煤制氣方法的技術(shù)現(xiàn)狀及工藝研究

摘 要：隨著不可再生能源的不斷開采，煤的儲量不斷的減少，作為主要的能源物資，煤的減少可能會造成經(jīng)濟(jì)危機(jī)。雖然現(xiàn)在清潔及可再生能源在不斷的滲入到各個領(lǐng)域中，但是煤能源的使用還是占著很大的一部分。使用煤制氣的途徑，可以使煤炭的能源利用率的到很大的提升，而且對于環(huán)境沒有什么破壞。對現(xiàn)在的煤制氣方法技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析可以了解煤制氣的不足之處以及未來發(fā)展的趨勢，對煤制氣的工藝進(jìn)行研究可以提高煤制氣工藝的效率，提升煤制氣的品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：煤制氣方法；技術(shù)現(xiàn)狀；工藝研究

隨著國家提倡科學(xué)發(fā)展觀，能源使用對環(huán)境的污染得到了很好的控制，其中煤炭能源的使用在向著清潔的煤制氣轉(zhuǎn)型，對環(huán)境的污染得到了很好的控制。煤制氣的制造過程涉及到化學(xué)及物理的變化，把煤炭的原材料用氣壓或者化學(xué)試劑進(jìn)行處理得到所需要的氣體或者甲醇及天然氣等我們常用的清潔能源。煤制氣的使用標(biāo)志著我國社會的進(jìn)步，在推動清潔能源使用上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。為了能使的煤制氣的純度及制造效率更進(jìn)一步，就需要對煤制氣的現(xiàn)狀有足夠的了解及對工藝流程等進(jìn)行改善，尋求更好的制作工藝，為制造煤制氣減少煤炭的浪費(fèi)。

1 對煤制氣方法的技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析

1.1 煤制氣現(xiàn)在主要的應(yīng)用情形

在上個世紀(jì)及本世紀(jì)處都是以煤炭作為主要的使用能源，由于科技發(fā)展達(dá)不到現(xiàn)在的程度，一般都是使用大自然的原材料，比如木材及煤炭等。由于煤炭能源的有限性，所以現(xiàn)在全世界都對能源使用造成的環(huán)境問題及能源的利用率問題有著很大的重視。所以煤炭的使用不能像原來的單純處理后使用，需要度對煤炭進(jìn)行化學(xué)及物理的處理，制造成煤制氣，大大的提高了煤炭能源的利用率，對于環(huán)境造成的影響也有著很大的減少。但是現(xiàn)在煤制氣方法還不是非常的成熟，制造的工藝還是比較的繁瑣，流程相對復(fù)雜，同時也需要比較多的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。煤制氣在全球都有應(yīng)用，但是不同發(fā)達(dá)程度之間的應(yīng)用程度也存在著一定的差異，煤制氣的應(yīng)用是全球的需要。屬于科學(xué)發(fā)展觀中重要的組成部分。

1.2 煤制氣現(xiàn)在的發(fā)展程度

煤制氣是以煤炭為原材料進(jìn)行處理得到清潔利用率高的能源。煤制氣發(fā)展的歷程不是很長，但是已經(jīng)取得了一定的成果，特別是我國現(xiàn)在推行清潔能源的使用，對煤制氣的方法更是具有推動的作用。雖然煤制氣具有了一定的發(fā)展，但是還是其中的技術(shù)還是不是很完善，對于煤炭的利用率還不是很高。由于我國天然氣的生產(chǎn)達(dá)不到我國的需求，所以要對天然氣進(jìn)口，成本及一些稅費(fèi)用都是比較高，所以為了滿足能源上的需求，國家對煤制氣行業(yè)給予鼓勵的政策。現(xiàn)在煤制氣還在一個飛速發(fā)展道路上，煤制氣的利用在不斷的提高。

1.3 煤制氣現(xiàn)階段中存在的主要問題

煤制氣制造的過程存在著高溫高壓的環(huán)境，這就存在著安全的隱患。其中煤氣中毒、煤氣輸送管道爆炸、爐水夾套爆炸、煤氣發(fā)生爐爐體爆炸等安全事故是現(xiàn)在煤制氣在制造生產(chǎn)過程中主要存在的安全問題。隨著企業(yè)管理水平不斷的提高，安全設(shè)施不斷的建設(shè)，安全事故的發(fā)生率有著顯著的減少。

2 煤制氣方法的工藝研究

煤制氣的制造過程相對麻煩，在很早之前就對煤制氣具有探究，煤制氣就是把煤炭原材料進(jìn)行處理的到我們所需要的各種氣體或者是油體之類便于運(yùn)輸?shù)哪茉矗瑫r也使煤炭的利用率的到提升。現(xiàn)階段主要的制造工藝要有：德士古煤氣化技術(shù)、殼牌煤氣化技術(shù)、多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)等等。

2.1 德士古煤氣化技術(shù)簡述及研究

2.1.1 德士古煤氣化技術(shù)簡述

德士古煤氣化技術(shù)是一種發(fā)展比較久的技術(shù)，起源于1857年由德國的Siemens兄弟發(fā)明出德士古煤氣爐，利用了煤炭與水的結(jié)合形成水煤漿，再利用設(shè)備進(jìn)行壓強(qiáng)的處理。一般的德士古煤氣爐具有2000噸的容量，能承受4到6.5MPa。的古煤氣化技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)有：產(chǎn)量大，效率高，在制造過程中甲烷比較少；對于環(huán)境的破壞小，生產(chǎn)的污染物少；生產(chǎn)的煤制氣質(zhì)量上比較良好，純度較高；但是其中純在不足之處：由于溫度在生產(chǎn)過程中，氣體的溫度過于太高，對于爐內(nèi)部有著一定的影響，鍋爐的檢修成本比較高。

2.1.2 對德士古煤氣化技術(shù)研究

一種工藝的成熟離不開精益求精的追求，為了能使對德士古煤氣化技術(shù)能夠更加的完善。首先是對德士古煤氣爐進(jìn)行質(zhì)量上的要求。使用更加抗高溫的材料進(jìn)行制造，為檢修成本得到節(jié)約，同時也是提高鍋爐的使用壽命。可以針對比較復(fù)雜的流程進(jìn)行簡易化。使得工藝簡單方便，生產(chǎn)效率更加高。

2.2 殼牌煤氣化技術(shù)的簡述及研究

2.2.1 殼牌煤氣化技術(shù)的簡述

殼牌煤氣化技術(shù)是利用煤炭原材料在高溫高壓的環(huán)境之下，在有氧及無氧的情況下發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)得到不同的產(chǎn)物。最終的到需要的CO與H2為主的氣體。殼牌煤氣化技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn)：煤種適應(yīng)性廣；單系列生產(chǎn)能力大；碳轉(zhuǎn)化率高；產(chǎn)品氣體質(zhì)量好；氣化氧耗低；熱效率高；負(fù)荷調(diào)節(jié)方便；運(yùn)轉(zhuǎn)周期長；環(huán)境效益好等等優(yōu)點(diǎn)。其中碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%，這是在諸多方法中效率達(dá)到最高的一種。但是也存在著一定的缺點(diǎn)：殼牌煤氣化生產(chǎn)的流程步驟比較多，生產(chǎn)時間也比較長，在實(shí)際生產(chǎn)過程中對于流程的控制比較復(fù)雜，操作難度相對于其他工藝難。

2.2.2 殼牌煤氣化技術(shù)的研究

殼牌煤氣化技術(shù)是現(xiàn)在煤制氣制造中的主要工藝，生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量都是比較良好的。最重要的是它的碳轉(zhuǎn)化率極高。對于我國這樣一個需要能源的大國，就需要對殼牌煤氣化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，雖然其中存在著一定的困難，但是只要把存在的不足之處給予針對，發(fā)現(xiàn)解決的辦法。

2.3 多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)的簡述及研究

2.3.1 多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)的簡述

多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)的簡述是由我們國家自主研發(fā)的一種煤制氣的方法。這是根據(jù)德士古煤氣化技術(shù)進(jìn)行的一種創(chuàng)新及拓展，在德士古煤氣化技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國的需要進(jìn)行的一種研發(fā)。多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：對煤的要求低，煤種適應(yīng)強(qiáng)；原材料的來源廣泛，煤炭原材料中存在的其它雜質(zhì)對產(chǎn)品的生產(chǎn)影響不大，生產(chǎn)的產(chǎn)量大，與城市之間的聯(lián)系較為密切，能為城市提供清潔的能源；能夠得到其他許多有用的副產(chǎn)品，比如甲醇、甲醛、甲胺、醋酸等一系列C1化工產(chǎn)品，可以利用這些產(chǎn)品進(jìn)行許多化學(xué)原料的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)廢物利用。

2.3.2 多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)的研究

這是一種比較新型的煤氣制造工藝，也是我國一項重要的研發(fā)，對于煤制氣的行業(yè)具有很大的推動作用。作為一種新型的工藝，需要對工藝流程進(jìn)行嚴(yán)格的把控，進(jìn)行工藝的簡化以及產(chǎn)品質(zhì)量的提升。多噴嘴對置式水煤漿氣化也標(biāo)志著我國煤制氣的發(fā)展，為煤制氣行業(yè)帶來更好的發(fā)展空間。

3 煤制氣技術(shù)在未來的發(fā)展

煤制氣的技術(shù)會根據(jù)需求越來越成熟，在未來也會出現(xiàn)更好的工藝流程。為了滿足人們及國家的需要，煤制氣的技術(shù)研究人員應(yīng)該大膽的創(chuàng)新，尋求更加良好的技術(shù)方法，為煤制氣的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。在煤制氣技術(shù)探究時要充分考慮到煤制氣在生產(chǎn)過程中對環(huán)境的影響以及對煤炭的利用率問題。煤制氣技術(shù)的發(fā)展也會趨于多樣化，不同的技術(shù)，收益以及適應(yīng)的環(huán)境及條件不盡相同。

4 結(jié)束語

煤制氣技術(shù)的發(fā)展需要根據(jù)煤制氣技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行對各工藝存在的問題進(jìn)行分析，找出不足之處，得到解決的辦法改進(jìn)工藝。煤制氣在很長一段時間之內(nèi)還是世界主要的能源之一，對煤制氣技術(shù)的研究時非常有必要的。

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作者簡介：

郝文龍（1989- ），男，山西省古交市人，本科，2013年9月畢業(yè)于太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院煤化工專業(yè)，煤化工助理工程師，研究方向：煤化工。