煤气化工艺节能减排技术及应用探析

邵喜春 侯国梅

摘要∶在社会经济运行中，煤气化工业作为重要的能源供应方，得到了较为快速的发展。基于煤气化工业生产中普遍存在温室气体排放及化工污染 物堆积等突出问题，新时期如何在节能减排总体思路下提高煤气化工业能源利用率，事关行业的高效持续发展。

关键词∶煤气化工艺：节能减排技术：应用

在现代工业生产中利用煤炭气化工艺技术进行经济运作的过程中，需要对自身工业技术进行升级，以新的生产工艺和生产方式实现工业节能、减排的生产要求，并有效减少生产过程中产生的废渣、废气物质，完善现代化煤炭气化生产在使用工艺技术上的环境友好能力。在现代煤炭气化生产工艺中，采取减排节能技术能够帮助相关企业优化自身的资源配置，达到减少能源浪费的生产目的。

1煤炭气化的工艺所面临的减排节能的问题

通过对煤炭气化生产工艺的研究发现，煤炭气化设备在设计过程中就 存在问题，为了降低生产成本通常会出现废水处理的能力不足，无法满足 实际环保的需要，在设备投人生产后，其设备稳定性很差不断出现各种问 题。因为原设计废水处理能力相对很低，在煤炭气化生产过程中产生过多 的污水、废水不能妥善、迅速处理，最终导致废水排放无法达到环保要求。 另外，煤炭气化设备水处理还存在含量较高的固相问题，其主要原因是排 渣时渣水造成的，通过研究实验固相的含量达到2%左右，如果控制不好固相能够达到10%左右。除渣过程中生成的灰水碳酸离子、二价的镁离子、二价的钙离子等会进行化学反应，生成碳酸镁、碳酸钙等沉淀，这些沉淀 物在煤气管线中很容易形成垢，随着垢的不断增加会堵塞煤气管线，产生 的垢也会对管道、阀门产生磨损，会影响水处理的效果，随着煤炭气化工 作的不断进行，会有许多的污水被排放出去，排放的污水会对环境造成污染 [1]。

2煤气化工艺中主要的节能减排技术

2.1煤气化 C02节能减排技术

2.1.1煤气化 C02储存技术

该技术形式近些年来得到重视和应用，技术应用范畴主要集中在地质 构造条件及环境无法对煤气化开采作业提供经济实用性，或者开采过程伴 有不确定性因素等环节。例如，经年开采使用的油气田，储油及出油量大幅缩减、煤层富集深度较大，存在无法开采的咸水层或采煤层等，可考虑采用 C02储存技术。如前所述，煤气化工艺环节会产生大量的 C02，这些C02如直接排出，会对空气环境造成过大的分解压力，甚至直接带来大气污染问题。为此，借助 C02储存技术，可以将一定数量的C02进行存储，如将其在海底储存，海水中如含有一定量的金属物质，可以与海底储存的C02进行化学反应，生成碳酸盐沉淀，如此可以大大降低 C02的排放量。 而从煤气化工业实践看，在开采条件不佳的煤层中将 C02注人，能够显著提高煤气化的回采率，同步提高煤油的产出率。需要注意的是，在采用C02储存技术时，应根据煤气化工艺施工区域的具体情况而定，如煤气化开采区的地质构造不稳定，存在变动风险，如出现C02逃逸，会对大气环境造成进一步破坏，引起大气温室效应。因为C02储存区域一般会演变为酸性环境，在该环境中如地下水中掺杂了重金属物质及 C02，会给地下水带来污染。针对以上隐患，应具体问题具体分析，避免C02储存技术的滥用[2]。

2.1.2煤气化 C02循环利用技术

第一，液态 C02煤浆提取技术。该技术主要是按照一定的配比来配制粉煤及水，配比标准为3：2，在提取及制造焦煤等能源时，将部分水用液态的 C02加以替代，进而使煤气化炉能够生成二次反应，藉此使焦煤能够充分燃烧，提高煤的应用效率。第二，液态 C02固化技术。这一技术工艺过程可以实现 C02向干冰等物质的转化，从而使煤气化能源的应用范围得到进一步扩展。例如，在工业模具的清洗上，在消防器材的生产上，在生活美容上，在舞台效果的呈现上，都能够广泛应用。第三，C02临界及超临界萃取技术。该技术形式优点众多，能够对煤气化过程中产生的 C02进行大量消耗，起到节能减排作用。此技术流程较为简便，不具复杂性，借助萃取剂可以极大提高萃取的效率，同时还具备分离回收便捷的长处，外加上煤气化态 C02在化学性能表现上较为安全稳定，不失为提高煤气化工艺节能减排效果的可靠技术手段 [3]。

2.2循环洗涤水处理的技术

现代化工业煤炭气化生产工艺使用的主要原料是煤炭，大部分煤炭中都是含有固体硫。针对这种情况，需引人循环洗涤水技術对反应的煤进行净化处理后才能投人生产使用，这一步骤的有效实现依赖于现代化的科学技术手段。

2.2.1循环水中悬浮物控制

在首次对反应体系中的循环水进行处理时，第一步要向反应体系内加人火碱，使发生充分的中和反应，将盐分控制在130kg/m3左右。处理后的循环水具有很强的腐蚀性，这导致了操作危险性。因此，本文提出一项 新技术以处理这一难题。即引人阴离子聚丙烯絮凝剂，加人废弃循环水中进行循环水净化处理。经实践生产与严格监测分析后，整个生产工艺没有任何对外排放的污水 [4]。

2.2.2循环水中硫含量控制

第一，先对气水中的脱硫化氢进行吹曝处理，再引人相匹配的处理体 系进行再处理，重点还需注重硫磺的回收问题。本方法的优点主要体现在，无需利用火碱对循环水的酸碱度进行调节，很大程度上防止盐过量的后果 出现，还可以有效预防设备内部腐蚀的问题，提高设备使用率。这一方法 可以保证不对大气环境产生污染。但在实际生产过程中，成本的投人略有 增长。第二，减少硫氢组分的吸收步骤，借助 pH 监测调节。假如往循环水体系中加人烧碱或石灰一类碱性物质，化学试剂能够通过自身特征反应 生成硫化物，造成循环水中的盐分占比增加，致使反应体系中产生的部分 硫化氢未处理完全就被排人大气环境中 [1]。

2.3改善煤的热解

改善煤的热解是煤气化工艺节能减排技术应用的有效措施。这种措施改善了煤气化工艺分离出来的分子情况，让煤气化工艺热解后的大中小分 子在节能减排技术下有更好的去向，减少煤气化工艺垃圾无法处理的情况。 例如，煤气化工艺热解的时候容易产生焦油，焦油的分子大小虽然处于中 等情况，但直接排放到环境中对土壤的直接危害是严重的，而且焦油的吸 热能力非常强，又容易遇冷凝固，一旦推挤很长时间都无法化解。这种情 况就可以利用节能减排技术，将形成的焦油进行回收，在封闭的装置中做 好降解处理，让其发生化学或者物理反应，形成工业上需要的物质或者降 解后直接投放到垃圾处理处 [2]。

3结束语

煤炭气化生产工艺减排节能的问题与企业能够可持续性的发展密不可分，在煤炭气化生产工艺方面存在很多减排节能技术，如：循环水洗涤处理的技术、火炬介质板烧技术、冷却器合成器减少积灰技术，这几种技术 在长期实际应用中证明，它们能够在一定程度上解决减排节能的问题，达到了煤炭气化生产工艺中产生物循环的利用，提高了生产工艺中的除灰率，降低了污水排放。

参考文献

[1]姜国良. 焦炉煤气净化工艺改进分析[J].中国化工贸易，2019，（28）：96.

[2]王振西.煤气化工艺技术现状及发展趋势[J].化工设计通讯，2019，45（10）：17+19.

[3]梁敬会，王璇.浅析煤气化工艺节能减排技术及应用[J].化工设计通讯，2019，43（8）：8.

[4]魏树龙. 煤气化工艺节能减排技术综述[J]. 化工设计通讯，2020（3）：24_25.