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煤气化工艺节能减排技术及应用探析

发表时间：2021/6/10 来源：《探索科学》2021年4月作者：王海丽

[导读] 随着社会经济的飞速发展，煤气化工业作为重要的能源供应方，得到了较为快速的发。煤气化工艺中，造气工艺流程极为重要，一方面能够制造及释放煤气化能源，另一方面也伴随有大量的制热及换热能源损耗或浪费。煤气化工艺节能减排应针对效率较为低下落后的设备及工艺进行改进，通过提高水的使用效率及吹风气二次回收，达到预期蒸汽发电效果。

新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市新市兖矿新疆煤化工有限公司王海丽 830000

摘要：随着社会经济的飞速发展，煤气化工业作为重要的能源供应方，得到了较为快速的发。煤气化工艺中，造气工艺流程极为重要，一方面能够制造及释放煤气化能源，另一方面也伴随有大量的制热及换热能源损耗或浪费。煤气化工艺节能减排应针对效率较为低下落后的设备及工艺进行改进，通过提高水的使用效率及吹风气二次回收，达到预期蒸汽发电效果。
关键词：煤气化工艺；节能减排技术；应用
        引言
        煤气能源也在环境保护内容中，煤气化工艺节能减排技术的应用改善了煤气化工艺直接排放废气、废渣等情况，增加了煤气化工艺的环保属性，让人们对煤气化工艺更加放心。节能减排在煤气化工艺中的应用为煤气化工艺节约了资源，降低了煤气化工艺的消耗。这种应用推动了煤气化工艺向好发展，改善了煤气化工艺在人们心中的形象。
        1煤气化装置的节能环保现状
        工业和信息化部发布的《先进煤气化节能技术推广实施方案》，和最近几年国内煤化工生产原料的结构性调整促使我国先进煤气化技术的应用，粉煤加压气化、新型水煤浆气化技术得到了快速的发展。在煤气化工艺的应用发展的初期凸显了国内部分投运煤气化工艺装置不达标，煤气化原料消耗和污染物排放总量大且不合理，相关节能环保研究工作开展较少等问题。
        2煤气化工艺面临的节能减排问题
        通过研究可以发现，煤气化装置设计中存在着突出的问题，为减少成本费用，通常导致废水预处理能力不能满足既定要求，使得后期投产当中系统的稳定性较差，经常会发生设备故障，由于废水预处理系统原设计能力较低，煤气化当中形成的许多废水、污水无法被迅速、妥善地处理掉，导致排到环境中的废水不达标。不仅如此，煤气化装置初步水处理系统的装置存在固相含量高问题，主要是由于排渣系形成的渣水引起，研究指出，其中的固相含量大约为2%，要是不控制好煤管线，这一参数的数值甚至会达到10%。除渣系统中的二价钙离子、二价镁离子与灰水中的碳酸根离子会发生化学反应，最后得到碳酸钙、碳酸镁等沉淀物质，这些化学物质的形成容易使灰浆汽提塔结垢，使其被堵塞，还会对阀门、管道等造成磨损，影响到初步水处理系统发挥作用，随着生产的推进，就会有更多的污水产生并被就地排放，严重污染生态环境。另外，针对排渣系统、湿洗系统来水的偏碱性这一问题，煤气化生产中一般会采取中和的方法，在其中添加盐酸，然后，这种方式随之会导致管道面临着腐蚀、泄漏的风险，也会造成一定的环保隐患。
        3煤气化工节能减排技术
        3.1火炬系统伴烧介质的解决技术
        火炬系统伴烧介质的选择直接影响煤气化工艺能量的利用效率。目前发展的一种技术是发挥煤化工装置系统本身的潜能，从硫回收装置的液化气管线中引出一股甲醇合成尾气，通过管线疏松至火炬燃料气系统。在装置开始运转过程中采用液化气进行点燃常明灯，当系统正常温度运转一段时间后开始采用弛放气进行常明灯的点燃。该技术有效的循环利用了煤气化工艺自身的产物，极大地减少了原材料的使用，降低了消耗量，充分利用了有效能量，从效果上来看，节能效果十分明显，解决了火炬系统中的系列问题。

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        3.2煤气炉洗涤循环水减排技术
        3.2.1循环水悬浮物的控制
        通常情况下，对于一期循环水来说，在处理过程中，首先通过烧碱进行中和，最后其含盐量往往保持在130kg/m3，腐蚀增强，不容易沉淀其中的悬浮物。为进一步改善水质，今后迫切需要加强这方面的探讨，选择新的方法来进行控制。当前的工艺之中，使用气巴精化1011阴离子型聚丙烯酰胺（MW是1000万）絮凝剂进行处理，通过一系列的试验我们可以得知，相对于聚合氯化铝絮凝剂来说，其在去除悬浮物上具有相对较高的效率，投药量明显降低。然而，在公司的具体的工艺之中，因煤质存在着一定的区别，循环水量高低存在着差异，采用它以后，搅拌均匀性存在不同，上述原因导致控制过程中存在着偏离，再就是絮凝剂费用与部分循环水去除作用相对较差等问题，在部分公司中的适应性存在着一定的差异。所以，各家公司在实际生产当中，需要考虑到自身的生产实际，研究出相应的絮凝剂。通过这种方法既可以降低污水排放，还能减少生产成本。通过聚合氯化铝絮凝剂、石灰或烧碱等对循环水进行处理的过程中，具有诸多弊端。在保持原有的工艺条件下，为明显改善控制效果，最大限度地减少悬浮物，新添了一座微涡流塔板澄清器，将其布设于循环水工艺线路之中，可以改善冷却塔填料的堵塞现象，为造气污水治理选择淋水密度较大的高效填料做好了铺垫，最终能够降低半水煤气温度，改善水的重复利用率（超过百分之九十九）。具体步骤如下所示：从造气洗气塔下方流出的热水到达平流沉淀池，多数煤灰在这里沉淀，在此基础上，通过热水泵把它和絮凝剂都输送至微旋涡斜管沉降池，含细小煤尘污水在这里分离，清水自流入凉水塔冷却，循环使用，整个过程并不排出废水。这一个项目总成本为200万元人民币，一期循环水量为1200m3/h，投入运行以后造气洗涤水加一定的聚合氯化铝絮凝剂之后，出口水中悬浮物＜50mg/L，提高了冷却效果，并且一次置换水用量明显降低。因此，降低了排污成本和用水量，实现了良好的社会与经济效益。
        3.2.2循环水硫化物含量的控制
        主要存在以下两个方法：首先，曝气吹脱洗涤水脱硫化氢，在此基础上，处理吹脱气，将其中的硫磺回收，这种方法优势如下所示：无须加入大量碱来调pH值，这样就不会导致盐量增减，可以长时间之内运转，不能造成腐蚀循环水设施的问题，并且还避免了对大气造成污染，然而，成本将有所提高。其次，调节循环水的pH值，降低HS的吸收。具体来说，能够通过石灰或者烧碱来进行调节。采用烧碱具有一定的弊端，将会形成硫化物，产生溶解盐类不断增加，导致许多HS释放到环境中，对大气造成污染。而采用石灰水进行调节时，表现出的优势是没有盐类累积问题，不足之处是可能会导致系统结垢。在洗涤水进入循环水设施入口处，水温相对偏高，所以最好是通过石灰来调节洗涤水pH值，通过不间断加入的方法对循环水pH值进行调节。
        3.3合成气冷却器积灰问题的解决技术
        研究通过发展了合成气冷却器的积灰问题的两种解决方式：（1）对吹灰器进行改造，（2）改变敲击器敲击频率。积灰主要存在于过热器顶部的吹灰器。因此，对吹灰器的结构改造至关重要。采取的主要方式是在吹灰器的半圆形管道上开设小孔，有效吹除自身的表面疏松灰尘。敲击器敲击频率对于振动除灰效果具有十分重要的影响，可以适当提高敲击频率来提升除灰效率。
        结语
        煤气化工艺节能减排技术及应用探究是现代科技发展的表现，也是对煤气化工艺的推动，降低了先关企业在煤气化工艺中投入的成本。这种情况对煤气化工艺发展有很积极的作用，平衡了煤的燃烧反应，改善煤的热解，增加煤的干馏速度，回收煤干燥后的水分。这些措施让煤气化工艺效果更显著，提高了工作人员的技术水平，改善了煤气化工艺的运行环境，对生态环境提供好的保护。
参考文献
[1]姜国良.焦炉煤气净化工艺改进分析[J].中国化工贸易，2019，（28）：96.
[2]王振西.煤气化工艺技术现状及发展趋势[J].化工设计通讯，2019，45（10）：17+19.
[3]王海谦，谢雯婕，吕梁.煤气化工艺节能减排技术及应用探究[J].化工管理，2020（30）：108.
[4]张国荣.煤化工行业节能减排问题的研究[J].化工管理,2020,09:149-150.