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      煤氣化工藝清潔生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)研究

      2019-06-05 09:40:18王大瑋
      山西化工 2019年2期
      關(guān)鍵詞:固定床煤氣化煤炭資源

      王大瑋

      (同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公,山西 大同 037000)

      1 常見的煤氣化工藝

      1.1 固定床氣化

      固定床氣化過程涉及到的參數(shù)內(nèi)容如表1所示。

      表1 固定床氣化涉及到參數(shù)

      固定床氣化爐內(nèi)在實(shí)際作業(yè)過程中,氣體的流速相對(duì)比較緩慢,煤粒在爐內(nèi)可以長時(shí)間停留,最長能夠停留約90 min,整個(gè)氣化過程中,煤粒都處于靜止?fàn)顟B(tài)。在煤氣化過程中,采用固定床氣化,對(duì)煤種活性、熱穩(wěn)定性、灰熔點(diǎn)等各項(xiàng)內(nèi)容都有著很高的要求,并且采用的爐型較小,因此實(shí)際氣化過程中,氣化能力相對(duì)比較弱。該方式具體應(yīng)用主要針對(duì)次煙煤、褐煤,生產(chǎn)的合成器以甲烷為主[1]。

      1.2 流化床氣化

      流化床氣化過程涉及到的參數(shù)內(nèi)容如表2所示。

      表2 流化床氣化過程涉及到的參數(shù)

      流化床氣化工藝的爐內(nèi)溫度處于一個(gè)相對(duì)比較均勻的狀態(tài),并且爐內(nèi)氣化介質(zhì)的流速相對(duì)比較緩慢,在整個(gè)氣化過程中,煤粒會(huì)停留幾分鐘,并且在該過程中煤粒始終都處于懸浮狀態(tài),氣化介質(zhì)之間則會(huì)保持相對(duì)運(yùn)動(dòng)[2]。采用該工藝時(shí),需要工作人員注意的是,該方式對(duì)于原煤的灰熔點(diǎn)、活性都有較高要求,如果原煤的性能達(dá)不到要求,采用該工藝則無法達(dá)到理想的應(yīng)用效果。

      1.3 氣流床氣化

      氣流床工藝與固定床氣化和流化床氣化兩種工藝相比,其操作溫度更高,達(dá)到了1 300 ℃~1 700 ℃,同時(shí),實(shí)際作業(yè)過程中采用的操作壓力也更大,最高可達(dá)到6.5 MPa,實(shí)際作業(yè)過程中,爐內(nèi)氣體的流速較大,這會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)的煤粒會(huì)隨著氣流方向移動(dòng),整個(gè)氣化過程中,煤粒會(huì)在爐內(nèi)停留數(shù)秒。該工藝在具體應(yīng)用過程中對(duì)于煤種的要求較低,因此適應(yīng)性強(qiáng)[3]。殼牌氣化爐是目前有著比較廣泛的應(yīng)用,其在具體應(yīng)用過程中工作原理就是在高溫、高壓環(huán)境下,將氧氣、少量蒸汽、粉煤進(jìn)行加壓,將其輸送到氣化爐內(nèi),快速完成升溫、揮發(fā),然后經(jīng)過一系列的反應(yīng),實(shí)現(xiàn)煤氣化。殼牌氣化爐在具體應(yīng)用過程中具有不錯(cuò)的環(huán)境效益。

      通過上文分析,可以發(fā)現(xiàn),固定床氣化和流化氣化床在應(yīng)用過程中都具有一定的局限性,氣流床氣化的實(shí)用性更強(qiáng),并且隨著人們對(duì)該項(xiàng)技術(shù)研究的不斷深入,其技術(shù)將會(huì)變得更加成熟,在應(yīng)用過程中具有不錯(cuò)的環(huán)境效益。

      2 煤氣化工藝清潔生的具體優(yōu)點(diǎn)

      2.1 環(huán)境效益好

      煤氣化工藝生產(chǎn)期間,不會(huì)產(chǎn)生大量的污染物,也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成較為嚴(yán)重的破壞,符合我國煤氣化生產(chǎn)期間在綠色化和清潔化兩個(gè)方面的具體要求。煤氣化清潔生中,排放的廢氣很少,完成相應(yīng)的生產(chǎn)工作后,殘?jiān)械暮剂亢艿?,這種煤渣可以被應(yīng)用在水泥等建筑材料中以實(shí)現(xiàn)了對(duì)資源的全面利用。

      2.2 適用范圍廣

      多數(shù)煤炭原材料都可以通過氣化加工方式進(jìn)行處理。煤氣化工藝清潔生產(chǎn)對(duì)于煤炭原料的要求較低,因此,可以通過合理的加工對(duì)多數(shù)煤炭進(jìn)行處理。從實(shí)際情況來看,無論煤炭的品質(zhì)如何,都可以通過煤氣化工藝對(duì)其進(jìn)行處理,這也就使煤氣化工藝在我國內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用與推廣,并且也促進(jìn)了我國煤炭行業(yè)的發(fā)展,滿足我國在能源需求,以及環(huán)境保護(hù)方面的需求。

      2.3 促進(jìn)工藝可持續(xù)化發(fā)展

      隨著我國社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對(duì)于能源的需求量不斷增多??茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了煤氣化工藝技術(shù)發(fā)展,并且提高了生產(chǎn)清潔水平,同時(shí),也可以使相應(yīng)設(shè)備的清潔程度得到進(jìn)一步提升,延長設(shè)備在具體應(yīng)用該過程中的壽命[3]。此外,還可以使煤炭資源的利用效率在具體應(yīng)用過程中得到進(jìn)一步提高,以節(jié)省資源。煤氣化清潔工藝在不斷發(fā)展還可以促進(jìn)我國環(huán)境保護(hù)工作的順利進(jìn)行,使相關(guān)企業(yè)在生產(chǎn)過程中能夠養(yǎng)成一個(gè)良好環(huán)境保護(hù)習(xí)慣[4]。

      3 做好煤氣化工藝清潔生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)的合理措施

      3.1 提升煤炭資源利用率

      第一,不斷加強(qiáng)對(duì)煤化工控制技術(shù)內(nèi)容的深入研究。對(duì)于煤化工企業(yè)在日常生成過程中產(chǎn)生廢水、廢氣,應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取有效的措施完成對(duì)其進(jìn)行科學(xué)處理,不得直接隨意排放,以免對(duì)水環(huán)境和大氣化境造成污染,破壞生態(tài)環(huán)境,對(duì)人們的健康造成威脅。

      第二,對(duì)我國常用的煤炭要做好相應(yīng)的分類工作,在實(shí)際生產(chǎn)過程中,應(yīng)當(dāng)對(duì)煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)探索與操作,并依據(jù)我國煤炭品種具體類型,制定具有針對(duì)性的轉(zhuǎn)化流程,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類品種煤的有效處理,從而使我國煤氣化技術(shù)手段可以變得更加豐富,提高煤炭資源在具體應(yīng)用過程中的轉(zhuǎn)換率,減少煤炭資源浪費(fèi)情況,提高經(jīng)濟(jì)效益[5]。

      3.2 加強(qiáng)對(duì)煤層氣和焦?fàn)t煤氣的合理應(yīng)用

      煤氣化工藝在具體應(yīng)用過程中的核心目的就是使煤炭資源的使用率得到進(jìn)一步提高,進(jìn)而為我國的工業(yè)生產(chǎn)可以提供更加豐富的能源。例如,通過煤氣化工藝可將煤炭資源轉(zhuǎn)化為合成氣或甲醇,提高能源的利用率,也可以將煤炭合成氨氣、油氣混合體,使我國煤氣層的利用可以得到進(jìn)一步深化。

      3.3 深入研究煤氣清潔工藝

      我國煤氣清潔工藝得發(fā)展過程中,還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)以下幾個(gè)問題的注意。

      1) 對(duì)于煤氣化工藝的選擇,應(yīng)當(dāng)盡量選擇更加清潔的工藝,例如固定床氣化工藝,應(yīng)當(dāng)通過對(duì)技術(shù)的應(yīng)用,將煤炭中存在的氨、硫等各種有害雜質(zhì)提出,避免雜質(zhì)生產(chǎn)污染物,對(duì)環(huán)境造成污染,從源頭上減少各種污染物的排放量。

      2) 煤氣化期間,應(yīng)當(dāng)通過合理的方式加強(qiáng)對(duì)作業(yè)過程中壓力和溫度的有效控制,進(jìn)而使應(yīng)用的煤炭資源可以得到充分燃燒,實(shí)現(xiàn)對(duì)其的合理應(yīng)用。在煤炭資源的利用過程中,如果煤炭資源燃燒不充分,經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生污染物和廢氣,因此,在煤炭燃燒過程中,對(duì)其溫度進(jìn)行控制也是煤炭氣化清潔工藝中的一項(xiàng)重要內(nèi)容[6]。

      3) 設(shè)置回收廢氣和殘?jiān)b置,實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘?jiān)蛷U氣的回收,以免廢氣和廢渣直接排對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,降低人們的生活質(zhì)量。

      3.4 加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)應(yīng)用的探索

      不斷對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)與探索,合理利用新技術(shù)。加大對(duì)生產(chǎn)中應(yīng)用的舊設(shè)備改造,不斷推行新技術(shù),減少能源消耗量。同時(shí),政府相關(guān)部門通過政策鼓勵(lì)企業(yè),使企業(yè)增加在設(shè)備研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新上的投入,盡快實(shí)現(xiàn)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用。

      3.5 保護(hù)環(huán)境的有效措施

      煤炭作為主要能源,會(huì)對(duì)環(huán)境造成較為嚴(yán)重的污染,在實(shí)際生產(chǎn)過程中,要不斷對(duì)我國的煤炭產(chǎn)業(yè)進(jìn)行優(yōu)化,以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)作為動(dòng)力,使我國煤氣化工藝可以不斷向前發(fā)展,減少煤氣化過程中的資源浪費(fèi)情況的發(fā)生,實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

      4 結(jié)語

      綠色是現(xiàn)代生產(chǎn)過程中的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也是現(xiàn)代環(huán)境日益惡化今天,人們必須要重視的一項(xiàng)課題。在煤氣化過程中,為了使煤氣化的生產(chǎn)效率能夠得到進(jìn)一步提高,最大程度減少該項(xiàng)作業(yè)引起的環(huán)境污染,以及能源浪費(fèi)情況,煤氣化工企業(yè)在日產(chǎn)生產(chǎn)過程中,要不斷加強(qiáng)對(duì)技術(shù)、設(shè)備的研究,使煤氣化的經(jīng)濟(jì)性能夠得到進(jìn)一步提高,促進(jìn)企業(yè)的健康發(fā)展。

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