我国煤化工气化工艺与设备的关键技术分析

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  [摘 要]煤在历史上相当长时间内都是一种重要的能源化工资源,随着科学技术的进步,逐渐发展出一套完整的以气化、液化和干馏的物理或电石乙炔化的化学加工为技术手段的成熟煤化工产业链条,特别是弱化煤的能源属性之后,更加强调把煤作为一种化工原料,通过与材料科学、工程科学的交叉融合逐渐形成了众多新型煤化工技术。
  [关键词]煤化工;气化工艺;设备;关键技术
  中图分类号:TU639 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)14-0038-01
  1煤化工技术现状
  1.1煤炭焦化的技术现状
  时代的发展有效的促进了我国科学技术的发展,使用煤炭焦化技术可以有效的降低成本且提升环保效果。目前我国已成为世界上最大的焦炭出口国,占据世界总产量的一半以上,我国焦炭技术发展的今天已经非常成熟。发展煤炭焦化的主要目的就是降低生产成本和提升环保效果。焦化技术迅速的发展也调动了新型焦化工艺的发展,例如,选择性粉碎技术、捣固炼焦技术和煤炭调湿技术等。煤炭焦化技术属于密集型的产业,在发展新型的煤化工技术时应有效的使用先进的技术来完善现有的工艺,但是,目前我国缺少这方面的人才和相关的技术,这样在一定程度上也给企业的发展带来了不利的影响。
  1.2煤液化技术现状
  直接液化和间接液化是煤液化技术中的主要技术。对于这项技术来说,我国还处在前期发展的阶段,但是所拥有的液化产品数量却比较丰富,潜在市场较大,是煤化工技术发展的重要方向。直接液化法是指在一定温度和压力的环境中,直接从液化煤中来提取液化产品。目前,我国在煤液化技术和产业化上已经有了非常大的突破。间接气化法是指在一定的环境中,对煤进行气化产生合成气,然后在一定的温度和压力的作用下将其转化为一些相关的液态产品,这项技术相对来说较为落后,但是其发展前景是较大的。
  1.3煤炭气化的技术现状
  煤炭气化技术可以对煤炭进行深度的转型,并且可以更好的促进煤化产业的发展速度,保证发展的稳定性。目前,在世界范围内可以运行的大型的气化炉仅400台左右。壳牌、德士古是目前较大的企业。从技术方面来说,我国的气化技术还较为落后,與发达国家间还存在一定的差距,但是这项技术在我国的使用范围是非常广泛,并得到了相关政府部门的支持和关注。
  2煤化工气化技术的应用
  2.1水煤浆加压气化
  2.1.1德士古水煤浆加压气化工艺
  这项技术是建立在渣油部分氧化技术的基础上的,美国的研究人员研发了水煤浆气化技术,这项技术使用水煤浆进料,并将煤浆的质量分数量控制在规定的范围内,在气流床中完成加压气化工艺,在高温作用下将水煤气和氧气转化为合成气,利用液压技术进行排渣。提升气化的压力可以降低装置的投入实现节能降耗的目标。目前,德士古气化炉单炉的每天的投煤量在两千吨,在进行气化的过程中有效的控制了对环境的污染程度。根据气化后的不同生产工序和产品的相关要求,加压水煤浆气化的工艺流程主要有,废锅激冷联合流程、废锅流程和激冷流程。在生成合成氨时一般使用激冷流程,这样就可以直接用水来激冷气化炉出来的粗煤气,激冷后的粗煤气中含有较多的水蒸气,不需要进行蒸汽补加就可以直接送入到变换系统中。废锅流程适用于用作燃气透平循环联合发电工程,发电工程中的发电机组可以有效的利用其副产高压蒸汽。半废锅流程一般应用到羟基合成气并生成甲醛时,应对粗煤气进行变换,也就是将废锅流程和激冷联合流程进行结合,汽化炉所产出的粗煤气先经辐射废锅冷却在进行激冷,到温度符合要求时即可,而在后续的部分变换过程中可以对粗煤气显热产生的蒸汽进行充分有效的利用。
  2.1.2多喷嘴对置式水煤浆加压气化
  这项技术是建立在德士古水煤浆加气法基础之上的,是一种创新的先进的煤气化技术。在2000年我国的相关的科研机构、大学、企业共同进行了研究,并在多喷嘴对置式水煤浆加压气化方面取得了较大的成绩,并得到了相关部门机构的认证和审批,并对这项技术申请了专利授权。与德士古气化炉的工艺各项指标相比,我国研制的新型气化炉在各项指标检测中均占有较大的优势并对之前的技术进行了优化,使用更加灵活便利,这项技术也得到我国科技部门的大力支持和重视。多喷嘴对置式水煤浆气化炉装置操作非常便利且具有一定的灵活性,同时可以根据实际的情况和相关的特点了降低投煤负荷,与之前的德士古水煤气化炉相比新型的水煤气化炉更节省能换降低能耗,目前这项技术已经得到了比较广泛的推广和使用。
  2.2干粉煤加压气化工艺
  2.2.1壳牌干粉煤加压气化工艺
  其外形呈立式圆筒形状,并将由沸水冷却管组成的膜式水冷壁安装在炉膛周围,将耐热土层铺设在内壁上,当气化时,在水冷壁内壁涂层上熔融灰渣会形成液膜,沿着内部自行顺流而下,针对检修频繁和高温耐火材料损毁情况可以充分利用以渣改渣的防腐措施。可以将输出集气管、输入给水管安装在筒体外壳与水冷壁之间的环形孔隙内,为维修和检查水冷壁奠定良好的基础。
  2.2.2GSP干粉煤加压气化
  干粉煤加压气化技术是在1976年由德国某公司研发成功的,其进料方式主要有包括液体进料和干粉煤进料。GSP气化炉对盘管式水冷壁气化炉结构进行充分有效的利用,不需要对气化粉煤的颗粒度进行严格的要求,并且具有较高的一次性碳转化效率。此外,还可以有效的提升喷嘴和水冷壁的使用寿命,并可以灵活的调节负荷,操作的弹性较大。
  3发展新型煤化工技术
  (1) 主要产出清洁能源产品,新型煤化工技术有两个主要作用,一个是替代石油化工产品,另外一种则是生产洁净能源。比如在生活中常见柴油、汽油都可以被这种清洁能源所代替。(2)煤炭与能源之间实现化工一体化,从新型煤化工技术的性质和价值来看,可以说其在未来将是我国主要的战略方向。这种煤化工技术依赖于煤炭资源而存在,然后在实践中与化工技术以及其它相关能源结合起来,使其最终形成一种一体化的新兴产业。(3)新型煤化工技术还具有的高新技术以及优化集成特点,这种技术是建立在煤炭资源的煤种以及煤质基础之上制定其产品目标,在这一过程中需要针对不同的情况采用不同的煤化工技术。煤化工技术的工艺优化集成主要是从能源的梯级利用方面以及产品的结构方面进行,以此实现增加经济效益的目标。(4)要建设一种大型企业以及产业基地,可以为新型煤化工技术的发展提供场地这一类物质条件。(5)要合理利用煤炭资源,新型煤化工技术是符合当前世界对于环境保护的认知和要求的,所以它必定是以产出洁净并且高效的产品为目标的。(6)新型煤化工技术追求最大化的经济效益。(7)新型煤化工技术需要与环境之间达到一种协调状态,实现充分利用资源,并且要将产生的污染物进行集中处理,从根本上减少污染物的产生。(8)新型煤化工技术会带动很多行业的发展,为人才优化配置提供了条件。
  4结语
  综上所述,在使用煤气化工艺时应先构建起清洁煤气化技术。但是目前还没有真正的开发出万能的煤气化炉型和技术,不同的气化炉和气化技术都存在不同的差异和特点,并且具有不同的优点和缺点,存在适合自身使用的煤种和方式。这样就可以在很大程度上保证煤化工气化工艺设备可以正常的运行,有效的提升我国煤化工气化生产的效率、质量,更好的促进我国煤化工气化工艺与设备的技术发展,为国家建设贡献力量。
  参考文献:
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