煤氣化工藝清潔生產與環境保護研究

王大瑋

(同煤廣發化學工業有限公，山西 大同 037000)

1 常見的煤氣化工藝

1.1 固定床氣化

固定床氣化過程涉及到的參數內容如表1所示。

表1 固定床氣化涉及到參數

固定床氣化爐內在實際作業過程中，氣體的流速相對比較緩慢，煤粒在爐內可以長時間停留，最長能夠停留約90 min，整個氣化過程中，煤粒都處于靜止狀態。在煤氣化過程中，采用固定床氣化，對煤種活性、熱穩定性、灰熔點等各項內容都有著很高的要求，并且采用的爐型較小，因此實際氣化過程中，氣化能力相對比較弱。該方式具體應用主要針對次煙煤、褐煤，生產的合成器以甲烷為主[1]。

1.2 流化床氣化

流化床氣化過程涉及到的參數內容如表2所示。

表2 流化床氣化過程涉及到的參數

流化床氣化工藝的爐內溫度處于一個相對比較均勻的狀態，并且爐內氣化介質的流速相對比較緩慢，在整個氣化過程中，煤粒會停留幾分鐘，并且在該過程中煤粒始終都處于懸浮狀態，氣化介質之間則會保持相對運動[2]。采用該工藝時，需要工作人員注意的是，該方式對于原煤的灰熔點、活性都有較高要求，如果原煤的性能達不到要求，采用該工藝則無法達到理想的應用效果。

1.3 氣流床氣化

氣流床工藝與固定床氣化和流化床氣化兩種工藝相比，其操作溫度更高，達到了1 300 ℃～1 700 ℃，同時，實際作業過程中采用的操作壓力也更大，最高可達到6.5 MPa，實際作業過程中，爐內氣體的流速較大，這會導致爐內的煤粒會隨著氣流方向移動，整個氣化過程中，煤粒會在爐內停留數秒。該工藝在具體應用過程中對于煤種的要求較低，因此適應性強[3]。殼牌氣化爐是目前有著比較廣泛的應用，其在具體應用過程中工作原理就是在高溫、高壓環境下，將氧氣、少量蒸汽、粉煤進行加壓，將其輸送到氣化爐內，快速完成升溫、揮發，然后經過一系列的反應，實現煤氣化。殼牌氣化爐在具體應用過程中具有不錯的環境效益。

通過上文分析，可以發現，固定床氣化和流化氣化床在應用過程中都具有一定的局限性，氣流床氣化的實用性更強，并且隨著人們對該項技術研究的不斷深入，其技術將會變得更加成熟，在應用過程中具有不錯的環境效益。

2 煤氣化工藝清潔生的具體優點

2.1 環境效益好

煤氣化工藝生產期間，不會產生大量的污染物，也不會對環境造成較為嚴重的破壞，符合我國煤氣化生產期間在綠色化和清潔化兩個方面的具體要求。煤氣化清潔生中，排放的廢氣很少，完成相應的生產工作后，殘渣中的含碳量很低，這種煤渣可以被應用在水泥等建筑材料中以實現了對資源的全面利用。

2.2 適用范圍廣

多數煤炭原材料都可以通過氣化加工方式進行處理。煤氣化工藝清潔生產對于煤炭原料的要求較低，因此，可以通過合理的加工對多數煤炭進行處理。從實際情況來看，無論煤炭的品質如何，都可以通過煤氣化工藝對其進行處理，這也就使煤氣化工藝在我國內得到了廣泛應用與推廣，并且也促進了我國煤炭行業的發展，滿足我國在能源需求，以及環境保護方面的需求。

2.3 促進工藝可持續化發展

隨著我國社會與經濟的快速發展，人們對于能源的需求量不斷增多。科學技術的快速發展推動了煤氣化工藝技術發展，并且提高了生產清潔水平，同時，也可以使相應設備的清潔程度得到進一步提升，延長設備在具體應用該過程中的壽命[3]。此外，還可以使煤炭資源的利用效率在具體應用過程中得到進一步提高，以節省資源。煤氣化清潔工藝在不斷發展還可以促進我國環境保護工作的順利進行，使相關企業在生產過程中能夠養成一個良好環境保護習慣[4]。

3 做好煤氣化工藝清潔生產與環境保護的合理措施

3.1 提升煤炭資源利用率

第一，不斷加強對煤化工控制技術內容的深入研究。對于煤化工企業在日常生成過程中產生廢水、廢氣，應當及時采取有效的措施完成對其進行科學處理，不得直接隨意排放，以免對水環境和大氣化境造成污染，破壞生態環境，對人們的健康造成威脅。

第二，對我國常用的煤炭要做好相應的分類工作，在實際生產過程中，應當對煤炭轉化技術進行適當探索與操作，并依據我國煤炭品種具體類型，制定具有針對性的轉化流程，實現對不同類品種煤的有效處理，從而使我國煤氣化技術手段可以變得更加豐富，提高煤炭資源在具體應用過程中的轉換率，減少煤炭資源浪費情況，提高經濟效益[5]。

3.2 加強對煤層氣和焦爐煤氣的合理應用

煤氣化工藝在具體應用過程中的核心目的就是使煤炭資源的使用率得到進一步提高，進而為我國的工業生產可以提供更加豐富的能源。例如，通過煤氣化工藝可將煤炭資源轉化為合成氣或甲醇，提高能源的利用率，也可以將煤炭合成氨氣、油氣混合體，使我國煤氣層的利用可以得到進一步深化。

3.3 深入研究煤氣清潔工藝

我國煤氣清潔工藝得發展過程中，還應當加強對以下幾個問題的注意。

1) 對于煤氣化工藝的選擇，應當盡量選擇更加清潔的工藝，例如固定床氣化工藝，應當通過對技術的應用，將煤炭中存在的氨、硫等各種有害雜質提出，避免雜質生產污染物，對環境造成污染，從源頭上減少各種污染物的排放量。

2) 煤氣化期間，應當通過合理的方式加強對作業過程中壓力和溫度的有效控制，進而使應用的煤炭資源可以得到充分燃燒，實現對其的合理應用。在煤炭資源的利用過程中，如果煤炭資源燃燒不充分，經常會產生污染物和廢氣，因此，在煤炭燃燒過程中，對其溫度進行控制也是煤炭氣化清潔工藝中的一項重要內容[6]。

3) 設置回收廢氣和殘渣裝置，實現對生產過程中產生的殘渣和廢氣的回收，以免廢氣和廢渣直接排對環境造成嚴重污染，降低人們的生活質量。

3.4 加強對新技術應用的探索

不斷對新技術的應用進行總結與探索，合理利用新技術。加大對生產中應用的舊設備改造，不斷推行新技術，減少能源消耗量。同時，政府相關部門通過政策鼓勵企業，使企業增加在設備研發和技術創新上的投入，盡快實現對新技術的應用。

3.5 保護環境的有效措施

煤炭作為主要能源，會對環境造成較為嚴重的污染，在實際生產過程中，要不斷對我國的煤炭產業進行優化，以先進的科學技術作為動力，使我國煤氣化工藝可以不斷向前發展，減少煤氣化過程中的資源浪費情況的發生，實現綠色生產。

4 結語

綠色是現代生產過程中的一項重要標準，同時也是現代環境日益惡化今天，人們必須要重視的一項課題。在煤氣化過程中，為了使煤氣化的生產效率能夠得到進一步提高，最大程度減少該項作業引起的環境污染，以及能源浪費情況，煤氣化工企業在日產生產過程中，要不斷加強對技術、設備的研究，使煤氣化的經濟性能夠得到進一步提高，促進企業的健康發展。