導(dǎo)語(yǔ)：煤炭氣化工藝節(jié)能減排技術(shù)探討一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要:我國(guó)在煤炭氣化工藝方面仍然存在著很多問(wèn)題，如污水處理的回收問(wèn)題、煤炭氣化過(guò)程的能源浪費(fèi)問(wèn)題、氣化過(guò)程中產(chǎn)生的大量積灰問(wèn)題等。研究了利用現(xiàn)代化集中處理設(shè)備，以及冷卻器幫助解決積灰難題，重點(diǎn)研究了煤炭氣化工藝中關(guān)于循環(huán)使用洗滌水的技術(shù)革新問(wèn)題，以期為煤炭氣化生產(chǎn)工藝的節(jié)能減排工作提供建設(shè)性改善措施。

關(guān)鍵詞:減排節(jié)能;煤炭氣化;能源

在現(xiàn)代化的煤炭氣化生產(chǎn)工藝過(guò)程中，一直存在很多環(huán)境污染和能源浪費(fèi)等問(wèn)題，需要以創(chuàng)新技術(shù)生產(chǎn)的方式從根本上加以解決。因此，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中利用煤炭氣化工藝技術(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)作的過(guò)程中，需要對(duì)自身工業(yè)技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，以新的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)工業(yè)節(jié)能、減排的生產(chǎn)要求，并有效減少生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣、廢氣物質(zhì)，完善現(xiàn)代化煤炭氣化生產(chǎn)在使用工藝技術(shù)上的環(huán)境友好能力。在現(xiàn)代煤炭氣化生產(chǎn)工藝中，采取減排節(jié)能技術(shù)能夠幫助相關(guān)企業(yè)優(yōu)化自身的資源配置，達(dá)到減少能源浪費(fèi)的生產(chǎn)目的。大力推進(jìn)減排節(jié)能在實(shí)際中的應(yīng)用，促進(jìn)煤炭氣化生產(chǎn)企業(yè)的綠色環(huán)保生產(chǎn)和企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

1煤炭氣化生產(chǎn)工藝概述

在現(xiàn)代化煤炭氣化生產(chǎn)工藝過(guò)程中，由于生產(chǎn)技術(shù)的制約，導(dǎo)致反應(yīng)物無(wú)法進(jìn)行百分百的充分化學(xué)轉(zhuǎn)化，必然會(huì)在生成目標(biāo)產(chǎn)物的同時(shí)不斷向反應(yīng)體系外排出二氧化碳等溫室氣體［1］。在利用煤炭氣化工藝的生產(chǎn)中，利用煤炭的液化和氣化反應(yīng)生產(chǎn)烯烴;利用煤炭的氣化反應(yīng)生產(chǎn)甲醇;對(duì)大量二氧化碳?xì)怏w的回收與處理;尤其是對(duì)組成成分相對(duì)復(fù)雜的混合氣體回收凈化工作，以及煤炭氣化中的甲醇類(lèi)參與的副反應(yīng);等等。均使溫室氣體的排放問(wèn)題變得更加嚴(yán)重。在煤炭氣化過(guò)程形成的氣體排放物中，氫氣和一氧化碳在總氣體的占比中較大。一氧化碳?xì)怏w還可以通過(guò)其它化學(xué)工藝生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)出水煤氣并進(jìn)一步發(fā)生轉(zhuǎn)換，變?yōu)閷?duì)人體無(wú)毒害性的二氧化碳?xì)怏w。二氧化碳?xì)怏w隨之被排入到大氣中，這是導(dǎo)致煤炭氣化反應(yīng)過(guò)程中真正造成資源浪費(fèi)的主要部分［2］。除此之外，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，煤炭進(jìn)行液化反應(yīng)的化工工藝主要把反應(yīng)物煤炭放置在高溫、高壓的極限反應(yīng)環(huán)境里，然后向反應(yīng)體系中加入氫氣，讓兩者接觸并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終將煤炭從固態(tài)轉(zhuǎn)化成液態(tài)，以獲得支撐人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)所需要的煤油原料。如果在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)通入的氫氣含量太高時(shí)，在氧氣的作用下會(huì)生成大量的水，致使二氧化碳的產(chǎn)生有所降低;當(dāng)通入的氫氣含量太少時(shí)，在氧氣的作用下則會(huì)因?yàn)榉磻?yīng)不夠充分，致使一氧化碳生成量偏高，則會(huì)對(duì)操作人員的生命安全造成威脅。

2煤炭氣化工藝的節(jié)能減排問(wèn)題

對(duì)部分煤炭氣化企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)研究后發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代化工業(yè)煤炭氣化工藝生產(chǎn)過(guò)程中，主要存在三個(gè)方面的問(wèn)題。第一個(gè)問(wèn)題，煤炭氣化設(shè)備的設(shè)計(jì)問(wèn)題。部分企業(yè)，為了降低成本，通常會(huì)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的工業(yè)廢水采取不充分處理的做法，根本無(wú)法滿(mǎn)足新時(shí)代社會(huì)主義發(fā)展對(duì)企業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)中相關(guān)的環(huán)保要求［3］。盡管有一部分企業(yè)采購(gòu)了專(zhuān)項(xiàng)工業(yè)廢水處理設(shè)備，設(shè)備投入生產(chǎn)后，隨之也會(huì)不斷出現(xiàn)各種各樣的運(yùn)作問(wèn)題。主要是因?yàn)樵谠O(shè)備的原設(shè)計(jì)規(guī)劃中，針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)廢水的處理能力規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)真實(shí)生產(chǎn)而言較低。而煤炭氣化在工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中往往產(chǎn)生相當(dāng)多的、組成成分非常復(fù)雜的污水。廢水無(wú)法達(dá)到妥善處理的技術(shù)要求，更無(wú)法在生產(chǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)污水的迅速處理，最終導(dǎo)致工業(yè)化生產(chǎn)廢水的排放無(wú)法達(dá)到國(guó)家要求的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。第二個(gè)問(wèn)題，煤炭氣化反應(yīng)設(shè)備在運(yùn)行水處理環(huán)節(jié)所引發(fā)的固相廢棄物含量總體占比較高的問(wèn)題。主要是因?yàn)榕旁鼤r(shí)渣的大量堆積而造成的。對(duì)這部分廢水進(jìn)行取樣實(shí)驗(yàn)后，經(jīng)過(guò)化學(xué)分析得出其中固相物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到總量的2%左右。如果工廠(chǎng)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)某些環(huán)節(jié)的操作控制不當(dāng)，廢水中固相待處理的質(zhì)量分?jǐn)?shù)甚至達(dá)到10%左右。在除渣處理的過(guò)程中，已經(jīng)生成灰水碳酸離子、二價(jià)鈣離子、二價(jià)鎂離子等物質(zhì)之間，也會(huì)進(jìn)行二次化學(xué)反應(yīng)，最終生成碳酸鎂和碳酸鈣等沉淀物。這些沉淀物大量堆積在煤氣管線(xiàn)中，很容易形成垢，垢在管線(xiàn)中的不斷增加，會(huì)導(dǎo)致堵塞煤氣管線(xiàn)的嚴(yán)重后果［4］。不僅如此，沉淀物還對(duì)管道造成堵塞，對(duì)管道和閥門(mén)產(chǎn)生磨損，會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)體系中的水處理效果產(chǎn)生影響。隨著煤炭氣化工作的不斷進(jìn)行，會(huì)有更多處理不充分的污水及其內(nèi)部包含的污染性雜質(zhì)被一起排放到工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)外。這些高污染性的工業(yè)生產(chǎn)污水，會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境造成范圍廣、程度深的污染和人文影響。第三個(gè)問(wèn)題，濕洗、排渣等工藝環(huán)節(jié)中使用的偏堿性水的后續(xù)處理問(wèn)題。在化工工藝生產(chǎn)流程中，常常會(huì)向含有目標(biāo)清理物的水中加入鹽酸等物質(zhì)使整體水性變成中性。在這一過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)管道腐蝕或泄露等問(wèn)題，也會(huì)對(duì)化工生產(chǎn)造成安全隱患。甚至，當(dāng)酸或堿類(lèi)物質(zhì)的使用劑量遠(yuǎn)超過(guò)目標(biāo)清理物的化學(xué)含量時(shí)，還會(huì)造成水質(zhì)的偏酸性或偏堿性。若排放到周邊環(huán)境后，會(huì)對(duì)土壤、水質(zhì)等產(chǎn)生更大的影響。

3煤炭氣化節(jié)能減排問(wèn)題的改進(jìn)

3.1火炬對(duì)介質(zhì)伴燒技術(shù)

在介質(zhì)伴燒處理環(huán)節(jié)上，對(duì)使用介質(zhì)的類(lèi)型，應(yīng)建立更廣泛和系統(tǒng)性的管理數(shù)據(jù)庫(kù)，以供企業(yè)內(nèi)部調(diào)度。主要是因?yàn)榻橘|(zhì)物質(zhì)也會(huì)參與到化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，一方面影響著整個(gè)反應(yīng)體系的分步反應(yīng)，對(duì)整個(gè)反應(yīng)的進(jìn)行和原料消耗有極大影響;另一方面也對(duì)整個(gè)工藝生產(chǎn)的能量利用率有極大的影響。高效率的化學(xué)反應(yīng)和能源的充分利用，能夠節(jié)約投入成本，并且樹(shù)立更好的企業(yè)社會(huì)形象，也能為企業(yè)帶來(lái)諸多隱性的便利。當(dāng)前，在該技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)踐生產(chǎn)應(yīng)用中，技術(shù)的核心點(diǎn)在于對(duì)煤炭氣化反應(yīng)的綜合利用，以及相關(guān)設(shè)備的更新升級(jí)。通常情況下，是將混合氣體中的烷烴類(lèi)物質(zhì)從回收硫步驟中分離，再借助管線(xiàn)系統(tǒng)將這些分離物輸送到火炬部分進(jìn)行充分燃燒。利用分離出的液化成分充當(dāng)長(zhǎng)明燈的點(diǎn)燃原料，對(duì)整個(gè)燃燒裝置進(jìn)行啟動(dòng)。此處理方法相比于傳統(tǒng)的處理方式有明顯的優(yōu)勢(shì)，充分利用好廢棄物質(zhì)，降低了能源的消耗，為企業(yè)節(jié)省了更多成本。

3.2循環(huán)洗滌水處理的技術(shù)

現(xiàn)代化工業(yè)煤炭氣化生產(chǎn)工藝使用的主要原料是煤炭，大部分煤炭中都是含有固體硫。針對(duì)這種情況，需引入循環(huán)洗滌水技術(shù)對(duì)反應(yīng)的煤進(jìn)行凈化處理后才能投入生產(chǎn)使用，這一步驟的有效實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)手段。3.2.1循環(huán)水中懸浮物控制在首次對(duì)反應(yīng)體系中的循環(huán)水進(jìn)行處理時(shí)，第一步要向反應(yīng)體系內(nèi)加入火堿，使發(fā)生充分的中和反應(yīng)，將鹽分控制在130kg/m3左右。處理后的循環(huán)水具有很強(qiáng)的腐蝕性，這導(dǎo)致了操作危險(xiǎn)性。因此，本文提出一項(xiàng)新技術(shù)以處理這一難題。即引入陰離子聚丙烯絮凝劑，加入廢棄循環(huán)水中進(jìn)行循環(huán)水凈化處理。經(jīng)實(shí)踐生產(chǎn)與嚴(yán)格監(jiān)測(cè)分析后，整個(gè)生產(chǎn)工藝沒(méi)有任何對(duì)外排放的污水。3.2.2循環(huán)水中硫含量控制控制措施主要有以下兩個(gè)方面:第一，先對(duì)氣水中的脫硫化氫進(jìn)行吹曝處理，再引入相匹配的處理體系進(jìn)行再處理，重點(diǎn)還需注重硫磺的回收問(wèn)題。本方法的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在，無(wú)需利用火堿對(duì)循環(huán)水的酸堿度進(jìn)行調(diào)節(jié)，很大程度上防止鹽過(guò)量的后果出現(xiàn)，還可以有效預(yù)防設(shè)備內(nèi)部腐蝕的問(wèn)題，提高設(shè)備使用率。這一方法可以保證不對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生污染。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，成本的投入略有增長(zhǎng)。第二，減少硫氫組分的吸收步驟，借助pH監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)。假如往循環(huán)水體系中加入燒堿或石灰一類(lèi)堿性物質(zhì)，化學(xué)試劑能夠通過(guò)自身特征反應(yīng)生成硫化物，造成循環(huán)水中的鹽分占比增加，致使反應(yīng)體系中產(chǎn)生的部分硫化氫未處理完全就被排入大氣環(huán)境中。

3.3冷卻器出現(xiàn)積炭的解決技術(shù)

其解決技術(shù)主要如下:1)對(duì)吹灰器進(jìn)行科學(xué)生產(chǎn)需求的改造;2)對(duì)敲擊器頻率進(jìn)行調(diào)整。

4結(jié)語(yǔ)

煤炭氣化廢棄物的高效凈化處理，始終是節(jié)能減排課題研究中的重點(diǎn)問(wèn)題，并且對(duì)企業(yè)自身的長(zhǎng)期戰(zhàn)略和可持續(xù)性發(fā)展也有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。在煤炭氣化中，火炬介質(zhì)伴燒、循環(huán)水洗滌處理、冷卻器合成器減少積灰等現(xiàn)代化處理技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐和研究表明，這些技術(shù)手段在很大程度上有效幫助企業(yè)解決長(zhǎng)期困擾自身發(fā)展的節(jié)能減排問(wèn)題，達(dá)到生成產(chǎn)物的科學(xué)、合理的循環(huán)利用。當(dāng)然，煤炭氣化生產(chǎn)技術(shù)需要以創(chuàng)新優(yōu)化的方式提升節(jié)能減排工作的處理效率，切實(shí)提高工業(yè)生產(chǎn)除灰率，大幅度地降低污水排放，以進(jìn)一步提升自身可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn):

［1］楊志強(qiáng)．煤氣化工藝節(jié)能減排技術(shù)及應(yīng)用探析［J］．石河子科技，2019，243(1):49－50．

［2］梁敬會(huì)，王璇．淺析煤氣化工藝節(jié)能減排技術(shù)及應(yīng)用［J］．化工設(shè)計(jì)通訊，2017，43(8):8．

［3］魏樹(shù)龍．煤氣化工藝節(jié)能減排技術(shù)綜述［J］．化工設(shè)計(jì)通訊，2020(3):24－25．

［4］王海謙，謝雯婕，呂梁．煤氣化工藝節(jié)能減排技術(shù)及應(yīng)用探究［J］．化工管理，2019，537(30):114．

［5］齊晗．煤氣化工藝節(jié)能減排技術(shù)及應(yīng)用［J］．中國(guó)化工貿(mào)易，2019，11(21):161．

作者：劉斌 單位：興安盟烏蘭泰安能源化工有限責(zé)任公司