煤化工气化工艺与机电设备的关键技术探析

冯果

51082119891220341X 四川 成都 610000

摘要：当前，我国社会中的各能源行业对煤炭资源的需求量越来越大，极大地促进了煤化工气化工艺的发展，利用煤炭制成的燃气得到了广泛应用。在具体的生产过程中，需要充分结合不同煤炭的特征以及客观条件来选择合适的煤化工气化工艺技术以及相应的机电设备，确保有效提升生产效率，获得更高的经济效益，同时较大程度地降低对自然环境的污染。如果没有选择合适的气化工艺，或是机电设备存在故障问题，就会对煤制燃气的生产过程造成不良影响，从而使得企业遭受较大的经济损失。该文对煤化工气化工艺与机电设备的关键技术进行了分析，并对技术应用过程中的问题、如何提高煤化工的气化技术水平等方面进行了探究。

关键词：煤化工；气化工艺；机电设备；关键技术

中图分类号：TQ546

文献标识码：A

引言

随着人类社会的迅速发展，人类对能源的需求也越来越大，这也就导致了许多能源的紧缺。煤化工在我国所有工业中占有举足轻重的地位，其气化技术具有其独特的优势和特色。随着煤化工技术的发展和应用，其生产工艺也相应得到了优化，因此必须加大人力、物力、财力等方面的投资，以促进煤气化技术的发展，从而使煤气资源在社会上的需求量得以满足。因此，该文就煤化工的气化工艺和机电设备的技术要点做了详细的论述。

1煤化工技术现状分析

1.1煤炭焦化的技术现状

随着时代的发展，我国的科技水平得到了极大的提高，采用煤制焦化工艺能有效降低生产成本，提高环境效益。目前，我国已是全球最大的焦炭出口国，占全球焦炭产量的半数以上。发展煤焦化工艺技术，其首要目标是降低成本，提高环境效益。焦化技术的快速发展也催生了一些新的焦化技术，如选择性粉碎、捣固炼焦、煤润湿法等。煤炭焦化技术是一种高度密集的工业，在发展新的煤化工技术时，必须采用先进的技术对其进行改造，而我国目前还缺乏相应的人才和技术，这对煤化工企业的发展造成了一定的负面作用。

1.2煤液化技术现状

煤炭液化技术以直接液化和间接液化两种方式为主。在此方面，国内尚处于起步阶段，但国内已有大量的液化产品，具有巨大的潜在市场，这是发展煤炭工业的一个主要方向。直接液化法是将液化煤炭在特定的温度、压力下，从液化煤炭中直接萃取。目前，煤炭液化技术取得了重大突破，并实现了工业化。间接气化技术是指在特定的条件下，将煤炭置于特殊的环境中进行气化，并通过一定的压力和温度将其转变成相应的液体产物，虽然此技术仍处于发展阶段，但拥有十分广阔的发展前景。

1.3煤炭气化的技术现状

煤气化技术能够实现煤炭的深层次转化，从而使煤化工行业的发展更快、更稳定。目前，全球只有400多座大型的气化炉可以使用，其中壳牌和德士古公司是当前规模最大的公司。从技术上讲，我国的煤气化技术相对落后，与国外相比还有很大的差距，但随着时代的发展受重视程度越来越高，并且还得到了有关部门的大力支持。

2煤化工气化工艺的设备及其关键技术

2.1单喷嘴水煤浆加压气化工艺

该技术基于渣油的局部氧化技术，美国科研人员开发出一种利用水煤浆作为原料的水煤浆，并将其质量含量控制在一定的范围之内；在气流床内进行了加压气化，将水气与氧在高温条件下转化为合成气，采用液压技术进行除渣。通过提高汽化压力，可以减少设备投资，达到节约能源的目的。德士古气化炉的日投料量为2000t，其对环境的污染得到了较好控制。根据不同的气化工艺与产品的有关规定，对加压水煤浆的气化过程分为废锅激冷联合流程、废锅流程和激冷流程。在生产合成氨时，通常采用激冷式工艺，这样就可以直接用水对冷气化炉产生的粗气进行激冷处理，这种方法产生的粗气中含有大量的水蒸气，不需要通过蒸汽补充就可以进入转换系统。废锅工艺适合作为燃气涡轮循环的联合发电项目，在发电项目中，机组能高效地利用其副产物的高压蒸汽。半废锅流程是在生产甲醛的过程中会发生反应，即将废锅和激冷工艺相结合，产生的粗煤气经过辐射废锅冷却后，再进行激冷。当反应温度满足需要时，则在随后的局部转化期间，可以充分地利用由粗气显热所生成的蒸汽。

2.2太空炉粉煤加压气化技术

在所有的气化工艺中，使用较多的是太空炉粉煤加压气化技术，也就是HT-L型煤粉加压气化炉，它的热效率达到95%，碳转化率达到99%，证明了该装置的可靠性。采用水冷壁结构的航空炉气化反应器，其反应温度可达1500~1700℃。另外，由于航空炉所用的煤炭原材料品质不高，因而可以减少原材料的消耗，是国内自行研制的一种新型的设备，它的设备和技术维修费用都不高，比国外的设备投资要低得多。目前，我国每年利用太空炉装置处理煤炭原料约250000t，是国内煤化工装置中的佼佼者。与壳牌煤气化炉相比，德士古煤气化炉的投资要低了3亿元，运行维护成本也要低出500万元。可见，航空炉是一种煤炭化工装置，其经济性能、加工性能和生产能力都具有较大的优势，同时还具有良好的运行性能，适用于国内的煤炭工业。采用的HT-L煤粉煤气化技术，可以应用于不同的煤，从褐煤、次烟煤、烟煤到石油焦，尤其是灰分、水分、硫含量较高的煤，均可采用，但技术人员要认真选择和评价，选用能获得更高产率的原料，以确保装置运行的稳定性和经济效益。

2.3利用蒸发器回收余热技术

所谓的废气回收技术，就是通过对燃气锅炉内的气体进行再一次的过滤，从而将其转化为热能，进而达到节能减排的目的。在气温较低的情况下，由于烟气的温度差异较小，因此在此期间，工作人员必须对排烟温度进行持续的冷却，以确保受热表面的温度处于正常状态。但是，由于早期的烟尘回收装置的回收量有限，当烟尘的温度超过了设备的露点温度，也就是在-60℃的时候，烟尘的回收量就会大大下降，这就导致了大量的废热没有得到回收，造成了巨大的浪费。但是，随着技术的发展，对烟气废热的回收技术进行了改进，形成了这种新的废热回收技术，它比传统的废热回收技术更加容易操作、更加稳定，并且可以提高废热的回收利用率，降低烟尘中的热能损耗。

2.4利用热循环泵回收余热技术

这是一种结合了热能循环的热泵技术，将热能循环利用，再通过热泵将热量排出，从而达到较大限度地利用热量。这是一种利用蒸发潜热进行热传导的新型高效传热装置，液体制冷剂在吸收了烟气中的热量后，在进入冷端的瞬间就会放出大量的热量；热管有许多优点，如体积小、效率高、无需额外的功率，因而在市场上有着广阔的应用前景。但是因为这种工艺的原材料非常稀有，而且工艺也非常复杂，这就使其市场价格非常高，在工业上的应用并不是很普遍，而且它的技术还不成熟，包括堵塞、露点腐蚀等技术都还没有得到很好的解决。

结束语

综上所述，不同的煤化工气化技术都有自己的特色，由于没有开发出通用技术和气化炉，所以目前还存在着对煤种的适应性不足的问题。因此，在选择煤化工的气化技术与设备时，首先要熟悉各种技术的特点，然后结合不同的煤炭种类和生产条件，选用适宜的气化技术和机电设备，并严格按相关技术规范进行检查、安装，以保证气化生产过程的安全，进一步提高气化效果，充分利用煤化工的气化技术，以适应当前社会对清洁能源的需求，推动我国煤化工产业的健康、快速发展。

参考文献

[1]樊强,刘刚,陶继业,等.废锅式气化炉激冷气工艺优化及性能评估[J].煤化工,2020,48(5):50-53,79.

[2]黄成龙,尹小伟,丁方园,等.低压气流床气化技术应用于中小型煤化工行业的优势[J].化肥设计,2019,57(2):1-3.

[3]陈卫岗,王启洋.关于煤化工气化炉渣资源化利用技术的探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(20):163-16.