煤氣化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

韓冬魏琳（.棗莊市山亭區(qū)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，山東 棗莊 7700；.棗莊職業(yè)學(xué)院，，山東 棗莊 7700）

煤氣化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

韓冬1魏琳2（1.棗莊市山亭區(qū)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，山東 棗莊 277200；2.棗莊職業(yè)學(xué)院，，山東 棗莊 277200）

中國(guó)地域遼闊，擁有眾多種類(lèi)的資源，其中煤炭資源的儲(chǔ)存量十分可觀(guān)，這也使得我國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。我國(guó)目前對(duì)于煤炭的利用，不僅僅是對(duì)煤炭直接燃燒利用，還會(huì)對(duì)煤炭進(jìn)行加工，制成更為清潔、高效的二次能源。將煤炭進(jìn)一步加工成跟更加環(huán)保的二次能源將會(huì)是我國(guó)現(xiàn)階段快速轉(zhuǎn)變能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不二選擇。我國(guó)的煤化工行業(yè)已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，在化學(xué)工業(yè)方面占有很重要的地位。本文主要通過(guò)分析我國(guó)煤化工行業(yè)現(xiàn)狀以及煤氣化的兩種主要工藝，來(lái)尋求煤氣化更好的發(fā)展方向。

煤氣化；德士古氣化；四噴嘴對(duì)置式；應(yīng)用領(lǐng)域

1 我國(guó)煤化工現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活越來(lái)越富裕，生活質(zhì)量和水平都隨之提升，人們對(duì)于能源的需求也越來(lái)越多，無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)還是百姓生活中，能源的消耗量都呈現(xiàn)著持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。而另一方面，我國(guó)的能源分布狀況是煤炭資源的保有量十分可觀(guān)，其他能源則相對(duì)比較匱乏，是一個(gè)典型的“缺油、少氣、富煤”的國(guó)家，因而使得煤化工行業(yè)在我國(guó)的能源領(lǐng)域占據(jù)了十分重要的位置。

基于國(guó)內(nèi)石油消費(fèi)的不斷增長(zhǎng)，供需矛盾突出等一系列問(wèn)題，我國(guó)的煤氣化、煤炭焦化等技術(shù)近年來(lái)得到了持續(xù)快速的發(fā)展。我國(guó)缺油少氣，煤炭資源相對(duì)比較豐富的資源分布狀況決定了對(duì)于煤炭的高效、清潔利用會(huì)是現(xiàn)階段改善我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)的重要途徑，具有清潔能源、煤炭—能源—化工一體化、環(huán)境污染少等諸多優(yōu)點(diǎn)的煤氣化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展迫在眉睫。

2 煤氣化的主要工藝

我國(guó)面前所采用的煤氣化工藝種類(lèi)較為豐富，其中的我們所熟知的四噴嘴對(duì)置式技術(shù)和德士古水煤漿氣化工藝兩種工藝，應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)，性?xún)r(jià)比較高，獲得了較為普遍的認(rèn)可，因此下面主要以這兩種技術(shù)為例探討我國(guó)目前的煤氣化工藝。

2.1 德士古氣化

德士古氣化工藝就是將我們現(xiàn)有的水煤漿作為原料，再用純氧作為氣化劑，將水煤漿放入德士古氣化爐中，用高溫和高壓的條件，使得水煤漿發(fā)生氣化反應(yīng)，從而再制取甲醇合成氣，是目前最為先進(jìn)的潔凈煤氣化技術(shù)之一。這種氣化方式強(qiáng)度較高，有以下諸多優(yōu)勢(shì)：

（1）對(duì)制作水煤漿的原材料的要求低，范圍廣泛。制作德士古氣化所需要的水煤漿的原材料包含了大部分種類(lèi)的無(wú)煙煤，以及瀝青、煤氣化后所剩余的殘?jiān)?，取材范圍廣泛，所受限制較少，利于更加充分的利用我國(guó)現(xiàn)有的煤炭資源。

（2）操作流程簡(jiǎn)單。德士古氣化的工藝主要是通過(guò)德士古氣化爐進(jìn)行操作，而德士古氣化爐的內(nèi)部又沒(méi)有機(jī)械設(shè)備，這就使得德士古氣化的方式操作十分便捷，簡(jiǎn)單，容易控制，生產(chǎn)出來(lái)的煤氣也更易符合標(biāo)準(zhǔn)。

（3）生產(chǎn)的煤氣質(zhì)量好。因?yàn)榈率抗殴に嚨牟僮鬟^(guò)程中溫度較高，因而生產(chǎn)出來(lái)的煤氣有效利用成分非常高，較為純凈，使得后續(xù)的凈化工藝也更加簡(jiǎn)單便捷。

但是同時(shí)德士古氣化工藝也存在一定的缺陷和不足，比如，氣化爐內(nèi)的耐火磚因?yàn)殚L(zhǎng)期溫度較高的原因，而縮短了使用壽命，增加了維修、維護(hù)設(shè)備的費(fèi)用，增加了成本。

2.2 四噴嘴對(duì)置式煤氣化技術(shù)

四噴嘴對(duì)置式煤氣化技術(shù)因?yàn)闅饣癄t上有4個(gè)對(duì)稱(chēng)的工藝燒嘴而得名。該技術(shù)是我國(guó)自主研發(fā)的一種水煤漿氣化技術(shù)，是在氣流床的壓力下對(duì)熔渣進(jìn)行氣化，通過(guò)氣化爐上的4各燒嘴進(jìn)行加壓，從而在氣化爐內(nèi)與氧氣形成撞擊流，從而對(duì)水煤漿進(jìn)行氣化，生產(chǎn)出煤氣。該工藝使用以來(lái)，得到了很多煤化工企業(yè)的青睞。四噴嘴對(duì)置式的氣化技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：碳轉(zhuǎn)化率較高、原料消耗較低，有效成分高、渣中殘?zhí)嫉?、擁有我?guó)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)國(guó)有化率較高等。與此同時(shí)，四噴嘴對(duì)置式煤氣化技術(shù)設(shè)備的初期投資成本較高，會(huì)使得資金有限的中小企業(yè)在最初選擇設(shè)備時(shí)因資金問(wèn)題而不予考慮。

3 煤氣化應(yīng)用領(lǐng)域

我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量較為豐富的現(xiàn)狀在很大程度上決定了我國(guó)的煤炭資源將會(huì)在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)占據(jù)主要的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，在短期內(nèi)是很難實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上的改變和進(jìn)步的，而新興的煤化工能夠有效地推動(dòng)煤炭的清潔利用，隨著技術(shù)的不斷提高，能夠更加有效地提高利用率，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。這就為我們煤炭資源的利用打開(kāi)了新的大門(mén)，為諸多生活、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域提供了更多的能源消費(fèi)選擇。

第一，作為工業(yè)燃?xì)狻Ｎ覈?guó)現(xiàn)在的第二產(chǎn)業(yè)仍然是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要支柱產(chǎn)業(yè)，而第二產(chǎn)業(yè)的能源消耗需求較高，隨著我國(guó)煤氣化工藝的不斷發(fā)展成熟，煤氣化的產(chǎn)量會(huì)越來(lái)越高，更多的工業(yè)領(lǐng)域，比如鋼鐵、建材、食品等行業(yè)部門(mén)都能夠?qū)⒚簹庾鳛槿剂线M(jìn)行生產(chǎn)加工。第二，供百姓生活用氣。將煤氣作為老百姓的日常生活燃料，在很多地區(qū)已經(jīng)實(shí)行，人們用煤氣作燃料，可以很大程度地提高煤炭資源的利用效率，而且煤氣的污染要比煤炭小得多，這樣更利于我國(guó)環(huán)境友好型社會(huì)的發(fā)展。第三，作為冶金工藝的還原氣。煤氣化后所產(chǎn)生的煤氣中含有豐富的CO和H2，這兩種物質(zhì)具有非常強(qiáng)的還原性，可以在冶金工業(yè)中將其作為還原氣。

總之，煤氣化的市場(chǎng)需求會(huì)不斷增長(zhǎng)，前景十分廣闊，我們應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)有技術(shù)、不斷研發(fā)更為先進(jìn)的技術(shù)，增大煤氣化的質(zhì)量和產(chǎn)量，優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。

[1]孫婧妍、于浩，煤氣化工藝流程研究，[J]，制作與工藝，2015年第2期。

[2]霍林濤，煤氣化技術(shù)及煤氣化廢水處理技術(shù)，[J]，化學(xué)天地，2014年第10期。

韓冬（1989-），男，漢，山東滕州，棗莊市山亭區(qū)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，助理工程師，本科，煤氣化。

魏琳（1989-），女，漢，山東滕州，棗莊職業(yè)學(xué)院，助理工程師，煤化工。