煤气化对煤原料操作方法探讨

崔永亮 张路

摘 要：考虑到我国煤炭资源相对丰富，而且随着采煤技术的发展以及选煤技术的提高，煤炭成本相对低廉，煤炭作为大分子廉价资源，是最为合适的转化原材料。利用逐步发展的煤气化技术，将廉价的煤炭经过相对成熟的煤转化技术，转化为需要的各种化工原料以及可供利用的能源，提高了能源的利用效率，降低了颗粒物的排放，一定程度上可以减轻环境压力，而且缓解石油危机。煤气化无疑是未来发展的趋势

关键词：气化炉仪表；应用；注意要点

前言

所谓煤气化技术实际上就是将焦炭、煤等原料在高温高压的情况下与气化剂反应，进而转化为气体产物的过程。这个过程中获取的产品主要包括水蒸气、空气等多种气体的混合气，其反应过程包括了多种类型的化学反应。根据所使用的原料不同，可以划分为水煤气、空气煤气以及半水煤气等等。通过煤气化技术处理，可以获得生产生活中重要的煤气能源，也可以作为合成气体的原材料，是目前我国煤化工领域重要的技术实现途径之一。

1 气化炉的应用现状

1.1 加压鲁奇炉

加压鲁奇炉的应用范围相对较广，技术较为成熟，可以处理多种性质的原料煤，主要有高灰分煤和一定黏性的煤，有效提高了原料煤的利用效率。但这种气化炉的内部结构较为复杂，设有较多的煤分布器，因此，在使用和维修的过程中，加压鲁奇炉的经济成本相对较高。另外，加压鲁奇炉对煤原料的处理工艺较为复杂，污水处理效率高，煤原料燃烧产物对周围环境污染较小。

1.2 灰熔聚流化床

粉煤气化技术相对于传统的流化床技术来说，灰熔聚流化床粉煤气化技术更为先进，在灰熔聚流化床设备中，设有局部高温区，可在短时间内将流化床设备内的温度提高至1200℃，这样一来，煤原料可以迅速气化成烟。在后续的工艺流程中，工作人员可以直接将煤原料燃烧生成的灰熔聚颗粒物分离出来，减少污染气体的排放，有利于可持续发展。

1.3 Texaco水煤浆气化工艺

在Texaco水煤浆气化工艺流程中，氧气为气化剂，中心火焰温度最高可达1000℃。这种气化工艺的反应速度相对较快，可以在短时间内处理大量煤原料，提高煤原料的利用率，同时，Texaco水煤浆气化工艺设备较为简单，方便操作。通过使用Texaco水煤浆气化工艺技术，煤燃烧生成的废气可以有效转化为合成气，减少了燃烧物中有害物质的含量。但是，这种工艺的控制技术要求较高，会造成能源的部分浪费，适用范围相对较窄，当前，国内很多煤原料都不能使用Texaco水煤浆气化工艺技术。

1.4 GSP加压气流床气化技术

GSP加压气流床气化技术是一种全新的煤氣化技术，它集合了多种气化炉的优点，有效提高了煤原料的利用效率，推动了气化炉可持续发展的进程。但从整体上来看，GSP加压气流床气化技术依然存在一定的问题和不足，例如，这种气化技术的工艺流程较为复杂，所涉及到的工艺环节相对较多，在处理煤原料的过程中很容易出现原料堵塞等问题，不利于煤原料的正常输送。

2 气化技术对煤种的适应性

整体上说，各种煤都可以气化，只是不同的气化炉和气化工艺对煤种的要求不用。

2.1 褐煤

褐煤由于其比较年轻，含氧官能团较多，吸水性较强，去除其内部水分相对困难，且在干燥之后，放到空气中，又容易吸湿，所以对褐煤进行脱水，其经济性是首要问题。但若想制取水煤浆，保证其炭含量，就必须进行配煤，将含碳量高的优质煤种和含水量高的褐煤混合，使其达到制备水煤浆的各种要求。

2.2 高灰高硫煤

高灰高硫煤的利用，一直是选煤界的热点。气流床原料煤的灰分一般要求为15%，因为灰分过高能量的消耗将增大，煤气化的经济性很难保证。原料煤含硫量过大，管道和设备容易被腐蚀，且污水处理困难，成本费增高。固定床和流化床对煤的灰分没有太多的要求，研究更好的脱灰脱硫技术，不仅是煤气化技术的要求，也是环境保护这个大环境下对煤炭行业的挑战。

2.3 高灰熔融性温度煤

对于粘结性较差的高灰熔融性温度的煤，很难采用液态排渣的方法，而且对于气化炉的耐高温特性要求将会更高，需要采用耐火砖等材料。或者，采用添加助熔剂的方法，使其融熔点降低，才能满足经济上的要求。2.4配煤气化受炼焦配煤与动力配煤的启发，气化也可以利用配煤技术。利用各种煤某一方面的优良特性，将不同的煤种加以混合，使其达到灰分、硫分、灰熔融点等各种指标要求，既降低了经济性要求，又可以充分利用各种煤种，适应于当地的市场，提高经济性。

3 煤化工气化工艺的设备和关键技术

3.1 GE水煤浆加压气化技术

水煤浆加压气化技术在煤炭化工行业中应用广泛。可以制备出的碳化合物包括：烯烃、甲醇和合成氨等物质。根据中国煤的品质特点，我国自行研发了关于水煤浆的控制生产公式，提升了我国水煤浆的生产效率。水煤浆的加压气化技术使用相对简单，具有广泛的适用性，是现在煤化工气化工艺中较为成熟的技术。

3.2 GSP干煤粉加压气化技术

GSP被称为“黑水泵气化技术”，是德国研制的一种煤炭气化工艺。干煤粉是通过对原煤进行充分的研磨后去掉其中杂质得到的干燥的粉状原煤。通过对煤粉的加热过程实现对原煤的气化，通过水冷壁的冷却得到气化煤气。GSP干煤粉加压气化技术目前应用比较少，具有操作弹性大、操作方便、污染排放小，同时维护费用较低的特点。

3.3 常压固定床富氧连续气化技术

连续气化极大地提升了间歇气化过程的生产效率，节省了生产成本，减少了对设备的维护费用及环境污染，一般采用颗粒较小的原煤进行加工处理。

4 结束语

我国煤气化工业中的煤气化技术和气化炉实际使用的状况是复杂的，并且是广泛使用的。面对众多的煤气化方式，企业通常会根据实际的情况去考虑使用哪一种技术，企业所处的地区有多少原料煤，原料煤的种类、可实现技术要求、合成气的用途包括企业的资金等等都是需要考虑的内容。不仅要做到实现企业的最大化利润，同时也要保证生产复合国家的标准要求，做到环保绿色生产。

参考文献

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[2]马园媛，赵岐.煤气化技术的现状及发展趋势[J].化工管理，2018（21）：202.