煤氣化工藝節能減排技術及應用分析

導語：煤氣化工藝節能減排技術及應用分析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：在煤炭氣化生產工藝的過程中，存在許多污染、浪費的問題，其生產工藝嚴重制約了企業的良性發展，雖然目前我國相關煤炭氣化生產工藝在節能的方面有了一些成績，但其工藝中仍然存在很多問題。例如污水處理在回收不足的問題、煤炭在氣化過程中能源浪費的問題、煤炭在氣化生產過程中產生大量積灰影響環境的問題等。針對上述問題研究探討了利用合成器以及冷卻器解決積灰的難題、利用火炬在生產過程中進行伴燒相應介質技術，其中，著重研究了煤炭氣化工藝中循環使用洗滌水的技術，通過上述研究希望為煤炭氣化生產工藝的減排節能提供經驗。

關鍵詞：減排節能；煤炭氣化生產；伴燒；介質

煤炭氣化生產的工藝中，存在很多環境污染以及能源浪費的問題，因此，煤炭氣化生產工藝應用減排、節能技術，有效改善煤炭氣化生產工藝中廢渣、廢氣排放的許多問題，完善了煤炭氣化生產工藝環保能力，從而讓企業全身心投入到提高產量與質量的工作中。減排節能在煤炭氣化生產工藝中為企業節約了客觀的資源，減少了能源浪費，減排節能的應用，促進了煤炭氣化生產工藝良性發展［1］。

1煤炭氣化生產工藝的過程以及浪費能源的概述

煤炭氣化生產工藝的過程中會不斷排除二氧化碳，在煤炭氣化生產工藝中煤炭液化、煤炭氣化生產烯烴、煤炭氣化生產甲醇的環節里，煤炭氣化生產的過程中會伴隨大量二氧化碳的產生，特別是混合氣的凈化以及煤炭氣化生產甲醇的過程［2］。在煤炭氣化過程中形成的氣體中，氫氣和一氧化碳占比較大，一氧化碳能夠通過化學工藝生產出水煤氣并轉換獲得二氧化碳，生成的二氧化碳大部分會排放到大氣中，這一環節是煤炭氣化過程中造成浪費主要部分。另外，煤炭液化的工藝主要把煤炭放在高溫、高壓環境里，隨后加入氫氣，當兩者發生化學反應后將煤炭的固態轉化成液態，最終獲得社會需要的煤油。假如在化學反應的過程中，加入大量氫氣時，在氧氣作用下會生成大量水，而二氧化碳的產生較少。

2煤炭氣化的工藝所面臨的減排節能的問題

通過對煤炭氣化生產工藝的研究發現，煤炭氣化設備在設計過程中就存在問題，為了降低生產成本通常會出現廢水處理的能力不足，無法滿足實際環保的需要，在設備投入生產后，其設備穩定性很差不斷出現各種問題。因為原設計廢水處理能力相對很低，在煤炭氣化生產過程中產生過多的污水、廢水不能妥善、迅速處理，最終導致廢水排放無法達到環保要求［3］。另外，煤炭氣化設備水處理還存在含量較高的固相問題，其主要原因是排渣時渣水造成的，通過研究實驗固相的含量達到2％左右，如果控制不好固相能夠達到10％左右。除渣過程中生成的灰水碳酸離子、二價的鎂離子、二價的鈣離子等會進行化學反應，生成碳酸鎂、碳酸鈣等沉淀，這些沉淀物在煤氣管線中很容易形成垢，隨著垢的不斷增加會堵塞煤氣管線，產生的垢也會對管道、閥門產生磨損，會影響水處理的效果，隨著煤炭氣化工作的不斷進行，會有許多的污水被排放出去，排放的污水會對環境造成污染。另外濕洗、排渣工藝環節中的偏堿性水的問題，工藝流程中會使用中和水的方法，也就是在水中加入鹽酸使水達到中性，但是這一過程會造成管道泄漏、腐蝕的問題，它也會成為破壞環保的隱患［4］。煤炭氣化生產工藝如第118頁圖1所示。

3對煤炭氣化生產減排節能存在問題所采取的措施

3．1火炬對介質伴燒技術。在火炬介質伴燒過程中，選擇介質非常重要，因為介質直接關系煤炭氣化生產工藝中能量利用程度。當前該領域的主要技術是，利用煤炭氣化生產工藝的本身設備，把混合氣CH3COOH從回收硫設備的液化氣引出，隨后通過管線把它送入火炬進行燃燒。在啟動本裝置的過程中，利用引出的液化氣點燃照明燈。本方法具有明顯優勢，使煤炭氣化生產工藝中產生的廢物得到很好地利用，從而降低了能源的浪費，節能的效果顯著，徹底解決了煤炭氣化生產工藝中火炬存在的很多問題，在某煤炭氣化生產企業引入此技術后，運行一年后就為企業降低成本500多萬元。3．2煤炭氣化生產循環洗滌水處理的技術。在煤炭氣化生產工藝的過程中其主要的原料是煤，煤大部分都含硫，所以，循環洗滌水后含有硫成分，必須在生產工藝中利用科學的技術處理水中懸浮物和硫化物。在實際工藝中主要使用下列方法處理。首先要在水中加入火堿對水中和，從而加大循環水所含的鹽量，提高循環水電腐蝕與化學的腐蝕性能，控制循環水懸浮物進行沉降。隨后加入陰離子聚丙烯絮凝劑，絮凝劑將去除水中懸浮物。通過研究實驗發現，上述所使用的懸浮劑用量很少，去除懸浮劑的效果很好。在使用絮凝劑時，要特別注意，因為各企業循環水的水質、成分有一定的不同，所以，各企業要根據自己的實際情況確定絮凝劑的用量，從而降低了環境的污染又降低了成本［5］。3．2．1循環水中懸浮物控制。在首次循環水處理時，首先加入火堿，使循環水中和后其鹽分的含量要達到130公斤每立方米左右，這時的循環水具有很強的腐蝕性，很難把循環水中的懸浮物進行沉降，因此，本文采用相應新的技術對其處理，使用陰離子聚丙烯絮凝劑對循環水進行相應的處理，它和傳統處理方法比，能夠高效地將循環水里懸浮物去除，而且絮凝劑的用量非常少，使用傳統的處理方法會遇到很多的問題，為了提高循環水的處理效率，在循環水處理工藝中設置渦流塔進行澄清，使用一年后證明，本方法明顯解決了冷卻塔在填料時經常出現堵塞的問題，通過渦流塔的使用，降低了水煤氣的溫度，提高了循環水重復的利用。其具體流程如下：熱水從洗氣、造氣塔下流到平流的沉淀池中，在此處沉淀許多煤灰物質，隨后使用熱水泵把沉淀池內的熱水和絮凝劑輸送于旋渦沉降池里，在此進行分離細小污水灰塵，將分離后的清水送入冷卻塔內已被重復使用，在處理的全過程中，沒有污水的排出。3．2．2循環水中硫含量控制。其控制措施包括兩項：1）吹脫曝氣水脫硫化氫，隨后使用相應方法對吹脫氣進行處理、硫磺回收等，本方法不用添加很多的火堿進行調解循環水的酸堿程度，從而防止鹽量加大，防止了腐蝕設備的問題，延長了設備的運營期限，不會對大氣產生污染，但成本略有增加。2）減少硫氫吸收，進行pH值的調節。如向循環水中加入石灰或者燒堿，火堿能夠反應生成部分硫化物質，使循環水鹽分增加，部分的硫化氫將排入大氣。加入石灰不會出現鹽類堆積，但會出現循環系統產生結垢現象。洗滌水在入口的溫度較高，所以，要使用石灰對洗滌水調節pH值，通過不斷加入石灰達到循環水調節pH值的目的［6］。3．3合成器的冷卻器出現積炭解決的技術。其解決技術主要如下：1）對吹灰器進行適當的改造；2）對敲擊器頻率進行適當的調整。在煤炭氣化生產工藝中，出現積灰主要散布于吹灰器，因此，必須對吹灰器結構進行相應的改造。在半圓管道增設小孔，可以對其表面上松散灰塵進行有效吹除。另外，震動進行除灰中，敲擊震動的頻率和除灰的效果關系密切，適當調整振動頻率可提高除灰的效果［7］。

4結語

煤炭氣化生產工藝減排節能的問題與企業能夠可持續性的發展密不可分，在煤炭氣化生產工藝方面存在很多減排節能技術，如：循環水洗滌處理的技術、火炬介質板燒技術、冷卻器合成器減少積灰技術，這幾種技術在長期實際應用中證明，它們能夠在一定程度上解決減排節能的問題，達到了煤炭氣化生產工藝中產生物循環的利用，提高了生產工藝中的除灰率，降低了污水排放。

參考文獻：

［1］楊志強．煤氣化工藝節能減排技術及應用探析［J］．石河子科技，2019（1）：45－46．

［2］王海謙，謝雯婕，呂梁．煤氣化工藝節能減排技術及應用探究［J］．化工管理，2019（30）：108．

［3］任向波．煤氣化工藝節能減排技術及應用［J］．應用能源技術，2011（7）：7－9．

［4］杜鵬舉．節能減排技術在新型煤化工領域的應用探究［D］．邯鄲：河北工程大學，2016．

［5］魏樹龍．煤氣化工藝節能減排技術綜述［J］．化工設計通訊，2020，46（3）：24－25．

［6］何波．我國煤炭工業節能減排技術現狀及發展思考［J］．能源研究與信息，2015，31（4）：198－204．

［7］王秀國，馬磊，楊麗霞．煤化工產業節能減排技術的創新及應用［J］．中國環保產業，2014（3）：20－23．

作者:樊開 單位:陽煤集團太原化工新材料有限公司