煤氣化技術(shù)在合成氨生產(chǎn)中的實際應(yīng)用

呂文波 呂文坡

摘要：我國作為煤炭資源大國，要想充分發(fā)揮煤炭資源的優(yōu)勢，不僅要學(xué)會充分發(fā)揮煤炭資源的優(yōu)勢所在，更嘗試了更多的煤化工基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)。因此，使用煤氣化發(fā)展不僅可以發(fā)揮國內(nèi)外煤氣化的技術(shù)優(yōu)勢，還能讓未來的發(fā)展趨勢變得更加全面，梳理分析的才更為詳細(xì)。從實際應(yīng)用方面來講，本文深刻闡述了煤氣化技術(shù)在合成氮生產(chǎn)中的具體實用功效。

關(guān)鍵詞：煤氣化技術(shù);合成氧生產(chǎn);實際應(yīng)用

引言：

煤炭是地球上分布相對廣泛的資源。煤氣化一直都是合成氮生產(chǎn)過程中的重要程序。煤氣化占據(jù)能源基礎(chǔ)的70%以上，甚至還是直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要因素。雖然我國煤氣化技術(shù)發(fā)展比較晚，但煤氣化技術(shù)在合成氮生產(chǎn)過程中依舊取得了較大的進(jìn)展。本文根據(jù)國內(nèi)一些合成氮在生產(chǎn)過程中的使用情況，成為使用合成氮的重要程序。

一、煤氣化裝置的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，由于我國已經(jīng)引進(jìn)了多項文化再創(chuàng)新，煤氣化裝置方面同樣也取得了創(chuàng)新成果，還形成了一整套先進(jìn)的知識產(chǎn)權(quán)煤氣化技術(shù)工程。煤氣化裝置作為煤化工的關(guān)鍵技術(shù)，更是煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今的重要保證[1]。因為有了這項關(guān)鍵技術(shù)，我國的煤氣化技術(shù)才在多年后有了一定的技術(shù)保證。而在經(jīng)過一系列發(fā)展過程后，我國煤氣化工業(yè)不僅包括天然氣、油品、合成氮等技術(shù)，最終還涵蓋了很多煤氣化技術(shù)的新特點。在煤氣化工業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展之后，原有的固定床、氣流床、流化床等幾乎都可以制成爐型。單一的固定層氣化工藝可以開發(fā)出耐火磚、水冷壁、激冷、廢鍋流程等。利用這些技術(shù)降低低氣化，并逐漸提升氣化工段水平技術(shù)，才能最終完成煤氣化裝置。

二、煤氣化技術(shù)在合成氨生產(chǎn)中的實際應(yīng)用

（一）固氣床氣化

1. 提升型固氣床空氣間歇氣化

提升型固定床所使用的原料是塊狀的無煙煤或者焦炭，在常壓之下生產(chǎn)合成原料，才能生產(chǎn)出原料或者燃料氣。只是該技術(shù)不僅制造相對容易，而且生產(chǎn)操作更加簡單，在運行的時候也更加安全可靠。再加上合成這種材料的氮主要生產(chǎn)原來相對難，因此不經(jīng)過幾十年也壓根生產(chǎn)不出新水平新技術(shù)，自然與原有的技術(shù)更是大不相同[2]。比如，從無煙煤塊轉(zhuǎn)成煤球、高硫無煙煤、粘煤球等;普通煤炭則轉(zhuǎn)成碳化煤球等。加煤出灰方式也從原本的停爐加煤，轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌５靥砑用簤K。因此，在機(jī)械上也很難出現(xiàn)上煤事件。按照爐子本體原來的出氣口方位、體型等相較于傳統(tǒng)來講，自然也會有很大的變動和改進(jìn)。

2. 常壓固定床連續(xù)氣化

運用該技術(shù)不僅嚴(yán)重降低了系統(tǒng)的阻力，更提高了常壓固定床連續(xù)氣化的余熱回收效率，減少了常壓固定床連續(xù)氣化的冷卻用水量和污水處理量。用蒸汽分辨率提高了蒸汽消耗，這樣才能大大降低常壓固定床的連續(xù)氣化。要想實現(xiàn)廢氣可燃物的超低排放，無外乎從過去的吹風(fēng)氣顯熱逐漸擴(kuò)散到廢氣可燃物。因此，以往爐灶處理爐渣時，使用的方式也逐漸過渡到循環(huán)利用鍋爐的程度，進(jìn)而制成粉煤、粉磚，最終才能將這些資源全都綜合利用起來，進(jìn)而獲得最大的效益。從直接排放逐漸發(fā)展到循環(huán)使用，最終才能實現(xiàn)污水的零排放。

3. 碎煤固定床加壓氣化

碎煤一直在工業(yè)中是一種相對成熟的技術(shù)，自從我國初代工業(yè)化生產(chǎn)資料不僅開發(fā)了五代，還開發(fā)了二代三代后，我國的廠家技術(shù)便逐漸將褐煤氣運用于氮原料氣，最終形成一代魯奇爐技術(shù)。

（二）流氣床氣化

1. 恩德爐粉煤氣化

結(jié)合改進(jìn)的溫科勒氣化爐，利用該技術(shù)完善本來就存在的問題，這樣才能逐漸形成改善新型實用技術(shù)。氣化爐改為布鳳爐，也算逐漸提高效率的一種方式。先將煤氣夾帶細(xì)煤粒放回到火爐內(nèi)，盡量讓爐內(nèi)的含碳量有所減少，才能真正形成熱物循環(huán)，才能真正讓轉(zhuǎn)化率有了成效。肺熱鍋爐設(shè)置在除塵器之后，通過肺熱鍋爐，最終避免爐管積灰，才能進(jìn)一步延長廢鍋的使用壽命。

2. 灰熔聚流化床粉煤氣化

該技術(shù)一直都建立在集中煤的試驗基礎(chǔ)上，并在開發(fā)基礎(chǔ)上獲得過應(yīng)有的專利。煤氣送人原合成的單系統(tǒng)原料和動力也進(jìn)入被調(diào)整項目當(dāng)中，天津建昌采用了灰熔聚流化氣化床，采用該技術(shù)的合成方式。

（三）氣流床氣化

1. 水煤漿加壓氣化

該方法采用的是加壓氣化工藝，本就是世上最先進(jìn)的氣化技術(shù)之一。該技術(shù)在積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)煤漿設(shè)備，并在此基礎(chǔ)上還相繼引進(jìn)了多套氣化裝置。多噴嘴對置水煤漿氣化技術(shù)不僅成為我國自主知識產(chǎn)權(quán)的研發(fā)方式，更是目前所采用的重點安裝技術(shù)[4]。

2. 殼牌粉煤加壓氣化

該煤氣化工藝在幾十年來經(jīng)過一系列小試、中試、工試后，加壓氣流床煤氣化技術(shù)，從而更好的實現(xiàn)煤加壓氣化。只是，在自從進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國各種中大型合成氮企業(yè)，不僅成為了以氮氣合成材料為主的氣化技術(shù)，更成為了以煤代生產(chǎn)的合成氣，從而改造成氣化技術(shù)，引進(jìn)裝置生產(chǎn)合成氮。

3.干粉煤氣化技術(shù)

運用氣化塑料廠生產(chǎn)過程中所產(chǎn)出的廢料時，所建設(shè)的不僅僅只是工業(yè)裝置，更是合成轉(zhuǎn)讓技術(shù)，不僅會用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項目，更會讓這些項目轉(zhuǎn)化為合同，最終形成的合成氮技術(shù)在生產(chǎn)中應(yīng)用的幾率也相對較少。西北化工研制的多元化料漿氣化技術(shù)不僅固定在固體或者液態(tài)中，最終還會通過一定的潤滑劑制成的漿料，生產(chǎn)出合成氣。水煤漿由于加壓氣不僅成為少量的用戶，更成為特定型號。

4. 粉煤氣技術(shù)

我國著名煤氣提供商提供的煤塊相對比較干燥。這種煤炭技術(shù)可以根據(jù)大量氣流床研發(fā)出來新技術(shù)，最終為客戶提供粉煤氣化技術(shù)和生物氣化技術(shù)等一系列綜合運營服務(wù)技術(shù)。而前期的工業(yè)化裝置的研發(fā)工作，無法采用更加專業(yè)的設(shè)備，因此很難打通氣化裝置，最終進(jìn)入相對穩(wěn)定的運行階段。專有設(shè)備調(diào)試技術(shù)和工藝，最終才能形成一種相對高效、經(jīng)濟(jì)的氣化技術(shù)。

三、結(jié)束語

合成氮主要的氮肥原料和工業(yè)原料一向在經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中占據(jù)著比較重要的位置。新的煤氣化技術(shù)設(shè)備剛開始使用的都是煙煤、褐煤和高硫煤等劣質(zhì)煤。從劣質(zhì)煤開始打開合成氮的市場，最終發(fā)展為煤氣化技術(shù)的最佳方式。將煤氣化技術(shù)應(yīng)用于合成氮的使用情況中，才能形成一整套相對完整的應(yīng)用策略。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王明友， 陳寧， 王卓群. 工業(yè)型煤氣化技術(shù)在合成氨工業(yè)中的應(yīng)用[J].? 2021（2015-3）：89-91.

[2] 曹軍鋒. 煤氣化技術(shù)在合成氨生產(chǎn)中的應(yīng)用情況[J].? 2021（2019-14）：100-101.

[3] 曹軍鋒. 煤氣化技術(shù)在合成氨生產(chǎn)中的應(yīng)用情況[J]. 化工管理， 2019（14）：2.