我国煤化工气化工艺与设备的关键技术分析

杜若宇

（延长石油碳氢高效利用技术研究中心，陕西西安 710000）

我国是一个人口大国，对于资源能源的需求量也比较高。随着社会经济的高速发展，很多资源能源面临着枯竭。为了实现其可持续发展，就需要各个行业都提高自身的生产工艺与技术，来降低资源能源的消耗力度。煤化工行业在我国已经属于较为重要的产业，不同的煤化工气化技术，有着不同的优点与不足，在其不断扩大和发展的同时，各种类型的工艺流程也在不断地优化，因此企业必须根据实际情况进行创新改革。比如：在实际应用中，就需要做到具体问题具体分析，加大研究力度，投入更多的人力、物力与财力，来改良工艺，优化流程，提高气化技术，在满足社会对天然气资源的需求时，加快相关行业的快速发展。

1 煤化工气化技术简介

1.1 原理

煤化工气化技术，主要是用来进行煤气燃料的生产。通过多种气化方式，能够满足多种行业的生产需求，如电力行业、化工行业等，其价值与作用非常深远。在煤化工气化工艺与设备的研究中，国外的技术与理念相对成熟，也具有代表性。如美国与德国，经过多年的实践与摸索，我国研发出了高效的气化技术。煤化工气化过程，是一个物化反应，其整个过程非常复杂繁琐。主要是水煤浆和氧气进入气化炉后，在高温的环境下，煤炭等材料就会瞬间升温发生反应，进而生成水分、残渣等，最终生成一氧化碳和氢气。

1.2 特点

煤化工气化技术的应用范围比较广，能够适用于各种材料与资源，比如煤炭、沥青等。其进料方法分为干粉与水煤浆两种，每种都有着其独特的价值。使用煤化工气化技术，不仅可以提高生产效率，保障生产安全，还具有操作简单、灵活，可达到节能环保的目的。在气化中，经过高温的作用，还可以降低产物的有害物质，只需经过简单的处理，就可以进行排放，保护了生态环境。

然而，不同的气化技术有着不同的优势与缺点，因此也有着相应的劣势。比如整个气化过程必须在高温的环境下，因此，炉膛内部就会长期受到高温的侵蚀，导致使用时间较短，需要定期进行检修更换，增加了成本。再加上多喷嘴对置式水煤浆气化技术的喷嘴属于消耗物品，需要经常更换。其寿命在两个月左右，增加了维护成本。此外，水煤浆的含量还必须得到有效控制，否则就会出现材料与资源浪费严重的现象，对大气污染的力度也比较大。每一种技术都有着其优势与不足，在实际应用中，必须做到具体问题具体分析，加大研发与投入力度，才能加快更新改革的速度，推动煤化工行业的高速发展。

2 关键技术分析

2.1 水煤浆加压气化

水煤浆加压气化技术可以细化为以下两种：第一，德士古水煤浆气化技术。最初的气化技术为对渣油部分进行氧化，随着科学技术的发展，在该技术的基础上，美国的著名科学家研发出了水煤浆气化技术。水煤浆气化技术，使用的主要原材料为水煤浆，通过将其质量与分子数量进行有效的控制，依据相应的标准，借助气流床的作用，实现气化工艺。与此同时，能够在高温的环境下，将水煤气与氧气进行转化，使其成为合成气排出。这种方法，可以通过气化压力的适当提升，来实现节能减排的目的。现阶段，这种技术，平均每天的煤炭等资源的消耗量在2 000t左右，在气化的过程中，降低了对大气与生态环境的污染，还节约了更多的资源能源。根据气化生产工序与产品设备的不同，还可以将其工艺流程进行细化，能够根据煤化工厂的实际需求，进行自动转化，提高各项资源的利用效率。第二，多喷嘴对置式水煤浆气化技术。在德士古水煤浆气化技术出现与运用之后，科研人员还在不断前进，力争研发出更加高效与环保的工艺技术，来加快煤化工行业的高速发展。通过不断的研究，终于研发出了该项技术，可谓是一个大的突破与创新，并且得到了广泛应用。该项技术是由我国科研人员共同研究的成果，同时也获得了国家相关部门的审批，批量的投入到了生产中。相比于水煤浆气化技术，该项技术不仅操作更加便捷、简单与灵活，还优化了工艺，降低了煤炭的消耗量，更加环保节能。

2.2 干粉煤加压气化

干粉煤加压气化技术，也可以细化为两种：第一，壳牌干粉煤加压气化。该技术是借助立式圆筒炉膛，并且在周围安装沸水冷却管，然后在内壁上层铺设耐热土层。粉煤在气化中，产生的气体会凝结在内壁上层，然后顺着内壁流下来，就可以实现冷却与环保。然而在实际应用中，还需要做好防腐工作，来提高设备的使用效率。此外，在炉膛周围，可以进行集气管、输水管、排水管的安装，然后与冷却管形成一个内循环体系，降低故障出现的概率。第二，GSP干粉煤加压气化。该技术是由德国的科学家研究而成，并且投入到实际使用中。该技术的进料方式分为液体与干粉煤两种方式。在气化炉的周围，通过冷却管的安装，就可以保障气化工艺的 有效进行，实现煤炭等资源的充分利用。在实际工艺中，对于粉煤的颗粒大小要求不是非常严格，其转化率也比较高。不仅拥有着较为便捷灵活的操作方法，还可以延长使用寿命。

3 控制要点

3.1 优化安装流程

在煤化工气化工艺与设备安装中，必须遵循相应的流程、原则与标准，才能充提高工艺精度，发挥设备价值。优化安装流程，就成为了重要的一个步骤。首先，安装人员应严格遵循行业标准与规范，然后参照设备说明书，遵循由内到外、由小到大的原则，展开有计划的安装施工，才能缩短安装时间，降低施工成本，提高设备的质量。其次，作为安装人员，必须与设计人员、施工人员展开定期的交流互动，并且积极主动参与到教育培训中，强化自身的综合实力，保障安装工作的有序进行。最后，对于大型设备的安装，还要借助相应的仪器设备，做好场地布局。在地面构件的表面，还要进行防腐、防潮等材料的涂抹，对于其他设备的表面，还要进行防触电、防火层处理，来保障后期的使用安全。

3.2 注重矫正偏差

只有严格遵循相应的安装流程与标准，注重设备的矫正偏差，才能提高工艺的精度。首先，在安装中，需要及时寻找构件中的尺寸偏差，然后分析原因，进行矫正。其次，采用合理的矫正方法。可以采用钢板拼接的方法，来进行矫正，直到符合实际要求。最后，必须遵循相应的标准，进行尺寸的核实对比，还要借助精准的、专业的仪器设备。

4 结语

综上所述，煤化工产业采用一定的化工工艺将煤炭资源转化成其他资源，其气化工艺与设备的关键技术为水煤浆加压气化与干粉煤加压气化，不同的进料方式，又可以细化为很多种工艺技术。在实际应用中，可以根据实际需求，进行合理运用。此外，在设备的安装中，还要优化安装流程，注重矫正偏差，这样才能提高设备的使用寿命与生产效率，提升煤化工气化生产的质量以及效率，减少煤炭燃烧造成的环境问题，保障气化工艺的有效进行，从而推进我国煤化工气化行业的发展进程。