煤氣化工藝清潔生產及環境保護分析

劉志娜

（國電赤峰化工有限公司，內蒙古赤峰 024000）

煤氣化工藝清潔生產及環境保護分析

劉志娜

（國電赤峰化工有限公司，內蒙古赤峰 024000）

目前，在我國的能源結構組成中，以煤炭為燃料的火力發電依舊占有極大比例，僅僅依靠燃燒對煤炭的利用率極低，這無疑是對煤炭資源的極大浪費，引發了業界廣泛的對提高煤炭利用率的研究與探討。在此背景下，煤氣化工藝逐漸走向成熟，開始大范圍推廣普及。對目前常見煤氣化工藝進行了簡要的概述，并分析了煤氣化工藝過程中的清潔生產以及環境保護措施。

環境保護；煤氣化工藝；清潔生產；分析

1 前言

伴隨著我國社會生產力的不斷提升，以往因過于關注工業生產力發展而忽視環境保護所形成的粗獷發展模式，使得我國生態環境遭受了嚴重的破壞，嚴重危及我國人民的身體健康。環境污染問題的日益嚴峻讓人們心中的環保意識逐漸深化。在新形勢下，一種新型對煤的利用方式–煤氣化工藝，迅速的發展起來并得到廣泛的普及應用。在煤氣化過程中，憑借煤和氧氣發生化學反應產生的熱量足以為氣化反應供能，燃燒部分煤炭獲得熱量并集聚在氣化爐中，通入水蒸氣進行分解反應，與煤炭不完全氧化并生成含有大量氫氣、一氧化碳的合成氣體，達到煤氣化反應目的。

2 煤氣化工藝介紹

2.1 固定床氣化

通常，固定床氣化的操作溫度為 800～1 000℃，操作壓力最高可達4MPa，常以直徑在6～50mm 的煤粒作為氣化原料。固定床的氣化爐內氣體流速緩慢，煤粒在爐內的停留時間最長可達1.5h，在氣化過程中趨于靜止。固定床氣化對煤種活性、灰熔點及熱穩定性要求相對較高且爐型較小、氣化能力較弱，主要針對于以褐煤及次煙煤為原料產生以甲烷為主的合成氣。

2.2 流化床氣化

通常，流化床氣化工藝的操作溫度為800～1000℃，操作壓力從常壓到2.5MPa，常采用6mm 左右的煤粒作為氣化原料。流化床氣化工藝的爐內溫度分布十分均勻且氣化介質流速較快，煤粒在氣化過程中停留數分鐘并始終處于懸浮狀態，氣化介質之間保持相對運動狀態。流化床氣化工藝對原料煤種的活性、灰熔點要求相對較高。其代表工藝有常壓溫克勒爐、HTW、KRW等工藝。

2.3 氣流床氣化

氣流床工藝是煤氣化工業中最為重要的工藝之一，氣流床氣化的操作溫度為 1 300～1 700℃，操作壓力從最高可達6.5MPa，爐內氣體流速極大使得煤粒在固定床氣化過程中與氣流呈同向運動，且全過程僅在爐內停留數秒鐘。氣流床氣化工藝對煤種不高，有很強的適應性。其最典型的代表工藝即為殼牌粉煤氣化工藝與德士古水煤漿氣化工藝：德士古公司在利用天然氣及重油、渣油為原料進行合成氣的生產的基礎上研發出了水煤漿氣化技術。水煤漿氣化工藝采用濃度60%左右的水煤漿為原料，除褐煤不能作為原料外還要求煤中灰分含量要求不超過20%，產生的合成氣中有效成分含量可達80% 以上 ；殼牌公司在渣油氣化技術的基礎上研發出了一種先進的、獨具特色的潔凈煤氣化技術。

3 煤氣化工藝清潔生產

3.1 灰水系統

在氣流床氣化工藝的生產過程中，灰水系統蒸汽是其主要廢氣來源。在生產中采用汽提塔提升的方式在進行工段轉換的同時灰水系統的蒸汽進行進一步的收集處理。

3.2 加壓固定床魯奇爐廢氣

加壓固定床魯奇爐氣化過程中所產生的廢氣包含有很多有毒有害的有機物，焦油含量較高，且含有氨、氰等有害物質。在對這些污染物質進行處理時，目前通常采用辦法是通過對廢氣中的酚、氨等物質進行回收，加之汽水分離的方式將焦油、氰等有害物質進行分離，將其作為冷卻水的一部分并最終輸送到污水處理站進行處理。

3.3 固定床氣化工藝廢氣處理

固定床氣化工藝中存在大量的廢氣排放，其主要是煤氣水處理汽提氣、煤氣水分離膨脹氣、及一些泄壓排氣等。對于固定床氣化廢氣，普遍采用氮氣吹出及氣柜收集的方法進行有效處理

4 環境保護分析

我國煤炭資源儲量豐富，必將繼續長期作為我國工業及電力行業的主要原料來源。對于煤化工造成的環境污染，僅僅依靠治理措施是遠遠不夠的，是治標不治本的權宜之計。最主要的策略還是對煤炭產業優化升級，以先進的技術為動力促進煤炭產業的轉型與結構調整。同時，應提高煤氣化工藝對原料的適應性，使其能良好的適用于高水、高硫等品質較差的煤種，解決品質差煤炭的利用難題。提高煤氣化利用率，可以有效減少煤化工過程中對煤炭資源的消耗，實現綠色生產的同時降低企業的生產運營成本。

5 結束語

對于煤氣化造成的環境污染，除了制定相關治理措施外，最重要的還是對煤炭產業優化升級，以先進的技術為動力促進煤炭產業的轉型與結構調整。對現有的三種煤氣化工藝進行升級改進，實現煤氣化工藝的清潔生產，助力我國可持續發展戰略的實施。

[1] 郭森，周學雙，杜嘯巖 .煤氣化工藝清潔生產及環境保護分析 [J].煤化工，2008，（06）：13-16.

[2] 高 海 慶 . 煤 氣 化 工 藝 清 潔 生 產 及 環 境 保 護 分 析 [J].化 工 管 理，2016，（03）：217-219.

Clean Production and Environmental Protection Analysis of Coal Gasification Process

Liu Zhi-na

At present，China’s energy structure in the coal-fueled coal-fired power generation is still occupying a large proportion，relying solely on the utilization of coal combustion is extremely low，which is undoubtedly a great waste of coal resources，triggering the industry Research and Discussion on Increasing Coal Utilization Eff i ciency.In this context，the coal gasif i cation process gradually mature，began a wide range of popularization.This paper gives a brief overview of the current common coal gasification process and analyzes the clean production and environmental protection measures in the coal gasif i cation process.

environmental protection ；coal gasif i cation process ；clean production ；analysis

TQ546

：B

：1003–6490（2017）07–0017–01

2017–05–15

劉志娜（1987—），女，吉林農安人，助理工程師，主要從事工業分析與檢驗工作。