煤气化生产技术十篇

煤气化生产技术篇1

关键词：煤矿生产；电气自动化；应用探析

中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）23-0078-02

电气自动化技术是推动现代社会飞速进步的核心科学结晶，是企业快速生产工业化的先决条件。在目前大部分的工矿企业中，机械设备的电气自动化水平得到了大幅的提高，逐步进入了综合电气自动化大发展的新时代，电气自动化技术的应用对于企业的快速生产起到了巨大的作用。目前自动化技术所涉及到的操控精密程度以及智能化程度逐步提升，自动化技术已经更加地向知识密集化、功能多样化方向和集成化方向靠拢。现代控制技术、计算机技术、通信技术和传感器技术这四种自动化技术是目前电气自动化技术的最重要的几个核心技术，而煤矿生产企业在针对电气自动化技术应用的方面也不能脱离以上几种核心技术的支持和帮助。煤矿企业由于其特殊的工作环境和条件，需要依赖自动化技术的成熟应用，而其未来的发展更是不能缺少自动化技术的涉入。

1 我国煤矿生产电气自动化应用的特点

我国的煤炭储量十分巨大，是我国主要的能源资源之一。作为一个比较特殊的行业，它具有很多的特点：煤炭作为一种不可再生能源资源，其勘探和开采的过程是一项庞大而复杂的工程，而这个巨大工程中的每个环节都需要自动化设备发挥其巨大的作用。其中在井下的综合开采设备就包括采煤机、刮板运输机、液压支架和带式输送机等，全自动刨煤设备主要包括刨煤机、刮板输送机、薄煤层液压支架等。这些优秀的自动化设备的应用不仅可以充分地采掘丰富的煤炭资源，同时极大地提升了整个矿井的生产能力，也极大地改善了煤矿的安全生产条件。而将煤资源运送的过程中同样不能缺少电气自动化设备的帮助，后续的煤炭洗选过程中自动化技术的应用更能极高地提升煤炭的利用率和价值，为煤矿企业创造更大的价值。

2 煤矿采掘过程中电气自动化技术的应用

近几年来，国内外的优秀采掘机械设备的设计思路都向着电气化发展的方向迅速迈进，机械设备的装机容量的巨幅上升、多电机的应用、电机横向布置的采用等等，都在快速提升着采掘设备的科技水平和含量。而在煤矿采掘过程中，应用广泛的采煤机的总装机功率都在快速提高，大部分采煤机的总装机功率都已经达到了1000kW以上，甚至有些采煤机已经突破了1500kW。这些优秀的电牵引采煤机由于其优异的表现、可靠的工作效率和维护简便已经得到了大多数煤矿企业的认可和赞赏。目前的采掘控制技术基本都是以计算机技术为主要核心，而多种传感器的应用使得工况的实时监测成为可能，优秀的故障诊断系统更能方便地为高效率的生产过程提供保障。这些优秀的控制技术和电气自动化技术的极大应用成为大功率和高效率的代名词。同时煤矿采掘过程中的运输设备由于电气自动化技术的应用正在向多样化和重承载运输的方向发展，这为煤矿生产的高效化提供了保障。

3 煤矿运输过程中电气自动化技术的应用

从20世纪80年代以后，随着大部分煤矿企业产量的巨幅提高，大部分的大中型煤矿，其井下煤矿的运输设备主要是采用胶带运输设备。胶带运输设备的运输监控系统极大地提升了煤矿运输的安全性和高效性，随着以后计算机技术和PLC技术的广泛应用以及DCS结构系统的结构实现与矿井安全生产系统的紧密结合，煤矿监控的技术有了极大的提升。后来随着相关高校发明的胶带机全数字直流调速系统，极大地提升了煤矿企业的生产效率，计算与工业电视焦点集中监控系统的投入使用，为我国的煤矿事业发展提供了巨大的帮助，但是由于其安全性能方面的不足，仍然不能完全地满足生产的需求。目前，国内生产的新型脉冲调速装置大部分都是采用的晶闸管器件构成斩波器。随着这项新技术的发明和推广使用，高效率的斩波器极大地提升了煤矿运输设备的生产效率和安全稳定性，也加速诞生了采用计算机和PLC技术为核心的新型系统。随着新型变频技术的发展，交频同步拖动调速系统的投入使用，使得目前的煤矿生产技术日渐成熟。目前大部分的先进采煤企业和国家都在提升机的电控方面采用PLC技术为主要核心技术，使得提升机的安全保护产品更加趋于标准化。同时，整个煤矿企业生产的全计算机监控以及安全部件基本采用双线回路技术，都极大地提升了系统设备的安全稳定性。

4 监控系统中电气自动化技术的应用保障了煤矿安全

目前国内的大部分大中型煤矿企业都已经采用安全监控系统，都分别配备了瓦斯遥测仪和断电仪以及风电闭锁装置、红外线自动喷雾装置等等，这些电气自动化设备的应用都极大地提升了煤矿井下作业及运输过程中的安全性，基本上满足了煤矿企业生产的需求，但是相应的由于这些安全设备的配套传感器的种类较少、使用周期寿命较短、安全稳定性能不足以及日常维护工作量巨大，都严重地影响了煤矿生产的安全可靠性，使监控系统的工作得不到很好的保障，同时造成了系统的利用率得不到提高。所以，在今后的发展中，要十分注重对电气自动化设备的发展和改造，重点关注生产系统过程中的系统可靠性和矿用传感器的开发和利用，为今后煤矿的安全生产工作提供最重要的安全技术保障。

5 结语

目前煤矿生产中的电气自动化应用十分广泛，而电气自动化的应用对于降低企业的生产成本和提升企业的核心竞争力以及提高企业的安全综合保障能力都有着非常重要的意义和价值，促进电气自动化行业的发展对于煤矿企业的发展十分重要。而煤矿企业在煤矿生产的过程中，更要积极地去探索和发现电气自动化技术在实际生产中的应用，以便更好地为企业的发展提供更多的动力。

参考文献

[1] 李波.谈煤矿机械设备电气自动化技术应用[J].科技与企业，2012，（6）：133.

[2] 彭里.电气自动化在我国煤矿的发展现状及未来展望[J].科学之友，2011，（6）：130-132.

煤气化生产技术篇2

关键词： 煤制甲醇项目；煤气化技术；选择方案

中图分类号：TQ54 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）04-0064-02

0 引言

近些年来，全球经济水平得到了迅速的发展，工业水平也越来越成熟，与此同时，世界范围内对于石油的需求量也呈现出逐年攀升的趋势，这就导致石油的价格越来越高。同时，石油是作为一种不可再生资源，一旦发生石油危机，必然给世界经济带来深重的打击，在这一大环境之下，世界各个国家也寻求新能源的制造方法，也取得了初步的成效。就现阶段来看，在众多新能源之中，甲醇有着制作简易、价格低廉的特征，也能够通过工业合成实现大规模生产，因此，甲醇的大规模生产也受到了各个国家有关部门的高度重视。目前，甲醇的使用包括两种类型，即直接使用和间接使用，甲醇的直接使用又包括部分掺混与全额甲醇两种形式，在间接使用过程中，甲醇可以转化为烯烃、二甲醚以及甲基叔丁基醚等等。因此，各个国家为了解决能源问题，也采取各种各样的措施开展煤制甲醇，在这一方面，我国有关部门与各个工厂也进行了深入的研究，下面就针对煤制甲醇项目煤气化技术的选择进行深入的分析。

1 煤制甲醇工艺技术分析

就现阶段我国的实际情况来看，用煤作为原料生产甲醇过程中有着很多关键性的工艺与技术，这包括多个方面的内容，如煤气化技术、酸性气体的脱除、空分、甲醇的合成、甲醇的转化、制冷等等，其中，煤气化技术是作为关键的核心技术，究其根本原因，是由于煤气化技术对于酸性气体的脱除、空分、甲醇的合成、甲醇的转化、制冷有着决定性的作用，因此，在确定煤制甲醇方案时，就需要优化煤气化技术。煤气化的技术较多，早期的代表就是Lurgi气化技术，经过了一段时期的发展，BGL气化技术出现，该种技术是建立在早期Lurgi气化技术基础上发展而来，与传统的Lurgi气化技术相比而言，BGL气化技术有着一系列的优点，如资源消耗量低、废水排放量与副产品量少。目前，西方发达国家常用的煤气化技术包括单喷嘴水煤浆气化工艺等技术。而我国使用较多的则是多喷嘴对置式水煤浆气化技术、Shell干煤粉气化技术。下面就针对这几种技术进行深入的分析，根据我国的实际情况选择出最优的技术。

2 煤制甲醇煤气化技术方案分析

以年产量为300万吨二甲醚作为研究对象，煤制甲醇项目煤气化技术主要包括几种方案，下面就对这几种方案进行深入的介绍：

2.1 第一种方案 第一种方案就是使用水煤浆气化工艺来生产合成气，在对生产出的合成气进行转化、精制处理，待以上的工序完成之后，即可将甲醇生产为二甲醚。

2.2 第二种方案 第二中方案即使用BGL煤熔渣气化技术来生产合成气，合成气生产完成就即可将其转化成为甲醇，再利用甲醇来生产二甲醚。在这种制造方案之中，BGL气化炉生产出的合成气之中，含有较高的甲烷成分，但这些甲烷成分是可以进行回收与利用的，因此，在生产完成之后，可以使用PSA来收集合成气中的甲烷，再进行氧化，将生产出的合成气合并至系统中。

2.3 第三种方案 第三种方案即使用Shell技术将干煤粉转化为合成气，经过净化之后即可得到甲醇，再利用甲醇来生产二甲醚。

3 煤制甲醇煤气化技术方案经济指标分析

方案一、方案二与方案三建设范围大致相同，均包含工艺装置、总图运输、公用工程系统、热电联产、煤储运转运、辅助生产设施等等，方案二与方案一与方案三相比，需要额外增加污水预处理系统、型煤制备系统、甲烷非催化部分氧化系统以及PSA。为了从这三种方案中筛选出经济指标最为理想的方案，现将几种方案的指标统一化，假设方案一、方案二与方案三二甲醚销售量均为300万t/a，方案一、方案二与方案三副产品均纳入制造成本中，通过计算与比较，可以得出各个方案的生产成本。目前国际油价为97.22美元/桶，那么可以得出方案一、方案二与方案三的成本价格差别不大。

4 煤制甲醇煤气化技术方案的比较

4.1 原料适应性比较 在使用多喷嘴对置式水煤浆气化工艺时，应该保证原料煤的成浆性，这样就可以有效的优化气化装置的工作效益，同时，还要控制好灰熔点FT，不宜过高，灰熔点FT过高会影响设备的寿命，此外，还要采取科学的方法提高原料煤成浆性。对于BGL而言，技术的关键就是控制好煤熔渣气化工艺，并将煤粒度控制在6-50mm。而Shell粉煤气化工艺则对原料的含水量与灰分要求较高，需要将含水量控制在2%-5%，将灰分控制在10%-30%。

4.2 产品适应性比较 采用多喷嘴对置式水煤浆气化工艺制得的合成气汽气比例为1.4：1，该种方式适宜用于甲醇、合成氨、羧基合成气、氢的生产之中，生产的用途十分广泛；采用BGL煤熔渣气化工艺生产得出的合成气中甲烷质量分数为6%，因此，该种方式适宜用在合成天然气与燃料气的生产中，而使用该种方案时需要额外增加污水预处理系统、型煤制备系统、甲烷非催化部分氧化系统以及PSA，以便收集合成气体中的甲烷，因此，这种方案的资金投入较高，也较为复杂；Shell工艺使用的是废锅流程，在变换的过程中需要低水汽比变换流程、水蒸汽等，这就会导致低温甲醇制造负荷增加。

4.3 各个方案资金投入情况分析 从各个方案资金的投入情况来看，多喷嘴对置式水煤浆气化技术是最少的，Shell工艺的投资最大，BGL煤熔渣气化工艺介于两者之间，虽然从理论上而言，Shell工艺不需要增加备炉，但是从国内外的实际生成情况来看，在生产的过程中还是需要增加少量备炉，这就会导致资金的投入量增加。

4.4 各个方案污水处理情况分析 多喷嘴对置式水煤浆气化技术与Shell技术都属于洁净生产技术，废气的排放量少，也容易处理，BGL煤熔渣气化工艺的污水中则含有油、氨与酚，与多喷嘴对置式水煤浆气化技术与Shell技术相比，废水处理量虽然少，但是处理难度较大。目前，我国在污水处理方面相关的工艺还不成熟，考虑到这一因素，在使用BGL工艺时，需要控制好煤种，在试烧完成后才能够进行处理。

5 结语

本文对比了多喷嘴对置式水煤浆气化技术、Shell技术、BGL煤熔渣气化工艺的生产成本与技术要求，从原料、产品与投资方面进行了综合的分析与比较，比较结果显示，在保证原料质量的前提条件之下，多喷嘴对置式水煤浆气化技术最为理想，该种生产方式是值得进行推广与使用的。

参考文献：

[1]冯亮杰，郑明峰，尹晓晖，张骏驰.煤制甲醇项目的煤气化技术选择[J].洁净煤技术，2011（02）.

[2]郑洪亮.以褐煤为原料制取甲醇合成气煤气化技术的选择[J].广州化工，2011（05）.

[3]赵麦玲.煤气化技术及各种气化炉实际应用现状综述[J].化工设计通讯，2011（01）.

煤气化生产技术篇3

煤炭转化是煤炭高效洁净利用的先导技术和关键环节。大力发展煤炭转化技术对有效解决我国现阶段的能源安全问题、适当缓解石油供需矛盾，不仅十分必要，而且已经非常紧迫。各地可以根据自己的实际情况，科学严谨、实事求是地选择煤转化技术路线和确定项目的终端产品，不失时机、量力而行地发展煤转化及煤化工产业。国家应该从政策上鼓励、并适当资助有勇气和实力的企业进行煤转化技术创新，规范和引导煤转化及煤化工产业的有序、高速及可持续发展。

所谓煤炭转化，通常是指对煤炭进行化学加工，从而得到各种非煤产物的工艺过程。当然，这里所说的非煤产物可能是终端产品，也可能是需要进一步加工才能得到终端产品的中间产物。

图1是以煤炭为原料、以生产化工产品和替代能源产品为主的大型煤化工技术路线示意框图。

图1 主要大型煤化工技术路线框图

可见，煤炭转化是煤化工系统的起始阶段和关键环节。煤炭转化技术一般可分为煤炭焦化、煤炭直接液化及煤炭气化三大类，可分别得到以固体、液体及气体形态为主的产物。

煤转化的技术现状

煤炭焦化

煤炭焦化是目前技术上相对比较成熟的传统煤化工产业，也是冶金工业高炉炼铁、机械铸造、铁合金等行业最主要的配套产业。我国是世界焦炭生产大国，焦炭生产能力已经超过3亿t/a，焦炭产量已经占到世界总产量的50％以上。近年来，焦炭产量一直在逐年增加。焦炭产量的提高必然引起炼焦煤供应的紧张，为此我国研究开发了许多提高弱粘结性甚至无粘结性煤配入比例的配煤炼焦新工艺，包括意在增加高变质煤和低变质配比的优化配煤方案研究，开发了捣固炼焦技术、配型煤炼焦技术、煤调湿技术、选择性粉碎等新工艺。另外，面对炼焦洗精煤供应过程中混配煤秩序混乱的实际情况，开发了炼焦煤性能检测和焦炭质量预测及调控新技术。

近年来新建的焦炉基本上都是炭化室高度为4.3m和6.0m的常规焦炉和炭化室高度为4.3m的捣固焦炉，太钢和兖矿集团引进了炭化室高7.63m的大型焦炉。今后室式焦炉炼焦技术将向特大容积、完全自动化、严格控制环境污染、扩大炼焦用煤资源、提高焦炭质量和炼焦生产效益等方向发展。

针对焦化行业的污染问题，近年来国内一些大中型焦炉装备了高压氨水喷射无烟装煤设施、装煤除尘地面站和装煤除尘车、推焦除尘地面站和推焦除尘热浮力罩等环保设施，大大减轻了炼焦生产过程中的粉尘污染，而且还建成投产了一大批脱硫装置和生物脱氮装置，加上干法熄焦和副产煤气的综合利用，焦化行业的环境污染情况得到了有效控制和明显改善。

针对焦化行业的高耗能问题，采用干法熄焦技术。该技术是近年来发展较块的一项先进炼焦技术，与传统的湿法熄焦技术相比，干熄焦可回收80％的红焦显热，并能减少对环境的污染，改善焦炭质量，可使焦炭M40提高3～8个百分点，M10改善0.3～0.8个百分点。

针对煤炭焦化行业的煤焦油和干馏煤气的合理加工与利用问题，一批大型炼焦化工产品回收与煤焦油精深加工以及焦炉煤气生产甲醇项目相继建成投产。

煤炭直接液化

对煤炭在一定的温度和压力条件下催化氢化直接获得液态产物的工艺过程称为煤炭直接液化。对煤炭直接液化得到的液态产物进一步加工，可以生产出汽油、柴油及航空煤油等各种燃料油品及化学品。

我国从上世纪70年代末开始进行煤炭直接液化技术研究开发。“八五”、“九五”期间，我国的煤炭直接液化技术有了一定的发展。“十五”期间，煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院成功开发了具有自主知识产权的高活性煤直接液化专用催化剂，并已经在建设中的油品生产能力为100万t/a煤直接液化商业化示范装置的工程设计中得到了应用。神华集团在上海建成了一套投煤量6t/d的煤炭直接液化中试装置，采用了具有自主知识产权的煤直接液化关键技术和专用催化剂，并实现了多次长周期连续稳定运行。神华集团煤直接液化商业化示范一期工程的生产线已进入工程建设末期，预计2008年初建成投运，设计年产油品100万t/a。目前可以说，我国煤炭直接液化技术水平及工程化发展进程已经位居世界领先地位。

煤炭气化

煤炭气化是指煤炭经过适当处理后，在一定的温度和压力条件下与气化剂（有效成分为氧气和水蒸气等）发生一系列化学反应，生成可燃气态产物的工艺过程。对煤炭气化得到的气态产物进一步加工，可以生产出化肥、合成油、合成天然气、甲醇及其后续加工产物等若干种煤化工产品和替代能源产品。

目前，全世界商业化运行的大型气化炉400台以上，额定产气总量超过4亿Nm3/d，产气量排在前10名的煤气化生产厂主要是采用鲁奇（Lurgi）、德士古（Texaco）、壳牌（Shell）三种气化炉型，且绝大多数是以煤为气化原料，终端产品主要是F-T合成油、合成甲醇、合成天然气及IGCC发电等。

已经实现商业化运行的煤气化技术主要有常压固定床气化炉，加压固定床气化炉（以鲁奇炉为主）、德士古加压气流床水煤浆气化炉、壳牌加压气流床干煤粉气化炉、GSP加压气流床干煤粉气化炉、温克勒（Winkler）常压流化床气化炉和恩德（Ende）常压流化床气化炉等多种气化炉型。

几乎各种煤气化工艺在我国都有应用，目前大约有8000台各种类型的气化炉在运行，其中化工行业所用气化炉占半数左右，但绝大部分仍是技术已经落后、环保设施简陋、间歇式操作的常压固定床气化炉，而大型先进煤气化技术的应用所占比例不高。煤质与气化炉的适应性是选择煤气化工艺的关键，也是决定煤化工项目经济性好坏甚至项目成败的重要因素。

国家和有关企业非常重视大型煤气化技术的引进消化吸收和自主研究开发，国家“十五”和“十一五”“863”计划安排了多个自主研发项目。经过多年的努力，我国已成功开发了一些具有自主知识产权的煤气化新工艺及关键设备，其中部分已经实现商业化应用。引进大型气化炉的本地化生产比例和国产化水平也在日益提高。今后一段时间内，煤气化技术将继续朝着大型化、高温高压、原料煤适应性更宽、环保特性更好、经济性更佳等方向发展。

煤转化技术的发展趋势

由于煤转化技术的直接产物多半并非终端产品，往往需要配套后续加工技术才能得到终端产品，从而构成完整的煤化工项目。因此，煤转化技术的发展趋势取决于煤化工的发展方向。

煤化工今后的发展方向主要是大型化、基地化、多联产，并贯彻清洁生产和循环经济理念，实现高效节水和节能减排。

煤转化技术今后的发展趋势总体上可以概括为：原料煤适应性更加广泛；单体设备生产能力更大；煤炭转化综合效率更高；设备运转可靠性更好；经济上竞争力更强。

煤炭焦化技术在今后一段时间内的发展方向主要是拓宽炼焦用煤范围、扩大炭化室容积、提高焦炭质量、降低炼焦能耗及减少污染物排放等。

煤炭直接液化技术在今后一段时间内的发展方向主要是在高质量完成第一个商业化示范工程后，尽快完善和优化整个工艺系统，一边加快推广应用，一边继续进行创新开发，包括开发原料煤质适应性更加宽泛的煤炭直接液化新工艺、新设备以及新型高效廉价专用催化剂等。

煤炭气化技术在今后一段时间内的发展方向主要是在推广应用已经引进消化吸收和自主开发成功的一批大型先进煤气化工艺的同时，加快煤气化新工艺和新设备的自主开发力度和进程，包括可气化高灰熔融性温度原料煤的新工艺和可靠性更高、连续运转周期更长的新设备等。

对几个问题的初步探讨

发展煤转化技术的必要性与紧迫性

国家发改委在《能源发展“十一五”规划》中指出：我国能源资源总量比较丰富，但人均占有量较低，特别是石油、天然气人均资源量均不足世界平均水平的十分之一。随着国民经济平稳快速发展，能源消费结构优化升级，能源消费量将继续保持强劲增长态势，而且对优质洁净能源的需求更为迫切，资源约束矛盾更加突出，能源安全保障面临更严峻的挑战。以煤为主的能源消费结构和粗放的经济增长方式，带来了许多资源、环境及社会问题，经济社会可持续发展受到严重威胁。国际石油价格大幅震荡、不断攀升、居高不下，给我国经济社会发展带来多方面的不利影响。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》指出：能源在国民经济中具有特别重要的战略地位。我国目前能源供需矛盾尖锐，结构不合理；能源利用效率低；一次能源消费以煤为主，化石能的大量消费造成严重的环境污染。今后15年，满足持续快速增长的能源需求和能源的清洁高效利用，对能源科技发展提出重大挑战。

我国是以煤为主要能源资源的国家，在已探明可采化石资源中，煤炭占90％以上。我国能源建设需要解决的主要问题是：石油资源相对短缺、石油供需矛盾以及由此引起的能源安全问题突出；煤炭直接燃烧造成的大气环境污染严重。因此，通过大力发展煤炭转化及煤化工产业，把煤炭资源转化为优质洁净的石油及石化替代产品，对于有效解决我国现阶段的能源安全问题，特别是适当缓解石油供需矛盾，不仅十分必要，而且非常紧迫。

显然，由于受到本国能源资源条件、社会发展阶段、经济发展水平、军事实力现状及国际政治环境等因素的制约，现阶段我国发展煤转化及煤化工技术的必要性和紧迫性比世界上其他任何国家都更加突出。

煤转化技术路线的选择

选择煤转化技术路线的关键是对拟用原料煤的适应性和终端产品的定位。在三种大型煤化工技术路线中，任何一种技术路线对原料煤都有具体要求，而且煤转化得到的产物所能生产出的终端产品也有很大区别。

煤炭焦化的主要产品是固体形态的焦炭，同时副产一定数量的热解煤气和多种化工产品。煤炭焦化技术要求所用原料煤必须具有足够的粘结性能和较低的灰含量、硫含量等。由于在我国的煤炭资源中，炼焦煤资源所占比例不高，而且其中有相当数量的炼焦煤源由于高灰、高硫难洗选和非炼焦利用等种种原因不能用于炼焦生产。因此，在有炼焦煤源、炼焦煤易得或对焦炭有自用需求的地方，应尽可能优先选择发展煤炭焦化技术，以实现宝贵炼焦煤资源的合理与有效利用。

煤炭直接液化的主要产物是液体形态、可以进一步加工成各种燃料油品和多种化工产品的液化粗油，同时副产一定数量的燃料气和LPG等。煤炭直接液化技术要求所用原料煤必须具有足够的催化加氢反应活性和较低的灰含量、惰质组含量等。初步研究表明，现阶段我国可用于直接液化的合适原料煤源只有十余处。由于在以燃料油品为主要终端产品时，煤炭直接液化比煤气化合成油品和合成醇醚燃料等的当量耗水量低得多，且能源利用效率也相对较高。因此，在具有可用于直接液化的合适原料煤源及其附件地区，应尽可能优先选择发展煤炭直接液化技术，以适当缓解我国现阶段的石油供需矛盾。

煤炭气化的主要产物是气体形态、可以进一步加工成若干种下游终端产品的可燃气体。煤炭气化技术对所用原料煤的要求最宽松。理论上讲，几乎各种原料煤都可以用作气化原料煤，只不过是原料煤质越好，气化过程的经济性越佳。当然，任何一种气化工艺对所用原料煤的性质都有其特定的具体要求，世界上从来就不曾有、也不可能会有能适合气化各种原料煤质的所谓“万能气化炉”。不过，各种气化工艺生产出的煤气的主要成分差别并不大，只不过是每种具体成分的相对含量会有一定差别，且一般情况下气化工艺对煤气组成的影响要远大于原料煤质的影响。还有一点需强调指出，虽然煤炭气化技术可以使用高硫等质量较差的原料煤，但决不是煤炭气化技术最适合气化质量较差的原料煤，而肯定是原料煤质越好，气化性能越佳，包括气化效率高、投资省、效益好。

煤转化技术创新的风险

煤气化生产技术篇4

[关键词]煤炭行业；节能减排；煤炭资源；有机化工技术

根据我国的经济发展形势来看，煤炭资源作为工业发展急需的各种资源中成本低技术低的优先选择，可是目前世界资源都处于一个匮乏的大趋势下，在这种大趋势中，对煤炭使用的节能减排会成为企业能否真正获得经济效益的重要环节，煤炭行业在有机化学的应用中可以找到新的节约资源的方式，从而促进企业经济效益的提升。

一、煤炭行业中有机化工技术的前景与特点

（一）有机化工技术与煤炭行业结合的前景

有机化学工业是化学工业中对于含碳物质的化工技术进行工业应用的化工产业统称，所以又叫做碳化合物工业。有机化学工业发展到今天，从一般的动植物化学工业发展到不可再生能源行业中重要的技术手段。目前以煤炭为主要原料的有机化工技术具有良好的应用前景，在各种资源匮乏的条件下，有机化工技术可以和煤炭行业相结合，不仅成为了有机化学工业的一个重要的基础增长点，也成为了煤炭资源在各种工业应用中节省成本提升效益的重要手段。

（二）有机化工技术和煤炭行业结合的具体应用

1.煤炭的液化技术

有机化工技术在煤炭行业中的应用有很多方面，其中比较重要的应用就是煤炭的制油技术，这种技术是比较先进的煤炭行业和有机化学技术相结合的技术，它的重要手段是利用煤炭来进行烃类化合物的提炼，一般情况下是对液体的烃类化合物的提炼，分为间接液化和直接液化两种方式。直接液化的方式是指将煤炭进行直接的野花，通过催化进行加氢处理，然后使其变成液体。在这个过程中主要有以下几个处理的步骤：煤炭的处理、对处理后的煤炭进行加强和液化、对煤炭野花后的固体和液体进行分离，对产出物进行油品的炼制和对工业残渣进行一定的处理。间接液化的方式是指创造一定的条件，如一定的温度和一定的压强，使用煤基合成的气体对化工类的原料和烃类的原料进行定向催化和处理，从而产生需要的产品。

2.煤炭的清洁技术

有机化工技术和煤炭行业的应用还体现在对煤炭的清洁，洗煤是针对不合格或者燃烧后污染比较严重的煤炭进行处理的一种方式，在对煤炭进行洗煤工作之后，可以对煤炭的效率有一个进一步的提升，从而进行以煤炭为原料的各种化学化工产品的合成，这种有机化工技术在国外的发展比较成熟，目前国内还需要一定的技术和资源才能在这方面取得更好的发展。

3.煤炭的气化技术

煤炭的气化过程中有着大量的物理变化和化学变化，一般情况下煤炭的气化技术是指把煤炭或者煤焦用氧气和水蒸气来作为气化剂对高温和高压条件下的取值进行一定的化学反应，来把煤炭中的可燃物质转化为可燃气体的过程，煤炭的气化技术主要分为地面气化和地下气化两个阶段。

地面气化是指在气化炉内对煤炭进行气化，地下气化指的是在地下的每层中就进行气化操作，两者的施工位置有所差别，但最后的结果却基本相同，都是保障煤炭气化的重要有机化工技术手段。

二、有机化工技术和煤炭行业结合的重要性

煤炭虽然说是成本很低的资源，但是在环境保护方面，煤炭的燃烧相对于其它能源会产生大量的环境成本，对于环境会造成极其恶劣的影响，煤炭燃烧产生大量的二氧化碳会产生臭氧层空洞等一系列的影响，而随着煤炭需求量的增加，大量的不合格煤炭也进入了煤炭的需求行列，这些不合格的煤炭还会产生大量的二氧化硫等，对环境有更加严重的影响。在煤炭行业中使用有机化工技术可以对这种现象进行有效的遏制和改善，通过复合型的硫酸钙载氧体的制备来对固体类的燃链化学链进行一定的强化和改善。

有机化工技术在煤炭行业的结合方面也有像前文提到的洗煤技术的改进，在这种技术中，对于洁净的生产技术、加工技术和转化技术都有较高的要求，对煤炭资源进行高效率和清洁的利用也是目前我国对于节能减排和提高企业效益的强大的企业技术需求，也是解决我国能源短缺等环境和能源问题最根本也是最有效的途径。有机化工技术在洗煤的工序中可以减少这部分的污染物排放和加强煤炭在加工转化和燃烧过程中的污染程度的控制。

有机化工技术还对煤炭在形态的转化和利用方面起到很大的作用，煤炭在经过形态的转换，尤其是气化和液化之后对于其他工业有着很重要的原料作用，煤炭的气化对于化工产业来说具有很重要的作用，煤炭的气化是指对煤的热作用以及一定的化学作用进行利用从而对煤炭中产生的可燃气体进行提取和开发，使得煤炭的利用从传统的物理开发方式转化为物理与化学方式相结合的煤炭利用方式，将采煤工艺和气化工艺结合在一起的采煤方法被称为第二代采煤方法。煤炭的转化技术对于企业经济效益的提升以及国家能源基本结构的改善起着重要的作用，其显著的影响就是减少煤炭开采废弃物对于环境的印象和煤炭大幅度开采造成的地面沉降与他先，使得煤炭的利用率得到大幅度的提升。

而煤炭的液化则有利于煤炭资源的运输和使用，可以作为同等液化燃料――石油的替代品来使用，从而节省大量的稀缺资源，在液化煤炭的过程中，也能把煤炭对环境产生的影响降到最小，从而维护地区的生态环境，提高企业的生态环境效益。

三、煤炭产业和有机化工技术结合的有效策略

（一）实现煤炭产业与其它产业的一体化发展

煤炭产业是工业发展的能源基础性产业，将煤炭产业与其它产业进行一体化的设计可以对整体产生较大的帮助，如把煤炭产业和化学化工产业进行生产链上的深度结合，把化工装置和煤炭开采结合起来，实现企业之间的协同配合，从而促进有机化工技术在煤炭行业中的应用，节省双方的成本。

（二）对煤炭产业和化工产业结合的新技术发展改革提出重视

煤炭产业和有机化工产业的结合在于对于高新技术的应用，所以为了适应当前我国经济的发展趋势，煤炭产业必须进行相应的技术研发，以提高煤炭化工技术的水平，实现我国能源结构的调整和企业经济效益的改善。

结语

煤炭产业之中对于有机化工技术的使用应该体现在方方面面，这是煤炭产业未来更加节能更加环保发展的大趋势，煤炭产业的工作者一定要对这种问题产生重视。

参考文献

[1]赖寒.以煤炭为原料的有机化学工业发展的分析与探究[J].煤炭技术，2012，09：256-257.

煤气化生产技术篇5

关键词：壳牌 煤气化工艺 发展 技术特点

一、壳牌煤气化的工艺发展历程

壳牌煤气化的工艺较为复杂，其原理主要为：在加压以及高温作用下，将氧气和蒸汽混合在一起，与煤粉共同送入气化炉中，在很短时间内，这些混合成分温度剧升，其挥发成分将脱除出来，经过裂解、转化等物理化学反应。因为气化炉具有很高的温度，只要存在一定的氧气，则碳物质和各种挥发、反应产物都会燃烧，当氧耗尽时，就开始发生物质转化的反应，也就是进入到气化的阶段，形成煤气，其成分主要是一氧化碳和氢气。

在上世纪五十年代开始，就出现了壳牌石化燃料的气化技术，当初的原料主要是渣油，这种工艺又称为SGP。经过二十年的时间，在渣油作为主要气化原料的基础上，重新开发出一种新的原料，即粉煤。这种技术叫做SCGP，这种技术从试行开始到投入商业生产，其技术开发历程有三十多年。煤气化的技术最开始是从炼焦炉、水煤气炉和煤气的发生炉作为主要的煤气化设备，其原料主要是小粒煤或者是块状煤，经过了几十年时间，其发展逐渐向洁净煤气化的技术过渡，这种新的技术能够防止因为直接燃烧而排放污染物，该技术的反应器主要是气流床，其原料是干煤粉或者水煤浆，其生产规模巨大。在这种新生产技术滋生出很多的煤气化工艺。

在最近的十多年中，中国市场由于其巨大的潜力，成了壳牌公司的开拓和发展方向之一，并在化工生产中极力推广粉煤的煤气化生产工艺。壳牌公司从01年开始就和我国签订了技术转让的协议，最早的国内项目如，岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、湖北双环化工集团有限公司等，目前，已经有接近二十家的企业签订了协议，壳牌在我国的技术合作企业占了其2/3左右，我国逐渐开发和投入各种生产的设备装置，从合成氨生产发展到合成甲醇，再到合成氢气，其技术改造一般是在一些比较大型的化肥企业中进行的，均取得了良好的效果，目前像岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、永城煤电有限责任公司、云南天安化工有限公司等单台气化炉连续运行时间可达140天。

二、壳牌煤气化的技术特点

壳牌煤气化技术具有跟其他煤气化不一样的特点，其具体体现在以下几个方面中：第一，其流程较为复杂，但是操作简单方便。流程从磨煤及煤粉的干燥、粉煤加压输送、气化、排渣、除灰排灰、合成气洗涤、初步水处理等八个工序环节，其中磨煤及干燥工序不属于壳牌设计，且涉及到的流程图数目繁多，复杂。但是在实际操作中是比较简单的，可实现蒸汽产量、二氧化碳含量、甲烷含量等多种氧碳比的串级自动控制模式。第二，其煤种具有较强的适用性。在煤气化过程中，既可以使用石油、烟煤、次烟煤或者褐煤等，也可以将两种或者多种煤的任意比例掺烧，实现生产配煤的经济化及自动化。对于煤种有更高的适应性，同时水冷壁以渣抗渣的设计提高其对高灰份煤种的适应性。目前，已经投产的单台的气化炉中，内蒙古大唐国际发电股份有限责任的三台气化炉单台规模可达3400t/d。第三，产品气体具有高质量。煤气化产品的气体清洁度高，且没掺杂重烃，甲烷也很少，主体气体占了百分之九十。第四，其具有很高的热效率，一般来说，冷煤气的效率在82%左右，其中副产的高、中压的蒸汽占15%左右，其总热效率达到百分之九十八。第六，具有很高的转化率。因为气化温度在1500摄氏度左右，转化率一般可达到百分之九十九。第五，生产的耗氧量低。煤气化和采用水煤浆比较，其不需要消耗太多氧气来提供煤浆水分的汽化热，从而耗氧量降低20%左右，可以减少运行的费用和空分规模的投资费用。第八，调节负荷时操作简单。因为每一台气化炉中有4、6、8个烧嘴，能够方便煤粉气化，也能灵活调节生产负荷，调节范围较广，为氧负荷百分之四十到一百一十，每分钟可以的调节量达到百分之五。第九，具有较长的运转周期。气化炉结构是采用水冷壁结构， 具有以渣抗渣的特性，不需要经常维护，且维护简单，运行周期很长，可不配置备用炉。在设计时，烧嘴的寿命达到八千小时，因此，大大提高了运行的稳定性。最后，具有良好的环境效益。由于煤气化系统中所排出的灰渣炉渣具有极低的含碳量约1%，可以将其作为新的建筑材料，且没有渗出污染物，处理简单，基本能够达到零排放。

壳牌的煤气化技术具有众多的优势，其在我国的应用已经有一定的时间，且随着其应用的不断发展，工艺流程不断优化（如壳牌最新的五环炉将激冷气压缩机省去，降低大量投资），技术特点不断改善，这不仅有利于降低我国企业煤气化的生产成本，也有利于提高其社会效益和经济效益。将煤气化技术应用在合成气生产的过程中，效果良好。目前，我国企业中壳牌煤气化技术的应用已经具备一定规模，其操作技术符合设计的要求，运行平稳，且操作灵便，很多装置都能够在长时间的高负荷环境中正常运行，因此，该技术在未来将有更大的发展空间。

壳牌技术项目在我国建设中需注意，最为关键的路线是气化炉的供应和安装，气化炉内件（两千吨炉子内件约109920634.9206元人民币）目前多为的印度LT公司或西班牙BPE公司供货，周期较长，国产化技术有待提升。因此，应将其建设周期缩短。还应该不断增加供货商的量，这些供货商必须具备壳牌煤气化工艺中各种关键生产设备的合格认证，以不断推进生产设备和国际的接轨长度，不断优化煤气化系统，最大程度降低装置建设所需要的资金。壳牌气化项目走设备生产国产化大大降低单炉投资成本，增设备炉实现连续生产，真正实现原设计的自动化生产管理理念，是该技术将来生存与发展的关键所在。

三、结束语

壳牌煤气化是一种具有众多优势的工艺技术，其在当今国际的各种洁净的煤气化技术中，是列为较前的，其产量大，且煤种具有较广的适用范围，且运行的周期很长，能实现零排放。从其发展历程以及在我国内试行投产的实际考虑，壳牌煤气化技术有利于充分高效利用煤，实现清洁生产，因此，其发展空间是非常广阔的。

参考文献

煤气化生产技术篇6

关键词：煤化工产业　技术　多联产

我国传统的煤化工产业主要是煤炭焦化和煤炭气化，分别用于冶金和合成氨工业。由于社会经济和科学技术的不断前进，煤化工产业的利用方式也不断的发展，我国煤炭储量相对较多，加工出的焦炭是重要的出口产品，成为全球最大的焦炭出口国，而且出口量逐年增加。但是我国的煤化工产业结构不均衡，技术水平落后，像新一代的煤炭液化、煤气化发电等能源技术已成为现代煤化工产业的发展方向，但是我国的技术水平相比发达国家仍然非常落后。

一、我国煤化工产业发展现状

1.我国传统的煤化工产业优势项目主要是煤炭焦化和煤气化。

1.1煤炭焦化项目

据中国炼焦行业协会初步统计，2011年，我国又新增80多家焦化企业，至此我国焦化企业达到330多家，焦炭的年产量可以达到3.77亿吨，2011年焦炭产量达到了4.28亿吨，比去年同期增长11.78%。全国大中型企业新增48座焦炉，预计焦炭产能2622万吨，其中炭化室高5.5米捣固、6米顶装及以上焦炉42座、焦炭产能2424万吨 。各种设备、焦化技术也达到世界较高的水平，出产的焦炭质量也在逐年提高。

1.2煤气化技术项目

煤气化技术是煤化工产业发展的标志性技术。在我国化工机械、冶金建材等行业广泛应用。在我国气化炉大多为固定床气化炉。而且 逐步引进加压鲁奇炉、德士古水煤奖气化炉，用于氨的合成、生产甲醇和城市煤气。其中“九五”期间，兖矿集团与一些高校和科研机构进行合作，在先进气化技术上取得了突破性的成果，成功开发出了能每日处理22吨的多喷嘴水煤浆气化炉中试装置，在考核试验中，其性能优于德士古。标志着我国拥有了达到国际先进水平、与我国能源结构相适应的、具备自主知识产权的煤气化技术,填补了国内空白。

2.煤化工产业整体水平低

同世界发达国家的技术水平相比，我国煤化工产业规模小、整体水平落后，主要表现在设备技术水平低，导致能耗高、加工能力小、产品品种少、而且对环境污染过于严重。因此国家在上海等一些地方筹建高水平的煤化工产业装置，来提升煤化工产业的技术水平与生产能力。

二、我国煤化工产业发展战略分析

我国煤化工产业产品结构非常的不均衡，很多低水平的产品产能过剩，因此必须对煤化工产业进行改造，加大企业改制力度，加大优势技术的研究与使用，调整产能过剩产品和淘汰劣势产品，加快开发新型的煤产业技术，使企业做大做强，同时提高生存能力，增强其国际竞争力,为我国煤产业拓宽国际发展空间。煤化工产业的主要投资方向是：

1.加大以煤气化技术和煤产品综合利用为主体的多联产技术系统的投资，实现煤的综合利用和能源有效利用。这样可以使一些单一煤化工产品生产系统能重新组合，达到工艺互补、企业联合的效果，从而提高煤的利用效率，并最终降低煤产品的成本，形成包含煤炭、能源、化工等生产技术的一体化综合产业体系。

2.加大以煤矿和大中型煤化工产业企业为主体的投资力度，引进和开发先进的煤化工技术，开发具有自主知识产权的煤化工产品，建设一批竞争力强的、世界级的煤化工产业集团。

三、我国煤化工产业技术路线

煤炭在我国能源资源和化工原料中占非常重要的地位，但还处于简单的冶金和化肥工业中，煤炭的深度化学转化还没有形成规模。随着社会经济的发展，环境保护也被人们重新认识，开发洁净的能源成为新的要求，煤炭的深加工已经越来越迫切，煤炭的可持续发展已经成为人们的共识。

1.科学规划，合理布局

现代煤化工产业是一个复杂的工业系统，涉及面大、建设难度高、区域性要求强，现代煤化工企业必须积极改革，根据本地区的资源特点和交通运输条件，采取有利于自身发展的建设方式，在保护好生态保护的条件下，合理布局煤化工产业链，将煤炭、电力和化工等产业联合布局。通过这种方式也可以最大程度的应用高新技术，形成资源优化、技术集成、能源高效利用综合性产业集团。

2.走集约化发展的路子

现代煤化工产业已经走向密集型发展产业，无论是投资，还是技术，其规模越来越大，精细化程度越来越高，有效提高了经济效益。由于煤化工产业本身的特性，生产过程流程长、环节多，生产技术水平要求高、技术开发难度大等，因此我国要发展先进的煤化工产业技术，就必须以传统的煤化工为基础，以煤气化技术为核心，加大改造力度，充分结合先进的催化合成、分离、节能减排、生物化工、环境保护技术和大型的工业装备技术，进行技术改造和创新，形成多联产式的一体化系统。

3.加大新技术的开发力度，积极引进先进技术

煤化工产业属于技术要求难度大、密集型的产业，在生产过程中，为了降低能耗和提高生产效率必须采用新技术。积极鼓励企业采用我国拥有自主知识产权的煤化工技术，如煤氧化、甲醇和醋酸合成、煤制烯烃等，大力推广我国拥有自主知识产权的核心技术在煤化工产业中的应用。同时改善引进国外煤化工产业技术的方向，积极引进具有世界先进水平的煤化工技术，限制盲目引进国内已经具有相当水平的生产技术。

四、结束语

我国的煤化工产业相对世界煤化工产业强国来说，无论是从投资力度上还是技术水平上还相对薄弱，但现在所处的时期既有挑战，更有机遇，只要进行合理改革，积极学习世界先进的经验和技术，适应市场需要，开发多元化产品和名牌产品，增强产业竞争能力。

参考文献

[1]中国产业咨询在线.2011年我国焦化行业经济运行及2012年前景展望.2012-2-29.

[2]高晋生、张德祥.煤液化技术[M].北京:化学工业出版社,2005.

[3]宗言恭.油价回落煤制烯烃项目有竞争力[J].中国化工信息.2009(3):6-7.

[4]张殿奎.煤化工发展方向-煤制烯烃[J].化学工业.2009,27(1-2):18-22.

[5]2011年我国焦化行业经济运行及2012年前景展望.

煤气化生产技术篇7

    关键词:煤气化技术 发展及应用

    煤化工产业作为化学工业的极为重要的组成部分,是以煤为主要原料生产化工产品的产业,包括煤热解、煤气化、煤焦油加氢、煤气化制合成氨、煤气化制甲醇、煤气化制乙二醇、煤制油、煤制烯烃、煤气化制SNG液化生产LNG等行业,其产品涵盖合成氨、甲醇、尿素、油品、乙二醇、乙烯、丙烯、液化天然气等。而煤气化是煤化工产业的龙头技术。在目前的社会条件下,根据其是否可以作为大型工业化运行的技术,可以将煤气化技术分为固定床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术。

    1、固定床气化技术的发展及应用

    1.1 常压固定床煤气化技术

    在常压下,将空气、蒸汽等作为气化剂,将煤转化为煤气的过程就是常压固定床煤气化。这个技术较为成熟可靠,具有简单的操作流程、较少的投资和较短的建设周期,因此在被广泛应用于国内冶金、机械等行业的燃气制取工作中;同时在中小型合成氨厂、甲醇厂的合成气制取中都有极其广泛的应用[1]。但是,这种煤气化技术对原料煤有比较高的要求,而且单炉具有较小的生产能力、较高的渣中残碳和在气化为常压煤气时较高的的压缩功耗。随着社会经济和技术的飞速发展,煤气化技术也得到了较大的发展。又由于国家提高了对煤化工准入生产规模的要求,因此,这种技术已经很少在新建的大型煤化工装置中使用了。

    1.2 加压固定床煤气化技术

    加压固定床气化技术的典型代表是鲁奇加压气化技术。该气化技术的原料具有较广的适应范围,除了具有较强黏结性的烟煤不能气化之外,可以气化包括具有较高的可气化灰分的劣质煤在内的从褐煤到无烟煤的所有煤。鲁奇气化炉中的煤和气化剂运动方向是相反的,具有较低的炉温,采用固态排渣。鲁奇加压气化技术较为成熟可靠,具有较高的气化效率、碳转化率等,同时,在各类气化工艺中,它消耗的氧气量较低,而且具有极其简单的原料制备和排渣处理工艺,在城市煤气生产中得到了极其广泛的应用。其缺点是废水量大,水处理系统庞大。目前Lurgi公司推出的MarkⅣ和Mark+有了较大改进;另外采用熔融液态排渣的BGL炉,气化能力大大提高,氧耗、蒸汽耗大幅度降低,废水量显着减少,经处理可实现污水零排放。在我国一些大型的褐煤气化制天然气项目多采用鲁奇炉,BGL炉正在推广应用阶段,前景看好。

    2、流化床气化技术的发展及应用

    流化床气化是以碎煤为原料、以氧气及水蒸气等为气化剂的一项技术,又可以称为沸腾床气化。其气化过程为以一个既定的流速从气化炉底部鼓入气化剂,致使炉内的粉煤沸腾起来,在粉煤和气化剂均匀地混合在一起后,物料就具有较快的传热和传质速率了。目前,流化床技术已经发展成为了一种较为成熟的工业技术。该技术采用较简单的备煤工艺和较均匀的炉内气化温度,工作人员可以比较容易地控制其过程,因此我国的中小型化工企业会广泛采用这种气化技术。其典型的炉型为德国的高温温克勒(HTW)和Lurgi公司开发的循环流化床气化炉(CFBG)。

    2.1 温克勒流化床气化技术

    温克勒气化是流化床气化技术的代表。温克勒常压流化床气化技术操作的状态是常压,需要900~950度的气化温度,具有简单的工艺和操作流程,但狭窄的煤种使用范围和较大的耗氧量严重阻碍了其发展。同时,该技术气化时的温度较低,因此在炉的出口处会有较多的气体带出物,从而导致较低的碳转化率和生产能力。针对上述缺点,一项新的气化技术,高温温克勒(HTW)加压气化技术,被温克勒公司开发出来。该项技术将气化的温度提高到了950~1100度。为了不造成各项污染,该技术将高温旋风分离器设置在了气化炉的后面,使带出物得到了分离,然后又重新返回炉内,从而污染排放减少了,碳的转化率和生产能力也得到了提升[2]。

    2.2 循环流化粉煤气化技术

    上世纪七十年代,Lurgi公司开发出了循环流化粉煤气化技术(CFB),性能非常接近与恩德炉的工艺,但对于旋风分离器的设计却十分独特。这种旋风分离器分离出来的粉尘可以在气化炉的顶部直接进行外循环,同时内循环也可以在喇叭状的炉床内形成,从而促进多重循环的形成,这些循环反复气化物料,极大地提高了碳的转化率。与此同时,较低的固体流速与较高的气体流速之间的差异又延长了物料和气化剂之间的接触时间,从而使他们得到更加充分的混合,使炉底排灰和飞灰之中有少于3%的碳含量,极大提高了气化效率。

    3、气流床气化技术的发展及应用

    在对流化床气化炉进行进一步改造的基础上,制造出了气流床气化炉。该技术使用<100mm粒子的更细粒度和1350~1500℃的更高的温度,使反应速度成倍地增加,从而使碳达到了98%~99%极高的转化率,同时也使单台气化炉达到了500~2500吨煤/日的处理能力。到目前为止,由于气流床气化技术具有的独特优势,它被世界上已经商业化的250MW以上的IGCC大型电站广泛应用。它们是以水煤浆为原料的Texaco、多喷嘴对置和以干粉煤为原料的shell、GSP、新型两段式干煤粉加压气化炉。

    3.1 两段式干煤粉加压气化技术

    我国自主研发了两段式干煤粉加压气化技术,该项技术是由西安热工研究院开发的,是一项我国拥有自主知识产权的煤气化技术。该项技术采用大量的冷煤气循环,从而起到有效的急冷降温效果,克服了传统煤气化技术中的各项技术缺陷。

    3.2 GSP的气化技术

    德国的德意志燃料研究所(DBI)开发研究出了GSP的气化技术。该项技术以利用高灰分褐煤来生产民用煤气为最初的目的,但后来在弗莱堡(Freibrug)[3],该技术的基础研究和基础工艺验证工作得到了圆满的完成。所有这一切试验的完成都是以一套3MW的中试装置为基础的。

    3.3 壳牌(shell)气化技术

    壳牌国际石油公司开发出了Shell气化工艺,它是一种干法粉煤加压气流床气化技术。利用该技术,荷兰Buggenum在1993年建成了日投煤两千吨的大型商业化装置,在联合循环发电方面得到广泛的运用。目前,该装置仍具有良好的运行能力,发电效率达到了43%,尽管近年来人们对环保的要求相当苛刻,但该技术下的排放物已经完全满足了现时的环保要求。Shell煤气化对废锅流程进行了合理的应用,可以将更多地蒸汽生产出来,在联合循环发电中被广泛应用。但是,由于废锅流程用于生产化工产品时还需要将蒸汽变换加上,因此它在化工行业并没有明显的优势。目前,我国有十多台已经建成或正在建设的Shell炉,从洞氮、双环、枝江、安庆着四家单位的运行情况中我们可以看出,虽然连续运行时间正在慢慢增加,但仍然有一些问题存在,要想使其长时间连续运行,我们还需要将其进一步完善。

    3.4德士古(Texaco)气化技术

    美国德士古公司开发出了德士古气化技术。该技术将煤磨成水煤浆,然后将添加剂、助溶剂等加入形成8Pa·S~1.OPa·S黏度的、煤浆质量分数在60%以上的浆状物,将这些浆状物加压后喷入炉内,使其在纯氧中燃烧,发生部分氧化反应后,在1300~1400℃的高温中气化,从而促进合成原料其的生产。目前,在全世界范围内,该技术已经被广泛应用于几十套工业化装置的运行,我国有二十多套,包括安徽淮南化肥厂、上海焦化厂三联供装置、山东鲁南化肥厂等。安徽淮南化肥厂每年可以产出30万吨的合成氨和52万吨的尿素,气化压力是.5MPa。将激冷流程进行合理的应用,有3台气化炉,目前仍然保持良好的运行状态;上海焦化厂三联供装置的气化压力是4.OMPa,有4台气化炉,将激冷流程进行合理的应用,从而促进甲醇的生产。山东鲁南化肥厂将该项技术用于生产合成氨的原料气,同样将激冷流程进行合理的应用,操作压力是3.OMPa。由于该技术具有较高的专利费,而国内已经成功开发出了拥有自主知识产权的水煤浆气化技术,因此,预计未来国内技术在水煤浆气化装置的新建中会得到广泛的应用。

    4、结语

    随着社会的发展,人们越来越关注煤气化技术。我国拥有多种多样的煤炭种类和千差万别的煤化工规模,煤气化技术发展不平衡。因此,各个煤化工企业在对煤气化技术进行选择的时候,应该严格根据本厂自身的实际,因地制宜,全面地综合分析所投资的项目,同时全面地了解项目的原料、技术、环保等多方面的问题,然后处理时多加综合优化。只有这样做才能把企业的投资风险降低到最低限度,从而提高企业的经济效益和社会效益。

    参考文献

    [1]汪家铭.Shell煤气化技术在我国的应用概况及前景展望[J].化工管理,2009,(03).

煤气化生产技术篇8

【关键词】多联产 煤化工 能源

一、多联产技术的基本内容

多联产的原理，是将煤气化后先通过一个反应器做化工产品，剩下尾气再去燃烧发电。多联产相当于把化工和发电两个过程联合起来，能量利用效率可以提高10%～15%，同时，化工产品增值量比较大，并且能够实现调峰。煤的气化系统很昂贵，如果能实现化工和发电相互调整，气化系统就能始终稳定运行，降低发电成本。多种煤炭转化技术的优化集成方式既可能是并联，也可能是串联，还可能是并联串联交集的更为复杂的组合方式。

多联产系统是在美国壳牌公司提出的合成气园的概念的基础上提出的，当前对多联产系统公认的概念是：多联产系统是指利用从单一的煤气化装置中产生的合成气（CO+H2），进行跨行业、跨部门的联合生产，产出多种具有高附加值的产品如下：化工产品（如甲醇、醋酸、醋酸乙酯等），其他工业气体（如CO2、H2和CO等）， 液体和气体燃料（如合成燃料、城市煤气和天然气），以及充分利用各工艺过程中产生的热能进行发电的能源系统。其内容包括以下几个方面：

多联产追求煤炭利用经济效益的最大化。多联产追求煤炭利用经济效益的最大化。以往煤炭功能较为单一，仅仅发电燃烧，煤炭里面几百种化合物，全部燃烧，其中不乏价值较高的化合物，若是将这些化合物提炼出来加以利用，剩余无法提炼的煤炭再发电燃烧，则会产生比单一用途的煤炭较高的经济效益。任何一种煤炭转化技术都是注重过程经济效益的最大化，但是子系统经济效益的最优并不等于子系统组成的总系统的经济效益达到最优。多联产将多种煤炭转化技术优化集成以后，不仅通过多项技术组合来实现系统的规模经济效益，而且通过各种工艺流程、附属设备、主要设备及相关共用设备的合并来降低初始投资成本。

多联产追求煤炭资源利用效率的最大化。任何一种煤转化技术都注重从原材料到产品生产过程中利用效率的最大，而多联产煤炭转化系统包含多个转化子系统，对于不用的煤炭转化技术来说，一种技术的产品也有可能是另一种技术的原料。因此，多联产通过对多种煤炭转化技术优化集成，几乎可以实现任何产出产品的充分利用，这就实现从煤炭到各种产品的资源利用效率的最大化。经一些煤化工企业实践证明，热、电、煤、甲醇、合成气四联供系统与分供情况相比，煤炭消耗量降低20%左右。

多联产追求煤炭资源利用的环境友好。每一种煤炭转化技术都会有“废水、废渣、废气”的污染物排放。多联产在生产过程中有效利用了污染物，使其减少排放，充分利用，无害处出来甚至零排放等。许多煤化工企业将废气充分利用起来，经过一定处理，进行燃烧发电，对原材料加热或者燃烧废水将其烧成废渣，同时实现废气废水的充分利用。多联产将多种煤炭技术优化集成在一起，不仅有利于实现污染物的集中，综合治理，降低环保费用，而且能做到以废治废，实现废物利用等。

二、多联产发展现状分析

目前，多联产煤炭转化系统在中国的发展还处于初步阶段，主要是二氧化碳以煤气化为龙头，煤气用于制氢、氢气用于高温燃料电池发电、电池余热供热、或其他污染物在燃料初始阶段得到分离和治理，或以煤气化为核心，将生产化学品与联合循环发电相结合，较为广义的多联产概念还将煤化工、冶金、合成工艺等组合成整体。我国科技界、产业界许多学者相当关注多联产技术的发展，并对其进行了系统研究和相关技术的开发与储备。

三、多联产在发展过程中面临的问题

当前多联产技术的应用和推广同样也面临着一些难题，从而限制了该技术的进一步通广和应用。

观念和认识存在差距。多联产在我国的发展遇到种种障碍，首先是人们观念和认识的障碍，由于多联产提出的时间、研究和宣传的时间较短，相关行业的人们对联产品的认识还不够深刻。多联产的优点可以概括为：在一套多联产系统中，由于多种煤制合成气衍生品产品生产过程的耦合优化，该系统比各产品分产系统降低单位基本投资，降低单位产品成本，减少原料消耗，减少热、气、电的消耗，减少污染物排放。在煤炭资源较为丰富的城市里，多联产为基础的合成气和发电系统可以充分提高当地的煤炭资源，增加就业，减少污染，改善生态和提高人们生活质量。

造价昂贵。多联产项目的投资费用与常规燃煤电站相比仍然较高，较大限制了多联产项目的推广应用，为此，应积极研究降低投资的有效途径和方法，开发高效低成本的关键技术，加快自主研发，实现设备的规模化和经济化，提高多联产的竞争力。

部分重点技术尚需突破。当前多联产技术的开发和应用仍然存在一些可改进之处，如气体分离技术的开发、高温除尘脱硫技术的开发、先进高温和高效燃气轮机的开发、煤气化技术与原料的优化处置、多联产系统的稳定和优化，上述关键技术的突破，将极大地提高多联产系统的运行效率、稳定性和经济性。

四、多联产在我国发展的建议

努力降低多联产系统的成本。在我国，多联产系统的发展一般存在于发电行业和化工行业，发电行业的多联产热情要远远大于化工行业，这是因为化工行业存在成本延伸的问题。而发电企业的常规燃煤项目的投资成本依然低于多联产系统，这就较大限制了多联产项目的推广应用。为此应当积极降低投资的风险，打破关键技术的垄断，加快自主技术工程化，提高多联产系统的经济竞争力，是降低我国多联产造价系统昂贵的关键措施。

加强对多联产关键技术的研发。当前我国的多联产系统的关键技术如：先进高温高效燃气轮机、离心机、气体分离器的研发、高温脱硫技术的开发、煤气充分燃烧设备的开发，煤气化技术和原料的优化配置等这些关键技术的开发，将极大地加强多联产系统的稳定性、可靠性和运行效率。

多联产的发展需要国家电力供应结构的调增和支持。当前，国家电网公司对经济效益不好的新技术的支持力度不够，造成化工行业的发电成本昂贵，并入电网受到限制。目前，我国已造的多联产项目的发电成本依然较高，即使与常规火电项目相比依然没有优势，此外国家电网在进行调峰的时候，传统发电行业存在不公平待遇，故需要在多联产系统的发电方面做出努力，同时国家电网也降低多联产技术在发电项目中的限制。

参考文献：

煤气化生产技术篇9

我国最具代表性的煤化工产业是焦化工业，同时，焦化工业也是冶金工业、机械工业铸造、高炉炼铁等行业最主要的辅助产业。目前，全世界的焦炭工业所直接消耗的原料精煤大约为4.5亿t/a，而全世界的焦炭产量大约是3.2～3.4亿t/a，机械化发达的国家受到世界钢铁产量调整、高炉喷吹技术的发展、生产成本增高以及环境保护的因素的影响，这些国家的炼焦能力处在收缩状态。我国目前有各类机械化焦炉大约750座以上，交谈年产量大约是1.2亿t/a，在世界上位居第一，直接消耗的原料煤占据全国煤炭消费总量的14%，年设计炼焦能力约9000万t/a，我国煤气净化技术在世界上已处于先进水平，焦炭的质量也得到了较大的提高。上世纪80年代，我国煤炭行业的炼焦技术得到发展，一些地区建成了专门输送人工煤气的工厂，也有以焦炭为主要产品的工厂。焦炭是我国的主要出口产品之一，每年的出口量也在逐年增加，目前是世界上焦炭出口量最多的国家。但煤炭行业的焦化也存在一些问题，其中普遍存在的问题是：焦炉炉型小、受矿区产煤品种限制、调整焦炭质量的难度较大、烟尘处理技术的缺乏等，造成国内大多数焦化行业与国外同行业产生较大的差距。

二、煤气化

煤化工产业化发展过程中最重要的单元技术就是煤气化技术。煤气化技术目前在我国广泛应用的领域有：化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业，近二十几年，由于我国引进了加压鲁奇炉、德士古水煤浆气化炉等用于生产合成氨、甲醇或城市煤气等。随着社会的发展，科技的日新月异，煤气化技术的发展和作用也引起了国内煤炭行业的关注，“九五”期间，兖矿集团与科研机构、国内高校合作后开发并完成22t/d多喷嘴水煤浆气化炉中试装置。这一成果标志着我国在自主开发气化的技术上取得了突破性进展。

三、煤气化合成氨

目前我国有800多家中小型化肥厂。我国化肥生产的主要方式是以煤为原料，采用煤气化合成氨技术，采用水煤气工艺，每年消费的原料煤炭以及焦炭都会超过4000多万吨。与我国不同的是，国外生产化肥以煤炭为原料的工厂很少，国外企业和工厂一般都以石油或者天然气为主要原料，而中国因为技术和市场的关系，煤气化合成氨工厂和企业不能与国外相比之。

四、煤气化合成液体燃料

随着中国经济的发展，国内各项事业对能源的质量和用量的要求也越来越高，而由于我国对油品的消费每年都在增加，国内的资源能源并非取之不尽用之不竭，所以从国外进口原油成为我国煤化工业发展的必然趋势。20世纪50年代开始，中国就开展了间接液化技术的开发和研究，到80年代，由铁基催化剂托合成生产汽油技术的实验获得成功，这一技术得到进一步发展，同时，2000t/a规模的煤基合成汽油工业实验也获得成功。90年代开始，在对钴基催化剂合成工艺的开发方面开展了系统的研究和开发工作，并在这一阶段中取得令人瞩目的有效成果，由此开发出了3种型号的合成柴油钴基催化剂。“十五”期间，针对新型浆态床合成工艺的催化剂、反应器等小型试验得到立项，并在这一阶段中研制了工业级煤基合成油工艺软件包。

五、煤气化其他产品合成技术

不同的合成技术能合成制成不同的化学品，国外对使用煤通过气化制出合成气的相关技术也已进入研发、开发以及某些商业运作上。甲醇这种化工原料在煤化工行业中占据着重要地位，世界甲醇的生产能力约为3500万t/a，其中，总产量约为2900万t/a。在国内，甲醇的生产企业大概有100多家，这些企业当中，有一半以上是以煤为原料的工艺制作，而我国甲醇的生产能力约为300万t/a。但是我国的生产技术与国外相比，甲醇装置规模较小，生产工艺相较于国外也比较落后，尤其是在我国以煤为原来哦的工艺，生产过程复杂而成品偏高，因此在与世界上其他大国相比，我国的甲醇生产缺乏较强的竞争能力。此外，作为另外一种代用液体燃料，二甲醚的生产技术也受到各方关注。世界二甲醚产量约为15万t/a，主要利用甲醇脱水工艺制成，有相关研究人员认为，二甲醚可以作为车用柴油代替燃料，也可以为民用燃料。

六、煤炭直接液化

煤气化生产技术篇10

【关键词】煤化工；技术发展；新型煤化工技术；能源

煤炭资源是世界上储存量最丰富的能源，同时也是非常重要的化工原料。随着社会经济的飞速发展，社会对它的需求量越来越大，但是其对环境所造成的污染也越发严重，如雾霾等，已经造成人们出行的困难。因此，响应国家对保护环境的号召，及时调整资源结构，发展新型煤化工技术具有十分重大的意义。

1煤化工技术的发展

1.1煤气化

煤炭借助相关的化学试剂在高温加热下产生化学反应将固态的煤炭转化为不同的气体的混合物，例如碳氢化合物、水蒸气和二氧化碳等气化剂都可以与煤炭发生相应的碳反应。另外，煤炭经过热分解后的气态物，例如：烃类、水蒸气和二氧化碳等也能够和热碳发生化学反应。采取不同的气化方法，将煤炭的性质和除了气化的其他外在条件等进行一定的改变，所得到的气体成分也是不尽相同的。依照不同的煤气炉内的不同特点，可以把煤气炉从下到上分为氢化带、还原带、干馏带、干燥带和灰层。在干燥带和干馏带中，煤炭是会回到高温加热，从而放出水分并将水分蒸发掉。剩下的物质就是焦炭在氧化反应中所得到的产物。通过气化后的产物是粗煤气，经过净化加工后，就能到各种化学品。

1.2煤焦化

煤焦化也就是煤干馏，是将煤炭与空气隔离开，再加上强热得外在条件，进行分解的过程。煤化工包含了一次、二次化学加工和深度化化学加工的过程，所产生的产品有气化产品、液化产品、焦化产品以及合成气化工产品、电石乙炔和焦油化工产品等。这些化工产品在与人们生活息息相关的工农业等行业内被广泛的使用，其中许多产品都必不可少的。

1.3煤液化

煤液化是将煤炭中的有机物分解为流质产物的过程，使得可以利用所得到的流质的碳氢化合物取代石油和相关的制品。煤液化涵括了直接液化和间接液化两种技术，具有广阔的发展前景，提高了相关的工艺和技术的水准，将引领新型煤化工和相关产业的重大转变。

直接液化：这项技术在1913年就被德国的科学家发明出来了。在熔剂和高温的作用下，使得气态氢和煤炭进行反应，通过这个反应就提高煤炭的氢含量，最后生产出液体。在1927年，这项技术被科学家改进，将硫化钨和硫化铜作为催化剂时，液化过程被分为了互相加氢和气相加氢两个阶段，并开始建设大型的煤炭直接液化厂，随着科技的进步，目前出现了许多没直接液化的企业。

间接液化：在1923年间接液化的方法问世了，煤炭作为原料，通过气化合成出CO2+H2，并把这种气作为原料，在使用催化剂，合成出液态的烃类。

由于能源危机的影响，世界上的国家都开始重视煤炭直接液化技术的发展，许多科研机构加紧了对其的开发研究，开发出了多种工艺技术，现在最常见的是：供氢溶剂法（EDS）、溶剂精制煤工艺（SRC）、氢煤法（H-Coal）等。

2新兴的煤化工技术

2.1利用煤提炼出甲醇及各种化工产品

现在天然气是生产甲醇的主要材料，但是我国的煤碳储存远远大于天然气和石油的储存量，因此很长时间内是利用煤炭作为生产甲醇的主要原料。甲醇同样也是重要的化工原料，通过羟基化后还可以制取出的是，醋酸、草酸、甲酸以及醋酸酐等多种化工产品。

2.2煤气化技术

煤气化技术所使用的炉子大部分都是鲁奇、壳牌和德士古等炉型，我国都引进过上面所提及的几种炉型并且成功的生产合成化工产品。这种技术采用了多组分的催化剂，经过化学合成，生产出了包含约占40%的甲醇和约占60%异丁醇的混合物，以生产的异丁醇经过脱水处理制取异丁烯，于此同时，所合成气也可以制成甲基叔丁基醚，这种新型的技术就是用煤炭以及天然气作为原料，从而制成高辛烷值的添加剂。

2.3利用煤合成各类烃类物

经过科学奖多年的刻苦研究，我国中科院的相关技术得到了很大的提升，已经领先于世界水平，逐渐实现可把甲醇裂解，从中制取出烯烃的科学技术。制出烯烃的成功率达到了百分之一百，但是其选择性只有百分之八十五到百分之九十，这项技术中还存在着一些得无法解决，从而影响了整个过程中生产出的产品的纯度和产量。因此，还需要花费些时间对这项技术进行改进。例如，利用Pd催化原料，草酸可以由亚硝酸和甲醇反应形成，这项技术提供新的草酸合成技术。还有一些公司把CO和甲醇在乙烷等催化剂的作用下，进行加压产生羟基化反应，最终得到甲酸甲酯（HCOOCH3）。

3 结束语

伴随着世界的发展，经济的进步，人们消耗了大量的能源满足日常的生活需要。煤炭作为世界上储存量最多的化石能源，关系到生活的方方面面，因此，对煤化工技术的研究、提高是必然的。新兴的煤化工技术和产品具有较好的发展前景，同时也可以解决化石产品的无法满足日常需求的问题。由此可见，对煤化工技术的改革已经是迫在眉睫，同时也可以很好的经济效益，使得我国能源匮乏能够得到很好的解决，促进我国建立资源节约型、环境保护型社会。

参考文献：

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[3]李哲.煤化工技术的发展与新型煤化工技术探讨[J].科技创新与应用，2013，（21）：104-104