煤制氣方法的技術(shù)現(xiàn)狀及工藝研究

摘 要：隨著不可再生能源的不斷開(kāi)采，煤的儲(chǔ)量不斷的減少，作為主要的能源物資，煤的減少可能會(huì)造成經(jīng)濟(jì)危機(jī)。雖然現(xiàn)在清潔及可再生能源在不斷的滲入到各個(gè)領(lǐng)域中，但是煤能源的使用還是占著很大的一部分。使用煤制氣的途徑，可以使煤炭的能源利用率的到很大的提升，而且對(duì)于環(huán)境沒(méi)有什么破壞。對(duì)現(xiàn)在的煤制氣方法技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析可以了解煤制氣的不足之處以及未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，對(duì)煤制氣的工藝進(jìn)行研究可以提高煤制氣工藝的效率，提升煤制氣的品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：煤制氣方法；技術(shù)現(xiàn)狀；工藝研究

隨著國(guó)家提倡科學(xué)發(fā)展觀，能源使用對(duì)環(huán)境的污染得到了很好的控制，其中煤炭能源的使用在向著清潔的煤制氣轉(zhuǎn)型，對(duì)環(huán)境的污染得到了很好的控制。煤制氣的制造過(guò)程涉及到化學(xué)及物理的變化，把煤炭的原材料用氣壓或者化學(xué)試劑進(jìn)行處理得到所需要的氣體或者甲醇及天然氣等我們常用的清潔能源。煤制氣的使用標(biāo)志著我國(guó)社會(huì)的進(jìn)步，在推動(dòng)清潔能源使用上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。為了能使的煤制氣的純度及制造效率更進(jìn)一步，就需要對(duì)煤制氣的現(xiàn)狀有足夠的了解及對(duì)工藝流程等進(jìn)行改善，尋求更好的制作工藝，為制造煤制氣減少煤炭的浪費(fèi)。

1 對(duì)煤制氣方法的技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析

1.1 煤制氣現(xiàn)在主要的應(yīng)用情形

在上個(gè)世紀(jì)及本世紀(jì)處都是以煤炭作為主要的使用能源，由于科技發(fā)展達(dá)不到現(xiàn)在的程度，一般都是使用大自然的原材料，比如木材及煤炭等。由于煤炭能源的有限性，所以現(xiàn)在全世界都對(duì)能源使用造成的環(huán)境問(wèn)題及能源的利用率問(wèn)題有著很大的重視。所以煤炭的使用不能像原來(lái)的單純處理后使用，需要度對(duì)煤炭進(jìn)行化學(xué)及物理的處理，制造成煤制氣，大大的提高了煤炭能源的利用率，對(duì)于環(huán)境造成的影響也有著很大的減少。但是現(xiàn)在煤制氣方法還不是非常的成熟，制造的工藝還是比較的繁瑣，流程相對(duì)復(fù)雜，同時(shí)也需要比較多的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。煤制氣在全球都有應(yīng)用，但是不同發(fā)達(dá)程度之間的應(yīng)用程度也存在著一定的差異，煤制氣的應(yīng)用是全球的需要。屬于科學(xué)發(fā)展觀中重要的組成部分。

1.2 煤制氣現(xiàn)在的發(fā)展程度

煤制氣是以煤炭為原材料進(jìn)行處理得到清潔利用率高的能源。煤制氣發(fā)展的歷程不是很長(zhǎng)，但是已經(jīng)取得了一定的成果，特別是我國(guó)現(xiàn)在推行清潔能源的使用，對(duì)煤制氣的方法更是具有推動(dòng)的作用。雖然煤制氣具有了一定的發(fā)展，但是還是其中的技術(shù)還是不是很完善，對(duì)于煤炭的利用率還不是很高。由于我國(guó)天然氣的生產(chǎn)達(dá)不到我國(guó)的需求，所以要對(duì)天然氣進(jìn)口，成本及一些稅費(fèi)用都是比較高，所以為了滿足能源上的需求，國(guó)家對(duì)煤制氣行業(yè)給予鼓勵(lì)的政策?，F(xiàn)在煤制氣還在一個(gè)飛速發(fā)展道路上，煤制氣的利用在不斷的提高。

1.3 煤制氣現(xiàn)階段中存在的主要問(wèn)題

煤制氣制造的過(guò)程存在著高溫高壓的環(huán)境，這就存在著安全的隱患。其中煤氣中毒、煤氣輸送管道爆炸、爐水夾套爆炸、煤氣發(fā)生爐爐體爆炸等安全事故是現(xiàn)在煤制氣在制造生產(chǎn)過(guò)程中主要存在的安全問(wèn)題。隨著企業(yè)管理水平不斷的提高，安全設(shè)施不斷的建設(shè)，安全事故的發(fā)生率有著顯著的減少。

2 煤制氣方法的工藝研究

煤制氣的制造過(guò)程相對(duì)麻煩，在很早之前就對(duì)煤制氣具有探究，煤制氣就是把煤炭原材料進(jìn)行處理的到我們所需要的各種氣體或者是油體之類便于運(yùn)輸?shù)哪茉?，同時(shí)也使煤炭的利用率的到提升?，F(xiàn)階段主要的制造工藝要有：德士古煤氣化技術(shù)、殼牌煤氣化技術(shù)、多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)等等。

2.1 德士古煤氣化技術(shù)簡(jiǎn)述及研究

2.1.1 德士古煤氣化技術(shù)簡(jiǎn)述

德士古煤氣化技術(shù)是一種發(fā)展比較久的技術(shù)，起源于1857年由德國(guó)的Siemens兄弟發(fā)明出德士古煤氣爐，利用了煤炭與水的結(jié)合形成水煤漿，再利用設(shè)備進(jìn)行壓強(qiáng)的處理。一般的德士古煤氣爐具有2000噸的容量，能承受4到6.5MPa。的古煤氣化技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)有：產(chǎn)量大，效率高，在制造過(guò)程中甲烷比較少；對(duì)于環(huán)境的破壞小，生產(chǎn)的污染物少；生產(chǎn)的煤制氣質(zhì)量上比較良好，純度較高；但是其中純?cè)诓蛔阒帲河捎跍囟仍谏a(chǎn)過(guò)程中，氣體的溫度過(guò)于太高，對(duì)于爐內(nèi)部有著一定的影響，鍋爐的檢修成本比較高。

2.1.2 對(duì)德士古煤氣化技術(shù)研究

一種工藝的成熟離不開(kāi)精益求精的追求，為了能使對(duì)德士古煤氣化技術(shù)能夠更加的完善。首先是對(duì)德士古煤氣爐進(jìn)行質(zhì)量上的要求。使用更加抗高溫的材料進(jìn)行制造，為檢修成本得到節(jié)約，同時(shí)也是提高鍋爐的使用壽命?？梢葬槍?duì)比較復(fù)雜的流程進(jìn)行簡(jiǎn)易化。使得工藝簡(jiǎn)單方便，生產(chǎn)效率更加高。

2.2 殼牌煤氣化技術(shù)的簡(jiǎn)述及研究

2.2.1 殼牌煤氣化技術(shù)的簡(jiǎn)述

殼牌煤氣化技術(shù)是利用煤炭原材料在高溫高壓的環(huán)境之下，在有氧及無(wú)氧的情況下發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)得到不同的產(chǎn)物。最終的到需要的CO與H2為主的氣體。殼牌煤氣化技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn)：煤種適應(yīng)性廣；單系列生產(chǎn)能力大；碳轉(zhuǎn)化率高；產(chǎn)品氣體質(zhì)量好；氣化氧耗低；熱效率高；負(fù)荷調(diào)節(jié)方便；運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)；環(huán)境效益好等等優(yōu)點(diǎn)。其中碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%，這是在諸多方法中效率達(dá)到最高的一種。但是也存在著一定的缺點(diǎn)：殼牌煤氣化生產(chǎn)的流程步驟比較多，生產(chǎn)時(shí)間也比較長(zhǎng)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于流程的控制比較復(fù)雜，操作難度相對(duì)于其他工藝難。

2.2.2 殼牌煤氣化技術(shù)的研究

殼牌煤氣化技術(shù)是現(xiàn)在煤制氣制造中的主要工藝，生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量都是比較良好的。最重要的是它的碳轉(zhuǎn)化率極高。對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)需要能源的大國(guó)，就需要對(duì)殼牌煤氣化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，雖然其中存在著一定的困難，但是只要把存在的不足之處給予針對(duì)，發(fā)現(xiàn)解決的辦法。

2.3 多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的簡(jiǎn)述及研究

2.3.1 多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的簡(jiǎn)述

多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的簡(jiǎn)述是由我們國(guó)家自主研發(fā)的一種煤制氣的方法。這是根據(jù)德士古煤氣化技術(shù)進(jìn)行的一種創(chuàng)新及拓展，在德士古煤氣化技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)的需要進(jìn)行的一種研發(fā)。多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)煤的要求低，煤種適應(yīng)強(qiáng)；原材料的來(lái)源廣泛，煤炭原材料中存在的其它雜質(zhì)對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)影響不大，生產(chǎn)的產(chǎn)量大，與城市之間的聯(lián)系較為密切，能為城市提供清潔的能源；能夠得到其他許多有用的副產(chǎn)品，比如甲醇、甲醛、甲胺、醋酸等一系列C1化工產(chǎn)品，可以利用這些產(chǎn)品進(jìn)行許多化學(xué)原料的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)廢物利用。

2.3.2 多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的研究

這是一種比較新型的煤氣制造工藝，也是我國(guó)一項(xiàng)重要的研發(fā)，對(duì)于煤制氣的行業(yè)具有很大的推動(dòng)作用。作為一種新型的工藝，需要對(duì)工藝流程進(jìn)行嚴(yán)格的把控，進(jìn)行工藝的簡(jiǎn)化以及產(chǎn)品質(zhì)量的提升。多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化也標(biāo)志著我國(guó)煤制氣的發(fā)展，為煤制氣行業(yè)帶來(lái)更好的發(fā)展空間。

3 煤制氣技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展

煤制氣的技術(shù)會(huì)根據(jù)需求越來(lái)越成熟，在未來(lái)也會(huì)出現(xiàn)更好的工藝流程。為了滿足人們及國(guó)家的需要，煤制氣的技術(shù)研究人員應(yīng)該大膽的創(chuàng)新，尋求更加良好的技術(shù)方法，為煤制氣的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。在煤制氣技術(shù)探究時(shí)要充分考慮到煤制氣在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響以及對(duì)煤炭的利用率問(wèn)題。煤制氣技術(shù)的發(fā)展也會(huì)趨于多樣化，不同的技術(shù)，收益以及適應(yīng)的環(huán)境及條件不盡相同。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤制氣技術(shù)的發(fā)展需要根據(jù)煤制氣技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行對(duì)各工藝存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，找出不足之處，得到解決的辦法改進(jìn)工藝。煤制氣在很長(zhǎng)一段時(shí)間之內(nèi)還是世界主要的能源之一，對(duì)煤制氣技術(shù)的研究時(shí)非常有必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶月.煤制氣方法的技術(shù)現(xiàn)狀及工藝研究[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2017，9（3）.

[2]董饋寶.幾種煤制氣方法的技術(shù)應(yīng)用及工藝比較[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2017，9（3）.

[3]朱富斌.煤制氣方法的應(yīng)用及工藝比較[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2018，44（5）.

作者簡(jiǎn)介：

郝文龍（1989- ），男，山西省古交市人，本科，2013年9月畢業(yè)于太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院煤化工專業(yè)，煤化工助理工程師，研究方向：煤化工。