煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術的選擇研究

寧德才 郞群(陜西煤業化工集團神木天元化工有限公司， 陜西 榆林 719319)

煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術的選擇研究

寧德才 郞群(陜西煤業化工集團神木天元化工有限公司， 陜西 榆林 719319)

現階段，煤炭作為在儲量方面具有明顯優勢的資源已經被列為相關行業的主要研究對象，而煤氣化工藝作為能夠對我國石油天然氣資源稍顯不足這一問題進行有效解決的途徑，自然引起了人們的重視。文章首先對煤氣化工業所包含的內容進行了概述，然后通過理論和實際相結合的方式，以一氧化碳變換工藝為核心展開了詳細的分析。

煤氣化；一氧化碳變換工藝；技術選擇

首先需要人們了解一點，我國的油氣資源儲量始終處于稍顯不足的狀態下，近幾年隨著煤化工業的發展和煤氣化技術的完善，石油和天然氣資源所具有的不足開始被逐漸彌補。在對煤氣化裝備進行研究的過程中可以發現，一氧化碳變換工藝所具有的主要功能在于對氣化裝置生產的粗煤氣進行變化，保證所生產煤氣的碳氫物與社會需求相符合，因此，針對該工藝開展相應的研究是非常有必要的。

1 煤氣化工業的概述

(1)粉煤氣化粗煤氣 粉煤氣化對壓力的需求通常為3．8MPa，但是由于水蒸氣所占據比例的減少，一氧化碳含量往往可以達到70%，因此，在變換過程中所需推動力必然較大，而產生的反應與水煤漿相比也更為劇烈[1]。另外，在對廢鍋型工藝進行應用的過程中，變換爐的溫度極高，這對相配套的生產設備提出了較高的要求，因此，現階段該工藝的應用頻率相對較低。

(2)水煤漿氣化粗煤氣 作為典型的激冷型流程，水煤漿氣化的過程普遍對壓力具有較高的要求，即壓力應當始終保持在2．8MPa至8．5MPa這一范圍內，此時經由粗煤氣而產生的一氧化碳的含量約為45%，和氫氣含量比例基本相同，但是由于一氧化碳所承載負荷的變換相對而言并不明顯，對變換爐溫度產生的影響也可以忽略不計。但需要工作人員注意一點，在對水煤漿進行應用的過程中，水汽化現象較為嚴重，因此，該變換過程通常對水蒸氣需求較少，但對冷凝液需求較多。

2 一氧化碳變化工藝技術的選擇

(1)制甲醇變換工藝 在對甲醇進行制作的過程中，工作人員應當始終明確該制作流程對變換率具有嚴格要求，通常來說變換出口的CO含量應當保持在20%，整體的變換率則應當始終低于50%，應用一氧化碳對甲醇進行合成與其他變換工藝相比較為突出的特點在于其耗水量相對較少。通過計算可以發現，想要保證變換出口的CO含量保持在20%，那么原料氣中水/氣應當維持在0．35至0．6的范圍內，但是由于水煤漿中水/氣通常多于1．3，所以，大量過剩水蒸汽的存在在很大程度上對換熱器需要承載的冷卻負荷進行了增加[2]。另外，大量過剩水/氣的存在還對設備以及管道所承載的運輸負荷進行了增加，進而導致設備以及管道所對應規格的增大。想要避免上述問題的出現，在應用水煤漿對甲醇進行合成的過程中，工作人員應當將蒸汽發生器置于粗煤氣進入變換爐被轉換前，這一步驟不僅可以保證蒸汽的發生，還能夠將粗煤氣冷卻過程中所產生的冷凝液進行分離，保證水/氣降低至相應數值范圍后再對其進行預熱。

實踐結果顯示，在對蒸汽發生器進行安裝和使用后，粗煤氣所含有的富有水分能夠被有效分離，這樣能夠對設備以及管道所需要承載的運輸負荷進行減少，而粗煤氣在對自身所產生的冷凝液進行排出時，必然會有一部分呈固體狀態的雜質隨之排出，可以說這一過程是對粗煤氣進行二次凈化的過程。另外，工作人員能夠通過對蒸汽發生器所承載壓力進行調節的方式，對其溫度進行更改，這樣做的目的在于提升粗煤氣水/氣的穩定程度，從根源處降低水/氣波動對設備產生的不利影響。

(2)制氫變換工藝 在對氫進行制作的過程中，其變換率應當始終保持在96%或以上，另外，如果需要對甲烷化工藝進行應用的，那么想要對甲烷化所產生化學反應進行削弱，工作人員需要在在變換氣的過程中將CO所對應干基濃度進行降低，使其維持在0．35%左右，想要達到這一要求，往往需要對中、低溫變換爐進行使用[3]。也正是因為制氫過程對變換深度具有較高的要求，因此，想要對變換爐所具有的推動力進行有效提升，工作人員不應將蒸汽發生器置于粗煤氣進入變換爐被轉換前。

(3)工藝的選擇 對水/氣進行變換的主要目的在于將原料所具有氣水低含量這一優勢進行充分利用，保證對在以低水/氣為前提的背景下所開展CO轉換工作平穩性的有效提升。因此，在對一氧化碳變化工藝進行選擇和應用的過程中，無論是制甲醇還是制氫，工作人員都應當將節能環保作為核心理念，保證所選擇工藝的合理性和科學性。

3 結論

綜上所述，隨著經濟的發展，人們的生活水平也日益提高，因此，想要對社會生產和人們生活所具有的需求加以滿足，煤化工產業必須保證自身具有非常強大的生命力。煤氣化技術的發展也在一定程度上為所對應產業提供了相對廣闊的平臺，工作人員通過水氣調節的方式就可以獲取相應的碳氫物，因此，在對一氧化碳變化工藝進行選擇和應用的過程中，工作人員應當將節能環保作為核心理念，保證所選擇工藝的合理性和科學性。

[1]陳莉.煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術的選擇[J].大氮肥,2013,03:150-157.

[2]張文飛.煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術探析[J].化工設計通訊,2016,10:6+32.

[3]衣煥義.煤氣化配套一氧化碳變換工藝技術的選擇[J].化工管理,2015,27:166.

寧德才(1974- )，男，漢族，黑龍江哈爾濱人，本科，中級工程師，主要從事煤化工煤氣凈化相關工作。