煤氣化的工藝技術(shù)與發(fā)展趨勢的分析

夏茂勝

（開灤能源化工股份有限公司，河北唐山 063001）

煤氣化的工藝技術(shù)與發(fā)展趨勢的分析

夏茂勝

（開灤能源化工股份有限公司，河北唐山 063001）

以德士古為例對煤氣化技術(shù)的特點、工藝流程進行詳細分析，闡述了煤氣化技術(shù)對我國當(dāng)前貧油富煤，且保護生態(tài)環(huán)境刻不容緩的特殊時期的積極影響，并簡單分析了煤氣化技術(shù)的發(fā)展機遇。

煤氣化；Texaco工藝；水煤漿

煤氣化是把已經(jīng)過篩選、研磨等適當(dāng)處理過的煤送入反應(yīng)器如氣化爐中，通過空氣或氧氣和蒸汽的氧化劑，在一定的溫度和壓力下，以一定的流動方式，如移動床、流化床或攜帶床再轉(zhuǎn)化成氣體，得到粗制水煤汽，最后再通過多級的脫硫脫碳的工藝獲得精制一氧化碳的過程。當(dāng)前發(fā)展煤氣化技術(shù)是中國未來能源產(chǎn)業(yè)的重要出路。

1 煤氣化技術(shù)的應(yīng)用背景

新一代的煤氣化工藝主要有水煤漿氣化和粉煤氣化，其工藝特點是：煤種適應(yīng)性廣，生產(chǎn)能力大，氣化效率較高，并且對環(huán)境造成的污染較小。70年代的兩次石油危機，使以油為原料的化肥甲醇等企業(yè)面臨困境，德士古水煤漿氣化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，為煤化工開辟了新道路。下面以具有代表性的Texaco水煤漿加壓煤氣化技術(shù)加以分析。

2 Texaco水煤漿煤氣化工藝原理

2.1 水煤漿在氣化爐內(nèi)的反應(yīng)

水煤漿和氧氣通過德士古燒嘴混合后噴射時立即霧化進入氣化爐，在高溫、高壓下，瞬間煤漿中水被氣化，均勻粉末狀煤粒子被氣體隔開，各自獨立發(fā)生反應(yīng)，生成以二氧化碳和氫氣為主要成分的粗合成氣，其中甲烷含量很少，一般僅為0.1%以下，碳化率可高達98%。由于反應(yīng)條件，即反應(yīng)溫度高，所以一些可凝聚的副產(chǎn)物如渣油、酚類，高級烴等基本不會產(chǎn)生。氣化爐內(nèi)一般也會發(fā)生這些反應(yīng)：

還有可能會發(fā)生其它副反應(yīng)，如下：

3 德士古水煤漿氣化工藝流程

德士古水煤漿氣化基本由這幾個系統(tǒng)組成：制漿系統(tǒng)、合成氣系統(tǒng)、燒嘴冷卻系統(tǒng)、鎖斗系統(tǒng)、閃蒸及水處理系統(tǒng)。其工藝大體份三個單元：制漿，水煤漿氣化和水處理。

3.1 制漿

即通過計量進入磨煤機的碎煤與一定量的水混合，并通過磨煤機磨成一定粒度一定濃度的水煤漿，最后由水煤漿泵加壓后泵入氣化爐。

3.2 水煤漿氣化

由煤漿泵送來的物料和空分來的氧氣經(jīng)氣化爐頂部噴入爐內(nèi)，在1 400℃下發(fā)生部分氧化反應(yīng)，并生成粗煤氣，生成的粗煤氣和熔渣一起流經(jīng)氣化爐底部的激冷室激冷后，氣體和固體殘渣分開。熔渣由氣化爐底部排出[3]。

3.3 水處理

由于水煤漿在氣化爐內(nèi)氣化需要大量的水，故而激冷室的黑水和洗滌后的黑水都經(jīng)過多級閃蒸去除其中的溶解氣體，再經(jīng)過沉淀出水中的黑渣后的水叫灰水，除少量外排，其它皆打回氣化單元重復(fù)使用，避免了水資源的浪費。

4 煤氣化技術(shù)在中國的發(fā)展機遇

4.1 國內(nèi)煤化工企業(yè)對煤氣化技術(shù)具有極大的熱情

目前，國內(nèi)已經(jīng)建成了不少規(guī)模不等的“煤制油”項目。投資數(shù)百億元的陜西榆林市煤制甲醇和煤變烯烴的項目在2015年底基本具備投產(chǎn)條件。山西潞安集團年產(chǎn)540萬t的煤制油項目已在施工中，其中部分煤基油等項目已開工并平穩(wěn)生產(chǎn)。

4.2 航天工程引領(lǐng)煤氣化技術(shù)發(fā)展方向

航天工程作為煤氣化行業(yè)的典型，依托領(lǐng)先的技術(shù)、強大的關(guān)鍵設(shè)備研制能力、先進的項目管理優(yōu)勢、職業(yè)化的人才優(yōu)勢、項目全生命周期服務(wù)優(yōu)勢等核心競爭力，為大型能源集團公司、煤化工企業(yè)、石油化工企業(yè)、電力企業(yè)等客戶群提供優(yōu)質(zhì)、高效、全面、完備的服務(wù)。

4.3 清潔能源與綠色化工是未來化工行業(yè)發(fā)展的必然趨勢

隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，給我們生活帶來了無盡的便利，然而諸如酸雨、沙塵暴之類名詞剛要從我們的腦海中淡去時，“霧霾”又來了，這可能是大自然最后的警鐘，所以人類要生存，要發(fā)展，環(huán)境必須放在第一位。

綜上所述，我國的煤炭氣化技術(shù)發(fā)展前景廣闊，雖略有成果但將面臨著更大的挑戰(zhàn)。

5 結(jié)束語

以德士古水煤漿氣化為代表的煤氣化技術(shù)已成為煤炭清潔高效利用的核心技術(shù)，我國石油和天然氣資源相對短缺，煤炭資源豐富，價格低廉，故而煤炭的合理轉(zhuǎn)化和利用，主要是煤炭的氣化，對中國無論是目前還是長遠都有著重要的意義。

[1]王傳賢.水煤漿加壓氣化與聯(lián)產(chǎn)甲醇、CO與煤氣的三聯(lián)供技術(shù)[J].天然氣化工，1998，（23）.

Process Technology and Development Trend of Coal Gasification

Xia Mao-sheng

Characteristics of texaco as typical examples of gas technology，the process were detailed analysis，expounds the positive influence of coal gasification technology to the special period of the lean coal rich，and the protection of ecological environment urgent，and a simple analysis of the opportunities for the development of coal gasification technology.

coal gasification；texaco technology；coal water slurry

TQ546

B

1003–6490（2016）04–0010–01

2016–04–16

夏茂勝（1987—），男，黑龍江明水人，工程師，主要從事煤焦油深加工工藝工作。