煤氣化工藝清潔生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)研究

鄒東

摘? ?要：文章探討了3種不同的煤氣化工藝，并對(duì)其清潔生產(chǎn)能力以及環(huán)境保護(hù)狀況進(jìn)行了分析。企業(yè)在選用煤氣化技術(shù)的過程中，不但要考慮煤炭資源的狀況以及生產(chǎn)能力，而且還要考慮本地的環(huán)境承載能力，注重對(duì)污染物的有效控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：煤氣化;清潔生產(chǎn);環(huán)境保護(hù)

清潔生產(chǎn)指的是在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)用不同的技術(shù)以及工藝，在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的污染，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果，達(dá)到經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。煤氣化是煤化工的龍頭產(chǎn)業(yè)，為下游行業(yè)提供各種原料，因而，使用先進(jìn)性和清潔型的工藝對(duì)這一行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有關(guān)鍵作用，同時(shí)對(duì)我國(guó)建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)亦具有重要意義。

1? ? 固定床氣化工藝

通常而言，這一工藝主要使用顆粒直徑為6～50 mm的碎煤作為原料，氣化劑則一般使用純氧或水蒸氣。在生產(chǎn)過程中，這一工藝可以分為兩種類型：間歇性氣化工藝以及連續(xù)性氣化工藝。前者操作較為單一且能源消耗過大，已逐漸被淘汰。后者與前者相比，其耗氧率較低，且生產(chǎn)能力較高，即使使用劣質(zhì)煤亦能夠?qū)崿F(xiàn)氣化效果[1]。

清潔生產(chǎn)這一方面應(yīng)用固定床氣化工藝存在下列兩個(gè)問題：（1）生產(chǎn)中產(chǎn)生大量廢氣，但人們能夠應(yīng)用氣柜收集的手段對(duì)此進(jìn)行處理，對(duì)廢氣再次利用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。（2）煤氣化所排放出的廢氣中包括焦油、氨、氰等物質(zhì)，當(dāng)前尚無較好的處理方式。盡管在實(shí)踐中業(yè)已使用了酚、氨回收和水氣分離等手段把上述物質(zhì)加以分離，并送至專門的處理中心，但因?yàn)榇祟愇镔|(zhì)的處理工藝較為復(fù)雜，需要付出較高成本，因而，在生產(chǎn)實(shí)踐中操作難度較大。

目前，在生產(chǎn)中所使用的爐型包括美國(guó)聯(lián)合氣體改進(jìn)公司（United Gas Improvement Company，UGI）煤氣化爐、魯奇煤氣化爐等，從此類產(chǎn)品的特征可以分析，固定床氣化的清潔生產(chǎn)能力及其對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響[2]。例如，UGI煤氣化爐所使用的原料以無煙煤與焦炭為主，能制備空氣煤氣、半水煤氣以及水煤氣，優(yōu)點(diǎn)在于能夠應(yīng)用各種方式開展煤氣化生產(chǎn)，環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)。而且，煤氣化爐的上部使用了耐火設(shè)計(jì)，下部設(shè)置了水夾套對(duì)熱量加以吸收，其清潔生產(chǎn)能力能夠滿足目前一般企業(yè)的要求。這一工藝對(duì)原料煤種的要求通常較高，對(duì)生態(tài)的負(fù)面影響并不嚴(yán)重，但是使用的范圍不廣。

2? ? 氣流床氣化工藝

氣流床氣化工藝采用純氧為氧 化劑，在一定溫度環(huán)境中實(shí)現(xiàn)煤氣化，去除焦油、酚等物質(zhì)，其有效氣體所占比例要高于其他工藝。這一工藝最重要的優(yōu)點(diǎn)在于合成的氣體具有較高的質(zhì)量，技術(shù)靈活，而且擁有較高的生產(chǎn)能力。不過，這一工藝也存在一定缺陷。在應(yīng)用時(shí)，如果要在最大程度上挖掘其生產(chǎn)潛力，就必須使用助溶劑，這就會(huì)提升生產(chǎn)成本[3]。

從清潔生產(chǎn)能力而言，這一技術(shù)產(chǎn)生的廢水包括急冷水、洗滌塔洗滌水、細(xì)渣水等，因?yàn)闅饣€(wěn)定以及壓力較高，廢水和廢氣中焦油、氰化物等物質(zhì)含量極低，所以就能夠使用投加絮凝劑的手段進(jìn)行沉降和過濾，實(shí)現(xiàn)水資源的回收和利用。因此，這一技術(shù)是當(dāng)前煤氣化領(lǐng)域最理想的清潔生產(chǎn)工藝。目前在實(shí)踐中采用這一工藝的煤氣化爐主要有K-T爐以及德士古氣化爐。前者技術(shù)相對(duì)成熟，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，而且生產(chǎn)能力高，蒸汽用量較小，因而得到各個(gè)企業(yè)的重視。但也要注意到，這種爐型存在能源消耗較大、灰飛不易處理的缺陷，因而難以達(dá)到節(jié)能減排的要求。

3? ? 流化床氣化工藝

流化床氣化工藝在技術(shù)方面業(yè)已成熟，得到了我國(guó)大部分煤化工企業(yè)的應(yīng)用。這一工藝使用6 mm左右的碎煤為原材料，將硫化介質(zhì)作為氣化劑。在生產(chǎn)過程中，爐內(nèi)的溫度較為均衡。其優(yōu)點(diǎn)主要在于，氣化時(shí)使用細(xì)顆粒粉煤，能夠有效利用先進(jìn)的采煤技術(shù)獲得原料，在同一溫度下對(duì)原料進(jìn)行干餾以及氣化，由于干餾溫度較高，煤氣中的焦油、酚含量處于極低水平，因而排出的廢水對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的不良影響較小。

這一工藝的缺陷：（1）由于氣化的穩(wěn)定性不高，這一工藝需要應(yīng)用活性較高的煤炭，不易提高煤氣的產(chǎn)量以及碳轉(zhuǎn)化率。（2）所需要的氣化爐設(shè)備體積龐大。因?yàn)榱骰采喜抗腆w物料呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)的范圍較另外兩種工藝要大得多。（3）在生產(chǎn)時(shí)會(huì)受到較為嚴(yán)重的熱損失，由于爐床溫度分布均衡，造成煤氣溫度與爐床溫度相同，會(huì)帶走較多的熱量，因而產(chǎn)生熱損失。（4）生產(chǎn)的煤氣質(zhì)量不高，其二氧化碳成分的比例較高。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

目前，在生產(chǎn)領(lǐng)域中，煤氣化主要有3種不同的氣化方式，對(duì)原料的質(zhì)量以及設(shè)施的需要都存在差異，生產(chǎn)過程中也會(huì)對(duì)環(huán)境造成不同程度的影響。在明確煤氣化應(yīng)使用的工藝時(shí)，不但要認(rèn)識(shí)到經(jīng)濟(jì)上投入和產(chǎn)出的因素，而且還要分析本地生態(tài)環(huán)境的承受能力。比如，在水資源較為稀缺的地方，就不應(yīng)使用廢水排放量較大的技術(shù)。隨著煤氣化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)清潔生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的要求進(jìn)一步提升，因此，我國(guó)企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分重視技術(shù)應(yīng)用中的環(huán)境保護(hù)問題。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李顯輝.淺談煤氣化工藝清潔生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)[J].石河子科技，2018（2）：55-57.

[2]高海慶.煤氣化工藝清潔生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)分析[J].化工管理，2016（3）：217.

[3]任勍生.清潔生產(chǎn)中工藝及設(shè)備改進(jìn)方法的探討[J].圖書情報(bào)導(dǎo)刊，2007（11）：279-280.