煤氣化工藝清潔生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)研究

王大瑋

(同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公，山西 大同 037000)

1 常見的煤氣化工藝

1.1 固定床氣化

固定床氣化過程涉及到的參數(shù)內(nèi)容如表1所示。

表1 固定床氣化涉及到參數(shù)

固定床氣化爐內(nèi)在實(shí)際作業(yè)過程中，氣體的流速相對(duì)比較緩慢，煤粒在爐內(nèi)可以長時(shí)間停留，最長能夠停留約90 min，整個(gè)氣化過程中，煤粒都處于靜止?fàn)顟B(tài)。在煤氣化過程中，采用固定床氣化，對(duì)煤種活性、熱穩(wěn)定性、灰熔點(diǎn)等各項(xiàng)內(nèi)容都有著很高的要求，并且采用的爐型較小，因此實(shí)際氣化過程中，氣化能力相對(duì)比較弱。該方式具體應(yīng)用主要針對(duì)次煙煤、褐煤，生產(chǎn)的合成器以甲烷為主[1]。

1.2 流化床氣化

流化床氣化過程涉及到的參數(shù)內(nèi)容如表2所示。

表2 流化床氣化過程涉及到的參數(shù)

流化床氣化工藝的爐內(nèi)溫度處于一個(gè)相對(duì)比較均勻的狀態(tài)，并且爐內(nèi)氣化介質(zhì)的流速相對(duì)比較緩慢，在整個(gè)氣化過程中，煤粒會(huì)停留幾分鐘，并且在該過程中煤粒始終都處于懸浮狀態(tài)，氣化介質(zhì)之間則會(huì)保持相對(duì)運(yùn)動(dòng)[2]。采用該工藝時(shí)，需要工作人員注意的是，該方式對(duì)于原煤的灰熔點(diǎn)、活性都有較高要求，如果原煤的性能達(dá)不到要求，采用該工藝則無法達(dá)到理想的應(yīng)用效果。

1.3 氣流床氣化

氣流床工藝與固定床氣化和流化床氣化兩種工藝相比，其操作溫度更高，達(dá)到了1 300 ℃～1 700 ℃，同時(shí)，實(shí)際作業(yè)過程中采用的操作壓力也更大，最高可達(dá)到6.5 MPa，實(shí)際作業(yè)過程中，爐內(nèi)氣體的流速較大，這會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)的煤粒會(huì)隨著氣流方向移動(dòng)，整個(gè)氣化過程中，煤粒會(huì)在爐內(nèi)停留數(shù)秒。該工藝在具體應(yīng)用過程中對(duì)于煤種的要求較低，因此適應(yīng)性強(qiáng)[3]。殼牌氣化爐是目前有著比較廣泛的應(yīng)用，其在具體應(yīng)用過程中工作原理就是在高溫、高壓環(huán)境下，將氧氣、少量蒸汽、粉煤進(jìn)行加壓，將其輸送到氣化爐內(nèi)，快速完成升溫、揮發(fā)，然后經(jīng)過一系列的反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)煤氣化。殼牌氣化爐在具體應(yīng)用過程中具有不錯(cuò)的環(huán)境效益。

通過上文分析，可以發(fā)現(xiàn)，固定床氣化和流化氣化床在應(yīng)用過程中都具有一定的局限性，氣流床氣化的實(shí)用性更強(qiáng)，并且隨著人們對(duì)該項(xiàng)技術(shù)研究的不斷深入，其技術(shù)將會(huì)變得更加成熟，在應(yīng)用過程中具有不錯(cuò)的環(huán)境效益。

2 煤氣化工藝清潔生的具體優(yōu)點(diǎn)

2.1 環(huán)境效益好

煤氣化工藝生產(chǎn)期間，不會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成較為嚴(yán)重的破壞，符合我國煤氣化生產(chǎn)期間在綠色化和清潔化兩個(gè)方面的具體要求。煤氣化清潔生中，排放的廢氣很少，完成相應(yīng)的生產(chǎn)工作后，殘?jiān)械暮剂亢艿?，這種煤渣可以被應(yīng)用在水泥等建筑材料中以實(shí)現(xiàn)了對(duì)資源的全面利用。

2.2 適用范圍廣

多數(shù)煤炭原材料都可以通過氣化加工方式進(jìn)行處理。煤氣化工藝清潔生產(chǎn)對(duì)于煤炭原料的要求較低，因此，可以通過合理的加工對(duì)多數(shù)煤炭進(jìn)行處理。從實(shí)際情況來看，無論煤炭的品質(zhì)如何，都可以通過煤氣化工藝對(duì)其進(jìn)行處理，這也就使煤氣化工藝在我國內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用與推廣，并且也促進(jìn)了我國煤炭行業(yè)的發(fā)展，滿足我國在能源需求，以及環(huán)境保護(hù)方面的需求。

2.3 促進(jìn)工藝可持續(xù)化發(fā)展

隨著我國社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)于能源的需求量不斷增多?？茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了煤氣化工藝技術(shù)發(fā)展，并且提高了生產(chǎn)清潔水平，同時(shí)，也可以使相應(yīng)設(shè)備的清潔程度得到進(jìn)一步提升，延長設(shè)備在具體應(yīng)用該過程中的壽命[3]。此外，還可以使煤炭資源的利用效率在具體應(yīng)用過程中得到進(jìn)一步提高，以節(jié)省資源。煤氣化清潔工藝在不斷發(fā)展還可以促進(jìn)我國環(huán)境保護(hù)工作的順利進(jìn)行，使相關(guān)企業(yè)在生產(chǎn)過程中能夠養(yǎng)成一個(gè)良好環(huán)境保護(hù)習(xí)慣[4]。

3 做好煤氣化工藝清潔生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)的合理措施

3.1 提升煤炭資源利用率

第一，不斷加強(qiáng)對(duì)煤化工控制技術(shù)內(nèi)容的深入研究。對(duì)于煤化工企業(yè)在日常生成過程中產(chǎn)生廢水、廢氣，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取有效的措施完成對(duì)其進(jìn)行科學(xué)處理，不得直接隨意排放，以免對(duì)水環(huán)境和大氣化境造成污染，破壞生態(tài)環(huán)境，對(duì)人們的健康造成威脅。

第二，對(duì)我國常用的煤炭要做好相應(yīng)的分類工作，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)探索與操作，并依據(jù)我國煤炭品種具體類型，制定具有針對(duì)性的轉(zhuǎn)化流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類品種煤的有效處理，從而使我國煤氣化技術(shù)手段可以變得更加豐富，提高煤炭資源在具體應(yīng)用過程中的轉(zhuǎn)換率，減少煤炭資源浪費(fèi)情況，提高經(jīng)濟(jì)效益[5]。

3.2 加強(qiáng)對(duì)煤層氣和焦?fàn)t煤氣的合理應(yīng)用

煤氣化工藝在具體應(yīng)用過程中的核心目的就是使煤炭資源的使用率得到進(jìn)一步提高，進(jìn)而為我國的工業(yè)生產(chǎn)可以提供更加豐富的能源。例如，通過煤氣化工藝可將煤炭資源轉(zhuǎn)化為合成氣或甲醇，提高能源的利用率，也可以將煤炭合成氨氣、油氣混合體，使我國煤氣層的利用可以得到進(jìn)一步深化。

3.3 深入研究煤氣清潔工藝

我國煤氣清潔工藝得發(fā)展過程中，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)以下幾個(gè)問題的注意。

1) 對(duì)于煤氣化工藝的選擇，應(yīng)當(dāng)盡量選擇更加清潔的工藝，例如固定床氣化工藝，應(yīng)當(dāng)通過對(duì)技術(shù)的應(yīng)用，將煤炭中存在的氨、硫等各種有害雜質(zhì)提出，避免雜質(zhì)生產(chǎn)污染物，對(duì)環(huán)境造成污染，從源頭上減少各種污染物的排放量。

2) 煤氣化期間，應(yīng)當(dāng)通過合理的方式加強(qiáng)對(duì)作業(yè)過程中壓力和溫度的有效控制，進(jìn)而使應(yīng)用的煤炭資源可以得到充分燃燒，實(shí)現(xiàn)對(duì)其的合理應(yīng)用。在煤炭資源的利用過程中，如果煤炭資源燃燒不充分，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生污染物和廢氣，因此，在煤炭燃燒過程中，對(duì)其溫度進(jìn)行控制也是煤炭氣化清潔工藝中的一項(xiàng)重要內(nèi)容[6]。

3) 設(shè)置回收廢氣和殘?jiān)b置，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘?jiān)蛷U氣的回收，以免廢氣和廢渣直接排對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，降低人們的生活質(zhì)量。

3.4 加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)應(yīng)用的探索

不斷對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)與探索，合理利用新技術(shù)。加大對(duì)生產(chǎn)中應(yīng)用的舊設(shè)備改造，不斷推行新技術(shù)，減少能源消耗量。同時(shí)，政府相關(guān)部門通過政策鼓勵(lì)企業(yè)，使企業(yè)增加在設(shè)備研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新上的投入，盡快實(shí)現(xiàn)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用。

3.5 保護(hù)環(huán)境的有效措施

煤炭作為主要能源，會(huì)對(duì)環(huán)境造成較為嚴(yán)重的污染，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，要不斷對(duì)我國的煤炭產(chǎn)業(yè)進(jìn)行優(yōu)化，以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)作為動(dòng)力，使我國煤氣化工藝可以不斷向前發(fā)展，減少煤氣化過程中的資源浪費(fèi)情況的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

4 結(jié)語

綠色是現(xiàn)代生產(chǎn)過程中的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是現(xiàn)代環(huán)境日益惡化今天，人們必須要重視的一項(xiàng)課題。在煤氣化過程中，為了使煤氣化的生產(chǎn)效率能夠得到進(jìn)一步提高，最大程度減少該項(xiàng)作業(yè)引起的環(huán)境污染，以及能源浪費(fèi)情況，煤氣化工企業(yè)在日產(chǎn)生產(chǎn)過程中，要不斷加強(qiáng)對(duì)技術(shù)、設(shè)備的研究，使煤氣化的經(jīng)濟(jì)性能夠得到進(jìn)一步提高，促進(jìn)企業(yè)的健康發(fā)展。