摘要：作为我国目前的重要能源之一，煤炭对经济建设和未来发展具有重大影响。随着煤炭资源的过度利用，煤炭专业的科学家的研究重点转移到了如何提高碳的利用率与促进煤炭资源的可持续发展的方面。近年来，通过研究发现，煤炭气化技术可以有效地节约能源。在本文中，我们将分析一些我国常用的煤炭气化技术及其应用，然后再分析煤气化技术的适应性。
关键词：煤炭气化；应用；热点问题
引言
随着中国经济建设的快速发展与国民环境保护意识的增强，与此同时，油气资源也在积极开发，中国对环境保护工作提出了更高的要求。从调查数据来看，我国燃气锅炉的使用逐年增加，一些大中型城市为了“保护蓝天”，正在采取措施来淘汰燃煤锅炉。为了满足生产和生计需求，许多单位使用区域集中供热与安装天然气锅炉。然而，从最近的使用情况可知，安装天然气锅炉的用户单元使用成本高昂，给用户带来了沉重的经济负担。因此，行业正在面临着进退两难的困境。
1、煤炭气化技术的种类及其应用
1.1、固定床气化技术
它主要包括常压固定床气化和加压固定床气化。典型的炉子是两级炉和水煤气炉。常压固定床气化技术主要用于中小规模的化肥厂，该类厂占中国合成氨产量的一多半。但是，合成氨也是影响项目安全性的不良因素。它削弱了设备的机械性能。由于新的煤炭气化技术的不断发展，这种类型的熔炉被发展改革委员会列为非鼓励性技术。固定床气化技术在大气压下的未来发展应朝着减少污染的方向前进，不断提高自身的使用效率。与现有的技术相比，加压气化技术具有非常多的应用效果。它具有气化效率高的优点，并且可以使用灰分较高的煤。因此，加压固定床气化技术被广泛用于生产大型煤化工制造业、化学药品和其他基础油类制造业。
1.2、气流床气化技术
气流床气化技术具有很高的气化强度，可以气化各种类型的煤。从一些工程案例我们可以得知，这项技术可以直接将焦炭进行气化。它具有较高的生产效率，与近乎百分之百的碳转化率，有效气体的含量也很高。底层气化的主要方法有两种：煤浆供应和干粉供应。水煤浆供应技术是气流床技术中较为成熟的加压气化技术。然而，该技术的发展使得炉中煤水悬浮液的浓度得到了提高，同时也提高了耐火砖的利用率并很大程度上节省了投资成本。干粉原料气化技术已经在国外使用了很多年，现在该技术的主要作用机理是通过将褐煤气化来合成甲醇。但是，气化炉在正式投入运行后，干粉气化技术这项技术仍存在很多争议。当前的问题停留在是否使用废锅或其他冷却工艺来冷却气体。同时，可以通过循环冷气，废料盘，陶瓷集尘器，水冷却过程来完成。如今，在我国应用这项气流床气化技术的气化炉已得到广泛使用，并获得了一致好评。
1.3、大气流化床
国外流化床气化技术已经得到了广泛的应用。近年来，在中国最好的应用是衍生自朝鲜的气化炉。当前，主要是使用了例如灰熔聚的气化技术。主要用于生产可燃气体和合成氨。因为有许多类型的流化床煤都适合使用流化床气化，例如褐煤和高反应性次烟煤，所以它对于含水量低于百分之十的煤灰不是特别敏感。它适合于混合煤的气化，可以使用生物质或废物作为原料。因此，该技术可用于中小型煤化工厂，在生物质气化与废物处理的领域内是一个新的突破点。
该技术的缺点主要是需要提高气化效率和碳转化率。目前可以使用锅炉软化粉煤灰和炉渣，以此来提高碳转化率。另外，当前阶段的除尘和水洗工艺仍需要进行改进[1]。
2、煤炭气化技术的适应性
气化技术对煤类型有特定要求，并且在所有类型的煤都被气化后不能提供经济利益。煤气化和分级气化可用于提高气化技术对煤类型的适应性。在混合煤时，可以通过将其他类型的煤添加到原始类型的煤中来调整煤的化学性质。分段气化是煤气化过程中各种能源的再利用。例如，通过夹带床气化方法，排出的灰分和碳渣可在其他区域再利用。
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2.1、高灰分高硫煤
在我国，当干粉煤灰的含量达到约五分之一时，通常会使用气流床气化技术。如果灰度等级太高，气化的能耗将增加，这也与节省能源和保护环境的目的背道而驰。因此，当使用高灰分高硫煤作为气化原料时，可以采用固定床流化的气化方法，该技术虽然可以应用于高灰分的煤，但是考虑其气化过程的节能问题仍然是必要的。因此，在气化之前必须除去灰分和硫含量相对较高的煤。另外一种有效的方法是与其他类型的煤炭混合，以降低煤炭的灰分含量。但是也要提防在燃烧过程中会产生硫化氢气体与会腐蚀设备的高硫煤。因此，如果不在气化前脱硫无疑会增加成本[2]。
2.2、褐煤
与其他类型的煤炭相比，褐煤的水分含量高，所以难以有效地对褐煤进行利用，甚至其利用率往往只能能达到一半左右。为了使得褐煤水分的问题得到有效解决，首先必须确保为褐煤的干燥环节提供大量的能量。之后，有必要考虑褐煤干燥的工艺步骤。另外，由于褐煤具有很高的挥发性，在褐煤的干燥，破碎和粉碎过程中容易被点燃和发生爆炸现象，这也引起了人们对其合理使用的极大关注。
2.3、煤气化
当前，配煤主要用于炼焦和动力配煤，但是配煤的目的是确定人炉煤的物理和煤更适合于相应的气化炉。首先是调整化学性质。当前，煤炭掺混物中有几个热点。适当浓度的碳水悬浮液。例如，我国某国有企业多年来一直使用三到四种煤炭混合物。另外，可以通过掺混煤来提高碳煤的浓度。其次，在供应干煤（粉）时，通常使用两到三种混合煤来作为荷兰气化炉的原料。在流化床气化炉中，使用混煤也是一种可行的方案。最后，调整混煤灰分或降低煤灰的熔化温度。一些煤炭公司认为，他们只能使用自产煤炭，实际上，只使用高灰分煤或使用高灰分煤与另一种低灰分混合在一起的煤都是可行的。通过调整灰分中酸碱成分的比例，可以降低灰分含量并降低灰分的熔点，这种效果可能比仅添加助熔剂更好[3]。
2.4、高温熔融性温度煤
在我国，例如河南，贵州等地区大量生产高温熔融性温度煤。这种煤的粘度不是很好，因此常用于固定床流化气化以减少煤中的含灰量。当使用气流床气化时，就不能将这种煤用作气化的原料。但是，如果使用水煤浆气化，则可以使用这种煤。使用过程中需要将温度应控制在合理温度标准以下。在使用水冷壁技术的情况下，通过添加溶剂以降低这种煤灰的熔点，虽然温度可以达到要求，但这种做法是不经济的。
结束语
目前，根据我国国家环保政策的指示，已经有很多单位安装了燃油气锅炉，但是，其运行费用仍居高不下。根据以上分析我们可以得知，在条件具备的地方，煤炭气化炉是取代燃油锅炉、燃气锅炉和燃煤锅炉燃烧设备的最佳设备。将煤炭气化技术与锅炉结合，可以达到保护环境，节约能源，降低运行费用的作用。不仅可以获得较好的经济效益，同时也可以获得良好的社会效益，是值得大力推广的一项技术，并且将现有的燃油气锅炉改造为煤炭气化锅炉，也取得了实用性技术效果，与可持续发展的理念相同，最终的效益也相当可观[4]。
参考文献：
[1]孟晓光.煤气化技术发展趋势[J].煤炭加工与综合利用，2019（04）：52-53+56.
[2]马玉霞.大型煤气化技术在我国的应用现状及发展趋势[J].氮肥与合成气，2019，47（03）：1-3.
[3]王凯.煤炭气化发展及应用中的热点问题研究[J].化工设计通讯，2018，44（10）：13.
[4]赵枢娟.煤炭清洁利用发展模式与科技需求[J].能源与节能，2018（09）：93-94+96.
作者简介：
宋闯（1988.08.24~）性别：男 民族：汉族 籍贯：河南省许昌市 学历：大专 单位：神华新疆化工有限公司
论文作者:宋闯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/14
标签：技术论文; 煤炭论文; 灰分论文; 褐煤论文; 锅炉论文; 煤灰论文; 类型论文; 《基层建设》2019年第28期论文;