煤化工氣化工藝與設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)

摘 要：能源資源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本物質(zhì)基礎(chǔ)，人類(lèi)社會(huì)的生存和發(fā)展離不開(kāi)能源的幫助。雖然中國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量比一些國(guó)家豐富，但煤炭是一種不可再生的能源，煤炭資源的不合理使用會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。在這種發(fā)展背景下，盡可能減少煤炭的使用，應(yīng)用先進(jìn)的科技手段，合理開(kāi)發(fā)和利用現(xiàn)有資源和能源。為人們提供更多負(fù)擔(dān)得起的能源，成為必然的發(fā)展趨勢(shì)和時(shí)代的需要，有利地幫助我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤化工;氣化工藝;設(shè)備;關(guān)鍵技術(shù)

引言：中國(guó)是一個(gè)人口稠密的國(guó)家，對(duì)資源和能源的需求也比較大。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源和能源消耗量巨大，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，所有行業(yè)都需要改進(jìn)自己的生產(chǎn)過(guò)程和技術(shù)，以減少資源和能源的消耗。煤化氣是中國(guó)的重要產(chǎn)業(yè)之一，不同的煤化學(xué)氣化技術(shù)有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。由于其不斷擴(kuò)張和發(fā)展，不同類(lèi)型的技術(shù)流程不斷被優(yōu)化。因此，需要根據(jù)當(dāng)前形勢(shì)進(jìn)行創(chuàng)新和改革。例如，在實(shí)踐中，我們要根據(jù)社會(huì)要求，分析具體問(wèn)題，加大研究工作力度，投入更多的人力、物力和財(cái)力，改進(jìn)工藝，優(yōu)化流程，提高氣化技術(shù)，快速發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

1 煤化工氣化技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1原理

煤化工主要是用于各種氣化工藝生產(chǎn)的燃料，它可以滿足發(fā)電、化工等多種行業(yè)的生產(chǎn)需要。而它的價(jià)值和作用是非常大的。煤氣化工藝和設(shè)備的研究成果比較成熟，體現(xiàn)了國(guó)外的技術(shù)和理念。與美國(guó)和德國(guó)一樣，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐和研究，中國(guó)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出高效的氣化技術(shù)。煤氣化是一個(gè)物理化學(xué)等相關(guān)的反應(yīng)，這其中設(shè)計(jì)到的整個(gè)過(guò)程都是非常復(fù)雜。主要原因是，當(dāng)水力漿液和氧氣進(jìn)入氣化爐后，煤和其他物質(zhì)立即受熱反應(yīng)，然后形成水以及固體殘?jiān)龋詈笮纬梢谎趸己蜌涞仍稀1]。

1.2特點(diǎn)

煤化工被廣泛用于各種材料和資源相關(guān)的領(lǐng)域內(nèi)，例如涉及煤以及瀝青等等制造中。進(jìn)料方式分為干粉和水漿，每種進(jìn)料方式都有其獨(dú)特的價(jià)值，使用煤化工不僅可以提高生產(chǎn)當(dāng)中所涉及到效率以及安全生產(chǎn)，而且具有操作簡(jiǎn)單靈活的優(yōu)點(diǎn)，可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的.在氣化過(guò)程中，高溫的影響可以減少產(chǎn)品中的污染物。只有簡(jiǎn)單的清洗才能保證排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。但是，不同的氣化技術(shù)有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，所以它們也有相應(yīng)的缺點(diǎn)。例如，整個(gè)氣化過(guò)程必須在高溫環(huán)境下進(jìn)行。因此，爐子內(nèi)部長(zhǎng)期被高溫掏空，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)間短，需要定期維護(hù)和更換，這就增加了成本。氣化是一種消耗技術(shù)，需要經(jīng)常更換。使用壽命約為兩個(gè)月，這增加了維護(hù)成本[2]。

2 煤化工氣化工藝的設(shè)備和關(guān)鍵技術(shù)

2.1 GE水煤漿加壓氣化技術(shù)

水煤漿是一種將原煤與水和通過(guò)加入一定比例的添加劑進(jìn)行物理混合的液體燃料，煤炭處理可以去除煤炭中的不可燃雜質(zhì)，有效提高煤炭的燃燒效率，減少環(huán)境影響。中國(guó)擁有豐富的煤炭資源。通過(guò)應(yīng)用水煤泥技術(shù)，可以替代當(dāng)前國(guó)家戰(zhàn)略資源，例如石油等相關(guān)的資源，在一定程度上可以減少對(duì)環(huán)境的影響。壓力氣化技術(shù)被廣泛用于煤化工領(lǐng)域，要制備的碳化合物包括烯烴、甲醇和合成氨。根據(jù)中國(guó)煤炭的質(zhì)量特點(diǎn)，中國(guó)制定了自己的水煤漿生產(chǎn)配方，提高了中國(guó)水煤漿生產(chǎn)的效率。加壓水煤漿氣化技術(shù)是比較容易使用的，而且應(yīng)用廣泛。它是煤炭化學(xué)氣化過(guò)程中的一項(xiàng)成熟的技術(shù)[3]。

2.2 GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)

GSP被稱(chēng)為“黑水泵氣化技術(shù)”，是德國(guó)研制的一種煤炭氣化工藝。干煤粉是通過(guò)對(duì)原煤進(jìn)行充分的研磨后去掉其中雜質(zhì)得到的干燥的粉狀原煤。通過(guò)對(duì)煤粉的加熱過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)原煤的氣化，通過(guò)水冷壁的冷卻得到氣化煤氣。GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)目前應(yīng)用比較少，具有操作彈性大、操作方便、污染排放小，同時(shí)維護(hù)費(fèi)用較低的特點(diǎn)。

2.3常壓固定床富氧連續(xù)氣化技術(shù)

連續(xù)氣化技術(shù)顯著提高了間歇性氣化過(guò)程的效率，降低了生產(chǎn)成本，減少了工廠維護(hù)費(fèi)用，并減少了環(huán)境污染。通常使用粒徑較小的原煤進(jìn)行處理。

2.4灰熔聚流化床煤粉氣化技術(shù)

灰熔聚煤氣化技術(shù)是以直徑小于6mm的煤粉顆粒為原材料，通過(guò)使用蒸汽作為氣體輸送器，煤粉和氣體輸送器不斷地被來(lái)自爐底的氣體吸收。通過(guò)在吸氣系統(tǒng)中的積累再次進(jìn)行氣化，提高了氣體轉(zhuǎn)換效率。該技術(shù)是一種專(zhuān)有的煤氣化技術(shù)。在中國(guó)，它在燃料氣生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用，并具有合成氣體的輕便的優(yōu)點(diǎn)，能夠有更加廣闊的利用空間。

3 煤化工氣化工藝與設(shè)備的技術(shù)要點(diǎn)分析

3.1安裝施工要點(diǎn)

在建設(shè)電廠時(shí)，應(yīng)結(jié)合煤化工的要求和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際位置，制定最終的建設(shè)和安裝方案，確保電廠嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行。 以確保項(xiàng)目的質(zhì)量、效率和安全。安裝應(yīng)從里到外、從大到小進(jìn)行。同時(shí)，廠房建設(shè)應(yīng)按照工廠化制造和計(jì)件的要求進(jìn)行，最大限度地降低工程建設(shè)成本，縮短工程后續(xù)驗(yàn)收時(shí)間，并在此基礎(chǔ)上有效保證廠房質(zhì)量。安裝木炭化學(xué)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：首先，也是最重要的是，應(yīng)將所需要構(gòu)建的油漆在地面上完成涂裝;其次，構(gòu)件的安裝必須符合技術(shù)文件的要求規(guī)范才可以執(zhí)行。最后，在安裝過(guò)程結(jié)束之后，梁柱的表面必須用耐火層進(jìn)行處理，并根據(jù)組件的尺寸對(duì)構(gòu)建產(chǎn)生的偏差進(jìn)行校正，需要符合標(biāo)準(zhǔn)后才可以進(jìn)行使用[4]。

3.2鋼材檢驗(yàn)

在煤化工氣化工藝中，對(duì)工藝設(shè)備所需的鋼材必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)人員需要對(duì)鋼材的質(zhì)量、性能等進(jìn)行詳細(xì)分析。對(duì)于每一批生產(chǎn)中所需要使用到的鋼材都必須具備相應(yīng)的質(zhì)量證書(shū)才可以投入進(jìn)行廠房的搭建中，與此同時(shí)也要求檢驗(yàn)人員對(duì)證書(shū)的真?zhèn)巫龀鱿嚓P(guān)的鑒別分析，并對(duì)分析結(jié)果與報(bào)告相對(duì)比。同時(shí)結(jié)合工程設(shè)計(jì)對(duì)鋼材的性能進(jìn)行驗(yàn)證，未通過(guò)驗(yàn)證的鋼材不允許進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，鋼材中不符合設(shè)計(jì)安裝要求的可通過(guò)后期的補(bǔ)救措施進(jìn)行完善。設(shè)計(jì)安裝所用鋼材標(biāo)準(zhǔn)是表面無(wú)裂痕、無(wú)疤痕、沒(méi)有褶皺，在鋼材的破損厚度沒(méi)有超過(guò)負(fù)偏差值一半的情況下不需要對(duì)鋼材進(jìn)行更換。

3.3偏差矯正

偏差值指工程鋼構(gòu)件尺寸數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)尺寸數(shù)據(jù)之間的差異。常用的矯正方式主要有兩種，熱矯正和冷矯正。冷、熱矯正的最終結(jié)果都要保證鋼材表面的劃痕厚度不能超過(guò)0.5mm，不能出現(xiàn)明顯的鋼材破損和凹凸現(xiàn)象。針對(duì)氣化設(shè)備的安裝過(guò)程中常見(jiàn)鋼梁尺寸偏小等問(wèn)題，可采取斜對(duì)接以及鋼板拼接的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)接長(zhǎng)，同時(shí)在進(jìn)行鋼板的拼接時(shí)，鋼構(gòu)件要避開(kāi)節(jié)點(diǎn)且長(zhǎng)度不能超過(guò)2.5m，當(dāng)鋼構(gòu)件的厚度小于14mm時(shí)，可采用剪板機(jī)進(jìn)行肋板剪切滿足工程要求。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤化工產(chǎn)業(yè)利用某些化學(xué)過(guò)程將煤炭資源轉(zhuǎn)化為其他資源。關(guān)鍵的氣化技術(shù)和設(shè)備是水煤氣化和干煤粉氣化。不同的喂食方法可以在不同的過(guò)程中得到改善。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，它可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行有益的使用。此外，在安裝設(shè)備時(shí)也要優(yōu)化安裝工藝，注意好偏差產(chǎn)生的原因以及及時(shí)做好糾正，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命和生產(chǎn)效率。煤化工氣化的質(zhì)量和效率--提高氣化生產(chǎn)，減少燃煤帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，保證氣化過(guò)程的有效進(jìn)行，推動(dòng)中國(guó)煤化工氣化的發(fā)展進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜若宇.我國(guó)煤化工氣化工藝與設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)分析[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2020，46（07）：4+7.

[2]肖超.分析煤化工工藝與設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)[J].石化技術(shù)，2019，26（08）：232+236.

[3]劉凱，劉海菊，郭琦.煤化工氣化工藝與設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2019，45（04）：21-22.

[4]李曉峰.煤化工氣化工藝與設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)[J].山西化工，2018，38（05）：127-128+131.

作者簡(jiǎn)介：

張干（1983.03—），男，漢，籍貫：河南滎陽(yáng)，學(xué)歷：本科，研究方向：石油化工和煤化工工藝裝置設(shè)計(jì)。

（勝幫科技股份有限公司陜西分公司，陜西 西安 710065）