煤化工技术现状及发展趋势

刘龙，吴芳丽，韩宾(华鲁恒升化工股份有限公司，山东 德州 253000)

1 煤化工技术的应用及发展现状

1.1 煤炭气化技术

煤炭气化技术的应用通常需要配合气化炉与相应的气化工艺，才能实现能源转化，目前较为常用的包括粉煤气化技术、煤制天然气技术、多喷嘴气化技术等，尤其是煤制天然气计划具备环保、易操作的应用优势而得到广泛应用与发展。粉煤气化技术，采用的是单喷嘴下喷式方法，在实际应用过程中以煤炭资源类型、数量为依据进行对水激冷，从而使固体煤炭资源转化成为气体能源。粉煤气化技术可以在气体转化与高压蒸汽转化中实现煤炭资源形态转化，有效提高了对能源的利用效率。粉煤气化技术的应用需要干煤粉作为辅助材料，同时搭配盘管式水冷壁设备的使用来创造气化技术的应用环境，在丰富气化技术原料煤炭类型的同时也增强了设备利用效率。粉煤气化技术的应用对于煤炭资源有着一定要求，如气化煤炭形状颗粒直径需小于0.15 mm，并于干燥状态下在气流带动下与材料同送入喷嘴当中，并于反应炉中进行炼化，得到新的能源供生产生活使用，以及产生一定量废渣，进一步处理后也可以进行水泥等生产使用。

多喷嘴气化技术，先将煤炭进行去杂质等初步处理，在进行碾碎，经氮气处理后保存。煤炭碾碎氮气处理过程中，先用低压氮气进行干燥，再用高压氮气进行巩固，同时在加煤时加入气化剂，辅助进行化学反应。在气化过程中的氮气可以进行回收重复利用，节约氮气资源，反应所需的设备主要是气化炉，煤炭在其中进行反应转化成为气体，再在气化炉的排出作用下进入到冷凝环节，反应残渣与气化炉内激冷凝结排出，产生的污水排入清洁系统进行净化后排放[1]。

1.2 煤炭液化技术

煤炭液化，指的是把固体煤炭在化学反应作用下转化成为液体燃料的过程。这一技术的应用需要运用相应的转化反应设备方可完成转化。在实际应用过程中主要包括两种应用方法。一种是直接液化法，大量氢元素是煤炭资源呈现固态的重要因素，直接液化法就是借助催化剂作用，在高温下消耗掉固态煤炭中的氢元素，进而实现对煤炭资源的液化转化。反应中较为常用的催化剂为硫化物催化剂，催化转化效果较为明显。另一种则是精制法，操作方法与直接液化法原理一致，都是以消耗固体煤炭中的氢元素为目的，不同的是精制法不需要应用催化剂，而是需要在特定的环境下进行转化，主要是通过将煤炭转化成为固态混合物，再进行蒸馏、分离等处理方式得到液体能源。

1.3 炼焦技术

炼焦技术是煤化工技术领域应用时间较早以及发展较为成熟的技术，其应用原理主要是将煤炭在隔绝空气条件下进行高温处理，煤炭中的大分子发生分解、结焦，生产煤气、煤焦油等产品。炼焦技术流程先是把煤炭以一定标准进行粉碎形成入炉煤，再利用捣固的方式将其送入炭化室，然后再经过高温、熄焦、晾焦等流程得到焦炭与焦炉煤气。

1.4 氨合成技术

在当代化工行业中，有机化工以及化肥工业中往往会使用到氨这一原材料，通常氨的合成主要是使用煤、天然气以及石油等原料，在高压、高温以及催化剂的作用下将氢与氮结合而成。当前国内煤炭资源相对较为丰富，但石油以及天然气资源比较匮乏，在化学工业科学技术快速发展的推动下，使用煤为原料制作氨的工艺已较为成熟。但是进行氨合成过程中对于催化剂以及设备具有较高要求，需要通过较为繁杂工序才能将煤制作成为具有广泛用途的氨。而焦炭以及固体原料煤一般则是使用气化的方式来获得合成器，通过净化此原料气后，将氮气与氢气之外的杂质去除，并压缩获得的纯净氮气与氢气，经过催化剂的影响才能得到氨。

2 中国煤化工行业装备发展现状

在科技水平不断提升的促进作用下，我国的煤化工行业装备制造技术也在不断创新，并且在原油技术基础上融合了国内外先进技术，并进行了针对性的创新改造，使其更加符合行业发展需要。先进技术在中国煤化工行业装备制造中的应用提高了装备制造改造水平，对于提高煤化工产品质量有着较为重要的促进作用。但是，就当前中国煤化工行业发展实际而言，仍然存在不少问题。如传统煤化工技术与实际需求之间的不适应性；煤化工装备设备机械化水平不高；对于大量人力物力较为依赖；机电设备配套不完善；生产工艺不成熟；核心装备自主研发能力不足，受制于装备进口。有些煤化工企业市场竞争能力较弱，资金周转、装备老化等问题较为严重，许多机电设备甚至超出了服务期限而得不到及时更换，机电设备改造能力较低，使用过程中出现较大的人力、物力资源的浪费，以及埋下较为严重的安全隐患[2]。

3 煤化工技术的发展趋势

3.1 提高资源利用率与重视环境保护

随着社会生态文明建设不断发展，煤化工技术的发展也应坚持生态与经济发展统筹兼顾的原则，实现经济效益与环境保护的统一发展。而煤化工技术应用存在的资源浪费现象仍十分普遍，忽视了生态自然和谐发展的煤化工技术发展并不长远。盲目追求经济效益，不重视节约资源与环境保护的煤化工技术发展也必将受到限制。因此，煤化工技术的应用发展过程必须始终坚持科学发展，加强清洁能力生产与应用，不断优化技术方案避免环境污染，同时加强做好废弃物的回收处理，实现资源集约与资源节约。由此可见，坚持保护环境、节约资源、降低损耗、提高产品利用率，必将是煤化工技术应用与发展的重要方向。

3.2 新型环保能源结构体系的建设与应用

随着新型煤化工技术不断应用推广，新型环保能源结构体系也在不断成形、发展。新型环保能源结构体系的应用价值正在不断凸显，尤其是其应用带来的环境保护价值与资源节约价值，使其必将成为未来新型煤化工技术发展的重要方向，以及成为国家新型环保能源发展的重要组成。不仅如此，在今后还将往生产清洁能源产品的方向发展。在今后的煤化工行业中，必定会充分关注清洁能源技术的价值，该类清洁能源在实施生产与加工过程中需要切实落实好资源化废弃物以及相关处置工作，切实减小煤炭资源的损耗数量，在总体上将煤炭资源的利用率提高，加快回收利用副产品的效果，让下游产业得以获得更好的发展。

3.3 促使煤化工和有关关联产业得以共同发展

就现阶段看来煤化工行业中依旧存在资源利用率不高的现象，在今后发展趋势当中必定会往多联产技术方向发展，即在煤矿资源有关加工技术基础上，运用现代化工艺，结合有关产业的要求把煤气化技术制造出合成气，用于各个部门以及不同行业的生产工作，并制造出多样附加值较高的化工产品。如，通过将煤化工和石化相融合，在炼油厂内使用液化中间产物，经过互相协作与改进不但能够有利于石化产品品质的提升，并且还能够降低机动车尾气的排放。又如，通过将煤制天然气结合煤制烯烃以及甲醇等产业，能够将不同类型产品的优点发挥出来，将整体风险抵抗能力以及综合效益得到有效提升。所以明显能够看出，将煤化工与关联产业联合起来能够切实减少加工煤炭环节中污染物以及CO2的排放数量，并且在各类机制的影响下，还能有助于社会形成一套较为全面的清洁化工能源生产制度，有利于经济效益增加的同时，还能促进环境友好型工业体系的构建。

3.4 煤化工技术的创新发展

中国现阶段的煤化工技术及其应用仍然处于初级发展阶段，整个行业缺乏统一权威的煤化工技术管理体系与管理标准。加上企业管理层的不重视，在资金投入、技术引进方面都存在较大不足。对此，煤化工行业想要实现可持续发展，必须树立与时俱进的技术与管理理念，加强新型思想更新，重视技术创新，积极转变传统经营理念，不断探索符合当前企业发展的合理模式。此外，产业体系化发展也是煤化工技术应用的重要发展方向之一，在技术创新与工艺改进方面加大投入，优化形成绿色环保高效的新型技术应用体系。最后，加大对深层煤炭挖掘潜力，通过加强管理体制改进与技术结构完善，实现资源最优配置的同时进行相应的中心权力重组，使得煤化工企业得到进一步发展。

3.5 新型管理模式的应用发展

煤化工技术的发展除了需要不断融合新的技术理念与技术工艺之外，还需要加强对技术应用管理模式的创新优化。通过对管理模式的有效优化，可以提高人员责任意识，增强工作效率，也唯有实现对管理模式的创新，才能为煤化工技术设备养护、维修进行专业人员的合理调配，确保故障及时排除，延长煤化工技术设备使用效率与使用寿命，提高生产安全水平。

3.6 注重朝着中西部发展倾斜

就当前国内煤化工产业的规划看来，重点集中在山西、内蒙以及新疆这几个地区，且无论是项目数量或是生产产品数量，以上几个地区均属于国内西部新型煤化工的重要发展地区。当前国内动力煤价格不断降低，但是相对来说新型煤化工产业如煤制油、煤制烯烃等产业具有较为广阔发展前景，我国所规划的重点产煤区域还有7个煤化工产业规划都进行了非常详细的规划发展，推动我国煤化工产业更好发展。

4 结语

总而言之，在中国社会经济发展中煤化工产业发挥着非常关键的影响，然而当前在煤化工技术方面依旧存在不少问题需要改进，因为要求相关部门与研究人员能够正确认识该行业以及技术的实际情况，并采取针对性的处理措施，切实保证煤化工产业的效率与质量，推动国家经济更为稳健的发展。