常见煤气化技术及工艺特点篇1
关键词：煤炭开采工艺；现状；发展方向
中图分类号：tD82文献标识码：a
一、煤炭开采工艺的现状
我国的煤炭资源分布的非常不均匀，开采条件多种多样，各地的煤矿有许多的不同，一方面煤炭的储存量不一样，另一方面所有制的形式也不同。由于各个地区经济发展状况不同，技术水平与采矿设备也有所差异。目前，我国的长壁开采工艺有三种类型，分别是爆破，普通的机械化，综合的机械化。其中综采在国有煤矿企业中应用的比较广泛，普采以及炮采在一些地方上的煤炭企业中应用的比较广泛，在一些乡镇煤矿企业技术条件匮乏，主要的采煤工艺就是炮采。
我国的地质条件很特别，而且煤层的分布情况也很复杂，所以我国的采煤技术有很多，主要是看煤炭分布地区的地形以及煤炭的具体分布情况来选择某一种或者几种的方法。以下介绍几种开采工艺的现状以及优缺点。第一种是走向长壁的开采方法，这种方法在我国的煤矿企业中应用的最为广泛，主要是用于中斜煤层的开采，这种开采方法非常简单，可以广泛的适用于各种地区。第二种是倾斜长壁的开采方法，这种开采方法可以不受断层的影响，巷道的布置也是很容易的，所需投入的经费很低，生产快速，运输很方便，所需用设备少，通风容易等诸多优点。同时，它也是具有许多缺点的，在长距离的倾斜巷道内向前掘进，运输困难等。第三种是在倾斜分层中使用下行垮落开采煤炭方法，这种开采方法可以解决顶板支护以及采空区等问题，增加了开采的安全性，并且在同时提高了煤炭的采出率，但是这种采煤方法在开采之前需要构建假顶，生产组织很复杂，预防煤炭自燃也很困难。
我国目前采取的煤炭开采准备和开拓方法，准备方法最为主要的有三种，分别是采区、带区及盘区。
二、煤炭开采工艺的主要内容
煤炭开采工艺经过了多年的修正与发展，有了很大的变化，加上现代机的使用，煤炭开采工艺实现了现代化，使得煤炭开采的整个流程更加的无懈可击。
（一）短壁开采工艺
短壁开采工艺是为了弥补长壁开采的不足而产生的一种煤炭开采工艺。我们常见的长壁开采就是进行粗略开采的工具，在它略显粗暴的开采过后会在矿井内留下大批未开采的煤。这些煤有的聚集成柱状，有的堆积在一个坑内，总之都被堆积在长壁开采所不能触及的地方。而短壁开采就像是一个细致的清洁工，打扫着长壁开采扫荡过的战场。短壁开采是一种节约型的开采方式，避免了煤炭资源的浪费，这对于对资源有着巨大需求量的我们来说是一笔不可估量的财富。
（二）薄煤层开采工艺
薄煤层开采工艺是符合我国煤炭开采形式的一种开采工艺。在中国，很大一部分的煤炭位于距离地表不远处，也就是我们常说的薄煤层。而这种开采工艺就是擅长在薄煤层地区进行煤炭的开采。在薄煤层地区，如果使用我们常见的挖掘工具，会对土地造成一定的破坏，而且会产生一定的浪费。但薄煤层工艺就完全不同。它会对土地进行温柔的剖析，一层又一层，直至到达煤层。薄煤层开采工艺也可以说是一种符合中国国情的煤炭开采方式。
（三）矿井集约化工艺
矿井集约化工艺是类似于“因材施教”的一种煤炭开采工艺。是根据煤炭资源所处的具体环境，因地制宜，采取不同的开采方式，而开采方式的不同主要在于矿井的个数。比如说最近发现了一个煤矿，但是这个煤矿所处的地理环境有些特殊，在整个煤矿的中心地带有一层致密的岩石层。在这种特殊情况下，只打一个矿井就会耗费很多的人力以及物力去打通岩石层，如果有一种简单省事的方法就最好不过。人们面对这个问题时的解决办法就是在岩石层两边各打一个井，然后再进行开采。这就是我们所说的矿井集约化工艺。当然，真正的矿井集约化工艺是很复杂的，同时它也可以解决很多开采中所要面临的具体问题以及巨大的挑战。
（四）对煤炭进行地下气化
将煤炭在地下进行气化（详见图1）是一种在开采中融入化学方法的开采工艺，是一种科学而且先进的煤炭开采工艺。比如说，当我们在开采时，遇到了无法钻透或者很难钻透的地层，我们常常会想到将煤炭进行气化的方法。这个方法融合了短壁开采工艺以及矿井集约化工艺的优点，对付开采后遗留下来的煤以及难开采的煤简直是信手拈来。通过一些化学工艺，将埋藏在地下的煤变成一种蕴含着能量的气体，然后通过管道等进行简单的收集工作，最终就完成了对煤炭的开采。这种简单易行的方法，不仅减小了开采的难度还提高了煤的纯度，这是对资源利用的一个重大的突破。（如图1）。
三、煤炭开采工艺的发展方向
（一）“三下”开采煤炭技术
提高技术水平，优化模拟计算与材料模拟，更加深入的研究煤炭开采上部的岩层运动情况及地表的沉陷情况，研究开采时需要考虑到的诸多因素所需要符合的必备条件，例如开采系统，优化各种参数；做好开采后的处理工作，加大深入研究充填材料的力度，不断更新新的充填技术；在矿区附近的村庄，需要巩固好房屋的结构或者是重建；靠近水流的煤炭开采技术，所需设备以及工艺参数的不断优化；采煤和城市发展相协调统一的规划，土地复垦技术以及矿井的再使用技术。
（二）煤矿开采技术的改进以及实现机械化
我国现在还存有不少小煤矿企业，这些煤矿有的是合法的，有的是违法的，他们的煤炭开采技术落后，设备跟不上开采的需求，面临着倒闭的危险。对于这些企业来说，国家关闭他们是有一定道理的，设施不完善，技术不先进，会出现安全事故。应该提高单井规模，研究及开发小型煤矿所适用的技术与设备，尽量实现开采的机械化。小型煤矿企业的采煤方式以及采煤工艺需要加以改进，提高工作效率和产出率，增强安全意识，提高对安全设备的监控，防止一些塌方之类的事故发生。
（三）完善巷道布置
煤矿企业需要改进开采煤炭的方法，完善设施的布置，尽可能多的获得煤炭开采效益。巷道的布置还有可以优化的空间，煤矿企业需要研究开发新的布置措施，以及专业的评价系统，最好可以达到开采方法、巷道布置以及煤炭分布条件的最佳组合。
（四）深矿采煤
深矿井开采煤炭具有极大的风险，做好一切预防措施，技术的支持以及设备上的完善。最为关键的开采技术是矿井内压力的控制技术、瓦斯治理技术和通风技术等，目前还没有完全攻关的技术是软岩巷道的掘进技术和冲击地压的预防及治理技术等。
结语
各种各样的煤炭开采工艺被应用于煤炭开采中，无论是出于什么目的，这些简单有效的开采工艺对于我们的煤炭开采事业都是一个强有力的助手。在资源缺乏的今天，高效的开采方式是我们的永远追求。煤炭资源的开采在我国矿物的总体开采上占据重要的地位，煤炭开采工艺的进步，保证了我国能源的供应充足，才能够实现能源的充分利用，推进我国的可持续发展。
常见煤气化技术及工艺特点篇2
关键词：脱硫技术示范工程经济分析环境效益
中图分类号：tm6文献标识码：a文章编号：
1.1全国二氧化硫排放和控制状况
我国煤炭占一次能源消费总量的75％，随着煤炭消费的不断增长，燃煤排放的二氧化硫连续多年超过2000万吨，居世界首位，造成我国酸雨和二氧化硫污染日益严重。随着我国环境保护法律、法规和标准的日益严格及执法力度的加大，未来10年内至少有4000万千瓦以上的火电装机容量需要安装烟气脱硫装置，因此，必须加快实现火电厂烟气脱硫技术和设备的国产化。
1.2火电厂烟气脱硫的控制二氧化硫排放的主要途径
目前火电厂减排二氧化硫的主要途径有：煤炭洗选、洁净煤燃烧技术、燃用低硫煤和烟气脱硫。煤炭洗选目前仅能除去煤炭中的部分无机硫，对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的去除技术。我国高硫煤产区中，煤中有机硫成分都较高，很难用煤炭洗选的方法达到有效控制二氧化硫排放的目的。由于火电厂生产用煤量大，锅炉热效率和煤炭转换成电能的效率都较高，脱硫工艺本身对环境的影响可有效加以控制，因此采取烟气脱硫治理火电厂二氧化硫污染，环境效益显著。根据我国国情，烟气脱硫应是火电厂控制二氧化硫排放的主要途径。
1.3烟气脱硫面临的形势对二氧化硫如不加以控制，将造成城市大气污染加剧，二氧化硫超标城市增加，酸雨面积加速蔓延，对人民生命和财产造成严重损害，成为制约我国经济和社会发展的重要因素。因此，控制二氧化硫排放已成为社会和经济可持续发展的迫切要求，势在必行。
2．电厂烟气脱硫技术及经济性分析
目前，世界上燃煤电站锅炉所采用的烟气脱硫工艺达数百种。在这些脱硫工艺中，有的技术较成熟，已达到商业应用水平，有的尚处于实验研究阶段。目前投入工业应用较为广泛的烟气脱硫工艺有以下几种:
2.1湿法烟气脱硫
湿法烟气脱硫特点是气液反应，其脱硫反应速度快、脱硫效率和钙利用率高，这种方法适合于大型燃煤电站锅炉的烟气脱硫。但是，湿法烟气脱硫有废水处理问题，其投资比较大，运行费用比较高。有以下技术特点：
1)技术成熟
2)适应大容量机组的需要，煤种适应性强
3)工艺系统较复杂，占地面积大，有废水排放，一次性投资大，运行费用较高。从运行情况看，该工艺有如下特点:
1)较传统工艺降低了石灰石粉的纯度和细度要求，原料来源广泛，易于加工磨制，降低了加工运行费用;
2)处理烟气量减少，省去了烟气再热装置,减少了吸收塔体积，节省设备投资;
3)石灰石过剩率偏高，副产品石膏含水率偏高，脱硫率达不到理想效果。
2.2喷雾干燥法脱硫
喷雾干燥法是70年代开发的一种烟气脱硫技术。该工艺以石灰浆为吸收剂，浆液雾化成细小液滴与热烟气相互接触，液滴蒸发干燥与So2反应生成亚硫酸钙。目前全世界约有130套装置应用于燃煤电厂，市场占有率仅次于湿法。我国的多个电厂先后采用了此脱硫工艺。技术特点：
1)与其他类型的烟气脱硫技术相比，其系统流程简单，投资较少，运行时能耗较低，运行费用也不高。
2)脱硫产物干干态，无废水排放，如将该脱硫工艺用于现有电厂的改造，电厂原有的除尘和灰处理设备可以继续使用。
3)运行可靠，不会产生结垢和堵塞，只要运行中控制好干燥吸收器的出口烟气温度，对设备的腐蚀性不大，运行安全。
4)以石灰浆作为吸收剂，品质要求严格，价格高。
2.3循环流化床烟气脱硫
该工艺采用循环流化床脱硫塔进行烟气脱硫。在脱硫塔内烟气中，So2与附着在烟尘及脱硫副产物颗粒表面的脱硫剂石灰浆液发生反应而被脱除,排出脱硫塔的固体物经旋风分离器分离后绝大部分返回胶硫塔进行再循环，继续进行脱硫。该工艺在国内尚无先例，技术特点：
1)占地面积较少，设备比较简单，投资和运行费用较低，对煤种的适应性广，综合脱硫技术性能达到并超过喷雾干燥法的技术指标，且比较适用于容为50～200m机组的脱硫技术改造，也可用于新建机组的烟气脱硫;
2)脱硫率不高，在达到90%脱硫率以后很难再提高。
2.4电子束烟气脱硫
电子束烟气脱硫工艺(eBa)是一种物理与化学相结合的新技术，利用电子加速器产生的等离子体氧化烟气中的So2和noX，并与nH3反应，生成(nH4)2So4和nH4no3，因而同时具有脱硫脱硝的功效。该脱硫技术在我国成都电厂得到了应用。技术特点：
1)可以高效率地同时从烟气中脱硫和脱硝,脱硫效率达到95%以上，脱硝效率在80%以上;
2)设备结构对烟气条件的变动适应性强，设备占地少，操作简单，维护方便;
3)整个脱硫过程为干法处理，不需要排水及废水处理系统;
4)脱硫脱硝反应副产品为硫酸铵和硝酸铵化肥，经济性好;
5)相对于湿法工艺较简单，且脱硫脱硝同时进行，投资少。
2.5炉内喷钙工艺与尾部增湿活化工艺
由于简单的炉内喷钙脱硫的钙利用率较低，且其脱硫效率往往满足不了环境保护标准对So2排放限制的要求。其中最为典型的脱硫工艺是由芬兰tempella公司开发的LiFaC法，该工艺在南京下关电厂得到了应用。技术特点：
1)适用于燃煤含硫量为0.6%～2.5%燃煤锅炉的脱硫，当Ca/S=1.5–2.0时，根据采用干灰再循环或灰浆再循环系统的不同，总脱硫效率可以达到70%～85%;
2)已具有一定的运行经验，投资和运行费用低，运行费用为湿法烟气脱硫的78%;
3)LiFaC系统占地面积小，安装活化反应器时不影响锅炉的运行，因此，它适用于改造现有运行的燃煤电厂锅炉。
3．常用脱硫技术综合评价
3.1技术性能和应用情况统计
表3-1几种脱硫工艺技术的性能与应用情况比较
3.2影响脱硫技术应用的因素
从目前国内外的应用情况来看,各种脱硫技术各有特点。在对脱硫技术进行综合评价时，应该考虑的问题或影响因素主要有:
1)投资和运行费用与装机容量的关系；2)投资和运行费用与燃料含硫量的关系；3)投资和运行费用与脱硫效率的关系；4)投资和运行费用与洗涤比的关系；5)能耗比较；6)占地面积；7)脱硫工程及运行费用
4．结论
现已投入工业应用的各种脱硫工艺都具有其各自的应用条件，我国各地情况不同对具体工程项目必须因地制宜进行比较，确定适宜的脱硫工艺。湿法脱硫工艺是应用最多、最为成熟的技术，其吸收剂价廉易得，副产品便于利用，煤种适应范围宽，并有较大幅度降低造价的可能。烟气循环硫化床工艺脱硫效率高、建设投资较省、占地少，在能满足高品位石灰供应和妥善处理脱硫灰的条件下，具有较好前景。喷雾干燥法脱硫、炉内喷钙尾部增湿活化脱硫、电子束脱硫等在国内已有示范项目，要结合当地实际情况合理选用。
参考文献
[1]王小时等，我国燃煤电厂烟气脱硫示范工程[J],电气环境保护，20001
常见煤气化技术及工艺特点篇3
关键词：国内外；煤气化；选择
进入21世纪，我国的工业技术正在飞速发展。在迎来新的机遇时，也面临着不少的问题。我国的煤炭资源相对丰富，但天然气、石油这两大块却相对贫乏。随着油价不断上涨、天然气供不应求的形势下，如何充分利用煤炭资源是我们首先要考虑的问题。如何利用丰富的煤炭资源进行化工、发展煤制油等多种煤炭综合运用，已经成为我们大家所关心的问题。
1国内外煤气化工艺的发展状况
煤气化工艺技术的定义是：以煤作为工业原料，经过一系列的化学加工后，让煤转化为各种气体、液体和固体燃料，这种技术叫做煤气化工业技术。其加工做成主要包括干馏、气化、液化等。
1.1国外煤气化工艺技术的发展历程
在英国，煤炭最初是用作燃料。在工业革命时代，煤炭的运用已经开始。他们率先运用焦炼技术使煤炭充分运用到大规模的工业生产当中。在第一次世界大战期间，英国的钢铁工业得到了飞速发展，氨苯和甲醇作为火药原料也得到了大幅度的需求。这样，促进了英国焦炼技术的进一步发展。
在第二次世界大战前夕以及大战期间，为了发动以及维持战争，德国开始大规模地进行大量煤制取液体燃料的研究工作，快速发展了液体燃料的工业化生产。1923年，德国率先发明了一氧化氢合成液体燃料，俗称费托合成法。1931年又发明了煤直接液化制取液体燃料技术。在1939年，德国在战斗中采用这两种技术产出能量总额超过170万吨。
作为世界上唯一的超级大国，美国拥有的煤炭资源也是非常的丰富，其储存量达到2500亿吨，这一数量远超过石油和天然气的储存量。其中，美国煤气化工利用的两家典型企业是伊斯曼公司的大平原公司。美国伊斯曼公司1983年在田纳西州投入装置，以煤气化工路线生产碳一化学品，是美国唯一采用煤作为原料生产醋酸醋酐的大型装置。美国的大平原气化厂位于北达科他州，化厂在1984年投入运营，采用煤生产合成天然气，造气能力叹为观止，也在煤炭清洁方面探索了一条成功的道路。
与上面三个发达国家相比，南非煤气化工产业发展则具有特色。由于受到其他国家的石油制裁，南非必须用煤作为生产原料发展产业，生产油品。这一项试水最终获得了成功。从1955年到现在，总共有三套煤制油装置投入运行。其中SaSoL公司的3套煤制油装置所生产的煤化工产品超过了130种，总产量达到了710万t/a，这在当时来讲是非常巨大的成功。在20世纪80年代后开始，SaSoL公司开始利用借鉴煤气化工艺技术，投入天然气合成油方面的研究。
1.2国内的煤气化工艺技术发展状况
由于社会经济的不断发展，中国有车一族越来越多，石油燃料的投入使用也越来越多。然而中国的石油储存量相对贫乏，因此政府在石油燃料替代方面一直十分关注。如何发展煤气化工艺技术替代原始的石油燃料以减少对石油资源的过度依赖是目前所要解决的问题。由于汽车的发展所带来的资源以及社会环境恶劣，也是我们老百姓所关心的。中国在煤制油项目建设方面发展十分迅猛，以保证能源安全和实现汽车工业可持续发展。
2我国煤气化工艺技术的发展状况及趋势
我国的煤气化工业技术广泛应用与化工、冶金建材等重工业部门生产。目前我国拥有煤气化工炉约4000多台，通过煤气化合成生产的氨和甲醇占全国产量的60%以上。因此，煤气化工业技术为我国农业生产提供了充足的化肥。
2.1以气、煤为原料的合成氨生产
煤炭综合利用以及洁净煤技术所需要的重要技术手段是煤气化技术。通过煤气化工艺技术发展煤化工、煤造油、燃料煤气，是现在重要工业化生产的龙头。在中国，煤炭的资源消费比例最高，占75%以上。为解决煤工业发展所带来的影响，我国发展煤气化工业技术是非常有必要的。
煤气化工艺技术在国际上具有代表性的主要有德士古、壳牌和鲁奇公司。它们的煤气化技术主要有水煤浆气化技术和粉煤加压气化，粉煤气化具有较明显的节氧、节煤、有效气成分高等优势。因此，我国充分将该技术应用到化工产品的生产、燃料电池等诸多领域。
目前，我国的煤炭气化技术正在不断的发展，其中主要以常压固定床煤气发生炉和水煤气发生炉居多。其中，国家大力开发和引进的水煤气两段炉、鲁奇加压气化炉和德士古水煤浆气化技术以及煤气成分较好的干粉煤炭气化技术。为今后实现工业化和大型化奠定坚实的基础。而之前一直使用的固定床气化技术和固定床常压间歇式气化技术气化都将会因效率低、能耗高、污染大而逐步淘汰。
说到天然气，它是世界上供认最环保、最洁净的优质能源。随着科学技术的不断发展，天然气的开采量逐年增大。我国的天然气需求也在不断的增多，年产量达到250亿m3。
目前我国利用天然气为原料合成气技术法有两种，一种是部分氧化法，另一种是蒸汽转化法。部分氧化法需要使用纯氧为气化剂，是极少采用的一种方法。蒸汽转化法包括一段蒸汽转化法，换热式两段转化法和加热型两段蒸汽转化法之分。一段转化法的优点是流程短、节省投资，因为广泛应用于市场。换热式两段转化工艺最有发展前途，因为其可以减少天然气的用量，起到节省能源的效果，今后可大量投入到工业生产当中。
3煤气化工艺技术的选择
煤气化工艺技术优劣的评价必须基于是否属于洁净煤气化技术。到目前为止，每一种煤气化工艺技术以及煤气化炉型都有其特点和优劣之处，这些都取决于煤种的适应性以及进行煤气化后的产品的实用性。可以确定的一点是，到目前为止还没有真正意义上的万能煤气化炉型和气化技术。在煤气化工艺技术的发展过程当中，必须经过大量工艺上的试验以及生产实践。通过不断的时间选出能够环保、节能、降低成本、提高效率并且采用容易处理的洁净煤气化技术。
4原料煤种的选择
煤气化工艺技术的发展离不开对煤的选择。我国在选择煤种的问题上，要做到因地制宜、就地取材等方法。另外，通过不断的学习吸收，我国也已成功研发了许多具有专利性的煤气化工艺技术，这些技术都拥有适用的煤种。在选择煤种上，首先考虑的是就地取材。由于我国煤种繁多，在选择上我们应该把寻找适应的煤种放在首要位置。先选择煤种，在选择采用何种形式的气化炉。其次，选择煤种一定要了解好煤炭的品质、产量、价格、煤矿工厂的背景，包括运输能力、运输方式等。也要对煤炭进行技术上的测试，包括可磨性指数、热稳定性等等。
5结语
要实现煤化工，煤气化工艺是必不可少的技术基础与关键。由于煤气化装置的投资巨大，因此企业在确定煤气化工艺项目的时候一定要进行多方面的考虑，要充分考虑到能否实现其竞争能力。在选择煤种原料的时候也一定要作出多方面的综合比较，比如原料煤种以及技术投资方面进行综合评估。力求将各种风险降低。
参考文献：
[1]汪寿建.国内外新型煤化工及煤气化技术发展动态分析[J]化肥设计，2011
常见煤气化技术及工艺特点篇4
【关键词】煤炭资源；煤制气；工艺技术；发展前景
1.我国煤制气发展前景
煤制气项目是以煤炭为主要原料生产化工和能源产品，传统煤化工主要包括合成氨、甲醇、焦炭和电石四种产品，现代煤制气是指替代石油或石油化工的产品，目前主要包括煤制油、煤制烯烃、二甲醚、煤制天然气等。煤制气是非石油路线生产替代石油产品的一个有效途径。从有关资料看，煤制气的能源转化效率较高，比用煤生产甲醇等其他产品高约13%，比直接液化高约8%，比间接液化项目高约18%。
煤制气前景看好，相对于传统煤化工已经日益明显的“夕阳”特征，而在材料和燃料两个新型煤化工发展方向上，煤质烯烃和煤质乙二醇等煤基材料的发展前景要好于煤制油等新型煤基清洁能源的煤基燃料方向。
2.煤制天然气概述
煤制天然气是以煤为原料，采用气化、净化和甲烷化技术制取的合成天然气。天然气（naturalgas）又称油田气、石油气、石油伴生气。开采石油时，只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生气。天然气的化学组成及其理化特性因地而异，主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度多在0.6～0.8g/cm3，比空气轻。通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。天然气是一种优质、清洁能源，煤制天然气的耗水量在煤化工行业中是相对较少，而转化效率又相对较高，因此，与耗水量较大的煤制油相比具有明显的优势。此外，煤制天然气过程中利用的水中不存在有无污染物质，对环境的影响也较小。
3.煤制天然气工艺流程
煤制SnG可以高效清洁地利用我国较为丰富的煤炭资源，尤其是劣质煤炭；还可利用生物质资源，拓展生物质的利用形式，来生产国内能源短缺的天然气，然后并入现有的天然气长输管网；再利用已有的天然气管道和nGCC电厂，在冬天供暖期间，将生产的代用天然气供给工业和用作为燃料用于供暖；在夏天用电高峰时，部分代用天然气用于发电；在非高峰时期，可以转变为LnG以作战略储备；从而省去了新建燃煤电厂或改建iGCC电厂的投资和建立铁路等基础设施的费用，并保证了天然气供应的渠道和实现了Co2的减排。由此可见，煤制SnG是一举数得的有效措施，有望成为未来劣质煤炭资源和生物质资源等综合利用的发展方向。本文以某厂煤制SnG项目为例，首先对总工艺流程进行了简要描述，并对其中甲烷化技术进行了介绍。其次对流程进行了模拟计算，得出客观可靠数据。最后对煤制SnG在节能减排方面的优势进行了分析。
3.1工艺简介
煤制SnG技术是利用褐煤等劣质煤炭，通过煤气化、一氧化碳变换、酸性气体脱除、高甲烷化工艺来生产代用天然气。本文所研究项目的工艺流程如图1所示，其中气化采用BGL技术，并配有空分装置和硫回收装置。主要流程为：原煤经过备煤单元处理后，经煤锁送入气化炉。蒸汽和来自空分的氧气作为气化剂从气化炉下部喷入。在气化炉内煤和气化剂逆流接触，煤经过干燥、干馏和气化、氧化后，生成粗合成气。粗合成气的主要组成为氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢、油和高级烃，粗合成气经急冷和洗涤后送入变换单元。
粗合成气经过部分变换和工艺废热回收后进入酸性气体脱除单元。粗合成气经酸性气体脱除单元脱除硫化氢和二氧化碳及其它杂质后送入甲烷化单元。在甲烷化单元内，原料气经预热后送入硫保护反应器，脱硫后依次进入后续甲烷化反应器进行甲烷化反应，得到合格的天然气产品，再经压缩干燥后送入天然气管网。
图1煤制SnG总工艺流程示意图
3.2甲烷化技术
煤制SnG工艺流程中主要包括煤气化、变换、酸性气体脱除、甲烷化等工艺技术，其中高甲烷化技术为关键技术之一。
3.2.1托普索甲烷化技术
丹麦托普索公司开发甲烷化技术可以追溯至20世纪70年代后期，该工艺已经在半商业规模的不同装置中得到证明，在真实工业状态下生产200m3/h～3000m3/h的SnG。在tRemptm工艺中，反应在绝热条件下进行。反应产生的热量导致了很高的升，通过循环来控制第一甲烷化反应器的度。tRemptm工艺一般有三个反应器，第二和第三绝热反应器可用一个沸水反应器（BwR）代替，虽投资较高，但能够解决空间有限问题。另外，在有些情况下，采用四个绝热反应器是一种优化选择，而在有些条件下，使用一个喷射器代替循环压缩机。除了核心技术外，因为生产甲烷的过程要放出大量的热量，如何利用和回收甲烷化热量是这项技术的关键。托普索工艺可以将这些热量再次利用，在生产天然气的同时，产出高压过热蒸汽。
3.2.2Davy甲烷化技术
20世纪90年代末期，Davy工艺技术公司获得了将CRG技术对外转让许可的专有权，并进一步开发了CRG技术和最新版催化剂。Davy甲烷化工艺技术除具有托普索tRemptm工艺可产出高压过热蒸汽和高品质天然气特点外，还具有如下特点：催化剂具有变换功能，合成气不需要调节H/C比，转化率高。催化剂使用范围很宽，在230℃～700℃范围内都具有很高且稳定的活性。
3.2.3鲁奇甲烷化技术
鲁奇甲烷化技术首先由鲁奇公司、南非沙索公司在20世纪70年代开始在两个半工业化实验厂进行试验，证明了煤气进行甲烷化可制取合格的天然气，其中Co转化率可达100%，Co2转化率可达98%，产品甲烷含量可达95%，低热值达8500kcal/nm3，完全满足生产天然气的需求。
4.总结
煤制气项目对工业快速发展具有一定的必要性；对于人们生活质量的提高也具有重要的意义。特别是煤制天然气项目，它具有广阔的发展空间和光明的发展前景。从技术上说：煤制气技术中，KBR制氨技术效率高而且环保，在煤制天然气技术上我国也有所突破。随着市场油价的增长，煤制天然气发展空间很大，同时国家政策又给予有利的鞭策及支持，这使煤制气更“健康而茁壮成长”例如：2010年6月，国家发改委《关于规范煤制天然气产业发展有关事项的通知》，进一步加强对煤制天然气产业的规范和引导，促进煤制天然气行业健康发展。所以发展煤化工的煤制气项目具有发展前景。
【参考文献】
[1]钱伯章，朱建芳.煤化工发展中的前景与问题[J].西部煤化工，2008，（2）
[2]王永炜.中国煤炭资源分布现状和远景预测[J].煤，2007，（05）.
[3]刘志光，龚华俊，余黎明.我国煤制天然气发展的探讨[J].煤化工，2009，14（2）：1-5.
常见煤气化技术及工艺特点篇5
【关键词】渣浆泵；空压机；流体机械；变频调节技术
前言
选煤厂在运行过程中大量使用风和水。为了输送风、水和矿浆，需要多样的流体机械。随着选煤工业的迅速发展，工艺日益复杂，而选煤设备日益大型化、机械化程度日益提高。为了与生产设备配套，选煤厂应用的流体机械也有了一定的发展。本文就选煤厂常用的流体机械，探讨其应用状况及发展情况。
一、泵的应用及发展
泵是选煤厂常用的输送矿浆的流体机械，因为选煤厂输送液体多含固体颗粒，因此多采用渣浆泵。清水泵仅少量用于输送清水及循环水，此处不过多介绍。
渣浆泵是一种液固两相流泵，选煤厂用渣浆泵多为离心泵，广泛用于输送选煤厂煤浆及重介质。根据其用途不同，对于泵的流量、压力等指标也有着较大差异。
（一）渣浆泵应用于压滤机
压滤机的工作过程可分为多个阶段，每个阶段对于渣浆泵的性能有着不同要求。初期主要为入料阶段，要求矿浆较迅速的给入到机体内，要求泵的性能曲线必须陡降，以更好的适用压滤机工况；中期为压滤加压及保压阶段，渣浆泵为压滤机提供过滤压力，入料流量则进一步减小直至关死，因此，需要渣浆泵的关死扬程符合压滤机的压力要求。后期为为卸料阶段，则对泵没有太多要求。由此可见，压滤机渣浆泵必须具有以下特性：1在大流量运行时，泵的特性曲线必须陡降；为此可采用提高泵转速，较小叶片入口角、减小叶片出口宽度等方式实现；且泵必须有良好气蚀性能。2压滤机入料泵在低流量运行时应满足压滤机的压力要求。
（二）渣浆泵应用于重介质旋流器
重介质旋流器是近年来得到迅猛发展的一种离心分选设备。近年来在选煤厂中得到广泛应用。而渣浆泵，是重介质旋流器的唯一动力来源。重介质旋流器还具有以下几个特点：首先，入料包括磁铁矿粉及矿物，磁铁矿粉质地坚硬、对设备的磨损严重；而矿物粒度最大可达100mm，这在其他需要泵送环节是非常少见的，因此应着重考虑泵的允许通过粒径。其次，旋流器入料同时存在流量与压力的要求，流量必须满足设备的处理能力，而压力必须达标，才能实现有效分选。因此，旋流器用渣浆泵必须具有以下特性：1、入料泵与旋流器要求压力、流量等指标相匹配，能够在相应的工作条件下长时间稳定工作；2、入料泵应能满足入料的粒度要求，尤其是有压重介质旋流器，以避免因颗粒过大导致的堵料问题。
（三）选煤厂泵应用的进展
渣浆泵技术成熟，性能稳定，在选煤厂应用效果良好。近年来渣浆泵应用的发展主要体现在管理、控制领域。如变频调速技术的应用。在选煤厂生产中，设备运行参数须随着煤质波动、入洗量变化及产品要求变化等及时调整。因此，泵的工作参数如流量、压力等也必须及时调整，以适配设配的运行状况及需求。在以往的设计中，通常采用阀门来控制泵的流量及调节压力，很不方便，也不适于准确调整。
变频调速是近年来在洗煤厂得到良好应用的泵调整方式。泵参数调节方法较多，包括调压变速、电磁调速、变级调速及变频调速等。但理论及实践表明，变频调速是最适用于选煤厂的泵参数调整方式，在一些选煤厂中得到了良好应用，节省大量成本。尤其近年来变频技术迅速发展、变频器制造成本大幅度降低，变频器在选煤厂的应用更为受欢迎。
二、空气压缩机的应用及进展
流体机械中的压缩机设备也是选煤厂的主要辅助设备，用于提供生产、控制、防堵及搅拌等环节的气体。选煤厂一般单独设置或与矿井共用压风机房以供风。
（一）空压机应用范围分析
选煤厂用气点较多，且根据工艺需求供风目的变化较大，大体可分为以下几类：
生产用风：在选煤工业的跳汰机分选、加压过滤机分选中，风力是主要的生产动力。该类生产用气风量、风压需求稳定，且不同生产环节压力需求区别较大，一般各工艺环节单独配置空气压缩机以辅助生产。
控制用气：选煤厂一些阀门往往也采用气动控制，如跳汰机气动阀门、加压过滤机气动阀门等。气动控制的特点在于高压力、低流量，多数也配置小型空压机以配合控制。压滤机的强气流脱水也有类似要求。经常配置小型空气压缩机。
防堵及搅拌用气：该部分用气主要指重介质介质桶搅拌、风力提升、清仓及管道清理等环节用风。相对于其他环节，该部分用气对于气体压力、流量、稳定性等指标要求较低。一般不设置单独供风系统，而是与其他设备共用。
选煤厂常用的空压机主要有活塞式、螺杆式和离心式三种。多年来，选煤厂内的空气压缩机应用已有了较为成熟的模式。低流量高压控制一般用活塞式空压机，中高流量选用螺杆式空压机，高流量供风采用离心压缩机。
（二）空压机节能技术
压缩机的节能压缩机的节能主要体现在运行控制方式，传动方式，以及压缩空气废热利用等几个方面。具体到选煤厂，主要通过调整运行控制方式以节能。
1.变频技术的应用
空压机的变频调节技术在制冷领域有了极好的应用。该技术通过变频器调整电机的转速，按需控制进气量，与普通的进气节流式相比，变频空压机节能效果可达30%-40%。
2.台数控制器的应用
空压机在选煤厂往往并联使用，如四台加压过滤机系统可对应8-10台螺杆式空压机。因此，在供风需求较小时，及时的调整运行空压机台数具有较大的意义。因此，作为一种有效的节能措施，台数控制器应用已日渐广泛。该设备可以根据实际的使用空气量自动地选定所需要的机器台数，从而避免了不必要的多台机器同时运转所引起的浪费，在使用多台机器时节能效果相当明显。
泵与空气压缩机作为选煤厂重要的辅助设备，其应用随着选煤工艺的发展与演变而逐渐变化。一些高性能渣浆泵设备、空气压缩机设备随着性能及功能的日益成熟，在选煤厂逐步得到应用。控制及自动化技术在流体机械节能、管理等方面的巨大优势，可以预见在接下来的发展中将进一步得到选煤领域的重视。
参考文献：
[1]孔鹏.浅谈渣浆泵在选煤厂的使用[J].山西焦煤科技，2010（6）：4-6.
[2]高建忠.变频调速技术在贺西矿选煤厂渣浆泵中的应用[J].选煤技术，2008（4）：111-113.
常见煤气化技术及工艺特点篇6
【关键词】德士古水煤浆气化技术；特点；应用；分析
中图分类号：X752文献标识码：a文章编号：
一、前言
目前，国内水煤浆气化的应用还存在一定的问题，选用何种技术成为了主要的关注点，因此，研究德士古水煤浆气化技术的特点及其在我国的应用具有很深远的现实意义。
二、煤气化原理及发展趋势
1、煤气化的原理
煤的气化反应是指气化剂（空气、水蒸气、富氧空气、工业氧气以及其相应混合物等）与碳质原料之间以及反应产物与原料、反应产物之间的化学反应。在气化炉内，煤炭要经历干燥、热解、气化和燃烧过程。
（一）湿煤中水分蒸发的过程：
（二）热解（干馏）是煤受热后自身发生的一系列物理化学变化过程。一般来讲，热解的形式为：煤煤气（Co2，Co，CH4，H2o，H2，nH3，H2S）+焦油+焦炭
（三）气化与燃烧过程。仅考虑煤的主要元素碳的反应，这些反应如下：
a.碳-氧间的反应；
b.碳-水蒸气间的反应；
c.甲烷生成反应；
需要指出的是，以上所列诸反应为煤气化和燃烧过程的基本化学反应，不同过程可由上述或其中部分反应以串联或平行的方式组合而成。
2、煤气化技术的发展趋势
现代煤炭气化技术发展趋势如下：
（一）气化压力向高压发展。气化压力由常压、低压（
（二）气化炉能力向大型化发展。大型化便于实现自动控制和优化操作，降低能耗和操作费用。
（三）气化温度向高温发展。气化温度高，煤中有机物质分解气化，消除或减少环境污染，对煤种适应性广。
（四）不断开发新的气化技术和新型气化炉，提高碳转化率和煤气质量，降低建设投资。目前碳转化率高达98%-99%，煤气中含Co+H2达到80%-90%。
（五）现代煤气化技术与其他先进技术联合应用。
（六）煤气化技术与先进脱硫、除尘技术相结合，实现环境友好，减少污染。
三、国内应用上存在的问题与解决措施
1.存在的问题
（一）气化效率仍然低
当前在国内，在燃烧上多采用单喷嘴直喷的模式，像德士古炉，而华东理工大学则采用多嘴对喷，后者的改进虽然增强了利用的效率，但是其对耐火砖的损坏也相应的加大了。在整个气化装置中，采用单个喷嘴时，其容量受到了限制，这就制约了水煤浆气化的转化效率。当采用多对喷嘴时，喷嘴的寿命也同时受到了考验，在雾化方面的效果仍然不能得到完全的控制。
（二）耐火砖的寿命短
水煤浆中本身存在34%左右的水，它的存在会吸收大量的热，在转化过程中，反应的进行使得化学平衡容易遭受破坏，因此，在设计上安排了耐火砖来作内衬。耐火砖专为改善水煤浆气化而来，所以，好的耐火砖将会对气化产生重要的作用。而在实际转化过程中，耐火砖十分容易损坏，当转化炉的操作温度过高时，它将直接烧坏耐火砖。
（三）煤炭质量的影响在现今的转化中，煤浆的混合制成，也对煤中含灰量和灰熔点有着特定的要求，当煤的质量不能满足水煤浆的合成时，其气化的效果将降低，同时，在进一步的燃烧中，由于可燃物含量的低下使得将要获得热能减少。
四、德士古水煤浆气化技术工艺
水煤浆制气的德士古工艺见图1：
五、德士古水煤浆气化技术特点
德士古加压水煤浆气化工艺与第一代煤气化工艺相比,主要是提高了气化压力和温度,从而改善了技术经济指标。扩大了煤种的适应范围,该气化炉属于喷流气化,以水煤浆方式进料,其气化压力为2.0~8.5mpa。
主要工艺特点如下:
1、煤种适应性强,主要以烟煤为主,对煤的活性没有严格要求,但对煤的灰熔点有一定要求。
2、水煤浆用泵连续输送,故气化炉操作稳定性好,输送方便并有利于环境改善。
3、碳转化率高达96%以上,排水中无焦油、酚等污染环境的副产物产生,同时煤气中甲烷含量低,是较为理想的合成原料气。
4、气化在加压下进行,气化强度高,设备体积小,布置紧凑而且能耗较低。
5、气化炉内无转动部件,其结构简单、可靠。
6、气体在气化炉内停留时间短,仅为几秒钟,因而气化操作弹性大。
7、气化炉高温下排出之熔渣性能稳定,对环境影响小。
德士古水煤浆气化技术,与无烟煤间歇气化及鲁奇(Lurgi)气化技术相比具有明显的优越性。该法常以灰融点低活性较好的煤质为主,对煤种有较宽的适应性。适宜于作生产合成氨和甲醇的原料气。因而该技术引入我国以后,引起合成氨企业及各界人事的普遍关注。
六、德士古水煤浆气化的应用
目前我国采用该技术的在运行装置有20多家。鲁南化肥厂、上海焦化厂、陕西渭河化肥厂、安徽淮南化工厂和黑龙江浩良河化肥厂是国内使用德士古水煤浆气化炉较早的厂家，德士古水煤浆气化炉的部分应用情况见表1。
表1德士古德士古水煤浆气化的应用状况
七、水煤浆气化工艺前景展望
德士古加压水煤浆气化技术虽然是比较成熟的煤气化技术，但从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看，由于工程设计和操作经验的不完善，还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态，存在的问题还较多。
1、气化炉烧嘴运行周期较短，一般不超过3个月，这是造成德士古装置必须有备炉的主要原因；
2、耐火砖使用寿命国产约1a，进口约2a，导致维修费用较大；
3、单烧嘴制气，操作弹性较低；德士古加压水煤浆气化炉耐火砖的寿命问题仍然是一个难题，对于德士古水煤浆气化炉烧嘴的问题已有一些新的气化炉将单喷嘴改为对置式多喷嘴，可以增加热质传递，并且能提高碳的转化率。目前由兖矿集团有限公司、华东理工大学共同承担的国家高技术研究发展计划（863计划）重大课题“新型水煤浆气化技术”就是将单喷嘴水煤浆气化炉改为对置式多喷嘴水煤浆气化炉，并配套生产甲醇和联产发电。多喷嘴对置式水煤浆气化技术含水煤浆制备工序、多喷嘴对置式水煤浆气化和煤气初步净化工序、含渣水处理工序。
多喷嘴对置式水煤浆气化技术自动化程度高，全部采用集散控制系统（DCS）控制，特别是氧煤比完全可以投自动串级控制。工业运行证实，该装置具有开车方便、操作灵活、投煤负荷增减自如的特点，操作的方便程度优于引进水煤浆气化装置。多喷嘴对置式水煤浆气化技术已被工程实践证实完全可行，工艺指标也极为先进，对初步的运行结果统计表明：有效气Co+H2≥82％，碳转化率≥98%。通过工业化规模的气化炉的示范运行，我国在水煤浆气流床气化技术方面将达国际先进水平，具有自主知识产权的大型煤气化技术。
随着机械化采煤的发展，粉煤产率也在增加，利用此项技术可以解决粉煤的利用问题，也可以解决煤炭在洗选过程中产生的大量煤泥，利用水煤浆气化技术联合循环发电也具有广阔前景。今后煤化工的更多机会是发展新型煤化工，即煤制甲醇、煤烯烃、二甲醚和煤制油，煤气化生产甲醇及其下游产品的开发和iGCC联合发电也是新型煤化工的一个发展方向。新型煤化工将成为今后煤化工产业的发展主题。
八、结束语
在我国今后的水煤浆气化的发展过程中，可以更加深入的分析德士古水煤浆气化技术，通过充分利用其优势来提高其使用效果，从而提高我国水煤浆气化技术的整体质量水平。
【参考文献】
[1]陈俊峰.煤气化技术的发展现状及研究进展[J].广州化工，2012.40（5）：31-33.
[2]赵嘉博.刘小军.洁净煤技术的研究现状及进展[J].露天采矿技术.2011.1.
[3]高丽.德士古水煤浆加压气化技术的应用[J].煤炭技术,2010,07:161-162.
常见煤气化技术及工艺特点篇7
[关键词]煤矿开采技术现状方法选择
中图分类号：tD823文献标识码：a文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
一、煤矿采煤技术的遵守原则
煤矿采煤技术应以安全生产原则为基础，以经济适用原则与高煤炭采出率为目的的原则下进行。其具体应遵守的各项原则的表现如下。
1、安全生产原则
煤矿开采中安全生产原则是煤矿开采中最为基础的，其不仅可以确保煤矿开采的技术落实，也可以对开采者的生命财产安全起到保护。煤矿开采企业应对开采过程中的各个细节及开采流程不断进行反复核查，极力确保设备和人员的安全标准。例如：为确保地下安全作业的需求及工人安全问题的需要，在进行巷道布置时应谨慎，一定要布置通风、防止瓦斯、防火的通道。
2、经济适用原则
经济适用主要是针对煤矿开采中的采煤技术与环境的投入方面应保持合理、适度。经济适用原则可在很大程度上提高劳动力、提高产品的产量、促进组织管理、节约成本及降低开采成本等。在选择合理的采煤技术的同时，又要对煤矿开采的产量与效率以及煤矿开采的掘进量进行考虑。
二、常见的煤炭开采技术
1、常规机械化开采
常规采煤设备主要包括可弯曲刮板运输机、刨煤机或滚筒采煤机以及单体液压支柱或摩擦金属支柱等。这些机械设备的特征是实现了装、落、运等的机械化处理。在采煤的过程中，一个循环的操作流程主要包括采煤机割煤、跟机挂梁、清除浮煤、移溜打柱、开上下缺口等。
2、综合机械化采煤
如果遇到倾角较小、赋存比较稳定的煤层则需要采用综合机械采煤形式，常见的是使用综采面双滚筒采煤机进行割煤。而对于煤层倾角较大、顶板稳定性较差或者受其他因素影响的工作面则比较适合采用往返一次一刀的割煤方式。综合机械化采煤过程中，对于进刀方式的要求比较严格，常见的操作为：工作端面适合斜切进刀，综采面适合中部进刀，其他的多采用直接推入进刀或滚筒钻入进刀。
3、放顶煤技术
放顶煤开采技术主要是提高放顶煤的开采资源采出率技术。本项技术主要特点是运用顶煤冒放控制理论，以提高工作面顶煤放出率为主，解决相应的顶煤损失问题，这一理论包括顶煤冒放性分类，放顶煤可行性论证，拱式放煤理论，顶煤冒块预测以及顶煤放出率预测。
三、煤炭开采的方法选择
1、多元化开采技术方法
在不断发展现代化的采煤工艺同时，应不断发展多样化、多层次的采煤工艺，从而建立起具有我国特色的采煤工艺理论。长壁采煤的方法在我国已经发展的十分成熟，而放顶煤采煤的应用技术则在不断的扩展，无论从理论研究上看还是实际应用水平上看，其深度和广度都得到了明显的提高，那些不稳定、急倾斜、地质构造比较复杂的难采煤层的采煤方法及工艺都具有广阔的发展空间，主要是不断改善作业条件，从而提升机械化水平和单产水平。
2、采场围岩的控制技术方法
研究相应破碎顶板和坚硬顶板等等环境比较恶劣情况下支架围岩同放顶煤开采岩层间的作用机理，研发出顶板动态监测技术及支护质量技术，冲击地压的有效预测及防治等等比较科学合理的岩层控制的技术，确保煤矿开采的安全和高效。
3、深矿井的开采技术方法
在深矿井中进行煤炭开采的关键性技术有这样几个方面：冲击矿压防治、煤层开采的矿压的控制、井巷布置、瓦斯和热害治理和深井通风等等。现在急需大力研究的为：深井作业场所的工作环境的变化；深井围岩状态及应力场和分布状态的特点；深井冲击矿压的防治技术同监测、监控技术；深井巷道的快速掘进和支护技术及装备、深井的高产高效开采的有关配套技术；深矿井开采的热害治理技术及装备等等。
四、如何提高煤炭开采技术
1、改进采煤方法和工艺。随着生产集约化合自动化程度的提高，在地质条件允许的矿区，可以走一井一面的集约化生产模式，而在地质条件不允许的矿区，也可以走多井生产，一井出煤的模式大量减少地面设施和简化生产流程，降低管理成本。随着大规模粗放性开采，适合长壁开采的煤炭资源日益减少，但长壁开采后的残留煤柱，不能布置长壁式残采煤区，不规划块段等的煤炭储量却在逐年上升，一些城市和村镇的建筑物下、铁路下、水体下压煤量也很大；另外，处于矿区煤田的边缘地带、小的地质构造附近的煤炭，均不能用常规的长壁开采技术采出，因此，短壁开采技术将有很大的发展空间。
2、安装机电一体化、自动化煤矿开采技术装备。应用电力电子驱动、传感检测、计算机与自动控制、机械―电气一体化设计等技术研究开发的煤矿新一代采掘、运输、提升等新型开采设备将不断涌现。这些设备总体结构实现机械―电气控制操纵一体化设计，具备工况自动监测监控功能，传动系统采用程序控制调速和软启动。煤矿机械机电一体化新型技术装备总体结构更合理，在煤矿井下狭小作业空间工作更加可靠、维修更加方便；配备更大功率的驱动系统，生产能力大幅度提高，在操纵和性能上实现程序控制、离机遥控、自动监测监控，使煤矿传统的采掘、运输等设备功能内涵发生重大突破，为生产过程的自动化控制奠定基础。
3、优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术。改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化为目标，研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。
常见煤气化技术及工艺特点篇8
[关键词]哈密地区煤炭；洗选工艺；全级入选；
中图分类号：tD94文献标识码：a文章编号：1009-914X（2014）23-0197-01
0绪论
哈密地区位于新疆东部，是国家“疆电东送”、“疆煤东运”战略的重要能源基地，拥有三道岭、沙尔湖、大南湖、巴里坤西部、三塘湖、淖毛湖、野马泉七大藏煤区，探明煤炭储量约2000亿t，远景储量超过5708亿t，分别占中国和新疆预测资源量的12.5%、31.7%，居全疆第一位。哈密地区煤炭成煤时代以侏罗纪为主，其次是早白垩世、石焦二叠纪，煤种以长焰煤、不粘煤、褐煤为主，另有少量焦煤、肥煤。煤质具有挥发分、高发热量、高反应活性、低灰、低硫、低磷的特点，是优质的动力发电用煤、中低温干馏和工业气化用煤。
1哈密煤炭洗选加工的必要性
（1）稳定煤质的需要。哈密煤炭一般是筛分后直接销售给电厂、兰炭厂、制气厂等。但随着煤炭资源整合，各煤矿采用综采后原煤含矸量增加，而兰炭厂和电厂对煤质要求比较稳定，许多煤矿生产的原煤已不能满足客户的要求，因此需要通过洗选加工为用户提供质量稳定的产品。
（2）环保的需要。由于煤中有一些有害元素，如硫、磷、氯、氟等，通过洗选加工可以减少煤中的有害元素的含量，从而减少煤炭在气化、液化的过程中产生的有害气体，达到保护环境的目的。
（3）提高经济效益的需要。通过洗选加工可以为客户提供质量稳定合格的产品，提高煤炭在低温干馏和工业气化过程中的产气率和产油率，还可以减少无效运输，增加企业经济效益[1]。
2哈密煤炭洗选工艺及存在的问题
目前，哈密地区建设的选煤厂洗选加工工艺主要采用块煤动筛跳汰排矸和块煤重介浅槽排矸。动筛跳汰[2]排矸主要适用于矿井原煤块煤排矸，分选下限>25mm，对入料粒度和稳定性要求比较高，且单台处理能力较低；块煤重介浅槽[3]排矸具有处理能力大、分选精度高、设计分选下限低（可达13mm以下）的特点，是目前最常见、应用最广泛的动力煤分选工艺。但是，由于哈密地区主要以高内水的不粘煤、褐煤为主，因此选前分级效率低、效果差，为保证系统的正常运行，在实际生产往往达不到设计下限[4]，通常将分选下限上调到25mm以上，25mm以下的末煤不分选。以上两种煤炭洗选工艺均为块煤排矸降灰。受矿井采煤层、开采方式的影响，块煤比例仅为30%左右，因而60%以上的末煤未经洗选直接与分选的块煤进行掺配，导致产品质量波动较大，产品质量完全取决于原煤煤质质量的好坏。
3、哈密地区煤炭洗选工艺的选择
选煤方法的选择主要取决于原煤的可选性。一般说，跳汰工艺具有分选精度较高，生产技术成熟，易于管理，生产成本低等特点，是易选煤的首选工艺。笔者认为，鉴于哈密地区广阔的兰炭生产用煤、固定床气化用煤、发电粉煤锅炉用煤市场，采用0～100mm全粒级入选、旋流器高频筛回收粗煤泥、细煤泥浓缩压滤混掺转筒烘干器工艺，如图1所示，通过合理的调配选煤产品粒级和质量，完全可以达到“全级入选，提高质量，增加效益”的目的。
3.1精煤粒度等级的确定
根据《常压固定床煤气发生炉用煤标准》（GB/t9143-2008）可知，煤气发生炉用煤适宜的粒度范围为13～100mm；《兰炭用煤技术条件》（GB/t25210-2010）中对兰炭生产用煤的粒度要求为13～50mm或13～80mm；《发电粉煤锅炉用煤技术条件》（GB/t7562-1998）对发电用煤粒度要求为0～50mm；《高炉喷吹用无烟煤技术条件》（GB/t18512-2008）对高炉喷用煤要求为0～25mm。
0～100mm全粒级入选工艺，选出的50～100mm块煤可作为常压固定床煤气发生炉的理想原料；选出的13～50mm块煤作为兰炭生产用煤的理想原料；选出的0～13mm可作为洗精煤面可以作为发电粉煤锅炉及高炉喷用原料，实现了“全级入选，提高质量，增加效益”的目的。
3.2中煤的利用
选出的中煤其本身含有一部分精煤，可将中煤进行破碎再洗选，以提高洗煤回收率。也可将破碎后的中煤混配部分精煤，使其低位发热量达到3500kcal/kg，可满足哈密地区大量工矿企业自备电厂链排锅炉的生产用煤要求。
3.3粗煤泥的利用
分选出的粗煤泥多为综采过程中产生的0～3mm的粉煤，这部分粉煤
灰分很高，经洗选所得粗煤泥性能接近粉煤灰，根据《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/t1596-2005），粗煤泥经转筒烘干及再破碎后，其指标达到了作为拌制水泥混凝土和砂浆时所用掺合料的Ⅱ级粉煤灰，指标达到水泥生产过程中作活性混合材料的Ⅰ级粉煤灰。鉴于哈密地区新近投产的新天山水泥厂的多家水泥生产企业，粗煤泥的市场是广阔的。
3.4煤泥的利用
分选出的煤泥经转筒烘干后，可作为哈密地区针状焦、型煤企业的优质辅煤，也可作为高炉喷吹用原料。
4结语
综上所述，针对哈密地区煤炭资源的概况，分析了哈密地区煤炭洗选的必要性，鉴于哈密地区广阔的电力用煤、兰炭生产用煤、工业气化用煤市场及洗煤副产品市场，笔者认为对哈密地区煤炭洗选工艺应选择0～100mm全粒级入选、旋流器高频筛回收粗煤泥、细煤泥浓缩压滤混掺转筒烘干器工艺，并对精煤的粒度分级、中煤及煤泥的产销提出了建议。
参考文献：
[1]娄德安.府谷煤炭洗选加工工艺分析[J].2011年全国选煤技术交流会论文集，2011（108）.
[2]杨俊利.我国动力煤分选技术的研究与开发[J].选煤技术，2002（5）.
常见煤气化技术及工艺特点篇9
关键词：高温 煤焦油加工 制备 轻质燃料油
随着社会的进步和经济的发展，世界各国各地区对能源的需求量日益增加，尤其是“黑金”即原油的需求更是日趋紧张。但因受到生产限制、战争等其它外在因素的影响，石油供不应求的局面越来越严重。在这样的前提下，以煤焦油为原料制备轻质燃料油是个解决这种紧张局面的重要举措。以煤焦油为原料来制备轻质燃料油具有划时代的意义；而且我国人口众多，对煤炭的需求量也非常大，这项技术在保护环境方面同样具有重大的意义。希望这项工艺能为我国带来诸多益处。
一、煤焦油以及高温煤焦油加工工艺
1.煤焦油的基本性质
煤焦油是在煤炭加工过程中产生的一种副产品，也是煤焦油的主要来源。在常温下，煤焦油为具有刺激性气味的黑色粘稠状液体。煤焦油的组成非常复杂，可根据分离时温度的不同而分为三种，即高温煤焦油、低温煤焦油、中温煤焦油。煤焦油的组成特点：含硫量、含氧量、含氮量高，含多环芳烃的量比较高，碳氢比大，粘度、密度大，机械杂质含量高，容易缩合生焦，进行加工的难度较大。在煤焦油的加氢过程中，需要先将煤焦油原料采用电脱盐、脱水技术进行脱水，直至其含水量不大于0.05%，再进行减压蒸馏除去含机械杂质的馏分，以除去固相机械杂质，使机械杂质含量不大于0.03%。经过净化后的煤焦油原料方可进行加氢工艺。
2.高温下煤焦油的加氢工艺
煤焦油的加氢工艺主要由原料净化系统、加氢系统、高低压分离系统、压缩系统、分馏系统和辅助系统六部分组成。原料净化系统（原料预处理系统）包括过滤、电脱盐以及减压蒸馏脱沥青质三部分，主要是为了除去煤焦油中的杂质和多余水分。煤焦油加氢过程一般包括两部分，即加氢使油品轻质及脱去含硫、氮等杂质的加氢精制过程和提高产品质量的加氢改质过程。高低压分离系统主要包括：加氢精制生成油的热高分、冷高分，加氢裂化生成油的热高分、冷高分，两套系统共同采用的热低分、冷低分，以及相应的换热、冷却和冷凝系统。其目的主要是实现反应产物的液化及气液分离，得到高纯度的循环氢气。压缩机系统主要包括新氢压缩机、循环氢压缩机两部分。辅助系统的作用是为了向系统添加高压注水、硫化剂等。
二、煤焦油的加工机理以及反应条件
1.煤焦油加氢加工过程的主要化学反应
煤焦油加氢为多相催化反应
在加氢过程中发生的主要化学反应有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、烯烃和芳烃加氢饱和以及加氢裂化等反应等。
1.6加氢脱金属反应
含有金属的有机物主要在煤焦油的重质馏分中存在，经过加氢过程的处理，这些有机物大部分都会发生氢解反应。氢解反应之后，催化剂表面会附着一层氢解反应生成的金属，这将会降低催化剂的活性，进而致使床层间压降的升高。随着反应的进行，这些氢解反应生成的金属会向床层的深部流动。当反应生成的金属含量大于阈值时，可认为是一个反应周期的结束。
2.煤焦油反应条件的控制
反应温度的控制。升高反应的温度，有利于加快加氢的反应速率和增加加氢的裂化率。但是过高的温度会使芳烃加氢饱和深度降低，使稠环化合物容易缩合生焦，会使催化剂使用寿命缩短。反应压力的控制，提高反应器的压力也就是提高反应物中氢的分压，这样不但有利于煤焦油中含有的硫、氮等杂原子以及芳烃化合物的消除，还能缓解催化剂结焦的速率、延长催化剂的使用寿命。氢分压的升高，对设备的要求增加。空间速度，提高反应的空间速度会增加煤焦油加氢设备的处理能力。对于新型设备来说，大的空间速度能够降低设备的投资和催化剂的购买费用；较低的空间速度能得到可观的产品收率，同时能使催化剂的使用寿命延长；但是空间速度过低将直接影响到设备的经济效益。氢油体积比的控制主要依据煤焦油的化学耗氢量。煤焦油和一般石油类原料相比，对于加氢比的要求更高。因为煤焦油的加氢过程以芳烃加氢反应为主，在反应中需要更多的氢气，另外就是芳烃加氢反应是强放热反应，需要有足够的氢气将反应生成的热带走。
三、煤焦油加氢的发展前景
随着全球油价的普遍升高和煤焦油加工技术的日益成熟，人们对副产品价值的开发和利用也越来越重视。煤焦油在高温下经过一系列处理得到可以代替石油的轻质燃料，这些轻质燃料油特别适合我国的高寒地区使用。这项工艺技术既能提高副产品的使用价值，又符合开发新能源、原料废物循环使用、环保的政策。原油的市场价格不断升高，可代替原油的轻质燃料油的需求也在日益增加。由此可见，高温煤焦油加氢制取轻质燃料油工艺技术有非常广阔的发展前景。对于高温下煤焦油加氢的加工，必须将加氢精制过程和加氢改质过程结合起来，才能够有效提高轻质燃料油的产率，从而达到经济效益最大化。希望煤焦油加工技术能够不断改进和发展，更好地为社会服务。
四、结束语
由于国际市场原油技术的不断提升，轻质燃料油的需求日益增加，因此以煤焦油制备轻质燃料油能够为企业带来更大的经济效益。煤焦油加工工艺能为我们提供更加环保的能源，且能够打破石油供不应求的僵局。希望煤焦油加工能广泛被各个工厂使用，提高煤炭产品的价值，为人们带来更多的益处。希望通过本文的论述能让大家对煤焦油加工技术和它的发展前景有所了解。
参考文献
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[4]杨国祥,李毓良,陈士山,高明彦，10万t/a高温煤焦油加氢装置的技术标定[J]，煤化工，2011(02).
常见煤气化技术及工艺特点篇10
[关键词]煤化工；高盐废水；结晶盐；综合利用；产品标准
现代煤化工产业正发展成为我国煤炭清洁高效利用的重要新生力量，对保障我国能源安全、优化能源结构、改善环境质量形成有力补充。然而水资源与水环境容量的双重匮乏一直困扰着现代煤化工产业的发展[1]。高盐废水及结晶盐处理利用是煤化工废水处理的主要难点[2-3]。2015年国家环境保护部印发《现代煤化工建设项目环境准入条件》指出，“缺乏纳污水体的新建现代煤化工项目需采取高盐废水有效处置措施，无法资源化利用的盐泥暂按危险废物管理，作为副产品外售应满足适用的产品质量标准要求[4]。”2016年获得环评批复的煤化工项目多数都承担了高盐废水处置和结晶盐综合利用环保示范任务。目前高盐废水处理利用已成为煤化工产业持续健康发展的自身需求和外在要求[5]。本文梳理了煤化工高盐废水处理利用技术进展，剖析问题，提出对策建议，为煤化工高盐废水处理利用技术研究与应用提供参考。
1、高盐废水处理现状
现阶段煤化工废水回用处理多采用经高效反渗透[6-7]、震动膜[8]、电渗析[9-10]、正渗透[11]等工艺，回用过程产生的高盐废水具有有机物、盐浓度高，处理难度大的特点。国内大唐克旗、新疆庆华、中煤图克、伊犁新天等煤化工项目多采用自然蒸发[12-13]、机械压缩蒸发、多效蒸发工艺[11,14]进一步处理高盐废水，产生的混合结晶盐组成复杂难以利用。2016年获得环评批复的煤化工项目多数选择分步结晶技术路线（见表1）。但目前煤化工高盐废水分步结晶技术处于中试研究阶段，尚需验证经济性和工业实施的可操作性。受国家政策引导，煤化工高盐废水处理利用技术成为研究热点。2014—2017年国内共申请了相关专利50余项，主要申请单位是深圳能源资源综合开发有限公司、倍杰特国际环境技术股份有限公司，详见表2。专利内容主要涵盖高盐废水净化预处理、膜浓缩、分质结晶工艺及设备，但描述概念性流程较多，说明实施及应用效果的数据较少。结合文献报道对专利进一步分析，梳理出主要的煤化工高盐废水及结晶盐处理利用工艺特征、处理效果、技术进展（见表3）。从表3看出，不同工艺区别在于前端净化预处理、浓缩以及分盐工艺，但目标都是围绕结晶盐资源化。预处理单元主要采取化学沉淀、物理截留、吸附分离以及氧化降解等方式来脱除钙镁结垢离子、难降解有机物；浓缩工艺主要采用反渗透、纳滤、电驱动离子膜、正渗透等工艺回收水资源，提高废水tDS浓度，减少蒸发结晶单元处理水量。分盐工艺主要有热法和冷法，依据高盐废水盐溶液相图，结合纳滤膜、结晶器特殊结构，如淘洗装置等辅助措施，实现naCl、na2So4等可资源化结晶盐与有机污染物等杂质分离开，得到纯化结晶盐。目前煤化工高盐废水结晶分盐技术处于中试或工业示范阶段，技术评价缺乏长周期运行数据支撑。
2高盐废水及结晶盐综合利用探讨
分质结晶是煤化工高盐废水资源化利用研究热点，但缺乏工程长周期运行验证，而且存在处理流程长、运行成本高等问题。为此国内一些单位积极探索开发技术经济更合理的煤化工高盐废水资源化利用新途径。
2.1高盐废水洗煤
国内富煤地区常面临水资源匮乏，非常规水洗煤逐渐得到选煤厂的重视[23]。传统洗煤厂煤泥水处理需要投加无机电解质凝聚剂，如氯化钙、硫酸铝等，中和或降低煤泥表面的负电，提高煤泥水沉降速度，降低循环水浓度，实现清水洗煤[24]。而煤化工高盐废水盐分组成与洗煤厂常用无机凝聚剂组分相近，这对开展浓盐水洗煤有利。邰阳等[25]提出新建煤化工园区与煤矿、洗煤厂统一布局，可利用高盐废水作为煤矿、洗煤厂生产水源，实现高盐废水综合利用。荣用巧等[26]研究指出，煤化工浓盐水可作为洗煤厂洗煤补充水，浓盐水中Ca2+、mg2+等阳离子改善煤泥水沉降性能。熊亮等[27]进行浓盐水选煤试验，表明一定浓度的煤化工浓盐水促进煤泥水自由沉降。目前尚无煤化工高盐废水洗煤中试或工程应用报道，工程实施需针对具体煤质与高盐废水水质开展适应性研究，评估高盐废水盐分、有机污染物等对洗煤厂及周围环境的影响[28]。
2.2高盐废水、结晶盐固化处置
国内研究指出，含盐废液掺煤循环流化床焚烧处理技术上可行[29]。新疆准东燃煤电厂高盐煤与高灰熔点煤掺配，实现电厂稳定运行[30]。熊亮等[31]以气化灰渣、锅炉粉煤灰为原料，掺入煤化工高盐废水，研究膏体充填开采技术固化处置浓盐水的效果。试验表明膏体充填开采固化处置煤化工高盐废水技术可行，并具有良好的经济性和安全性。这对配套煤矿绿色开采、煤化工园区灰渣等固废综合利用、煤化工高盐废水安全处置，以及减轻煤化工项目环保压力，提供了新的技术路线。结合含盐废液循环流化床焚烧处置技术和高盐煤配煤发电工程经验，乔英存等[32]提出煤化工高盐废水及结晶盐循环流化床锅炉掺烧固化处置新思路，并针对煤制气废水结晶盐和原料煤煤灰硅、铝含量高的特点进行了烧结实验。研究表明，煤灰样对钠盐有明显的固化作用，这为煤化工项目实现废水零排放和结晶盐危废安全处置提供了新的解决途径。从工程应用考虑，高盐废水及结晶盐掺烧固化技术仍需开展系统研究与工业试验，同时结合具体煤化工项目废水结晶盐性质，配套电厂原料煤煤质及动力锅炉型号进行模拟计算，为产业化实施提供保障。
2.3结晶盐作为制碱原料盐
国内环保技术商和煤化工企业进行了高盐废水分质结晶中试及工业示范，产出naCl和na2So4结晶盐纯度分别达到98%以上[33]，这为煤化工废水结晶盐作为氯碱行业、纯碱行业粗原料提供了有利条件。现阶段国内氯碱厂主要采用离子膜法生产烧碱，对进厂原盐品质要求高，特别是Ca2+、mg2+、So42-、总有机碳（toC）、氨氮等杂质含量控制严格[34-35]。为此煤化工高盐废水分质结晶盐产品指标控制需参照制碱行业原料要求，这也是煤化工结晶盐能否用于下游制碱行业的关键所在。这就需要强化高盐废水净化预处理，以及上游废水生化处理的效果。未来煤化工高盐废水结晶盐产品用作制碱原料盐，仍需开展大量试验研究。
3、对策与建议
煤化工高含盐废水处理利用，以下游用户需求为导向，工艺开发与优化满足潜在用户技术指标要求为原则，是实现煤化工高含盐废水资源化的关键。
3.1加快高盐废水分质结晶技术开发与应用
分质结晶是高盐废水资源化利用的重要路径，但目前缺乏工程验证。结合国内煤化工高盐废水运行情况和技术瓶颈，未来实现高盐废水分质结晶仍需开展以下技术攻关：分子层面研究高盐废水污染物及污染源分析；高盐废水净化预处理技术研究，主要是toC强化脱除技术、钙镁离子高效除硬新技术；多元高盐废水体系相平衡研究，重点是热力学平衡相图、结晶动力学、结晶干扰因素及控制措施；盐、硝分质结晶技术研究；结晶母液无害化处理技术研究。
3.2加强煤化工高盐废水副产结晶盐产品标准研究
产品标准缺失是煤化工废水结晶盐产品实现市场流通的重要瓶颈。现有GB/t5462—2015《工业盐》标准，仅限定naCl、水分、水不溶物、钙镁离子总量、So42-含量等指标，未涉及氨氮、有机物、重金属等煤化工高盐废水存在的污染物，并不适用于煤化工废水制盐。现阶段煤化工废水副产结晶盐外售制碱厂作原料可能会影响制碱厂稳定运行或存在潜在环境风险。建议采用先进分析检测技术解析高盐废水特征污染物，结合下游盐化工用户工艺要求，开展工艺开发优化以及煤化工废水副产结晶盐产品标准研究。
4结语
高含盐废水处理是现阶段煤化工产业发展面临的重大环保问题。综合利用是解决高含盐废水出路的重要路径。高含盐废水综合利用需要从技术选择、设计优化、工艺应用、现场运行管理等方面系统考虑。国内正开展中试或工业示范的电渗析、正渗透、纳滤等膜法分离浓缩工艺以及热法、冷法分质结晶技术仍需加强论证，同时尽快建立高含盐废水副产结晶盐产品标准。借助新建煤化工项目鼓励企业承担环保示范任务，积极开展高含盐废水综合利用新技术研究与推广应用。
参考文献
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