煤化工气化工艺技术的选择

煤化工气化工艺技术的选择
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。

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.。