Page 203 - 化工产品与设备安全管理研究

第七章 精细化工工艺技术管理与煤气净化设备运行维护分析

第三节 煤气化清洁工艺与煤气净化设备状态维检修

一、煤气化工艺过程及其能源浪费概述

煤气化工艺中的能源浪费主要集中在 CO2 的排放上，在煤气化甲醇、煤气
化烯烃、煤液化等工艺环节，煤气化进程会伴随有大量的 CO2 生成并排出，尤

其是在煤气化合成甲醇及合成气净化的过程中。经煤气化而得到的气体能源中，
CO 与 H2 摩尔比通常在 2 以内，CO 此时可经化学反应形成水煤气，进而转换得
到 CO2，众多的 CO2 需要在合成气中被排出，这一过程是煤气化产生废气及引
发能源浪费的主要环节。此外，煤液化工艺在开展过程中，主要是将煤置于高压

及高温环境下，引入氢气，在两者的反应过程中实现煤的固态向液态的转化，最
终得到工业生产所需的液体煤油。如反应环境中存在高含量的氢气，在氧气的作
用下，工艺过程会有大量的水排出，而 CO2 的产率则相对较少。

二、 煤气化工艺主要分类及发展

（一）固定床气化
固定床气化工艺以 10 到 50 毫米为原料，主要分为间歇式气化工艺和连续性

气化工艺两种。目前，比较先进的固定床气化工艺以鲁奇移动床加压气化为代表，
这种工艺目前已经广泛使用于实际的煤化工生产中。首先，鲁奇移动床加压气化
工艺可以使用质量不一的各类煤原料进行气化，甚至可以用劣质的煤气，可以有

效减少煤原料的浪费；其次，鲁奇移动床加压气化工艺在实际应用中，煤原材料
在气化炉的停留时间较长，可以大幅增大煤的气化程度，减少杂质的产生；最后，
鲁奇移动床加压气化工艺的耗氧量较少，可以减少氧气等气化剂的使用。
（二）流化床气化

流化床气化工艺是指气化反应在以气化剂与煤的形成的流化床内进行的，其
主要通过炭在高温下的化学反应以形成气化剂，从而达到促进煤原料发生气化反
应。流化床气化要求煤的粒度不能过大，一般来说不能超过 10 毫米。目前常用

的流化床气化工艺包括鼓泡流化床气化、循环流化床气化、增压流化床气化和喷
动流化床气化。第一，鼓泡流化床运用气化炉中的气体循环以达到煤粉的气化，
这种方式因为煤粉中的碳含量高等问题而无法实现；第二，循环流化床指运用炉

189