煤氣化工藝清潔生產及環境保護研究

鄒東

摘? ?要：文章探討了3種不同的煤氣化工藝，并對其清潔生產能力以及環境保護狀況進行了分析。企業在選用煤氣化技術的過程中，不但要考慮煤炭資源的狀況以及生產能力，而且還要考慮本地的環境承載能力，注重對污染物的有效控制，進而實現清潔生產的目標。

關鍵詞：煤氣化;清潔生產;環境保護

清潔生產指的是在生產時應用不同的技術以及工藝，在提高勞動生產率的同時減少對環境的污染，從而實現節能減排的效果，達到經濟和環境的協調發展。煤氣化是煤化工的龍頭產業，為下游行業提供各種原料，因而，使用先進性和清潔型的工藝對這一行業的可持續發展具有關鍵作用，同時對我國建設環境友好型社會亦具有重要意義。

1? ? 固定床氣化工藝

通常而言，這一工藝主要使用顆粒直徑為6～50 mm的碎煤作為原料，氣化劑則一般使用純氧或水蒸氣。在生產過程中，這一工藝可以分為兩種類型：間歇性氣化工藝以及連續性氣化工藝。前者操作較為單一且能源消耗過大，已逐漸被淘汰。后者與前者相比，其耗氧率較低，且生產能力較高，即使使用劣質煤亦能夠實現氣化效果[1]。

清潔生產這一方面應用固定床氣化工藝存在下列兩個問題：（1）生產中產生大量廢氣，但人們能夠應用氣柜收集的手段對此進行處理，對廢氣再次利用，從而實現對環境的保護。（2）煤氣化所排放出的廢氣中包括焦油、氨、氰等物質，當前尚無較好的處理方式。盡管在實踐中業已使用了酚、氨回收和水氣分離等手段把上述物質加以分離，并送至專門的處理中心，但因為此類物質的處理工藝較為復雜，需要付出較高成本，因而，在生產實踐中操作難度較大。

目前，在生產中所使用的爐型包括美國聯合氣體改進公司（United Gas Improvement Company，UGI）煤氣化爐、魯奇煤氣化爐等，從此類產品的特征可以分析，固定床氣化的清潔生產能力及其對環境所產生的影響[2]。例如，UGI煤氣化爐所使用的原料以無煙煤與焦炭為主，能制備空氣煤氣、半水煤氣以及水煤氣，優點在于能夠應用各種方式開展煤氣化生產，環境適應性較強。而且，煤氣化爐的上部使用了耐火設計，下部設置了水夾套對熱量加以吸收，其清潔生產能力能夠滿足目前一般企業的要求。這一工藝對原料煤種的要求通常較高，對生態的負面影響并不嚴重，但是使用的范圍不廣。

2? ? 氣流床氣化工藝

氣流床氣化工藝采用純氧為氧 化劑，在一定溫度環境中實現煤氣化，去除焦油、酚等物質，其有效氣體所占比例要高于其他工藝。這一工藝最重要的優點在于合成的氣體具有較高的質量，技術靈活，而且擁有較高的生產能力。不過，這一工藝也存在一定缺陷。在應用時，如果要在最大程度上挖掘其生產潛力，就必須使用助溶劑，這就會提升生產成本[3]。

從清潔生產能力而言，這一技術產生的廢水包括急冷水、洗滌塔洗滌水、細渣水等，因為氣化穩定以及壓力較高，廢水和廢氣中焦油、氰化物等物質含量極低，所以就能夠使用投加絮凝劑的手段進行沉降和過濾，實現水資源的回收和利用。因此，這一技術是當前煤氣化領域最理想的清潔生產工藝。目前在實踐中采用這一工藝的煤氣化爐主要有K-T爐以及德士古氣化爐。前者技術相對成熟，結構較為簡單，而且生產能力高，蒸汽用量較小，因而得到各個企業的重視。但也要注意到，這種爐型存在能源消耗較大、灰飛不易處理的缺陷，因而難以達到節能減排的要求。

3? ? 流化床氣化工藝

流化床氣化工藝在技術方面業已成熟，得到了我國大部分煤化工企業的應用。這一工藝使用6 mm左右的碎煤為原材料，將硫化介質作為氣化劑。在生產過程中，爐內的溫度較為均衡。其優點主要在于，氣化時使用細顆粒粉煤，能夠有效利用先進的采煤技術獲得原料，在同一溫度下對原料進行干餾以及氣化，由于干餾溫度較高，煤氣中的焦油、酚含量處于極低水平，因而排出的廢水對環境產生的不良影響較小。

這一工藝的缺陷：（1）由于氣化的穩定性不高，這一工藝需要應用活性較高的煤炭，不易提高煤氣的產量以及碳轉化率。（2）所需要的氣化爐設備體積龐大。因為流化床上部固體物料呈現懸浮狀態，運動的范圍較另外兩種工藝要大得多。（3）在生產時會受到較為嚴重的熱損失，由于爐床溫度分布均衡，造成煤氣溫度與爐床溫度相同，會帶走較多的熱量，因而產生熱損失。（4）生產的煤氣質量不高，其二氧化碳成分的比例較高。

4? ? 結語

目前，在生產領域中，煤氣化主要有3種不同的氣化方式，對原料的質量以及設施的需要都存在差異，生產過程中也會對環境造成不同程度的影響。在明確煤氣化應使用的工藝時，不但要認識到經濟上投入和產出的因素，而且還要分析本地生態環境的承受能力。比如，在水資源較為稀缺的地方，就不應使用廢水排放量較大的技術。隨著煤氣化技術的進一步發展，對清潔生產和環境保護的要求進一步提升，因此，我國企業應當充分重視技術應用中的環境保護問題。

[參考文獻]

[1]李顯輝.淺談煤氣化工藝清潔生產及環境保護[J].石河子科技，2018（2）：55-57.

[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（3）：217.

[3]任勍生.清潔生產中工藝及設備改進方法的探討[J].圖書情報導刊，2007（11）：279-280.