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煤氣化工藝清潔生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)論文
煤氣化工藝清潔生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)
摘要：目前，在我國的能源結(jié)構(gòu)組成中，以煤炭為燃料的火力發(fā)電依舊占有極大比例，僅僅依靠燃燒對煤炭的利用率極低，這無疑是對煤炭資源的極大浪費，引發(fā)了業(yè)界廣泛的對提高煤炭利用率的研究與探討。在此背景下，煤氣化工藝逐漸走向成熟，開始大范圍推廣普及。對目前常見煤氣化工藝進(jìn)行了簡要的概述，并分析了煤氣化工藝過程中的清潔生產(chǎn)以及環(huán)境保護(hù)措施。
關(guān)鍵詞：環(huán)境保護(hù)；煤氣化工藝；清潔生產(chǎn)；分析
1前言
伴隨著我國社會生產(chǎn)力的不斷提升，以往因過于關(guān)注工業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展而忽視環(huán)境保護(hù)所形成的粗獷發(fā)展模式，使得我國生態(tài)環(huán)境遭受了嚴(yán)重的破壞，嚴(yán)重危及我國人民的身體健康。環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)峻讓人們心中的環(huán)保意識逐漸深化。在新形勢下，一種新型對煤的利用方式–煤氣化工藝，迅速的發(fā)展起來并得到廣泛的普及應(yīng)用。在煤氣化過程中，憑借煤和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量足以為氣化反應(yīng)供能，燃燒部分煤炭獲得熱量并集聚在氣化爐中，通入水蒸氣進(jìn)行分解反應(yīng)，與煤炭不完全氧化并生成含有大量氫氣、一氧化碳的合成氣體，達(dá)到煤氣化反應(yīng)目的。
2煤氣化工藝介紹
2.1固定床氣化
通常，固定床氣化的操作溫度為800~1000℃，操作壓力最高可達(dá)4MPa，常以直徑在6~50mm的煤粒作為氣化原料。固定床的氣化爐內(nèi)氣體流速緩慢，煤粒在爐內(nèi)的停留時間最長可達(dá)1.5h，在氣化過程中趨于靜止。固定床氣化對煤種活性、灰熔點及熱穩(wěn)定性要求相對較高且爐型較小、氣化能力較弱，主要針對于以褐煤及次煙煤為原料產(chǎn)生以甲烷為主的合成氣。
2.2流化床氣化
通常，流化床氣化工藝的操作溫度為800~1000℃，操作壓力從常壓到2.5MPa，常采用6mm左右的煤粒作為氣化原料。流化床氣化工藝的爐內(nèi)溫度分布十分均勻且氣化介質(zhì)流速較快，煤粒在氣化過程中停留數(shù)分鐘并始終處于懸浮狀態(tài)，氣化介質(zhì)之間保持相對運動狀態(tài)。流化床氣化工藝對原料煤種的活性、灰熔點要求相對較高。其代表工藝有常壓溫克勒爐、HTW、KRW等工藝。
2.3氣流床氣化
氣流床工藝是煤氣化工業(yè)中最為重要的工藝之一，氣流床氣化的操作溫度為1300~1700℃，操作壓力從最高可達(dá)6.5MPa，爐內(nèi)氣體流速極大使得煤粒在固定床氣化過程中與氣流呈同向運動，且全過程僅在爐內(nèi)停留數(shù)秒鐘。氣流床氣化工藝對煤種不高，有很強(qiáng)的適應(yīng)性。其最典型的代表工藝即為殼牌粉煤氣化工藝與德士古水煤漿氣化工藝：德士古公司在利用天然氣及重油、渣油為原料進(jìn)行合成氣的生產(chǎn)的基礎(chǔ)上研發(fā)出了水煤漿氣化技術(shù)。水煤漿氣化工藝采用濃度60%左右的水煤漿為原料，除褐煤不能作為原料外還要求煤中灰分含量要求不超過20%，產(chǎn)生的合成氣中有效成分含量可達(dá)80%以上；殼牌公司在渣油氣化技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)出了一種先進(jìn)的、獨具特色的潔凈煤氣化技術(shù)。
3煤氣化工藝清潔生產(chǎn)
3.1灰水系統(tǒng)
在氣流床氣化工藝的生產(chǎn)過程中，灰水系統(tǒng)蒸汽是其主要廢氣來源。在生產(chǎn)中采用汽提塔提升的方式在進(jìn)行工段轉(zhuǎn)換的同時灰水系統(tǒng)的蒸汽進(jìn)行進(jìn)一步的收集處理。
3.2加壓固定床魯奇爐廢氣
加壓固定床魯奇爐氣化過程中所產(chǎn)生的廢氣包含有很多有毒有害的有機(jī)物，焦油含量較高，且含有氨、氰等有害物質(zhì)。在對這些污染物質(zhì)進(jìn)行處理時，目前通常采用辦法是通過對廢氣中的酚、氨等物質(zhì)進(jìn)行回收，加之汽水分離的方式將焦油、氰等有害物質(zhì)進(jìn)行分離，將其作為冷卻水的一部分并最終輸送到污水處理站進(jìn)行處理。
3.3固定床氣化工藝廢氣處理
固定床氣化工藝中存在大量的廢氣排放，其主要是煤氣水處理汽提氣、煤氣水分離膨脹氣、及一些泄壓排氣等。對于固定床氣化廢氣，普遍采用氮氣吹出及氣柜收集的方法進(jìn)行有效處理。
4環(huán)境保護(hù)分析
我國煤炭資源儲量豐富，必將繼續(xù)長期作為我國工業(yè)及電力行業(yè)的主要原料來源。對于煤化工造成的環(huán)境污染，僅僅依靠治理措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，是治標(biāo)不治本的權(quán)宜之計。最主要的策略還是對煤炭產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，以先進(jìn)的技術(shù)為動力促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與結(jié)構(gòu)調(diào)整。同時，應(yīng)提高煤氣化工藝對原料的適應(yīng)性，使其能良好的適用于高水、高硫等品質(zhì)較差的煤種，解決品質(zhì)差煤炭的利用難題。提高煤氣化利用率，可以有效減少煤化工過程中對煤炭資源的消耗，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)的同時降低企業(yè)的生產(chǎn)運營成本。
5結(jié)束語
對于煤氣化造成的環(huán)境污染，除了制定相關(guān)治理措施外，最重要的還是對煤炭產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，以先進(jìn)的技術(shù)為動力促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與結(jié)構(gòu)調(diào)整。對現(xiàn)有的三種煤氣化工藝進(jìn)行升級改進(jìn)，實現(xiàn)煤氣化工藝的清潔生產(chǎn)，助力我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。
參考文獻(xiàn)
[1]郭森，周學(xué)雙，杜嘯巖.煤氣化工藝清潔生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)分析[J].煤化工，2008，（06）：13-16.
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