王珏磊
解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司 云南 开远 661600
摘要：化工行业的发展离不开气化工艺，气化工艺在煤化工生产中占有非常重要的地位，我国煤气化工工艺具有较长时间的发展历程，并取得了一定的成果。对煤化工气化工艺的现状进行研究和分析，探讨现代煤气化工艺的发展特点，对现代工业的发展具有较大的参考价值和研究意义。
关键词：煤化工气；工艺；分析
1前言
水煤浆气化过程中，需要合理控制工艺参数，保证水煤浆气化的效果，制备更多的合成气，满足煤化工生产的需要。分析我国水煤浆气化工艺技术运行的现状，对影响水煤浆气化的因素进行控制，提高水煤浆气化的效率，达到煤化工生产企业的经济性要求。
2 现代煤化工气化工工艺的发展特点
2.1 生产线运行安全稳定
煤化工气化工艺达标标准国内外有不一样的衡量，国外研究表示，汽化炉连续运行100d即为工艺过关，其设定标准具有一定的道理，我国则是通过年运行情况进行衡量，要求年运行时间在8000h内其停车次数不能超过3次，即煤气化停车不影响化工装置全线停车，因此煤化工气化工艺的保证因素是要确保整条生产线安全稳定运行而不只是汽化炉的连续运行天数。
2.2 扩大单炉规模
我国传统的单台气化炉规模在500~2000t/d，气化炉的规模大小都会影响其运行效率。气化炉可分为三类，规模在1000t/d及以下的属于小型气化炉，1500~2000t/d的属于中型气化炉，3000t/d的属于大型气化炉，小型气化炉的年运行时间可以达到8000h以上，中型汽化炉只有部分产品能达到年运行时间达到8000h，大型气化炉目前还在设计过程中。实践证明大的气化炉可以降低企业各项运行费用，但是如果出现停车现象将会给企业带来很大的损失，因此企业在选择气化炉时应综合考虑选择适合本企业的最佳规模值。
2.3 提高汽化炉内运行压力
目前市场上的气化炉只有水煤浆气化炉的运行压力可以高达8.7MPa，其他类型的气化炉运行压力在0.1~8.7MPa。然而在煤化工气化工艺中，合成气需要较高的加工压力，因而提高气化炉的运行压力，可以有效地节省能源。但是在提高气化炉压力的同时，气化炉的内部结构可能会发生变化，污水和气体的排放量也会增加，因此不能盲目地增加气化炉的压力，要根据实际情况，不同工艺选择不同压力值得气化炉。
2.4 气化后结合两种流程
一般情况下，工业使用大规模煤化工装置需要多台气化炉，其作用是气化后的流程所需，通常选择与激冷流程或废锅流程相结合使用。激冷流程所需要的设备比较简单，资金投入少，系统在运行中成本低廉且连贯性强，该流程比较适合全变换系统，因为所产出的合成气中含有很多低能位的水蒸气。废锅流程的运用相对复杂，其对设备的要求比较高，因此系统的运行成本就高，其连贯性能较差，它的特点是产出的气体中含有较少的高能位水蒸气，该项流程比较使用部分变换系统。因而在实际生产中，应有效地将气化后的两种流程相互结合使用，既可以得到合成气中水气比的要求还能获取中压蒸汽，将两种流程的优势进行互补。
3 水煤浆气化工艺概述
以水煤浆为原料的气化工艺技术措施，应用水煤浆气化装置，生产出合成气，进一步加工成为合成氨和甲醇，气化炉的结构简单，方便操作，取得较好的生产效果。煤种的成浆特性，灰的熔融温度都会影响到水煤浆的气化。无烟煤反应活性低，褐煤成浆性能差，不适应水煤浆气化工艺，最适合水煤浆气化的煤种为长焰煤，气煤等。优选水煤浆气化的原料煤，提高成浆的特性，促进水煤浆气化工艺的发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国正在开发的水煤浆气化技术措施，多原料浆气流床的应用，非熔渣--熔渣气流床的研究和应用，四喷嘴气流床的使用，满足水煤浆气化工艺的设计要求，达到水煤浆气化的工艺件。如四喷嘴气化技术的应用，将原始的一个喷嘴的气化炉工艺，升级改造为四喷嘴的结构，原来的一个进料喷嘴位于气化炉的顶部，四个喷嘴在气化炉的中上部，均匀分布，使进料更加均衡，防止气化炉发生偏流的状况，降低水煤浆气化的成本，提高了气化的效率。
4 水煤浆加压气化工艺技术的优化
4.1 对原煤质量的优化
对煤进行加压处理，需要高质量的原煤，采取高效清洁的煤处理技术措施，提高原料煤的适应性。煤中的灰分含量越低，气化的效果越好。要求操作条件下灰在黏度符合设计标准，内水含量低，才能制备合格的水煤浆，为后续的生产工艺提供高效的原料。加压气化工艺技术要求碳的转化率比较高，才能形成稳定的水煤气，满足化工企业生产的需求。提高有效气的效率，降低氧的消耗和煤的消耗，最大限度地发挥水煤浆气化的优势，得到更高的产品收率。水煤浆制造工艺简单，水煤浆储运成本低，方便应用，生产出更多的合成气体，为后续的工序提供原料，是化工企业不可多得的原料。水煤浆气化工艺技术对煤种有一定的适应性，气化工艺技术比较成熟，气化的压力高，合成气的质量后，对环境污染小。
4.2 对气化装置存在的问题进行优化处理
合理解决气化装置存在的问题，不断提高水煤浆气化的效率。通过对气化炉托板砖超温问题的处理，将托板砖进行改造处理，更换托板砖的热电偶，加强水质的管理。解决了托板砖温度过高的问题。为了减少激冷室内件的损坏，对激冷环实施结构改造措施，增加置换水量，及时清洗激冷环，避免损坏内件，延长激冷环的使用寿命，才能提高气化装置的运行效率。解决高温热水器和低温热水器分离效果差的问题，主要对飞灰的分离效果差，因此，需要合理除去飞灰，防止水煤浆中的灰分含量过高，可以从水煤浆的原料煤的处理开始，在形成水煤浆以前，去除其中的灰分，使其满足水煤浆气化工艺的需要。在水煤浆加压气化工艺生产过程中，各种泵机组的损坏，严重影响到气化的效率。灰水循环泵及渣浆泵的叶轮需要优选高强度耐磨的部件，保证在工艺流程中的应用效果。在耐磨的同时保证不破碎，否则会失去泵输的意义。减少高压煤浆泵出口的排量波动次数，优选三柱塞隔膜泵能够解决出口流量波动的问题。对除氧水泵，进行轴向力的平衡方式，减少泵的磨损和振动，才能延长泵机组的使用寿命。对灰水管线进行优化设计，采取防腐绝缘的材料，可以优选陶瓷管，降低腐蚀率，延长管线的使用寿命，降低水煤浆气化工艺的生产加工成本，才能达到生产效益指标。对于水煤浆气化工艺中阀门的优化，由于各个生产加工环节均需要阀门控制，优先合适的阀门制造材料，并增强阀门的启闭特性，保证对每个生产加工环节的控制作用。优选轨道球阀效果比较突出。适当延长阀门的使用寿命，避免水煤浆加压工艺技术中，频繁更换阀门，而增加生产的成本。对气化炉顶部的易损件进行维护和保养，实时检查验收，发现问题，及时进行处理。防止水煤浆加压气化过程中，压力的散失，而增加能量的消耗。加强对气化炉烧嘴的维护，延长烧嘴的使用寿命。实际上在水煤浆加压气化工艺技术中，烧嘴的损坏率最高，将扩口砖的开口变大后，防止窝火的现象出现，减少对烧嘴的侵害，提高了烧嘴的使用效率。
4.3 对水煤浆气化工艺技术的优化
水煤浆加压气化工艺技术措施的优化，经过现场的实践，国产化的程度有所提高。降低了气化装置的购置和维修成本，从设备的角度节约了生产成本。对水煤浆的质量进行控制和管理，优选合适的原煤，对其中的灰分进行处理，减少灰分对气化的不利影响。
优化水煤浆加压气化工艺流程，采取激冷流程，工艺设备最简单，生产出的粗煤气中具有较高的水气比，对合成氨工业生产提供原料。而废锅流程的应用，能够将副产品的蒸汽作为发电的原料使用。废锅激冷流程的应用，可以将一氧化碳部分转化，能够满足甲醇的生产工艺技术的要求。依据化工生产现场的实际情况，优选合适的水煤浆气化工艺流程，通过流程的设计，优选合适的生产设备，不断提高水煤浆气化的效率。
参考文献
[1]潘玉峰,孙向峰,李妨.浅谈煤气化技术的现状及发展趋势[J].云南化工,2017(7):10-12.
论文作者:王珏磊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/18
标签：水煤浆论文; 气化炉论文; 工艺论文; 合成气论文; 流程论文; 工艺技术论文; 煤化工论文; 《防护工程》2018年第12期论文;