煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術(shù)的選擇研究

寧德才 郞群(陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司， 陜西 榆林 719319)

煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術(shù)的選擇研究

寧德才 郞群(陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司， 陜西 榆林 719319)

現(xiàn)階段，煤炭作為在儲量方面具有明顯優(yōu)勢的資源已經(jīng)被列為相關(guān)行業(yè)的主要研究對象，而煤氣化工藝作為能夠?qū)ξ覈吞烊粴赓Y源稍顯不足這一問題進(jìn)行有效解決的途徑，自然引起了人們的重視。文章首先對煤氣化工業(yè)所包含的內(nèi)容進(jìn)行了概述，然后通過理論和實(shí)際相結(jié)合的方式，以一氧化碳變換工藝為核心展開了詳細(xì)的分析。

煤氣化；一氧化碳變換工藝；技術(shù)選擇

首先需要人們了解一點(diǎn)，我國的油氣資源儲量始終處于稍顯不足的狀態(tài)下，近幾年隨著煤化工業(yè)的發(fā)展和煤氣化技術(shù)的完善，石油和天然氣資源所具有的不足開始被逐漸彌補(bǔ)。在對煤氣化裝備進(jìn)行研究的過程中可以發(fā)現(xiàn)，一氧化碳變換工藝所具有的主要功能在于對氣化裝置生產(chǎn)的粗煤氣進(jìn)行變化，保證所生產(chǎn)煤氣的碳?xì)湮锱c社會需求相符合，因此，針對該工藝開展相應(yīng)的研究是非常有必要的。

1 煤氣化工業(yè)的概述

(1)粉煤氣化粗煤氣 粉煤氣化對壓力的需求通常為3．8MPa，但是由于水蒸氣所占據(jù)比例的減少，一氧化碳含量往往可以達(dá)到70%，因此，在變換過程中所需推動力必然較大，而產(chǎn)生的反應(yīng)與水煤漿相比也更為劇烈[1]。另外，在對廢鍋型工藝進(jìn)行應(yīng)用的過程中，變換爐的溫度極高，這對相配套的生產(chǎn)設(shè)備提出了較高的要求，因此，現(xiàn)階段該工藝的應(yīng)用頻率相對較低。

(2)水煤漿氣化粗煤氣 作為典型的激冷型流程，水煤漿氣化的過程普遍對壓力具有較高的要求，即壓力應(yīng)當(dāng)始終保持在2．8MPa至8．5MPa這一范圍內(nèi)，此時經(jīng)由粗煤氣而產(chǎn)生的一氧化碳的含量約為45%，和氫氣含量比例基本相同，但是由于一氧化碳所承載負(fù)荷的變換相對而言并不明顯，對變換爐溫度產(chǎn)生的影響也可以忽略不計。但需要工作人員注意一點(diǎn)，在對水煤漿進(jìn)行應(yīng)用的過程中，水汽化現(xiàn)象較為嚴(yán)重，因此，該變換過程通常對水蒸氣需求較少，但對冷凝液需求較多。

2 一氧化碳變化工藝技術(shù)的選擇

(1)制甲醇變換工藝 在對甲醇進(jìn)行制作的過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)始終明確該制作流程對變換率具有嚴(yán)格要求，通常來說變換出口的CO含量應(yīng)當(dāng)保持在20%，整體的變換率則應(yīng)當(dāng)始終低于50%，應(yīng)用一氧化碳對甲醇進(jìn)行合成與其他變換工藝相比較為突出的特點(diǎn)在于其耗水量相對較少。通過計算可以發(fā)現(xiàn)，想要保證變換出口的CO含量保持在20%，那么原料氣中水/氣應(yīng)當(dāng)維持在0．35至0．6的范圍內(nèi)，但是由于水煤漿中水/氣通常多于1．3，所以，大量過剩水蒸汽的存在在很大程度上對換熱器需要承載的冷卻負(fù)荷進(jìn)行了增加[2]。另外，大量過剩水/氣的存在還對設(shè)備以及管道所承載的運(yùn)輸負(fù)荷進(jìn)行了增加，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備以及管道所對應(yīng)規(guī)格的增大。想要避免上述問題的出現(xiàn)，在應(yīng)用水煤漿對甲醇進(jìn)行合成的過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)將蒸汽發(fā)生器置于粗煤氣進(jìn)入變換爐被轉(zhuǎn)換前，這一步驟不僅可以保證蒸汽的發(fā)生，還能夠?qū)⒋置簹饫鋮s過程中所產(chǎn)生的冷凝液進(jìn)行分離，保證水/氣降低至相應(yīng)數(shù)值范圍后再對其進(jìn)行預(yù)熱。

實(shí)踐結(jié)果顯示，在對蒸汽發(fā)生器進(jìn)行安裝和使用后，粗煤氣所含有的富有水分能夠被有效分離，這樣能夠?qū)υO(shè)備以及管道所需要承載的運(yùn)輸負(fù)荷進(jìn)行減少，而粗煤氣在對自身所產(chǎn)生的冷凝液進(jìn)行排出時，必然會有一部分呈固體狀態(tài)的雜質(zhì)隨之排出，可以說這一過程是對粗煤氣進(jìn)行二次凈化的過程。另外，工作人員能夠通過對蒸汽發(fā)生器所承載壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式，對其溫度進(jìn)行更改，這樣做的目的在于提升粗煤氣水/氣的穩(wěn)定程度，從根源處降低水/氣波動對設(shè)備產(chǎn)生的不利影響。

(2)制氫變換工藝 在對氫進(jìn)行制作的過程中，其變換率應(yīng)當(dāng)始終保持在96%或以上，另外，如果需要對甲烷化工藝進(jìn)行應(yīng)用的，那么想要對甲烷化所產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行削弱，工作人員需要在在變換氣的過程中將CO所對應(yīng)干基濃度進(jìn)行降低，使其維持在0．35%左右，想要達(dá)到這一要求，往往需要對中、低溫變換爐進(jìn)行使用[3]。也正是因?yàn)橹茪溥^程對變換深度具有較高的要求，因此，想要對變換爐所具有的推動力進(jìn)行有效提升，工作人員不應(yīng)將蒸汽發(fā)生器置于粗煤氣進(jìn)入變換爐被轉(zhuǎn)換前。

(3)工藝的選擇 對水/氣進(jìn)行變換的主要目的在于將原料所具有氣水低含量這一優(yōu)勢進(jìn)行充分利用，保證對在以低水/氣為前提的背景下所開展CO轉(zhuǎn)換工作平穩(wěn)性的有效提升。因此，在對一氧化碳變化工藝進(jìn)行選擇和應(yīng)用的過程中，無論是制甲醇還是制氫，工作人員都應(yīng)當(dāng)將節(jié)能環(huán)保作為核心理念，保證所選擇工藝的合理性和科學(xué)性。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平也日益提高，因此，想要對社會生產(chǎn)和人們生活所具有的需求加以滿足，煤化工產(chǎn)業(yè)必須保證自身具有非常強(qiáng)大的生命力。煤氣化技術(shù)的發(fā)展也在一定程度上為所對應(yīng)產(chǎn)業(yè)提供了相對廣闊的平臺，工作人員通過水氣調(diào)節(jié)的方式就可以獲取相應(yīng)的碳?xì)湮?，因此，在對一氧化碳變化工藝進(jìn)行選擇和應(yīng)用的過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)將節(jié)能環(huán)保作為核心理念，保證所選擇工藝的合理性和科學(xué)性。

[1]陳莉.煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術(shù)的選擇[J].大氮肥,2013,03:150-157.

[2]張文飛.煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術(shù)探析[J].化工設(shè)計通訊,2016,10:6+32.

[3]衣煥義.煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術(shù)的選擇[J].化工管理,2015,27:166.

寧德才(1974- )，男，漢族，黑龍江哈爾濱人，本科，中級工程師，主要從事煤化工煤氣凈化相關(guān)工作。