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[摘 要]洁净煤气化工艺是一种新型的煤化工工艺。有了这项技术，人们就能以最清洁、最环保的方式高效地利用煤炭。清洁煤气化工艺起源于上世纪八十年代，通过相关科研人员对工艺进一步的研发和改进，我国的洁净煤气化工艺也取得了重大的突破和瞩目的成就。洁净煤气化工艺的主要特点是符合气化指标、绿色环保，具有较好的应用前景。
[关键词]洁净；煤气化工艺；探究
中图分类号：S462 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）26-0044-01
1 洁净煤气化工艺的优点
1.1 环境友好污染物排放少
洁净煤气化过程中产生的污染物排放量是非常低的，有效地实现了煤气化生产过程中的的清洁性和绿色生产。洁净煤气化过程中基本没有废气排放，在生产的过程中气化后形成的煤渣也就是飞灰，其含碳量相对较低，适合用在水泥生产或其它建筑材料的二次利用。在洁净煤气化生产的过程中产生的污水给环境所带来的危害相对较小，且处理方式相对简便同时降低了成本。
1.2 对原料煤的实用性强
洁净煤气化工艺对原料适应性是非常强的，目前我们常使用的壳牌干粉煤气化工艺对原料煤种类的要求并不高，可以适应不同的煤型。在壳牌干粉煤气化工艺的生产过程中所使用的褐煤、烟煤、次烟煤、石油焦这些煤质相对较差的煤种，或是含水量、含硫量较高的煤种，都可以得到很好的利用，对煤的灰熔点有着很宽的适用范围。
1.3 煤气化利用效率高
衡量煤气化利用率指标高低的综合评价标准包括碳转化率、冷煤气效率、比煤耗等。洁净煤气化工艺在煤种的选择、煤利用率及环境保护方面与第一代煤气化工艺相比有了很大的提升。
2 洁净煤气化工艺分析
洁净煤气化技术的原理就是通过转化加工将原煤变为合成气体，进而再通过对原料气的净化分离出煤化工产业所需要的氢原料。根据对洁净煤气化技术的发展沿革可以得出，目前煤气化技术已经实现了由块煤加工到整体原煤加工的转变，有效提高了煤种的适应性，也在很大程度上提高了对原煤的利用效率。尤其自20世纪80年代以来，在煤气化的过程中，由于有了气流床反应器的应用，其气化效率得到了显著提高，该反应器已经在洁净煤气化之中得到了广泛应用。而就应用该气流床反应器的德士古水煤浆气化技术与壳牌粉煤氣化工艺来看，其具体如下。
2.1 德士古（Texaco）水煤浆气化技术分析
德士古水煤浆气化技术是现今煤化工企业生产过程中应用较多的技术之一，德士古公司早在20世纪就开始了对煤气化技术的研究工作，并在70年代研发出了以天然气与重油为反应原料生产合成有效气体的相关技术。该公司随后通过对该技术的拓展研发，又推出了水煤浆气化技术，该技术主要以水煤浆为反应原料，通过液态排渣与气流床气化合成（CO+H2）有效气体，在国内渭河等地已经实现了投产应用，已经实现了对煤炭气化路径的优化。德士古煤气化工艺对原料要求不高，除含水量较高的褐煤之外，其他烟煤以及石油焦等均可以用于气化反应。在反应之前需要通过与处理将煤炭原料预制成浓度约为65%的水煤浆，其中必须对灰分进行严格控制，并将煤气化炉内的压强设置在2.8到6.5MPa，反应温度约为1300℃左右，最终（CO+H2）有效气体的浓度能够达到80%。
2.2 壳牌（SCGP）粉煤气化工艺分析
壳牌粉煤气化工工艺由Shell公司研发，主要以渣油气化技术为基础，于20世纪70年代末期投入市场，投煤量高达每天400t。该工艺具有极高的煤种适宜性，对煤炭的种类与质量无太高要求，甚至可以混合气化。SCGP粉煤气化工艺流程具有较强的系统性，工业化水平极高，首先由煤粉锁斗将煤粉由常压仓转入给料仓，进而利用高压氮气将粉煤送至气化反应炉喷嘴处，并与空气中的氧气进行充分混合，进而在高温高压的条件下于气化反应炉中发生氧化还原反应，再通过对气体的冷却与洗涤得到有效气体。
3 我国洁净煤气化技术发展趋势
在对煤气化技术的发展情况、发展过程中所出现的问题进行深入分析后发现，洁净煤气化技术要想得到更好的发展，应朝着以下几个方向发展。
3.1 着力推广当代先进的洁净煤气化技术
目前，先进的洁净煤气化技术也被称为新型煤气化技术，主要指的是第二代煤气化技术中的气流床加压气化技术，其中包括了水煤浆加压气化技术和干煤粉加压气化技术。与传统的固定层煤气化技术相比较，更突出了煤气化技术的节能性、环保性、适应性。例如，煤制合成氨技术，与固定煤气化技术相比其在同等原料煤的条件下，洁净煤气化技术可以使氨气产品标煤平均降低了0.22t；在1300℃以上的气化温度下可完全分解有机物，降低了污染物的排放量；在一定程度上扩大了煤种的适应范围，进一步提升可煤炭资源的综合利用率和经济价值。先进的煤气化技术在很大程度上提升了煤炭的利用率，不仅可以形成联合循环过程，利用清洁方式代替煤炭直燃锅炉发电，也实现了下游产品的发展，生产醇、醚、烃类产品以及液体燃料，有效的替代了石油产品，为我国的能源安全提供一种切实可行的选择。
3.2 进一步扩大煤种适应性
不同的煤气化技术对原煤水分、灰分、挥发度、粘附性、化学活性、制浆性、灰熔点、成渣性、机械强度以及热稳定性等方面都有相应的要求，原煤性质的不同也会影响到气化的效果。目前，没有一种煤气化技术能广泛的适应各种煤种，但是将国外已经成熟的技术运用到我国会因为煤质等因素导致一些问题的出现，因此，开发一种煤种适应性更广的煤气化技术，是当代洁净煤气化技术开发的一个重要方向，这也是煤气化技术在发展时必须要解决的问题。煤气化技术的开发主要包括，对气化的结构进行调整、系统机械能的优化、对材料进行升级、新型添加剂和助熔剂的研发等相关工作，研发的过程是一项系统性较强的工作，需要经过长期的实验研究和工程实践才能逐步实现。
3.3 提高气化压力，降低能耗
气化炉的气化压力直接决定了气化炉的操作容量，在气压不断提升的过程中，单台气化炉在煤量的处理上也得到了增加。例如，德士古水煤浆加压气化炉在进行气化操作时其压力会从4.0MPa提升到6.5MPa，再提升到8.7MPa，气化炉的投煤量也由原来的500-1000t/d增至1500t/d，最高可达到2000t/d。多喷嘴对置式水煤浆加气化炉的气压会从1.0MPa-3.0MPa提升至4.0MPa-6.5MPa，煤处理能力会从15-45t/d的试验装置提升到500-1500t/d的示范和工业化装置。目前，我国已建成和正在运行的最大规模的多喷嘴对置式水煤浆加气化炉的气化压力为8.7MPa，单炉煤处理的能力可以达到2000t/d，并正在进一步提升气化压力，单炉煤处理能力3000t/d的超大型水煤浆加压气化技术。除此之外，具相关的资料显示，提升气化压力可以有效的提升气化装置的经济效益，当气化压力从4.0MPa提升到6.5MPa时，可降低甲醇单位成本，大约在6%-10%；当气化压力从6.5MPa提升至8.7MPa时，可再降低甲醇单位成本，大约在5%-8%。由此可见，进一步提升气化压力和装置规模，可有效降低能耗。
结语
综上所述，目前，在我国环境问题日益严峻的背景之下，结合国家可持续发展战略要求，煤化工产业在发展的过程中必须合理使用洁净煤气化技术，继而在提高能源利用效率的同时，尽可能减少对环境的危害。
参考文献
[1] 梁永煌，游伟，章卫星.我国洁净煤气化技术现状与存在的问题及发展趋势（上）[J].化肥工业，2013，40（06）：30-36.
[2] 张洪伟，康炜，祝汉萍，沈菊.洁净煤气化与分布式能源系统[J].煤气与热力，2006（07）：54-56.
[3] 汪寿建.洁净煤气化工艺浅析[J].化肥设计，2004（03）：15-17.
[关键词]洁净；煤气化工艺；探究
中图分类号：S462 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）26-0044-01
1 洁净煤气化工艺的优点
1.1 环境友好污染物排放少
洁净煤气化过程中产生的污染物排放量是非常低的，有效地实现了煤气化生产过程中的的清洁性和绿色生产。洁净煤气化过程中基本没有废气排放，在生产的过程中气化后形成的煤渣也就是飞灰，其含碳量相对较低，适合用在水泥生产或其它建筑材料的二次利用。在洁净煤气化生产的过程中产生的污水给环境所带来的危害相对较小，且处理方式相对简便同时降低了成本。
1.2 对原料煤的实用性强
洁净煤气化工艺对原料适应性是非常强的，目前我们常使用的壳牌干粉煤气化工艺对原料煤种类的要求并不高，可以适应不同的煤型。在壳牌干粉煤气化工艺的生产过程中所使用的褐煤、烟煤、次烟煤、石油焦这些煤质相对较差的煤种，或是含水量、含硫量较高的煤种，都可以得到很好的利用，对煤的灰熔点有着很宽的适用范围。
1.3 煤气化利用效率高
衡量煤气化利用率指标高低的综合评价标准包括碳转化率、冷煤气效率、比煤耗等。洁净煤气化工艺在煤种的选择、煤利用率及环境保护方面与第一代煤气化工艺相比有了很大的提升。
2 洁净煤气化工艺分析
洁净煤气化技术的原理就是通过转化加工将原煤变为合成气体，进而再通过对原料气的净化分离出煤化工产业所需要的氢原料。根据对洁净煤气化技术的发展沿革可以得出，目前煤气化技术已经实现了由块煤加工到整体原煤加工的转变，有效提高了煤种的适应性，也在很大程度上提高了对原煤的利用效率。尤其自20世纪80年代以来，在煤气化的过程中，由于有了气流床反应器的应用，其气化效率得到了显著提高，该反应器已经在洁净煤气化之中得到了广泛应用。而就应用该气流床反应器的德士古水煤浆气化技术与壳牌粉煤氣化工艺来看，其具体如下。
2.1 德士古（Texaco）水煤浆气化技术分析
德士古水煤浆气化技术是现今煤化工企业生产过程中应用较多的技术之一，德士古公司早在20世纪就开始了对煤气化技术的研究工作，并在70年代研发出了以天然气与重油为反应原料生产合成有效气体的相关技术。该公司随后通过对该技术的拓展研发，又推出了水煤浆气化技术，该技术主要以水煤浆为反应原料，通过液态排渣与气流床气化合成（CO+H2）有效气体，在国内渭河等地已经实现了投产应用，已经实现了对煤炭气化路径的优化。德士古煤气化工艺对原料要求不高，除含水量较高的褐煤之外，其他烟煤以及石油焦等均可以用于气化反应。在反应之前需要通过与处理将煤炭原料预制成浓度约为65%的水煤浆，其中必须对灰分进行严格控制，并将煤气化炉内的压强设置在2.8到6.5MPa，反应温度约为1300℃左右，最终（CO+H2）有效气体的浓度能够达到80%。
2.2 壳牌（SCGP）粉煤气化工艺分析
壳牌粉煤气化工工艺由Shell公司研发，主要以渣油气化技术为基础，于20世纪70年代末期投入市场，投煤量高达每天400t。该工艺具有极高的煤种适宜性，对煤炭的种类与质量无太高要求，甚至可以混合气化。SCGP粉煤气化工艺流程具有较强的系统性，工业化水平极高，首先由煤粉锁斗将煤粉由常压仓转入给料仓，进而利用高压氮气将粉煤送至气化反应炉喷嘴处，并与空气中的氧气进行充分混合，进而在高温高压的条件下于气化反应炉中发生氧化还原反应，再通过对气体的冷却与洗涤得到有效气体。
3 我国洁净煤气化技术发展趋势
在对煤气化技术的发展情况、发展过程中所出现的问题进行深入分析后发现，洁净煤气化技术要想得到更好的发展，应朝着以下几个方向发展。
3.1 着力推广当代先进的洁净煤气化技术
目前，先进的洁净煤气化技术也被称为新型煤气化技术，主要指的是第二代煤气化技术中的气流床加压气化技术，其中包括了水煤浆加压气化技术和干煤粉加压气化技术。与传统的固定层煤气化技术相比较，更突出了煤气化技术的节能性、环保性、适应性。例如，煤制合成氨技术，与固定煤气化技术相比其在同等原料煤的条件下，洁净煤气化技术可以使氨气产品标煤平均降低了0.22t；在1300℃以上的气化温度下可完全分解有机物，降低了污染物的排放量；在一定程度上扩大了煤种的适应范围，进一步提升可煤炭资源的综合利用率和经济价值。先进的煤气化技术在很大程度上提升了煤炭的利用率，不仅可以形成联合循环过程，利用清洁方式代替煤炭直燃锅炉发电，也实现了下游产品的发展，生产醇、醚、烃类产品以及液体燃料，有效的替代了石油产品，为我国的能源安全提供一种切实可行的选择。
3.2 进一步扩大煤种适应性
不同的煤气化技术对原煤水分、灰分、挥发度、粘附性、化学活性、制浆性、灰熔点、成渣性、机械强度以及热稳定性等方面都有相应的要求，原煤性质的不同也会影响到气化的效果。目前，没有一种煤气化技术能广泛的适应各种煤种，但是将国外已经成熟的技术运用到我国会因为煤质等因素导致一些问题的出现，因此，开发一种煤种适应性更广的煤气化技术，是当代洁净煤气化技术开发的一个重要方向，这也是煤气化技术在发展时必须要解决的问题。煤气化技术的开发主要包括，对气化的结构进行调整、系统机械能的优化、对材料进行升级、新型添加剂和助熔剂的研发等相关工作，研发的过程是一项系统性较强的工作，需要经过长期的实验研究和工程实践才能逐步实现。
3.3 提高气化压力，降低能耗
气化炉的气化压力直接决定了气化炉的操作容量，在气压不断提升的过程中，单台气化炉在煤量的处理上也得到了增加。例如，德士古水煤浆加压气化炉在进行气化操作时其压力会从4.0MPa提升到6.5MPa，再提升到8.7MPa，气化炉的投煤量也由原来的500-1000t/d增至1500t/d，最高可达到2000t/d。多喷嘴对置式水煤浆加气化炉的气压会从1.0MPa-3.0MPa提升至4.0MPa-6.5MPa，煤处理能力会从15-45t/d的试验装置提升到500-1500t/d的示范和工业化装置。目前，我国已建成和正在运行的最大规模的多喷嘴对置式水煤浆加气化炉的气化压力为8.7MPa，单炉煤处理的能力可以达到2000t/d，并正在进一步提升气化压力，单炉煤处理能力3000t/d的超大型水煤浆加压气化技术。除此之外，具相关的资料显示，提升气化压力可以有效的提升气化装置的经济效益，当气化压力从4.0MPa提升到6.5MPa时，可降低甲醇单位成本，大约在6%-10%；当气化压力从6.5MPa提升至8.7MPa时，可再降低甲醇单位成本，大约在5%-8%。由此可见，进一步提升气化压力和装置规模，可有效降低能耗。
结语
综上所述，目前，在我国环境问题日益严峻的背景之下，结合国家可持续发展战略要求，煤化工产业在发展的过程中必须合理使用洁净煤气化技术，继而在提高能源利用效率的同时，尽可能减少对环境的危害。
参考文献
[1] 梁永煌，游伟，章卫星.我国洁净煤气化技术现状与存在的问题及发展趋势（上）[J].化肥工业，2013，40（06）：30-36.
[2] 张洪伟，康炜，祝汉萍，沈菊.洁净煤气化与分布式能源系统[J].煤气与热力，2006（07）：54-56.
[3] 汪寿建.洁净煤气化工艺浅析[J].化肥设计，2004（03）：15-17.