煤化工技术发展状况与趋势

摘要:煤化工产业是我国能源建设中重要的组成部门，我国当前经济发展速度迅速，社会对能源的需求量相对较大，因此在能源的利用量方面每年都在成倍的增长。当前煤化工行业在发展中主要有煤炭气化技术、煤炭焦化技术以及煤炭液化技术等。

关键词:煤化工技术；发展；趋势

经济的快速发展，使得我国对能源的需求总量不断增加，特别是在煤炭资源的使用中，每年都会出现供不应求的现状。另外，传统的煤化工技术生产的产品已经无法满足当代经济社会建设的需求。因此必须根据市场需求，积极的推广并发展煤炭气化、焦化、液化等技术，从而满足市场发展需求。

一、我国煤化工技术发展的必要性研究

虽然我国地大物博，但是人口数量相对较多，人均占有量也是比较少的。特别是能源方面，由于近几年我国经济发展的提速，各行各业在发展过程中对能源的消耗可谓出现了指数爆炸的趋势。因此，这给我国能源储量的消耗带来了巨大的负担。通过现代技术的探查，我国具有大量的化石资源有待开发，但是化石资源中煤炭资源占九成以上，且直接使用对环境污染较大，因此有必要对煤炭资源进行合理的技术处理。当前，主要有煤直接液化与间接液化技术两种，这是一种发展高效能源的过程，煤制甲醇是一种把煤炭资源转变为石油代用品的手段，煤制化肥和烯烃是替代了石油和天然气的一种方式，而这些，都是通过各种方式发展煤化工技术的具体手段。

二、煤化工技术的发展状况

首先是煤炭气化技术。煤炭技术是煤化工技术中重要的组成部分。我国煤炭气化技术出现的时间比较晚，该技术主要是根据煤的品质、种类等通过使用国外先进技术，在配合国产炉具、工艺进行气化。常见的有GSP干煤粉加压气化技术、多喷嘴对峙式煤气化技术等。其中煤制天然气技术应用的范围最为广泛，这主要是因为该技术节能效果好，同时还具有环保的功效。所谓GSP气化技术是指单喷嘴下喷式干煤粉加压气流床气化技术。在加工过程中依据合成的不同煤气，可以直接进行水激冷，像是化合成气就比较适用；或者在废热锅炉回收热产生的高压蒸汽中也可使用。该技术进料时使用干煤粉并配合盘管式水冷壁，这样可以适用于更多煤种，减少了耐火砖的使用。下喷直接激冷让设备使用价格降低，流程简化，并且激冷后合成气内的蒸汽也可以满足其他工况的使用。使用的煤块要研磨为0.15毫米直径以下的颗粒，干燥后使用浓相气流输送到喷嘴处。所用的气化原材料和氧气等气化剂通过喷嘴后，共同进入反应炉，并在高温高压下产生化学反应，生成一氧化碳和氢气的混合合成气。气化后的煤渣与合成气共同经过反应室下部排渣口流入汽化炉激冷室。待煤渣混合气冷却后，气体进入洗涤装置、煤渣进入锁头系统后被排出，激冷气体与煤渣的污水则进入污水加工处理系统。多喷嘴对峙式干煤粉加压气化技术主要是将煤炭中的杂质清除后，输送到磨煤机内碾碎，然后把碾碎的煤炭用高温低压的氮气进行干燥处理后，放到仓库保存。其中低压氮气可以循环利用。储存在仓库中的煤粉要先后使用压氮气、高压氮气通过喷嘴输进汽化炉中。炉中使用的气化剂可选择氧气，并在输煤时一同输入，从而让煤粉在高温高压环境中产生气化反应。气体合成后，被高压送出汽化炉进入激冷、洗涤系统，最后进入造气间管线。加工时产生的灰渣经过汽化炉激冷室后被冷凝降温，经收集斗输出。在洗涤塔处流出的污水，需要利用二级闪蒸处理，污水中的水蒸气与二氧化碳、硫化氢等会立刻被蒸发出来，然后经过冷凝分离后进入生产系统与酸性气体共同处理，最后产生的污水则经净化后排出。其次是煤炭液化技术。该技术主要是将固体煤炭转化成液体燃料，在加工过程中需要使用气流反应器、浆态床反应器、固定床反应器等对煤炭进行液化处理，该技术有助于我国煤炭液化的深入发展以及其潜在价值的开发利用。一是煤炭直接液化法：此法是说在高温的环境中，利用溶剂催化让煤炭与气态氢直接反应，从而不断的消耗煤炭中的氢元素，使其整体分子结构发生改变，成为液态煤炭。通常在操作的过程中习惯性的使用硫化铜与硫化物作为催化剂，该法使用范围比较广，同时也催生了大量的煤炭液化企业。二是溶剂精制法：该法对氢实施直接的液化处理，在操作中不需要添加任何催化剂，但是反应的条件必须相当温和才可以，该法一般在常温下就能够让煤炭转化为低灰低硫的固液混合物，接着通过残渣循环处理、减压蒸馏处理后，实现固液混合物的完全分离，这种方法在重质燃料油加工中使用较广。三是氢煤法：该法反应环境为沸腾床，且需要高活性催化剂催化，通过催化剂提高煤炭液化转化效率，减少了转化后出现的残留杂质数量，优化了液相粗油的加工品质。然后是煤炭焦化技术。该技术在煤化工处理技术中已经处于应用相对成熟的阶段，此类技术主要在冶金煤炭制取、化学品加工中被广泛运用。煤焦化技术主要通过高温干馏加热的方式，让煤炭中的大分子持续受热分解、裂解，然后使熔点高的大分子物质相互渗透，让他们在高温过程中逐渐由固态到液态再到气态实施分离加工，最后剩余的颗粒膨胀后就会收缩，变成有裂纹有气孔的焦炭。最后是以煤为原材料制造化工产品。很多企业在进行化学产品加工的时候都是用天然气作为生产甲醇的原材料，鉴于我国煤炭量储量巨大的特点，可以逐渐的鼓励企业引入煤炭作为企业生产甲醇的原材料。同时经过羰基化处理还可以加工草酸、醋酸等一类的化工产品。比如说，久泰能源内蒙古公司100万吨/年甲醇、10万吨/年二甲醚项目于2010年10月建成投产，截至2015年10月底，累计生产甲醇280．29万吨、二甲醚20．25万吨，实现销售收入64．11亿元。

三、煤化工技术未来发展趋势

首先，会朝着清洁能源产品生产，降低对资源的消耗和对环境的破坏。煤化工技术在未来发展中，应强调加工清洁能源技术的重要性，要制造汽油、柴油、液化石油气等相关产品。此类清洁能源在进行加工生产的时候，一定要做好废弃物的处理与资源化工作，降低煤炭资源的消耗量、提高煤炭资源的利用率，提高副产品回收利用的效果，从而促进下游产业的健康发展。其次要让煤炭和能源化工实现大型化、一体化生产。煤化工技术在发展过程中要根据煤炭资源的开发状况、化工技术的使用情况，通过科学合理的结合，建立并形成一种新形式下的煤炭-能源-化工一体化的新型发展产业链条，从而提高煤化工技术的利用效果，加速煤化工技术的革新换代。所谓的大型化生产，主要是说采用统一的生产加工模式和同样的工艺技术，对开采的煤炭进行集中式、大批量加工处理。采用一体化模式进行大型化生产，在一定程度上克服了资源浪费并且节省了人力、财力、物力，促进了企业之间的合作，形成了更多的新型产业。现如今我国的焦炭总产量已经位于全世界煤炭总产量的50%以上，因此如果可以推广大型化生产模式，必然可以解决技术、产量等存在的问题，从而为煤化工产品的开发提供必要的保障。所以，这就需要相关行业实现精诚合作，通过联合生产的方式，降低技术开发、产品加工成本，提高煤炭资源开发利用的经济及社会效益。最后，要积极引进高新技术，将产业链条延长。为了促进煤化工技术的健康发展，要大力的进行煤化工技术的创新研发与引进，要积极的对不同产品的结构、能源梯度等不同工艺进行合理的优化、改进、集成，并积极与相关产业联盟，延伸产业链条，提高技术使用价值。煤化工企业在发展的过程中要积极的与科技研发能力强的企业进行合作，并通过对市场的分析，制作战略性发展方案，并根据市场发展要求，积极的研发符合市场需要的煤化工核心技术，从而为社会能源的开发提供保障。结束语煤炭行业在发展过程中要想能够满足经济市场的发展需求，就必须对现有的煤化工技术大胆的进行创新、改革，通过实践探索的方式优化技术，提高煤炭产量及产品加工质量，从而促进我国煤炭行业健康发展。

作者:孙烨 单位:陕西能源职业技术学院

参考文献：

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