我国水煤浆气化技术现状及发展趋势

杨备战

（神华榆林能源化工有限公司，陕西榆林 719000）

1 我国水煤浆气化技术发展现状与应用技术

1.1 我国水煤浆气化技术发展现状

水煤浆气化技术兴起于20世纪70年代，水煤浆为液态燃料，具有燃烧稳定、污染较少等特点，可以作为燃料或者合成气原料广泛应用到工业生产中。水煤浆是由煤、水和其他化学产物按照固定配比形成的混合燃料，因为其中具有水成分，因此水煤浆拥有流动性，因此也成为流动燃料液体应用到生产生活中、因为其是液体，因此可以雾化，在其处于雾化状态下，其燃烧效率较高，能够完全地转化为二氧化碳。水煤浆较为廉价，应用到工业生产中能够在一定程度上代替石油，从而缓解可能出现的石油问题，降低燃料支出成本，同时也能够保护环境，对环境产生较少的污染。水煤浆中，水煤配比为7∶3。在水煤浆的制作过程中，涉及高温、流动和高压等物理过程和化学反应等，正确把握这些影响因素则能够促进水浆煤气化技术中的问题得以迎刃而解。

1.2 我国水煤浆气化主要应用技术

现有的水煤浆气化技术主要为华东理工大学多喷嘴对质式水煤浆气化技术，德士古水煤浆加压气化技术，多元料浆新型气化技术和水煤浆-膜式壁-辐射废锅气化技术等。清华炉技术的应用也标志着我国水煤浆气化技术向大型化技术发展。华东理工大学多喷嘴对质式水煤浆气化技术作为中国自主知识产权的大型煤气化技术，能够做到合成气的深度加工和利用，在此技术中应用到催化剂、反应器和加工工艺。在该工艺中，应用到了预膜式喷嘴，且利用煤浆雾化这一方式促进烧嘴的使用寿命延长；在喷嘴对质放置的基础上，充分强化了物料混合，从而促进气化反应进一步发展，能够有效地减少废料。

现阶段在重油气化基础上发展起来的主要技术即非常成熟的德士古水煤浆加压气化技术。该技术不仅拥有较长的装置运行周期，而且对于各种煤气化都可以充分应用，同时可以采用多元料浆气化等混烧方式制备，使得原料成本能够大幅降低且具有较高的计划经济性。同时，德士古水煤浆加压气化技术具有较强的连续性，可以采用液态排渣或连续进料等方式，既不会影响气化炉，也有效提升了生产连续性。此外，煤浆压力在加压气化方式下，主要由高压煤浆泵提供，大幅节省了压缩气体时需要消耗的能源。只有在1400℃左右高温下，才能让这种方式进行气化，可以采用辐射锅炉等方式回收废热，既节约了能量又降低了成本。产品气体在这种方式下采用高温气化的方式，因此气体中不会含有酚类物质与焦油。即便氢类物质包含在废水中也比较容易处理，大幅降低了对环境可能造成的污染。使用德士古水煤浆加压气化技术，存在的主要缺点是投资成本较高，所使用的主要设备与阀门等一些关键设备都需要从国外进口。

1.3 使用德士古水煤浆加压气化技术需要注意的问题

使用德士古水煤浆加压气化技术，要注重对煤质的选择，一定要选用稳定性能较强且流动性较好的水煤浆，这样才能达到提升气化效率的目的。同时，氧煤比作为控制反应温度时的主要参数，可以有效控制炉温。如果在一定程度上增加了氧煤比后，气化炉中就会进入较多的氧气，最终致使一氧化碳含量在合成气中增加，这个结果对生产极其不利。在此情形下。炉体耐火砖会由于高温的加剧而降低其使用寿命，对于煤的灰熔点来说，添加一定量的助溶剂可以有效降低熔点。此外，还要注意若想保持化学平衡就不能随意提高反应压力，这样会加快反应速度并增加反应物的浓度，对于水煤浆的雾化质量而言，采用气化的方式非常有利。

2 我国水煤浆气化技术发展中出现的问题

2.1 制造能耗较高

水煤浆气化技术应用时需要利用到水和煤并进行物理作用，但在实际进行技术应用时，往往出现制造能耗较高的现象，这就导致生产成本较高，从而影响水煤浆气化技术的进一步应用。制造能耗较高往往与技术应用、设备和制造人员的操作方法与操作技术有关，因此应该采取一定措施降低制造能耗，提升水煤浆气化技术应用程度。

2.2 煤炭资源利用不合理

水煤浆气化技术的重要原料就是煤炭，但实际上现在存在着煤炭资源利用不合理的问题，这往往存在于设备老化问题导致煤炭资源无法得到有力转化，因此企业应该积极进行设备更改，从而提升煤炭资源利用，降低生产成本。

2.3 技术较为陈旧

技术较为陈旧，在此方面则需要进行技术观念更新和技术内容更新，这也需要更多的技术人员审视自己，先找出自己有哪些落后观点，并在积极利用先进设备的基础上进行技术更新。

2.4 对废弃物利用效率不高

相关人员还要加大对废弃物进行资源化利用的方案研究。因为在煤气化与合成过程中会产生一定的有机废水，将聚丙烯酰胺这种絮凝剂添加在整个浓缩沉淀过程中，污泥经过浓缩脱水之后呈现出胶体状态或絮凝状态，而这时污水的持水能力非常强，有将近80%左右的水分包含在污水泥中且基本上呈现束缚水形态，而这种形态的污泥需要较高的烘干成本，经济利用价值极低。还有一些高污染的有机组分、重金属以及无机物等包含在化工污泥中，相关管理人员如果不能对其进行合理处置就会致使环境污染。就目前而言，我国一些企业常常是在棒磨机中掺入一定量的化工污泥，利用这种方法制成水煤浆进行气化。但是，这时煤浆黏度会因为絮凝以及高内水等特征而急剧上升，从而出现磨机出料不畅等相关问题。

3 我国水煤浆计划技术的发展趋势

3.1 以选用先进设备的方式降低制造能耗

选用先进设备能够合理地降低能耗，从而降低水煤浆气化技术的应用条件，降低生产成本，为企业经营谋求更多的利益。虽然在本阶段强调用先进的设备降低制造能耗，但是企业更应该从自身角度出发，在企业能够承受的范围内选取设备。在选择设备时，还应该注意选择操作较为简单、参数设置较为简单的设备，这样才能够更好地满足企业的经营需求。

例如，在进行汽化炉选用时，在设置水煤浆-水冷壁气化技术工艺时，则应该选用较为先进的炭洗塔，在选择炭洗塔时，应该根据企业所选取的备选煤炭直径来进行选择，防止直径过大影响炭洗塔的正常使用，且直径过小将会导致炭洗塔中过滤不当，从而影响汽化炉的正常运作。在选完设备后，还应该对设备进行积极维修，在日常生活中加大对设备的维修，能够适当地延长设备的使用寿命，更好地降低生产成本。

3.2 合理利用煤炭资源

合理利用煤炭资源，需要企业根据自身的实际生产情况和商品发行情况选择合适的水煤浆及水煤浆水冷壁气化技术。如清华炉水煤浆气化技术也可以分为非熔渣-熔渣分级气化技术等与水煤浆-膜式壁-辐射废锅气化技术等，这些技术都拥有一定的应用条件和实际缺陷，企业应该根据自身需求进行选择。虽然先进的技术能够满足最广大的生产需求，但先进技术的应用也代表着成本的提升和生产规模的扩大，因此企业应该在保障自身发展需求的基础上选择恰当的生产技术。

例如，如果企业的生产规模较大，那么就可以选用清华炉进行水煤浆气化技术应用。清华炉规模较大，其能够满足长时间工作的需求。在应用清华炉进行非熔渣-熔渣分级气化技术应用时，则应该注意氧气管供给问题，保证氧气管供给能够满足连续性的氧气供给，在实际供给时应该保障氧气的纯度，不能让氧气中混入其他的空气成分，这样将会导致水煤浆气化技术应用出现问题，导致水煤浆的构成比例失调。同时，保障温度均衡分布，稳定供热，这样才能够保障化学变化的外部场所保持稳定，从而更好地进行水煤浆气化技术实施。

3.3 提升技术水平

提升技术水平，首先需要在人力资源方面做到提升技术应用观念，才能够正确地发挥人力资源对于技术水平的促进作用。企业在进行招聘时，应该选择拥有较强知识水平和丰富理论知识的人员进行上岗就业。并且，管理人员应该保证工作人员持证上岗，工作人员也应该不断地提升自己的技术水平和技术能力，从而更好地服务自己的工作岗位。

例如，管理人员应该定期对技术人员展开培训，让技术人员参与培训，不断提升自己的工作能力。技术人员也应该将自己的工作内容形成定期反馈，并将工作意见和工作建议反馈给管理人员，管理人员也应该利用这些意见和建议来改善技术人员的工作环境，提升技术人员的工作待遇。最主要的是，管理人员也应该鼓励技术人员对水煤浆气化技术展开探究，不断利用自己的知识水平和理论知识来丰富水煤浆气化技术，改善水煤浆气化技术的应用环境。

3.4 拓展水浆煤气化技术成果应用循环

在水浆煤气化技术的实际应用中，往往会涉及高效节能型水冷壁直连废锅全热回收煤气化技术的应用，在此过程中利用冷水对废锅进行冷却，并在此基础上适当的回收煤气，从而进行冷水和煤气的二次利用。在进行水浆煤气化时，因为水浆煤中的煤炭与水的比例在7∶3，因此在循环过程中有部分水资源被浪费，相关人员可以合理地改进设备与技术应用，从而提升水资源的利用率，在降低成本的基础上做到节约水资源，为企业谋求更多的利润，进一步促进水煤浆气化技术的改善。

例如，设计人员可以利用二阶导管和蒸腾技术，将水蒸气进行合理的传输，并将水蒸气和煤气进行有效分割，在分割的基础上进行回收利用。这样回收的水蒸气可能存在杂质，因此可以传输到高效节能型水冷壁直连废锅中，供该仪器进行冷处理。

4 结束语

对我国水煤浆气化技术及发展趋势展开探究，在一定程度上能够促进相关从业人员对于该技术的了解，并能够结合理论与实际经验对我国水煤浆气化技术应用中产生的问题进行探究，从而不断促进水煤浆气化技术的完善，并做到在节省生产成本和生产环节的基础上，保障质量和对环境产生较少污染，满足飞速发展的需求。相信从降低制造能耗、合理利用煤炭资源、提升技术水平和拓展水浆煤气化技术成果应用四方面出发对我国水煤浆气化技术发展趋势进行了分析。