当前煤气化技术现状及发展趋势

当前煤气化技术现状及发展趋势

石海军

贵州荣基安全科技有限责任公司贵州550003

摘要：煤气化是清洁、高效利用煤炭的主要途径之一，长期的生产实践表明，在各种煤炭转化技术中，煤气化是应优先考虑的一种加工方法。它是煤基化学品、煤基液体燃料、合成天然气、IGCC发电、制氢、燃料电池、多联产等工艺为基础。因此发展煤炭产业，首先要提高煤气化技术水平。鉴于此，本文就当前煤气化技术现状及发展趋势进行了简单论述，以供参阅。

关键词：煤气化技术；现状；发展趋势

引言

随着社会的进步和科技的发展，在日常的生产生活中对能源的需求量日益增长，随着石油等不可再生再生资源的开发资源的储量正在逐渐下降，煤炭作为我国储量较为丰富的资源得到了相应的重视。因此，煤气化的技术得到了充足的发展和关注，如何将煤炭资源开发成为更加环保、高效的能源，是当前资源发展的主要方向。

1国内外煤化工现状

从世界范围内各种能源的储备量来看，天然气、石油占比12%，而煤炭占比高达79%，由此不难看出，在能源战略中煤炭利用技术的开发和研究占据了何等重要的位置。世界煤化工的发展经历了漫长的时间，早在二十世纪初，逐渐兴起的煤炭炼焦工业标志着煤炭化工正式进入了发展初期阶段，到了二十世纪中期，有机化学工业一直以煤炭为主要的原材料，随着石油化学工业的逐步兴起，在化工原料的配比中，逐渐强化了天然气和石油的重要性，慢慢降低了煤炭的应用比例，缺乏在实践中的研究、发展和应用，必然会在一定程度上影响世界煤炭化工技术的深入发展和进步。但是到了二十世纪70年代，大幅度攀升的石油价格，对石油化学工业的健康发展产生了不利的影响，与此同时在煤液化、煤气化等方面煤化工都取得了一定的成绩，尤其是到了二十世纪末，石油价格在世界范围内都始终居高不下，并呈现不断上涨的态势，这就为煤化工技术的发展提供了有力的外部环境，人们也逐渐重视煤化工的重要性。就我国而言，传统的UGI炉块煤间歇气化已经无法满足时代发展的需求，其迫切的需要向先进的粉煤加压气化工艺进行转化，同时这种迫切的需要也为新型煤气化技术的创新和发展提供了可能。据不完全统计，正在建设的和已经投产的大型洁净煤气化技术的相关装置就有80余套，其中已投入运行中的煤气化装置占比约一半左右，其中对水煤浆气化技术中的四喷嘴、GE煤气化、多原料浆气化、分级气化等和干煤粉气化技术中的Shell煤气化、GSP两段式干煤粉加压气化、单喷嘴干粉气化技术等的应用比较广泛，并且已经取得了不错的成绩。

2煤气化的主要工艺

2.1德士谷气化

德士谷气化工艺所用的原料主要是水煤浆，用纯氧作为氧化剂可以有效地提高对原材料水煤浆的利用率，将原材料放入德士谷气化炉中之后利用高温和高压的环境与原材料发生气化反应，通过化学反应生产煤炭的二次能源甲醇合成气，德士谷气化技术是当前最先进的煤气化工艺之一，和其它工艺相比有着很多优势：第一，德士谷气化技术对水煤浆的制作原料要求低，所需要原料范围广泛，该技术可以有效地降低原料上所耗费的成本，对煤气化使用后产生的工业残渣进行再利用，有效的提高了煤炭资源的利用率。第二，相比其他制作工艺德士谷气化技术的操作流程更加简便，除了对气化炉的操作外不需要对其它外设设备进行多余操作，大大简化了整个气化过程的操作流程，工作人员仅仅需要简单的培训就可以进行工作。第三，通过德士谷气化技术生产出的煤气质量更好，因为在整个过程中设备能保证持续的保温高压环境，生产出来的二次能源有效利用成分高，简化了后续的净化环节。

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煤气化技术发展趋势

3.1扩大煤种的适应性

原料煤具有水分、灰分、灰溶点、粘结性、和热稳定性等性质，在一定程度上都会影响气化的结果，对于研发人员来说开发煤种适应性更强的气化技术是他们一直以来的愿望，也是煤气化技术发展过程中必要面临的问题，这其中的问题主要包含：对煤气化技术系统的优化、煤气化技术材料的升级，气化炉结构调整、助溶剂和新型添加剂的研究开发等工作。

3.2煤气化装置的可靠性技术

煤化工的龙头装置和核心是煤气化装置，在整个煤化工的运行关键中要求装置必须具有稳定供应合成气的性能。首先：要提高原料的稳定性，在配煤或者添加各种工艺过程中保证入煤气化炉煤质稳定性，有效的提高煤气化装置的可靠性。其次；进行煤气化装置的工艺的优化。通过对工艺的创新及优化。提高煤气装置设备的长周期的可靠性。最后：优化煤气装置设备中的关键设备，从而保证单个关键设备的可靠性。

3.3研发煤气化净化技术

不同的煤田，煤中砷、汞、氯、氟、磷及其他微量元素的含量及组成差异颇大，深入研究煤气化过程中这些有害元素的迁移规律，对拓展气化原料的煤种，控制气化过程中微量元素的释放，实现近零排放，促进煤化工行业废水资源的循环利用，意义重大。故此需要进行煤气中、高温脱硫及有害元素、高温除尘、CO2资源化利用和洗涤水净化等多方面的技术研发。

3.4发展大型化和智能化

随着人类对资源的需求量增大，煤气化产业的大型化和智能化已经成为必然趋势，煤气装置的大型智能化可以有效地减少气化炉的数量，更加高效经济的对合成气进行生产和供应，有效地提高了煤气化产业的经济效益。

结束语

总之，我国国情的客观需要就决定了煤炭气化技术必将会迎来广阔的发展空间，并且在煤炭气化技术的自主知识产权方面我国应给予大力扶持，兼顾先进技术的引进和成本的有效控制这两者之间的关系，从而在一定程度上增强我国的综合竞争力。

参考文献：

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