煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術探析

張文飛

（神華寧夏煤業集團煤制油分公司，寧夏銀川 750411）

煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術探析

張文飛

（神華寧夏煤業集團煤制油分公司，寧夏銀川 750411）

隨著現代化產業的不斷發展，煤炭資源憑借其豐富的儲量，成為研究重點。為了適應現代社會能源需求的多樣性，煤氣化工藝研究也就成為重點。通過煤氣化工業的概述，通過具體的煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術的選擇，希望可以滿足具體的要求。

煤氣化；一氧化碳；變換工藝

在煤氣化配套裝置之中，通過變換反應調節氣化裝置，一氧化碳變換裝置就可以產出煤氣的氫/碳，在下游產品需求滿足的條件下，在選擇工藝技術的時候，不但要與不同氣化工藝產出煤氣特點相互結合，同時也需要考慮到后續下游產品和裝置的需求。

1 煤氣化工業概述

1.1 水煤漿氣化粗煤氣分析

水煤漿氣化工藝屬于激冷型流程，在具體操作之中對于壓力的要求很高，一般需要控制在2.7～8.5MPa之間。在粗煤氣當中，一氧化碳產出的含量為42%～47%，與生成氫氣的比例基本一樣。但是一氧化碳本身的負荷變化不大，所以，也不會明顯的影響變換爐溫度。

水煤漿氣化粗煤氣時，會出現嚴重的水汽化，所以，一般需要添加水蒸氣，這樣才能符合變化的需求。正是因為這個原因，所以，在進行粗煤氣的變換反應之后，冷凝液的需求更多[1]。

1.2 粉煤氣化粗煤氣分析

相比水煤漿氣化，粉煤氣化需要的壓力較小，3.8MPa即可。因為水蒸氣的比例大幅度減少，因此，一氧化碳的干基可以達到60%～70%。那么反應變動所需要的推動力較大，反應過程也很劇烈。

所以，在廢鍋型工藝粉煤氣化的過程中，就很容易出現變化爐溫度過高的情況，在生產之中的熱處理是不會間斷的，需要相對應的配套生產設備。另外，考慮到粉煤氣化的生產率較低，所以，就需要有一定的水蒸氣添加到其中。

2 一氧化碳變換工藝技術的選擇——粉煤氣化

低水/氣變換工藝就是將各個變換爐入口都維持在0.15～0.5的低水/氣，通過低水/氣的維持，就可以對變換反應平衡加以控制，從而對床層溫度以及反應深度進行控制，達不到滿足甲烷化副反應要求，這樣就只能逐級的進行高濃度CO的轉換，最終得到希望的氣體。該藝術包含的主要優勢在于：第一，利用低水/氣控制反應的平衡，就可以對變換出口CO含量進行控制，并且控制手段靈活，也容易實現，就可以滿足緩和條件下高濃度CO的變換反應，進而實現穩定的，長周期的運行。第二，通過低廉價的水來替代蒸汽，這樣就將蒸汽的用量減少，可以達到節能的效果。第三，水/氣低則工藝氣的露點溫度很低，這樣就可以將反應器入口的溫度降低，在確保轉化率相同的前提下盡量降低床層熱點溫度，這樣不但可以避免出現甲烷化的副反應，同時設備的投資也可以加以控制。第四，對于變換氣之中的硫化氫要求也很低，這樣就可以避免出現反硫化的弊端。

2.1 用于制氫的變換工藝

在使用低水/氣的變換工藝之時，主要是利用四段的耐硫變換。一般來說，在第一變換爐之中不需要蒸汽的添加，但是其余的階段就需要少量的水或者是蒸汽。通過逐級的變換之中，就能夠滿足最終的要求，其工藝流程見圖1。

圖1 低水/氣一氧化碳變換制氫的工藝流程

2.2 用于制甲醇的變換工藝

在使用低水/氣變換工藝之時，因為甲醇制作本身所需要的變換率較低，所以，就可以減少變換的段數。流程可以設置為：一段變換+二段變換+一段變換旁路。也就是將氣化粗合成氣，然后分成為兩股。一部分進入到第一變換爐之中，一般來說都不需要蒸汽的添加。在第一變換爐之中反應之后產生的氣體通過降溫換熱處理后，再進行淬水和少量蒸汽添加后，就可以同另外的一股原料氣混合起來，然后進入到第二變換爐之中進行變換。在第二變換驢中的出口CO含量基本都可以滿足甲醇合成氣的要求，這樣也可以添加粗煤氣旁路，進而對出口變換的CO含量進行調節，其工藝流程見圖2。

圖2 低水/氣一氧化碳變換制甲醇的工藝流程

2.3 工藝選擇建議

進行地水/氣變換工藝，就是為了利用好原料氣水的低含量，這樣就可以在低水/氣工藝下確保CO高濃度轉換的平穩進行；相比高水/氣變換工藝，就可以實現高位能蒸汽消耗的控制欲降低。所以，使用這一類裝置的過程中，就可以考慮到節能，無論是對于制氫還是制甲醇，都需要合理的選擇工藝。

3 結束語

總而言之，隨著社會經濟的不斷發展，煤化工產業需要滿足社會生產生活的基本需求，必須擁有強大的生命力。因為煤氣化技術本身多樣化，為化工產業的持續發展提供了原材料，所以利用水氣調節，就可以合成氫碳產物，但是配套裝置的選擇就非常關鍵，還需要進一步研究。

Discussion on Carbon Monoxide Conversion Technology for Coal Gasification

Zhang Wen-fei

With the continuous development of modern industry，the coal resources have become the research focus with its rich reserves.In order to adapt to the diversity of modern society’s energy needs，coal gasification process research has become the focus. In this paper，through the overview of the coal gasification industry，through the choice of specific gasification supporting carbon monoxide conversion technology，hoping to meet the specific requirements.

coal gasification；carbon monoxide；conversion process

TQ546

A

1003–6490（2016）10–0006–02

2016–09–30

張文飛（1986—），男，河北邯鄲人，助理工程師，主要研究方向為煤氣化。