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煤制气方法的技术现状及工艺研究

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  摘 要:随着不可再生能源的不断开采,煤的储量不断的减少,作为主要的能源物资,煤的减少可能会造成经济危机。虽然现在清洁及可再生能源在不断的渗入到各个领域中,但是煤能源的使用还是占着很大的一部分。使用煤制气的途径,可以使煤炭的能源利用率的到很大的提升,而且对于环境没有什么破坏。对现在的煤制气方法技术现状进行分析可以了解煤制气的不足之处以及未来发展的趋势,对煤制气的工艺进行研究可以提高煤制气工艺的效率,提升煤制气的品质。
  关键词:煤制气方法;技术现状;工艺研究
  随着国家提倡科学发展观,能源使用对环境的污染得到了很好的控制,其中煤炭能源的使用在向着清洁的煤制气转型,对环境的污染得到了很好的控制。煤制气的制造过程涉及到化学及物理的变化,把煤炭的原材料用气压或者化学试剂进行处理得到所需要的气体或者甲醇及天然气等我们常用的清洁能源。煤制气的使用标志着我国社会的进步,在推动清洁能源使用上发挥着至关重要的作用。为了能使的煤制气的纯度及制造效率更进一步,就需要对煤制气的现状有足够的了解及对工艺流程等进行改善,寻求更好的制作工艺,为制造煤制气减少煤炭的浪费。
  1 对煤制气方法的技术现状进行分析
  1.1 煤制气现在主要的应用情形
  在上个世纪及本世纪处都是以煤炭作为主要的使用能源,由于科技发展达不到现在的程度,一般都是使用大自然的原材料,比如木材及煤炭等。由于煤炭能源的有限性,所以现在全世界都对能源使用造成的环境问题及能源的利用率问题有着很大的重视。所以煤炭的使用不能像原来的单纯处理后使用,需要度对煤炭进行化学及物理的处理,制造成煤制气,大大的提高了煤炭能源的利用率,对于环境造成的影响也有着很大的减少。但是现在煤制气方法还不是非常的成熟,制造的工艺还是比较的繁琐,流程相对复杂,同时也需要比较多的能量进行转换。煤制气在全球都有应用,但是不同发达程度之间的应用程度也存在着一定的差异,煤制气的应用是全球的需要。属于科学发展观中重要的组成部分。
  1.2 煤制气现在的发展程度
  煤制气是以煤炭为原材料进行处理得到清洁利用率高的能源。煤制气发展的历程不是很长,但是已经取得了一定的成果,特别是我国现在推行清洁能源的使用,对煤制气的方法更是具有推动的作用。虽然煤制气具有了一定的发展,但是还是其中的技术还是不是很完善,对于煤炭的利用率还不是很高。由于我国天然气的生产达不到我国的需求,所以要对天然气进口,成本及一些税费用都是比较高,所以为了满足能源上的需求,国家对煤制气行业给予鼓励的政策。现在煤制气还在一个飞速发展道路上,煤制气的利用在不断的提高。
  1.3 煤制气现阶段中存在的主要问题
  煤制气制造的过程存在着高温高压的环境,这就存在着安全的隐患。其中煤气中毒、煤气输送管道爆炸、炉水夹套爆炸、煤气发生炉炉体爆炸等安全事故是现在煤制气在制造生产过程中主要存在的安全问题。随着企业管理水平不断的提高,安全设施不断的建设,安全事故的发生率有着显著的减少。
  2 煤制气方法的工艺研究
  煤制气的制造过程相对麻烦,在很早之前就对煤制气具有探究,煤制气就是把煤炭原材料进行处理的到我们所需要的各种气体或者是油体之类便于运输的能源,同时也使煤炭的利用率的到提升。现阶段主要的制造工艺要有:德士古煤气化技术、壳牌煤气化技术、多喷嘴对置式水煤浆气化技术等等。
  2.1 德士古煤气化技术简述及研究
  2.1.1 德士古煤气化技术简述
  德士古煤气化技术是一种发展比较久的技术,起源于1857年由德国的Siemens兄弟发明出德士古煤气炉,利用了煤炭与水的结合形成水煤浆,再利用设备进行压强的处理。一般的德士古煤气炉具有2000吨的容量,能承受4到6.5MPa。的古煤气化技术具有的优点有:产量大,效率高,在制造过程中甲烷比较少;对于环境的破坏小,生产的污染物少;生产的煤制气质量上比较良好,纯度较高;但是其中纯在不足之处:由于温度在生产过程中,气体的温度过于太高,对于炉内部有着一定的影响,锅炉的检修成本比较高。
  2.1.2 对德士古煤气化技术研究
  一种工艺的成熟离不开精益求精的追求,为了能使对德士古煤气化技术能够更加的完善。首先是对德士古煤气炉进行质量上的要求。使用更加抗高温的材料进行制造,为检修成本得到节约,同时也是提高锅炉的使用寿命。可以针对比较复杂的流程进行简易化。使得工艺简单方便,生产效率更加高。
  2.2 壳牌煤气化技术的简述及研究
  2.2.1 壳牌煤气化技术的简述
  壳牌煤气化技术是利用煤炭原材料在高温高压的环境之下,在有氧及无氧的情况下发生不同的化学反应得到不同的产物。最终的到需要的CO与H2为主的气体。壳牌煤气化技术具有很多的优点:煤种适应性广;单系列生产能力大;碳转化率高;产品气体质量好;气化氧耗低;热效率高;负荷调节方便;运转周期长;环境效益好等等优点。其中碳转化率达到99%,这是在诸多方法中效率达到最高的一种。但是也存在着一定的缺点:殼牌煤气化生产的流程步骤比较多,生产时间也比较长,在实际生产过程中对于流程的控制比较复杂,操作难度相对于其他工艺难。
  2.2.2 壳牌煤气化技术的研究
  壳牌煤气化技术是现在煤制气制造中的主要工艺,生产效率及产品质量都是比较良好的。最重要的是它的碳转化率极高。对于我国这样一个需要能源的大国,就需要对壳牌煤气化技术进行改进,虽然其中存在着一定的困难,但是只要把存在的不足之处给予针对,发现解决的办法。
  2.3 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的简述及研究
  2.3.1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的简述
  多喷嘴对置式水煤浆气化技术的简述是由我们国家自主研发的一种煤制气的方法。这是根据德士古煤气化技术进行的一种创新及拓展,在德士古煤气化技术的基础上,结合我国的需要进行的一种研发。多喷嘴对置式水煤浆气化技术具有以下优点:对煤的要求低,煤种适应强;原材料的来源广泛,煤炭原材料中存在的其它杂质对产品的生产影响不大,生产的产量大,与城市之间的联系较为密切,能为城市提供清洁的能源;能够得到其他许多有用的副产品,比如甲醇、甲醛、甲胺、醋酸等一系列C1化工产品,可以利用这些产品进行许多化学原料的生产,实现废物利用。
  2.3.2 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研究
  这是一种比较新型的煤气制造工艺,也是我国一项重要的研发,对于煤制气的行业具有很大的推动作用。作为一种新型的工艺,需要对工艺流程进行严格的把控,进行工艺的简化以及产品质量的提升。多喷嘴对置式水煤浆气化也标志着我国煤制气的发展,为煤制气行业带来更好的发展空间。
  3 煤制气技术在未来的发展
  煤制气的技术会根据需求越来越成熟,在未来也会出现更好的工艺流程。为了满足人们及国家的需要,煤制气的技术研究人员应该大胆的创新,寻求更加良好的技术方法,为煤制气的发展做出贡献。在煤制气技术探究时要充分考虑到煤制气在生产过程中对环境的影响以及对煤炭的利用率问题。煤制气技术的发展也会趋于多样化,不同的技术,收益以及适应的环境及条件不尽相同。
  4 结束语
  煤制气技术的发展需要根据煤制气技术的现状进行对各工艺存在的问题进行分析,找出不足之处,得到解决的办法改进工艺。煤制气在很长一段时间之内还是世界主要的能源之一,对煤制气技术的研究时非常有必要的。
  参考文献:
  [1]陶月.煤制气方法的技术现状及工艺研究[J].中国化工贸易,2017,9(3).
  [2]董馈宝.几种煤制气方法的技术应用及工艺比较[J].中国化工贸易,2017,9(3).
  [3]朱富斌.煤制气方法的应用及工艺比较[J].化工设计通讯,2018,44(5).
  作者简介:
  郝文龙(1989- ),男,山西省古交市人,本科,2013年9月毕业于太原理工大学现代科技学院煤化工专业,煤化工助理工程师,研究方向:煤化工。
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