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煤气化技术现状及发展方向

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《洁净煤技术》2017年第3期

摘要:中国地域辽阔,拥有众多种类的资源,其中煤炭资源的储存量十分可观,这也使得我国的能源消费结构中,煤炭占据了绝对优势。我国目前对于煤炭的利用,不仅仅是对煤炭直接燃烧利用,还会对煤炭进行加工,制成更为清洁、高效的二次能源。将煤炭进一步加工成跟更加环保的二次能源将会是我国现阶段快速转变能源消费结构的不二选择。我国的煤化工行业已经有几十年的发展历史,在化学工业方面占有很重要的地位。本文主要通过分析我国煤化工行业现状以及煤气化的两种主要工艺,来寻求煤气化更好的发展方向。

关键词:煤气化;德士古气化;四喷嘴对置式;应用领域

1我国煤化工现状

随着我国经济的飞速发展,人们的生活越来越富裕,生活质量和水平都随之提升,人们对于能源的需求也越来越多,无论是工业生产还是百姓生活中,能源的消耗量都呈现着持续增长的态势。而另一方面,我国的能源分布状况是煤炭资源的保有量十分可观,其他能源则相对比较匮乏,是一个典型的“缺油、少气、富煤”的国家,因而使得煤化工行业在我国的能源领域占据了十分重要的位置。基于国内石油消费的不断增长,供需矛盾突出等一系列问题,我国的煤气化、煤炭焦化等技术近年来得到了持续快速的发展。我国缺油少气,煤炭资源相对比较丰富的资源分布状况决定了对于煤炭的高效、清洁利用会是现阶段改善我国能源消费结构,建设环境友好型社会的重要途径,具有清洁能源、煤炭—能源—化工一体化、环境污染少等诸多优点的煤气化技术的进一步发展迫在眉睫。

2煤气化的主要工艺

我国面前所采用的煤气化工艺种类较为丰富,其中的我们所熟知的四喷嘴对置式技术和德士古水煤浆气化工艺两种工艺,应用时间较长,性价比较高,获得了较为普遍的认可,因此下面主要以这两种技术为例探讨我国目前的煤气化工艺。

2.1德士古气化

德士古气化工艺就是将我们现有的水煤浆作为原料,再用纯氧作为气化剂,将水煤浆放入德士古气化炉中,用高温和高压的条件,使得水煤浆发生气化反应,从而再制取甲醇合成气,是目前最为先进的洁净煤气化技术之一。这种气化方式强度较高,有以下诸多优势:(1)对制作水煤浆的原材料的要求低,范围广泛。制作德士古气化所需要的水煤浆的原材料包含了大部分种类的无烟煤,以及沥青、煤气化后所剩余的残渣等,取材范围广泛,所受限制较少,利于更加充分的利用我国现有的煤炭资源。(2)操作流程简单。德士古气化的工艺主要是通过德士古气化炉进行操作,而德士古气化炉的内部又没有机械设备,这就使得德士古气化的方式操作十分便捷,简单,容易控制,生产出来的煤气也更易符合标准。(3)生产的煤气质量好。因为德士古工艺的操作过程中温度较高,因而生产出来的煤气有效利用成分非常高,较为纯净,使得后续的净化工艺也更加简单便捷。但是同时德士古气化工艺也存在一定的缺陷和不足,比如,气化炉内的耐火砖因为长期温度较高的原因,而缩短了使用寿命,增加了维修、维护设备的费用,增加了成本。

2.2四喷嘴对置式煤气化技术

四喷嘴对置式煤气化技术因为气化炉上有4个对称的工艺烧嘴而得名。该技术是我国自主研发的一种水煤浆气化技术,是在气流床的压力下对熔渣进行气化,通过气化炉上的4各烧嘴进行加压,从而在气化炉内与氧气形成撞击流,从而对水煤浆进行气化,生产出煤气。该工艺使用以来,得到了很多煤化工企业的青睐。四喷嘴对置式的气化技术具有以下优点:碳转化率较高、原料消耗较低,有效成分高、渣中残碳低、拥有我国的自主知识产权国有化率较高等。与此同时,四喷嘴对置式煤气化技术设备的初期投资成本较高,会使得资金有限的中小企业在最初选择设备时因资金问题而不予考虑。

3煤气化应用领域

我国煤炭资源储量较为丰富的现状在很大程度上决定了我国的煤炭资源将会在很长时间内占据主要的能源消费结构,在短期内是很难实现实质上的改变和进步的,而新兴的煤化工能够有效地推动煤炭的清洁利用,随着技术的不断提高,能够更加有效地提高利用率,促进可持续发展。这就为我们煤炭资源的利用打开了新的大门,为诸多生活、工业生产领域提供了更多的能源消费选择。第一,作为工业燃气。我国现在的第二产业仍然是经济发展的主要支柱产业,而第二产业的能源消耗需求较高,随着我国煤气化工艺的不断发展成熟,煤气化的产量会越来越高,更多的工业领域,比如钢铁、建材、食品等行业部门都能够将煤气作为燃料进行生产加工。第二,供百姓生活用气。将煤气作为老百姓的日常生活燃料,在很多地区已经实行,人们用煤气作燃料,可以很大程度地提高煤炭资源的利用效率,而且煤气的污染要比煤炭小得多,这样更利于我国环境友好型社会的发展。第三,作为冶金工艺的还原气。煤气化后所产生的煤气中含有丰富的CO和H2,这两种物质具有非常强的还原性,可以在冶金工业中将其作为还原气。

总之,煤气化的市场需求会不断增长,前景十分广阔,我们应当充分利用现有技术、不断研发更为先进的技术,增大煤气化的质量和产量,优化能源消费结构。

参考文献:

[1]孙婧妍、于浩,煤气化工艺流程研究,[J],制作与工艺,2015年第2期。

[2]霍林涛,煤气化技术及煤气化废水处理技术,[J],化学天地,2014年第10期。

作者:韩冬1;魏琳2 单位:1.枣庄市山亭区安全生产监督管理局,2.枣庄职业学院

洁净煤技术杂志责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次