环境保护分析[C].2009中国煤化工技术、信息交流会暨产业发展研讨会.2009.

[2]高海庆.煤气化工艺清洁生产及环境保护分析[J].化工管理，2016（3）：217.

[3]苏 楠，吴亚妮.煤气化工艺清洁生产及环境保护分析[J].商品与质量，2016（26）.

[4]刘志娜.煤气化工艺清洁生产及环境保护分析[J].化工设计通讯，2017，43（7）：17.

[5]宫国巍.煤气化工艺清洁生产及环境保护研究[J].化工管理，2016（36）：140.

[6]庞战超.煤气化工清洁生产及环境保护分析[J].工业c，2016（6）：128.

收稿日期：2018-6-1

作者简介：范玉山（1985-），男，大专，从事煤气生产输送等工作。