高爐煤氣化廢水

『壹』 請問高爐噴吹煤指標

1.評價指標

1．1灰分％

灰分是有害成分。噴入高爐的煤粉的灰分轉變成爐渣，不僅增加石灰石的消耗，又增加噸煤渣量，使焦比升高。噴吹煤的灰分越低越好。噴吹煤灰分應比所用焦炭灰分低2％，即鋼廠的焦炭灰分為13％，則噴吹煤的灰分應不高於11％。

1．2硫分％

硫分也是一種極為有害的物質。噴吹煤粉中硫影響生鐵和鋼的質量（鋼鐵中含硫大於0.07％，就會使之產生熱脆性而無法使用）。為脫去鋼鐵中硫，就須在高爐和煉鋼爐中多加石灰石，致使成本升高，生產能力下降。硫分越低越好。噴吹煤硫分應比所用焦炭硫分低0.2％，即鋼廠焦炭硫分為0.8％，噴吹煤硫分應不高於0.6％。

1．3發熱量

固定碳含量越高，揮發分含量越低，在風口前燃燒時放出的熱量越多。噴入高爐的煤粉是以其放出的熱量和形成的還原劑CO、H2等來代替焦炭在高爐內提供熱源和還原劑。發熱量越高越好。在高爐內放出的熱量越多，置換比越高。

1．4可磨性

它反映煤的耐磨特性。可磨指數越大，越易粉碎，磨煤機出力越大，電耗越小，粉煤加工成本越低。但可磨指數大於90時，在磨機內會有粘結現象。實踐證明，噴吹煤可磨指數為70－90時為最佳。

1．5反應性

煤對CO2的反應性即將CO2還原成CO的能力。它是反映煤氣化、燃燒的一個重要指標。反應性的強弱直接影響爐子的耗煤量、耗氧量及煤氣中的有效成分等。高爐噴吹反應性強的煤，不僅可提高煤粉燃燒率，擴大噴吹量，而且風口區未燃燒的煤粉在高爐的其它部位參加了與CO2的氣化反應，減少焦炭的氣化反應，對焦炭強度起到保護作用。

1．6燃燒性

煤的燃燒性好，即其著火點低，反應性強。這可使噴入高爐的煤粉能在有限的空間和時間內盡可能多地氣化，少量未及氣化的煤粉也因反應性強而與高爐煤氣中的CO2和H2O反應而氣化，不給高爐冶煉帶來麻煩。另外，燃燒性好的煤也可磨得粗一些，即－200目占的比例少一些，這為降低磨煤能耗和費用提供了條件。

1．7爆炸性

懸浮的煤粉與空氣或其他氧化劑混合極易發生爆炸，最明顯的規律是隨揮發分增加，其爆炸性也增加。一般認為煤粉Vdaf<10％為基本無爆炸性煤，10％<VDAF<25%為有爆炸性煤,Vdaf>25%為強爆炸性煤。

爆炸特性主要採用長管式的測試裝置來測定煤粉爆炸火焰返回長度確定煤粉有無爆炸性及其強弱。一般認為，僅在火源處出現稀少火星或無火星的屬於無爆炸性，如無煙煤；返回至噴入端的火焰長度小於400mm的為易燃有爆炸性煤，如貧瘦煤、不粘煤、弱粘煤；返回至噴入端的火焰長度大於400mm的為強爆炸性煤，如氣煤等。

1．8煤灰熔融性

煤灰熔融性是指在規定條件下，隨加熱溫度的變化，煤灰的變形、軟化和流動特徵的物理狀態。煤灰的熔融性取決於它們的化學組成。在煤灰熔融時,Al2O3起「骨架」作用，能明顯提高灰的熔融溫度,當其含量超過40％時，煤灰的軟化溫度一般都會超過1500℃；SiO2起「助熔」作用，一般來說，SiO2大於40％的灰熔溫度比低於40％的要高100℃左右，而SiO2含量在45％－60％范圍內，熔融溫度隨其含量的增加而降低；在還原性氣氛中，氧化鐵以FeO形式存在，隨其含量增加，煤灰熔融溫度開始下降，當FeO摩爾百分數增加到40％時，下降至最低點，此後隨著FeO含量的增加，熔融溫度又升高。在氧化性氣氛中，氧化鐵呈Fe2O3形式存在，它總是起升高熔融溫度的作用；CaO起助熔作用，但其含量超過30％時，它又起升高熔融溫度的作用。其他MgO、Na2O、K2O在煤灰熔融中都起助融作用。

『貳』 煤化工廢水處理技術研究及應用分析

背景

煤化工廢水近零排放：煤化工是指以煤為原料，經化學加工轉化為氣體、液體和固體燃料及化學品的過程，是針對我國「富煤、貧油、少氣」的能源特點發展起來的基礎產業。

近年來，受市場需求等因素的刺激，煤炭富集區煤化工產業呈現爆發式增長態勢，《「十二五」規劃綱要》明確提出，推動能源生產和利用方式變革，從生態環境保護滯後發展向生態環境保護和能源協調發展轉變。

我國水資源和煤炭資源逆向分布，煤炭資源豐富的地域，往往既缺水又無環境容量。煤化工廢水如果不加以達標處理直接排入受納水體會對周圍水環境造成較大的污染和破壞，造成可利用的水資源量更加緊缺。因此，我國煤化工廢水實施「近零排放」，實現廢水回用及資源化利用勢在必行。

何為近零排放

煤化工廢水近零排放是以解決我國煤化工水資源及廢水處理難題為目標，形成的煤化工廢水處理及資源化利用重大技術研究領域。目前，該領域已基本確立「預處理—生化處理—深度處理—高鹽水處理」實現「近零排放」的技術路線。但是，最終產生的結晶鹽仍然含有多種無機鹽和大量有機物。從加強環境保護的角度出發，煤化工高鹽水產生的雜鹽被暫定為危險廢物。

按目前的處理技術，一次脫鹽處理後僅有60%～70%的淡水能回用。如果真正的零排放還需要把剩餘的30%～40%濃鹽水濃縮再處理進行回用。

現代煤化工企業廢水按照含鹽量可分為兩類：

一是高濃度有機廢水。 主要來源於煤氣化工藝廢水等, 其特點是含鹽量低、污染物以COD為主;

二是含鹽廢水。主要來源於生產過程中煤氣洗滌廢水、循環水系統排水、除鹽水系統排水、回用系統濃水等,，其特點是含鹽量高。

煤化工廢水「零排放」處理技術主要包括煤氣化廢水的預處理、生化處理、深度處理及濃鹽水處理幾大部分。

預處理：由於煤氣化廢水中酚、氨和氟含量很高，而回收酚和氨不僅可以避免資源的浪費，而且大幅度降低了預處理後廢水的處理難度。通常情況下，煤氣化廢水的物化預處理過程有：脫酚，除氨，除氟等。

生化處理：預處理後，煤氣化廢水的COD含量仍然較高，氨氮含量為50～200mg/l，BOD5/COD范圍為0.25～0.35，因此多採用具有脫氮功能的生物組合技術。目前廣泛使用的生物脫氮工藝主要有：缺氧-好氧法(A/O工藝)、厭氧-缺氧-好氧法(A-A/O工藝)、SBR法、氧化溝、曝氣生物濾池法(BAF)等。

深度處理：多級生化工藝處理後出水COD仍在100～200mg/l，實現出水達標排放或回用都需進一步的深度處理。目前，國內外深度處理的方法主要有混凝沉澱法、高級氧化法、吸附法或膜處理技術。

濃鹽水處理： 針對含鹽量較高的氣化廢水等，TDS濃度一般在10000mg/L左右，除了先通過預處理和生化處理以外，通常後續採用超濾和反滲透膜來除鹽，膜產水回用，濃水進入蒸發結晶設施，這也是實現污水零排放的重點和難點所在。

ZDP工藝解決煤化工廢水近零排放難題

海普創新開發了廢水近零排放ZDP工藝

煤化工行業近零排放項目現場

『叄』 煤氣化的工藝技術

碎煤固定層加壓氣化採用的原料煤粒度為6～50mm，氣化劑採用水蒸汽與純氧作為氣化劑。該技術氧耗量較低，原料適應性廣，可以氣化變質程度較低的煤種（如褐煤、泥煤等），得到各種有價值的焦油、輕質油及粗酚等多種副產品。該技術的典型代表是魯奇加壓氣化技術和BGL碎煤熔渣氣化技術。
該氣化技術的優點：
原料適應范圍廣，除黏結性較強的煙煤外，從褐煤到無煙煤均可氣化，可氣化水分、灰分較高的劣質煤。
氧耗量較低，氣化較年輕的煤時，可以得到各種有價值的焦油、輕質油及粗酚等多種副產品。
該氣化技術存在的不足：
該技術出爐煤氣中甲烷和二氧化碳的含量較高，有效氣的含量較低。
蒸汽分解率低。一般蒸汽分解率約為40 %，蒸汽消耗較大，未分解的蒸汽在後序工段冷卻，造成氣化廢水較多，由於廢水中含有酚類物質，導致廢水處理工序流程長，投資高。 粉煤流化床加壓氣化又稱之為沸騰床氣化，這是一種成熟的氣化工藝，在國外應用較多，該工藝可直接使用0～6mm碎煤作為原料，備煤工藝簡單，氣化劑同時作為流化介質，爐內氣化溫度均勻，典型的代表有德國溫克勒氣化技術，山西煤化所的ICC灰融聚氣化技術和恩德粉煤氣化技術。
雖然近年來流化床氣化技術已有較大發展，相繼開發了如高溫溫柯勒（HTW）、U-Gas等加壓流化床氣化新工藝以及循環流化床工藝（CFB），在一定程度上解決了常壓流化床氣化存在的帶出物過多等問題，但仍然存在煤氣中帶出物含量高、帶出物碳含量高且又難分離、碳轉化率偏低、煤氣中有效成分低，而且要求煤高活性、高灰熔點等多方面問題。 氣流床加壓氣化技術大都以純氧作為氣化劑，在高溫高壓下完成氣化過程，粗煤氣中有效氣（CO+H2）含量高，碳轉化率高，不產生焦油、萘和酚水等，是一種環境友好型的氣化技術。
氣流床氣化技術主要分為水煤漿氣化技術和粉煤氣化技術。

『肆』 煤化工環境保護的圖書目錄

第一章 能源與環境
第一節 能量與能源
一、能量
二、能量的發源地——太陽
第二節 能源的分類
一、能源分類總述
二、化石燃料
三、核能
四、可再生能源
第三節 能源消費與社會發展
第四節 能源問題
一、世界能源問題
二、中國能源問題
第五節 能源利用的環境效應
一、人類與地球環境的依存關系
二、大氣溫室效應和氣候變化
三、臭氧層的耗損與破壞
四、酸雨
五、熱污染
六、生物多樣性銳減
七、大氣污染的危害
八、水污染
第六節 能源開發和運輸過程的環境問題
一、化石能源
二、核能
三、可再生能源
第七節 發展能源與環境保護
復習題
第二章 我國煤炭利用狀況及對環境的污染
第一節 我國煤炭資源利用及其對環境的污染概況
一、焦化工業及其主要污染物
二、氣化工業及其主要污染物
三、液化工業及其主要污染物
四、燃煤的主要污染物
第二節 我國煤炭能源利用面臨的問題及技術發展方向
復習題
第三章 煤化工廢氣污染物來源及控制
第一節 煤化工過程大氣污染物的來源
一、煉焦生產過程
二、氣化過程
三、煤液化過程
四、燃煤的主要氣態污染物
第二節 常見除塵裝置的分類與原理
一、除塵裝置的主要類型及其性能
二、除塵裝置的工作原理
三、除塵裝置的選擇與應用
第三節 煤焦儲運過程的粉塵控制
一、煤場的自動加濕系統
二、噴覆蓋劑
三、除塵系統
四、配煤槽頂部密封防塵
第四節 煉焦生產過程煙塵的控制
一、裝煤過程煙塵的控制
二、推焦過程煙塵的控制
三、熄焦過程煙塵的控制
四、篩焦系統的防塵捕集
五、焦爐連續性煙塵的控制
第五節 化產回收與精製的氣體污染控制
一、回收車間的氣體污染控制
二、精製車間污染氣體控制
第六節 氣化過程廢氣的處置
一、控制煤氣爐中加煤裝置的煤氣泄漏
二、煤氣站循環冷卻的廢氣治理
三、吹風階段排出吹風氣時廢氣的治理
四、發展煙氣除塵、脫硫技術
五、改革氣化的工藝和設備
六、利用大氣自凈能力，廢氣高空排放
第七節 燃煤大氣污染控制
一、煤炭加工與轉化工業
二、提高燃煤效率
三、控制煤煙排放物
四、節能與優化能源結構
第八節 含二氧化硫廢氣的治理技術
一、原煤脫硫
二、燃燒脫硫
三、煙氣脫硫
第九節 氮氧化物廢氣的治理
一、改善燃燒條件（低NOx燃燒技術）
二、煙氣脫硝技術
第十節 CO2排放控制及綜合利用
一、吸收法
二、膜分離法
三、純氧/煙氣再循環燃燒
四、改變煤氣化聯合循環
五、低溫分離法
第十一節 有機廢氣的治理
一、含烴類廢氣的直接燃燒
二、有機污染物的催化燃燒
三、吸附法
四、冷凝法
五、吸收法
六、其他方法
復習題
第四章 煤氣化廢水污染及控制
第一節 煤氣化廢水的特徵
一、煤氣化廢水的來源及水量水質
二、煤氣化廢水的可生化性分析
第二節 煤氣化廢水與預處理
一、酚的回收
二、氨的回收
第三節 煤氣化廢水處理技術
一、組合生物處理技術
二、煤氣化廢水脫氮技術的進展
第四節 廢水處理工藝流程
復習題
第五章 焦化廢水的污染及控制
第一節 焦化廢水的來源及危害
一、焦化廢水產生的概況
二、焦化廢水的組成及分類
三、焦化廢水的排放現狀與危害
第二節 焦化廢水一般處理技術
一、兩段生物法
二、延時曝氣
三、傳統生物脫氮工藝
第三節 焦化廢水處理深度氧化技術
一、化學氧化
二、光化學氧化
第四節 焦化廢水處理脫氮工藝
一、同步硝化反硝化工藝
二、短程硝化反硝化脫氮工藝
三、短程硝化?厭氧氨氧化脫氮工藝
四、短程硝化+鐵炭微電解脫氮工藝
復習題
第六章 焦化廢水綜合治理及回用技術
第一節 結合物化法的生物脫氮技術
一、物化預處理
二、生物處理
三、焦化廢水的後續處理
四、工程實例
第二節 結合強化生物法的生物脫氮技術
一、生物鐵強化技術在焦化廢水處理中的應用
二、高效生物菌種在焦化廢水處理中的應用
三、固定化微生物技術在焦化廢水處理中的應用
第三節 焦化廢水處理的展望
一、整體趨勢展望
二、行業管理
三、處理技術
四、焦化廢水排放標准
第四節 焦化廢水回用
一、濕法熄焦補充水
二、鋼鐵轉爐除塵水系統補充水
三、高爐沖渣、泡渣
四、洗煤循環水補充水
五、曝氣池消泡水
六、煤場噴灑
復習題
第七章 煤化工廢液廢渣的處理與利用
第一節 煤化工廢液廢渣的來源
一、焦化生產廢液廢渣的來源
二、氣化生產過程的廢渣
第二節 焦化廢渣的利用
一、焦油渣的利用
二、酸焦油的利用
三、再生酸的利用
四、洗油再生殘渣的利用
五、酚渣的利用
六、脫硫廢液處理
七、污泥的資源化
第三節 氣化廢渣的利用
一、築路
二、用於循環流化床燃燒
三、建材
四、化工
五、輕金屬
復習題
第八章 煤化工其他類型的污染
第一節 有毒污染物的危害與防護
一、有毒污染物的性質及危害
二、中毒分類及特點
三、中毒急救
四、毒物泄漏處置
五、預防措施
第二節 粉塵的危害與防護
一、粉塵的種類
二、粉塵的危害
三、粉塵的防護
第三節 雜訊的危害與防護
一、聲音的物理量
二、雜訊的來源及分類
三、雜訊的危害
四、雜訊控制
第四節 振動的危害與防護
一、振動及其類型
二、振動的危害
三、振動對人體影響的因素
四、振動控制
第五節 電磁輻射危害與防護
一、非電離輻射的危害與防護
二、電離輻射的危害與防護
復習題
參考文獻
……

『伍』 「十三五」現代煤化工面臨哪些挑戰

現代煤化工產業，一度被認為是化解煤炭過剩、實現煤炭高效清潔利用的重要途徑。曾備受資本熱捧的現代煤化工如今卻面臨著如此窘境：前有低價油，後有頁岩氣;上有日趨嚴格的環保政策，下有難見起色的市場需求。煤化工項目高耗能、高耗水、高污染排放等問題也讓其備受爭議。近期，不少地方在「十三五」規劃中對現代煤化工的定位，也開始變得謹慎起來。那麼，「十三五」現代煤化工產業發展前景如何?面臨著哪些挑戰?究竟該如何實現突圍?中國化工報記者對此進行了采訪。
告別「大發展」 升級示範先行
「『十三五』現代煤化工不能再提『大發展』了。」這句話是記者在日前舉行的中國煤炭加工利用協會六屆四次理事會暨第九屆全國低階煤熱解提質及下游產品技術研討會上，聽到與會代表說得最多的一句話。
「『十二五』期間，現代煤化工的發展是石油和化工行業的最大亮點之一。從技術和產業規模看，我國現代煤化工已經走在了世界的前列。但是『十三五』期間，現代煤化工產業最應該注重的是發展質量而不是發展速度。」中國化學工程集團股份有限公司總工程師汪壽建說。
石油和化學工業規劃院副院長白頤也認為，「十三五」行業要重新認識現代煤化工，推動煤化工產業健康發展，而不能使其發展過熱。發展煤化工對於我國來說是一個長期戰略，無論油價漲跌，堅持煤炭資源清潔高效轉化的大方向始終不變。當前的市場困境，恰恰可以使已經有過熱苗頭的煤化工產業冷靜下來，重新審視和定位產業發展方向。
記者了解到，相比於昔日「逢煤必化」的發展沖動，如今煤化工行業已顯得更為冷靜和理性。比如，業界曾估算，2015年我國將形成煤制油產能1200萬噸，但是根據最新的行業數據，預計到2020年，我國煤制油產能將達1200萬噸，煤制天然氣產能將達200億立方米，煤制烯烴產能將達1600萬噸，煤制芳烴產能將達100萬噸，煤制乙二醇產能將達600萬噸，相比之前的規劃均有不同程度的縮水。
不少現代煤化工企業亦如此。今年1月，神華集團確定的「十三五」發展目標中，提出將現代煤制油化工產業建設成為行業升級示範標桿，主要煤化工產品中，油品583萬噸、合成樹脂366萬噸、甲醇554萬噸。
對此，白頤認為，「十三五」期間我國現代煤化工應該做好三件事一是研究低油價條件下的發展機會成本和競爭力;二是加大各項技術創新和工藝優化的力度，提高發展效率;三是完善和落實可持續發展措施，注重資源保護、環保和節能。
采訪中，不少業內人士表示，目前現代煤化工發展遭遇困境，與其本身工藝技術還不夠成熟不無關系，因此，「十三五」行業還應該以示範為主，並需要進一步升級示範。
中國煤炭加工利用協會理事長張紹強認為，投資大、水資源消耗大、碳排放強度大、對原料要求比較苛刻等，都是現代煤化工行業現存的問題。對此，業內要有清醒的認識，而不應該只盯著「高大上」的那幾條工藝路線。
張紹強提出，「十三五」期間，要科學規劃現代煤化工產業布局。總結煤制油、煤制烯烴、煤制氣等示範工程取得的經驗。深入研究煤質與氣化爐的適應性，開展高富油、高揮發分低階煤節水型干餾提質、高硫煤化工、新型催化劑等關鍵技術攻關，提高設備運行的穩定性和可靠性。有序建設一批大型煤制油、煤制烯烴、煤制氣等示範項目，推進具有自主知識產權的煤炭間接液化技術研發示範和產業化進程，加大煤炭轉化力度，推動煤炭由燃料向原料與燃料並重轉變，提高煤炭對國家能源安全的保障能力。
汪壽建認為，「十三五」期間，現代煤化工產業應圍繞能效、環保、節水及技術裝備自主化等內容開展產業化升級示範工程，依託示範項目不斷完善現代煤化工自主創新升級技術，加快轉變煤炭清潔利用方式，為煤炭綠色化綜合利用提供堅強支持。
汪壽建告訴記者，「十三五」期間要有序推進現代煤化工產業化、技術升級示範工程，規范標定評價工作，做好三個有數。一是掌握標定示範工程物耗、能耗、水耗以及「三廢」排放等主要指標，如示範工程能源轉化效率和二氧化硫、氮氧化物及二氧化碳排放強度;二是掌握示範工程的生產負荷等各機組及轉動設備運行情況、產品品種及質量指標、安全環保措施、投資強度及經濟效益，判斷以上指標是否達到設計值;三是掌握示範工程運行經驗並總結查找分析存在的問題，為進一步優化操作和技術升級改造提供可靠的數據依據。
面臨五大挑戰 低油價最頭痛
現代煤化工產業未來發展仍然面臨諸多挑戰，這是與會代表們所達成的共識。汪壽建將現代煤化工產業所面臨的挑戰歸納為五個方面。
一是煤化工規劃布局制約問題。「十三五」期間，國家對現代煤化工項目的布局有嚴格的要求，要優先布局在有煤炭資源的開發區和重點開發區，優先選擇在水資源相對豐富、環境容量較好的地區進行布局，並符合環境保護規劃;對沒有環境容量的地區布局現代煤化工項目，要先期開展經濟結構調整、煤炭消費等量或減量替代等措施騰出環境容量，並採用先進工藝技術和污染控制技術，最大限度減少污染物的排放。
二是水資源利用瓶頸問題。我國煤炭資源和水資源分布不匹配。主要煤炭產地和煤化工項目基地多分布在水資源相對匱乏、環境相對脆弱的地區。由於煤化工要消耗大量的水資源，主要用於工藝蒸汽用水獲取氫源、循環冷卻水蒸發或跑冒滴漏損失需要系統補充水、除鹽水補充水及生活用水等。同時產生大量廢水，對環境產生巨大威脅。
「若不採取確實可行的節水措施，如開式循環冷卻水系統節水技術、空冷技術、閉式冷凝液回收技術、水的梯級利用及重復利用等措施，單位水耗和廢水排放量降不下來，布局的煤化工項目就會成為泡影。」汪壽建說。
三是環境排放污染問題。此前，我國現代煤化工由於廢水不達標排放，或者排放標准過低，出現了一些「三廢」排放污染環境、污染水源和沙漠的事件。目前高濃鹽水和有機廢水的處理回收技術還沒有得到很好的解決。大量的二氧化碳排放也是產業發展不容迴避的問題，如何綜合利用如捕集、驅油和埋存，相關問題還有待於探索和完善。
「今年年初，環保部發布的《關於華電榆橫煤基芳烴項目環境影響報告書審批許可權的復函》指出，華電榆橫煤基芳烴項目包括年產300萬噸的煤制甲醇裝置環境影響評價文件將由環保部直接審批。這說明，從2014年開工以來，目前華電榆橫煤基芳烴項目還沒有通過環保部環評。這也從側面說明了現代煤化工環評難。」汪壽建說。
四是產品同質化問題。現代煤化工產業起步時間短、研發時間不長，加上投入資源有限，核心裝備技術又不能完全掌握，導致煤化工的中間產品雷同現象比較嚴重。產業鏈也做不長，不少終端產品是低附加值產品，比如聚乙烯、聚丙烯等，產業競爭力不強。若不走差異化的發展道路，現代煤化工產業還將形成新一輪的產能過剩。
五是低價油氣沖擊經濟性問題。在高油氣價格的前提下，現代煤化工的競爭力毋庸置疑。但是到了低油氣價階段，如油價在每桶60美元、50美元以下的時候，煤化工成本優勢遇到了極大的挑戰。如何採取應對措施扶持政策，是行業和有關部門必須考慮的問題。
在業內人士看來，「十三五」現代煤化工面臨的諸多挑戰中，首當其沖的便是油價問題。
近日，國際原油期貨價格跌至12年來新低點。對此，不少分析機構預計，整個「十三五」期間國際油價都將保持在中低位。
白頤表示，預計「十三五」期間，石油價格大部分時間將保持在每桶50～70美元，前3年價格會低一些，後2年價格會上漲一些，但是也有分析機構預計的油價更低。這說明，現代煤化工產業很可能將長期受到低油價的沖擊。
新型煤化工包括煤制油、煤制氣、煤制烯烴、煤制芳烴、煤制乙二醇等，白頤指出，這些工藝產品對油價的承受能力各不相同。
煤價在每噸200～300元的情況下，煤制油項目可承受每桶70～80美元的油價，若煤制油項目享受30%稅費優惠，則可承受每桶60～70美元的油價。
煤制天然氣方面，目前世界各地區天然氣定價機制存在顯著差異，氣價與油價脫鉤已逐漸成為世界天然氣貿易定價的新趨勢，我國煤制天然氣與油價不完全掛鉤，所以煤制天然氣項目更多的不是考慮油價，而是考慮目標市場和運輸途徑。
煤制烯烴方面，在煤炭價格每噸200～300元的情況下，新建煤/甲醇制烯烴項目可承受每桶70～80美元的油價，已建煤或甲醇制烯烴項目的承受能力(按照邊際成本考慮)可承受每桶50～55美元的油價。價格和市場環境是煤制烯烴企業必須考慮的因素。白頤認為，東部地區項目將主要面臨海外低價原料產品的沖擊，如果項目在東部地區，船運費用較低，就要考慮國外產品的競爭;項目要是在西部煤炭產地，就要考慮液體運輸半徑和消費能力，盡可能在周邊解決銷售問題。此外，煤制烯烴除了生產聚丙烯、聚乙烯等通用產品外，產品還要往高端和精細化學品方向發展。
由於項目投資高，煤制芳烴項目對原油價格下降的承受能力略低於煤制烯烴，而且PX不宜長距離運輸、PTA產能過剩，白頤建議企業在進行布點時充分考慮產業鏈銜接。
煤制乙二醇項目還無法與乙烷路線工藝競爭，因此新建項目應盡可能分布在中西部地區，目標市場控制在一定銷售半徑內，以產業鏈形式發展。
突圍需靠創新 瞄準成套技術
業內人士普遍認為，在當前的形勢下，技術創新依然是現代煤化工行業實現困境突圍的重要途徑。業內專家認為，在示範階段，應在煤炭分質高效利用、資源能源耦合利用、污染控制技術(如廢水處理技術、廢水處置方案、結晶鹽利用與處置方案等)等方面承擔環保示範任務，並提出示範技術達不到預期效果的應對措施;同時嚴格限制將加工工藝、污染防治技術或綜合利用技術尚不成熟的高含鋁、砷、氟、油及其他稀有元素的煤種作為原料煤和燃料煤。
技術創新不僅在於原創性發明，更在於具有重大應用價值的技術集成。汪壽建表示，「十三五」期間，應通過對煤化工單項工藝技術、工程技術和信息技術的重組，獲得具有統一整體功能的全新成套技術，並努力形成現代煤化工的品牌;要進一步加大核心工藝技術、工程技術和環保技術的創新力度，在關鍵及核心技術方面取得突破;煤化工項目應創新工藝技術、工程技術和環保節能減排技術，項目建設規模應符合國家產業政策要求，採用能源轉換率高、污染物排放強度低的升級工藝技術，並確保原料煤質相對穩定。
在汪壽建看來，有四類技術是構成「十三五」現代煤化工生存和發展的關鍵。
一是現代煤化工污染物控制技術(「三廢」處理排放及廢棄物回收利用環保技術、節能技術和節水技術);二是現代煤化工核心工藝示範升級創新技術(煤氣化、合成氣凈化、合成、煤質分質分級綜合利用技術);三是現代煤化工後續產品鏈技術(合成材料、合成樹脂、合成橡膠等高端化學新材料技術以及精細化學品專業化、高附加值化技術);四是現代煤化工耦合集成技術(產品耦合技術、催化劑技術、多領域多元節能信息控制技術耦合和國產大型裝備技術)。
「第一類解決環保問題，第二類解決生存問題，第三類解決同質化問題，第四類解決現代煤化工智能競爭力問題。這些技術都有很大的創新空間，等待行業去開拓。」汪壽建說。
白頤介紹說，在熱解提質技術方面，行業要注重規模化應用的工業熱解反應設備開發，裝備和自控的系統集成和整體提升，熱解產品深加工技術開發，配套的環保節能技術的應用和創新;在煤氣化技術方面，要開發安全環保、可靠性強、效率高、消耗小、適應性強的技術，對煤種、煤質的適應性強(如高灰熔點)的氣化技術，煤氣化新工藝如催化氣化工藝、共氣化、地下氣化等，開發國產大型煤氣化裝備，超高溫3000～4000噸/天的大型氣化爐，大型粉煤輸送泵，煤氣化廢水處理技術。
在煤間接液化領域，要注重新型催化劑技術開發，產品要向特種油品、精細化學品方向發展，工藝向系統優化集成方向發展，關鍵技術裝置向大型化、低能耗方向發展。在煤制天然氣領域，要注重國產甲烷化工藝的優化及工業化、新型甲烷化反應器技術，創新國產催化劑的工業化應用，提高壽命、耐高溫特性，注重節能降耗、余熱利用。甲醇制烯烴領域，要注重催化劑改性、工藝條件和反應器優化、產品分離工藝，加強下游產品技術開發，減少同質化，優化原料結構，廢水處理，節能降耗等。甲醇制芳烴領域，要注重國產技術的工業化驗證，加強關鍵技術優化、提高芳烴產率、芳烴技術集成、煤制芳烴技術多元化、反應設備及優化。甲醇制汽油領域，要注重提高國產催化劑的活性、壽命、選擇性，加強大型化反應器開發。工藝系統優化、副產物集成利用。
北京凱瑞英科技股份有限公司總經理唐強博士認為，以甲醇為原料生產聚甲氧基二甲醚(DMMn)，將DMMn用作柴油調和組分，能明顯減少污染物排放，提升油品質量，可以利用我國已經過剩的甲醇，替代部分油品，是「十三五」現代煤化工產品多元化的發展方向之一。該公司與清華大學、山東玉皇化工集團合作，已經開發全球首個萬噸級DMMn生產裝置，並通過鑒定，總體技術處於國際領先水平。目前，90萬噸DMMn生產項目已被列為山東省重點建設項目，一期30萬噸裝置設備加工安裝及現場建設工作已經啟動。「我國目前柴油年消費量超過1.6億噸，如果DMMn能替代20%柴油，其年需求量將超過3000萬噸，市場空間十分廣闊。」唐強告訴記者。
來源：中國化工報

『陸』 山西省高爐和鑄造是兩高嗎

摘要 山西省是能源重化工基地，高能耗和高污染的現實嚴峻使環保與節能減排任務十分艱巨。為了解山西省「兩高」企業節能減排實施情況及存在的問題，提供切實可行的對策建議，近期國家統計局山西調查總隊對山西省太原、大同、長治、晉中、臨汾、呂梁、朔州、運城、忻州等9個市的38家高能耗、高污染企業轉型發展情況進行了調研，這些企業主要分布於煤炭（洗選）、煉焦、化工、電力、鋼鐵、鑄造、建材、陶瓷等行業。調查結果顯示，企業節能減排取得了積極成效，但攻堅克難還需加大政策扶持力度。

『柒』 煤炭氣化技術的煤氣化工藝

煤炭氣化技術雖有很多種不同的分類方法，但一般常用按生產裝置化學工程特徵分類方法進行分類，或稱為按照反應器形式分類。氣化工藝在很大程度上影響煤化工產品的成本和效率，採用高效、低耗、無污染的煤氣化工藝(技術)是發展煤化工的重要前提，其中反應器便是工藝的核心，可以說氣化工藝的發展是隨著反應器的發展而發展的，為了提高煤氣化的氣化率和氣化爐氣化強度，改善環境，新一代煤氣化技術的開發總的方向，氣化壓力由常壓向中高壓（8.5 MPa）發展；氣化溫度向高溫（1500～1600℃）發展；氣化原料向多樣化發展；固態排渣向液態排渣發展。 固定床氣化也稱移動床氣化。固定床一般以塊煤或焦煤為原料。煤由氣化爐頂加入，氣化劑由爐底加入。流動氣體的上升力不致使固體顆粒的相對位置發生變化，即固體顆粒處於相對固定狀態，床層高度亦基本保持不變，因而稱為固定床氣化。另外，從宏觀角度看，由於煤從爐頂加入，含有殘炭的爐渣自爐底排出，氣化過程中，煤粒在氣化爐內逐漸並緩慢往下移動，因而又稱為移動床氣化。
固定床氣化的特性是簡單、可靠。同時由於氣化劑於煤逆流接觸，氣化過程進行得比較完全，且使熱量得到合理利用，因而具有較高的熱效率。
固定床氣化爐常見有間歇式氣化（UGI）和連續式氣化（魯奇Lurgi）2種。前者用於生產合成氣時一定要採用白煤（無煙煤）或焦碳為原料，以降低合成氣中CH4含量，國內有數千台這類氣化爐，弊端頗多；後者國內有20多台爐子，多用於生產城市煤氣；該技術所含煤氣初步凈化系統極為復雜，不是公認的首選技術。
（1）、固定床間歇式氣化爐（UGI）
以塊狀無煙煤或焦炭為原料，以空氣和水蒸氣為氣化劑，在常壓下生產合成原料氣或燃料氣。該技術是30年代開發成功的，投資少，容易操作，目前已屬落後的技術，其氣化率低、原料單一、能耗高，間歇制氣過程中，大量吹風氣排空，每噸合成氨吹風氣放空多達5 000 m3，放空氣體中含CO、CO2、H2、H2S、SO2、NOx及粉灰；煤氣冷卻洗滌塔排出的污水含有焦油、酚類及氰化物，造成環境污染。我國中小化肥廠有900餘家，多數廠仍採用該技術生產合成原料氣。隨著能源政策和環境的要來越來越高，不久的將來，會逐步為新的煤氣化技術所取代。
（2）、魯奇氣化爐
30年代德國魯奇（Lurgi）公司開發成功固定床連續塊煤氣化技術，由於其原料適應性較好，單爐生產能力較大，在國內外得到廣泛應用。氣化爐壓力（2.5～4.0）MPa，氣化反應溫度（800～900）℃，固態排渣，氣化爐已定型（MK～1～MK－5），其中MK－5型爐，內徑4.8m，投煤量（75～84）噸/h，粉煤氣產量（10～14）萬m3/h。煤氣中除含CO和H2外，含CH4高達10%～12%，可作為城市煤氣、人工天然氣、合成氣使用。缺點是氣化爐結構復雜、爐內設有破粘和煤分布器、爐篦等轉動設備，製造和維修費用大；入爐煤必須是塊煤；原料來源受一定限制；出爐煤氣中含焦油、酚等，污水處理和煤氣凈化工藝復雜、流程長、設備多、爐渣含碳5%左右。針對上述問題，1984年魯奇公司和英國煤氣公司聯合開發了液體排渣氣化爐（BGL），特點是氣化溫度高，灰渣成熔融態排出，炭轉化率高，合成氣質量較好，煤氣化產生廢水量小並且處理難度小，單爐生產能力同比提高3～5倍，是一種有發展前途的氣化爐。 流化床氣化又稱為沸騰床氣化。其以小顆粒煤為氣化原料，這些細顆粒在自下而上的氣化劑的作用下，保持著連續不斷和無秩序的沸騰和懸浮狀態運動，迅速地進行著混合和熱交換，其結果導致整個床層溫度和組成的均一。流化床氣化能得以迅速發展的主要原因在於：（1）生產強度較固定床大。（2）直接使用小顆粒碎煤為原料，適應採煤技術發展，避開了塊煤供求矛盾。（3）對煤種煤質的適應性強，可利用如褐煤等高灰劣質煤作原料。
流化床氣化爐常見有溫克勒（Winkler）、灰熔聚（U-Gas）、循環流化床（CFB）、加壓流化床（PFB是PFBC的氣化部分）等。
（1）、循環流化床氣化爐CFB
魯奇公司開發的循環流化床氣化爐（CFB）可氣化各種煤，也可以用碎木、樹皮、城市可燃垃圾作為氣化原料，水蒸氣和氧氣作氣化劑，氣化比較完全，氣化強度大，是移動床的2倍，碳轉化率高（97%），爐底排灰中含碳2%～3%，氣化原料循環過程中返回氣化爐內的循環物料是新加入原料的40倍，爐內氣流速度在（5～7）m/s之間，有很高的傳熱傳質速度。氣化壓力0.15MPa。氣化溫度視原料情況進行控制，一般控制循環旋風除塵器的溫度在（800～1050）℃之間。魯奇公司的CFB氣化技術，在全世界已有60多個工廠採用，正在設計和建設的還有30多個工廠，在世界市場處於領先地位。
CFB氣化爐基本是常壓操作，若以煤為原料生產合成氣，每公斤煤消耗氣化劑水蒸氣1.2kg，氧氣0.4kg，可生產煤氣 （l.9～2.0）m3。煤氣成份CO+H2>75%，CH4含量2.5%左右， CO215%，低於德士古爐和魯奇MK型爐煤氣中CO2含量，有利於合成氨的生產。
（2）、灰熔聚流化床粉煤氣化技術
灰熔聚煤氣化技術以小於6mm粒徑的乾粉煤為原料，用空氣或富氧、水蒸氣作氣化劑，粉煤和氣化劑從氣化爐底部連續加入，在爐內（1050～1100）℃的高溫下進行快速氣化反應，被粗煤氣夾帶的未完全反應的殘碳和飛灰，經兩極旋風分離器回收，再返回爐內進行氣化，從而提高了碳轉化率，使灰中含磷量降低到10%以下，排灰系統簡單。粗煤氣中幾乎不含焦油、酚等有害物質，煤氣容易凈化，這種先進的煤氣化技術中國已自行開發成功。該技術可用於生產燃料氣、合成氣和聯合循環發電，特別用於中小氮肥廠替代間歇式固定床氣化爐，以煙煤替代無煙煤生產合成氨原料氣，可以使合成氨成本降低15%～20%，具有廣闊的發展前景。
U－Gas在上海焦化廠（120噸煤/天）1994年11月開車，長期運轉不正常，於2002年初停運；中科院山西煤化所開發的ICC灰熔聚氣化爐，於2001年在陝西城化股份公司進行了100噸/天制合成氣工業示範裝置試驗。CFB、PFB可以生產燃料氣，但國際上尚無生產合成氣先例；Winkler已有用於合成氣生產案例，但對粒度、煤種要求較為嚴格，甲烷含量較高（0.7%～2.5%），而且設備生產強度較低，已不代表發展方向。 氣流床氣化是一種並流式氣化。從原料形態分有水煤漿、干煤粉2類；從專利上分，Texaco、Shell最具代表性。前者是先將煤粉製成煤漿，用泵送入氣化爐，氣化溫度1350～1500℃；後者是氣化劑將煤粉夾帶入氣化爐，在1500～1900℃高溫下氣化，殘渣以熔渣形式排出。在氣化爐內，煤炭細粉粒經特殊噴嘴進入反應室，會在瞬間著火，直接發生火焰反應，同時處於不充分的氧化條件下，因此，其熱解、燃燒以吸熱的氣化反應，幾乎是同時發生的。隨氣流的運動，未反應的氣化劑、熱解揮發物及燃燒產物裹夾著煤焦粒子高速運動，運動過程中進行著煤焦顆粒的氣化反應。這種運動狀態，相當於流化技術領域里對固體顆粒的「氣流輸送」，習慣上稱為氣流床氣化。
氣流床氣化具有以下特點:(1)短的停留時間(通常1s)；(2)高的反應溫度(通常1300-1500℃)；(3)小的燃料粒徑(固體和液體，通常小於0.1mm)；(4)液態排渣。而且，氣流床氣化通常在加壓(通常20-50bar)和純氧下運行。
氣流床氣化主要有以下幾種分類方式：
(1)根據入爐原料的輸送性能可分為干法進料和濕法進料；
(2)根據氣化壓力可分為常壓氣化和加壓氣化；
(3)根據氣化劑可分為空氣氣化和氧氣氣化；
(4)根據熔渣特性可分為熔渣氣流床和非熔渣氣流床。
在熔渣氣流床氣化爐中，燃料灰分在氣化爐中熔化。熔融的灰分在相對較冷的壁面上凝聚並最終形成一層保護層，然後液態熔渣會沿著該保護層從氣化爐下部流出。熔渣的數量應保證連續的熔渣流動。通常，熔渣質量流應至少佔總燃料流的6%。為了在給定的溫度下形成具有合適粘度的液態熔渣，通常在燃料中添加一種被稱為助熔劑的物質。這種助熔劑通常是石灰石和其它一些富含鈣基的物質。在非熔渣氣流床氣化爐中，熔渣並不形成，這就意味著燃料必須含有很少量的礦物質和灰分，通常最大的灰分含量是1%。非熔渣氣流床氣化爐由於受原料的限制，因此工業上應用的較少。
氣流床對煤種（煙煤、褐煤）、粒度、含硫、含灰都具有較大的兼容性，國際上已有多家單系列、大容量、加壓廠在運作，其清潔、高效代表著當今技術發展潮流。
乾粉進料的主要有K-T（Koppres-Totzek）爐、Shell- Koppres爐、Prenflo爐、Shell爐、GSP爐、ABB-CE爐，濕法煤漿進料的主要有德士古（Texaco）氣化爐、Destec爐。
（1）、德士古（Texaco）氣化爐
美國Texaco(2002年初成為Chevron公司一部分，2004年5月被GE公司收購)開發的水煤漿氣化工藝是將煤加水磨成濃度為60～65%的水煤漿，用純氧作氣化劑，在高溫高壓下進行氣化反應，氣化壓力在3.0～8.5MPa之間，氣化溫度1400℃，液態排渣，煤氣成份CO+H2為80%左右，不含焦油、酚等有機物質，對環境無污染，碳轉化率96～99%，氣化強度大，爐子結構簡單，能耗低，運轉率高，而且煤適應范圍較寬。目前Texaco最大商業裝置是Tampa電站，屬於DOE的CCT-3，1989年立項，1996年7月投運，12月宣布進入驗證運行。該裝置為單爐，日處理煤2000～2400噸，氣化壓力為2.8MPa，氧純度為95%，煤漿濃度68%，冷煤氣效率～76%，凈功率250MW。
Texaco氣化爐由噴嘴、氣化室、激冷室(或廢熱鍋爐)組成。其中噴嘴為三通道，工藝氧走一、三通道，水煤漿走二通道，介於兩股氧射流之間。水煤漿氣化噴嘴經常面臨噴口磨損問題，主要是由於水煤漿在較高線速下(約30m/s)對金屬材質的沖刷腐蝕。噴嘴、氣化爐、激冷環等為Texaco水煤漿氣化的技術關鍵。
80年代末至今，中國共引進多套Texaco水煤漿氣化裝置，用於生產合成氣，我國在水煤漿氣化領域中積累了豐富的設計、安裝、開車以及新技術研究開發經驗與知識。
從已投產的水煤漿加壓氣化裝置的運行情況看，主要優點：水煤漿制備輸送、計量控制簡單、安全、可靠；設備國產化率高，投資省。由於工程設計和操作經驗的不完善，還沒有達到長周期、高負荷、穩定運行的最佳狀態，存在的問題還較多，主要缺點：噴嘴壽命短、激冷環壽命僅一年、褐煤的制漿濃度約59%～61%；煙煤的制漿濃度為65%；因汽化煤漿中的水要耗去煤的8%，比干煤粉為原料氧耗高12%～20%，所以效率比較低。
（2）、Destec（Global E-Gas）氣化爐
Destec氣化爐已建設2套商業裝置，都在美國：LGT1（氣化爐容量2200噸/天，2.8MPa，1987年投運）與Wabsh Rive（二台爐，一開一備，單爐容量2500噸/天，2.8MPa，1995年投運）爐型類似於K-T，分第一段（水平段）與第二段（垂直段），在第一段中，2個噴嘴成180度對置，藉助撞擊流以強化混合，克服了Texaco爐型的速度成鍾型（正態）分布的缺陷，最高反應溫度約1400℃。為提高冷煤氣效率，在第二階段中，採用總煤漿量的10%～20%進行冷激（該點與Shell、Prenflo的循環沒氣冷激不同），此處的反應溫度約1040℃，出口煤氣進火管鍋爐回收熱量。熔渣自氣化爐第一段中部流下，經水冷激固化，形成渣水漿排出。E-Gas氣化爐採用壓力螺旋式連續排渣系統。
Global E-Gas氣化技術缺點為：二次水煤漿停留時間短，碳轉化率較低；設有一個龐大的分離器，以分離一次煤氣中攜帶灰渣與二次煤漿的灰渣與殘炭。這種爐型適合於生產燃料氣而不適合於生產合成氣。
（3）、Shell氣化爐
最早實現工業化的乾粉加料氣化爐是K-T爐，其它都是在其基礎之上發展起來的，50年代初Shell開發渣油氣化成功，在此基礎上，經歷了3個階段：1976年試驗煤炭30餘種；1978年與德國Krupp-Koppers（krupp-Uhde公司的前身）合作，在Harburg建設日處理150t煤裝置；兩家分手後，1978年在美國Houston的Deer Park建設日處理250t高硫煙煤或日處理400t高灰分、高水分褐煤。共費時16年，至1988年Shell煤技術運用於荷蘭Buggenum IGCC電站。該裝置的設計工作為1.6年，1990年10月開工建造，1993年開車，1994年1月進入為時3年的驗證期，目前已處於商業運行階段。單爐日處理煤2000t。
Shell氣化爐殼體直徑約4.5m，4個噴嘴位於爐子下部同一水平面上，沿圓周均勻布置，藉助撞擊流以強化熱質傳遞過程，使爐內橫截面氣速相對趨於均勻。爐襯為水冷壁（Membrame Wall），總重500t。爐殼於水冷管排之間有約0.5m間隙，做安裝、檢修用。
煤氣攜帶煤灰總量的20%～30%沿氣化爐軸線向上運動，在接近爐頂處通入循環煤氣激冷，激冷煤氣量約占生成煤氣量的60%～70%，降溫至900℃，熔渣凝固，出氣化爐，沿斜管道向上進入管式余熱鍋爐。煤灰總量的70%～80%以熔態流入氣化爐底部，激冷凝固，自爐底排出。
粉煤由N2攜帶，密相輸送進入噴嘴。工藝氧（純度為95%）與蒸汽也由噴嘴進入，其壓力為3.3～3.5MPa。氣化溫度為1500～1700℃，氣化壓力為3.0MPa。冷煤氣效率為79%～81%；原料煤熱值的13%通過鍋爐轉化為蒸汽；6%由設備和出冷卻器的煤氣顯熱損失於大氣和冷卻水。
Shell煤氣化技術有如下優點：採用干煤粉進料，氧耗比水煤漿低15%；碳轉化率高，可達99%，煤耗比水煤漿低8%；調解負荷方便，關閉一對噴嘴，負荷則降低50%；爐襯為水冷壁，據稱其壽命為20年，噴嘴壽命為1年。主要缺點：設備投資大於水煤漿氣化技術；氣化爐及廢鍋爐結構過於復雜，加工難度加大。
我公司直接液化項目採用此技術生產氫氣。
（4）、GSP氣化爐
GSP（GAS Schwarze Pumpe）稱為「黑水泵氣化技術」，由前東德的德意志燃料研究所（簡稱DBI）於1956年開發成功。目前該技術屬於成立於2002年未來能源公司(FUTURE ENERGY GmbH)（Sustec Holding AG子公司）。GSP氣化爐是一種下噴式加壓氣流床液態排渣氣化爐，其煤炭加入方式類似於shell，爐子結構類似於德士古氣化爐。1983年12月在黑水泵聯合企業建成第一套工業裝置，單台氣化爐投煤量為720噸/天，1985年投入運行。GSP氣化爐目前應用很少，僅有5個廠應用，我國還未有一台正式使用，寧煤集團（我公司控股）將要引進此技術用於煤化工項目。
總之，從加壓、大容量、煤種兼容性大等方面看，氣流床煤氣化技術代表著氣化技術的發展方向，水煤漿和干煤粉進料狀態各有利弊，界限並不十分明確，國內技術界也眾說紛紜。

『捌』 煤炭氣化的優點體現在哪些方面

一、煤氣化原理
氣化過程是煤炭的一個熱化學加工過程。它是以煤或煤焦為原料，以氧氣（空氣、富氧或工業純氧）、水蒸氣作為氣化劑，在高溫高壓下通過化學反應將煤或煤焦中的可燃部分轉化為可燃性氣體的工藝過程。氣化時所得的可燃氣體成為煤氣，對於做化工原料用的煤氣一般稱為合成氣（合成氣除了以煤炭為原料外，還可以採用天然氣、重質石油組分等為原料），進行氣化的設備稱為煤氣發生爐或氣化爐。 煤炭氣化包含一系列物理、化學變化。一般包括熱解和氣化和燃燒四個階段。乾燥屬於物理變化，隨著溫度的升高，煤中的水分受熱蒸發。其他屬於化學變化，燃燒也可以認為是氣化的一部分。煤在氣化爐中乾燥以後，隨著溫度的進一步升高，煤分子發生熱分解反應，生成大量揮發性物質（包括干餾煤氣、焦油和熱解水等），同時煤粘結成半焦。煤熱解後形成的半焦在更高的溫度下與通入氣化爐的氣化劑發生化學反應，生成以一氧化碳、氫氣、甲烷及二氧化碳、氮氣、硫化氫、水等為主要成分的氣態產物，即粗煤氣。氣化反應包括很多的化學反應，主要是碳、水、氧、氫、一氧化碳、二氧化碳相互間的反應，其中碳與氧的反應又稱燃燒反應，提供氣化過程的熱量。 主要反應有： 1、水蒸氣轉化反應 C+H2O=CO+H2-131KJ/mol 2、水煤氣變換反應 CO+ H2O =CO2+H2+42KJ/mol 3、部分氧化反應 C+0.5 O2=CO+111KJ/mol 4、完全氧化（燃燒）反應 C+O2=CO2+394KJ/mol 5、甲烷化反應 CO+2H2=CH4+74KJ/mol 6、Boudouard反應 C+CO2=2CO-172KJ/mol
二、煤氣化工藝
煤炭氣化技術雖有很多種不同的分類方法，但一般常用按生產裝置化學工程特徵分類方法進行分類，或稱為按照反應器形式分類。氣化工藝在很大程度上影響煤化工產品的成本和效率，採用高效、低耗、無污染的煤氣化工藝(技術)是發展煤化工的重要前提，其中反應器便是工藝的核心，可以說氣化工藝的發展是隨著反應器的發展而發展的，為了提高煤氣化的氣化率和氣化爐氣化強度，改善環境，新一代煤氣化技術的開發總的方向，氣化壓力由常壓向中高壓（8.5 MPa）發展；氣化溫度向高溫（1500～1600℃）發展；氣化原料向多樣化發展；固態排渣向液態排渣發展。 1、固定床氣化 固定床氣化也稱移動床氣化。固定床一般以塊煤或焦煤為原料。煤由氣化爐頂加入，氣化劑由爐底加入。流動氣體的上升力不致使固體顆粒的相對位置發生變化，即固體顆粒處於相對固定狀態，床層高度亦基本保持不變，因而稱為固定床氣化。另外，從宏觀角度看，由於煤從爐頂加入，含有殘炭的爐渣自爐底排出，氣化過程中，煤粒在氣化爐內逐漸並緩慢往下移動，因而又稱為移動床氣化。 固定床氣化的特性是簡單、可靠。同時由於氣化劑於煤逆流接觸，氣化過程進行得比較完全，且使熱量得到合理利用，因而具有較高的熱效率。 固定床氣化爐常見有間歇式氣化（UGI）和連續式氣化（魯奇Lurgi）2種。前者用於生產合成氣時一定要採用白煤（無煙煤）或焦碳為原料，以降低合成氣中CH4含量，國內有數千台這類氣化爐，弊端頗多；後者國內有20多台爐子，多用於生產城市煤氣；該技術所含煤氣初步凈化系統極為復雜，不是公認的首選技術。 （1）、固定床間歇式氣化爐（UGI） 以塊狀無煙煤或焦炭為原料，以空氣和水蒸氣為氣化劑，在常壓下生產合成原料氣或燃料氣。該技術是30年代開發成功的，投資少，容易操作，目前已屬落後的技術，其氣化率低、原料單一、能耗高，間歇制氣過程中，大量吹風氣排空，每噸合成氨吹風氣放空多達5 000 m3，放空氣體中含CO、CO2、H2、H2S、SO2、NOx及粉灰；煤氣冷卻洗滌塔排出的污水含有焦油、酚類及氰化物，造成環境污染。我國中小化肥廠有900餘家，多數廠仍採用該技術生產合成原料氣。隨著能源政策和環境的要來越來越高，不久的將來，會逐步為新的煤氣化技術所取代。 （2）、魯奇氣化爐 30年代德國魯奇（Lurgi）公司開發成功固定床連續塊煤氣化技術，由於其原料適應性較好，單爐生產能力較大，在國內外得到廣泛應用。氣化爐壓力（2.5～4.0）MPa，氣化反應溫度（800～900）℃，固態排渣，氣化爐已定型（MK～1～MK－5），其中MK－5型爐，內徑4.8m，投煤量（75～84）噸/h，粉煤氣產量（10～14）萬m3/h。煤氣中除含CO和H2外，含CH4高達10%～12%，可作為城市煤氣、人工天然氣、合成氣使用。缺點是氣化爐結構復雜、爐內設有破粘和煤分布器、爐篦等轉動設備，製造和維修費用大；入爐煤必須是塊煤；原料來源受一定限制；出爐煤氣中含焦油、酚等，污水處理和煤氣凈化工藝復雜、流程長、設備多、爐渣含碳5%左右。針對上述問題，1984年魯奇公司和英國煤氣公司聯合開發了液體排渣氣化爐（BGL），特點是氣化溫度高，灰渣成熔融態排出，炭轉化率高，合成氣質量較好，煤氣化產生廢水量小並且處理難度小，單爐生產能力同比提高3～5倍，是一種有發展前途的氣化爐。 2、流化床氣化 流化床氣化又稱為沸騰床氣化。其以小顆粒煤為氣化原料，這些細顆粒在自下而上的氣化劑的作用下，保持著連續不斷和無秩序的沸騰和懸浮狀態運動，迅速地進行著混合和熱交換，其結果導致整個床層溫度和組成的均一。流化床氣化能得以迅速發展的主要原因在於：（1）生產強度較固定床大。（2）直接使用小顆粒碎煤為原料，適應採煤技術發展，避開了塊煤供求矛盾。（3）對煤種煤質的適應性強，可利用如褐煤等高灰劣質煤作原料。 流化床氣化爐常見有溫克勒（Winkler）、灰熔聚（U-Gas）、循環流化床（CFB）、加壓流化床（PFB是PFBC的氣化部分）等。 （1）、循環流化床氣化爐CFB 魯奇公司開發的循環流化床氣化爐（CFB）可氣化各種煤，也可以用碎木、樹皮、城市可燃垃圾作為氣化原料，水蒸氣和氧氣作氣化劑，氣化比較完全，氣化強度大，是移動床的2倍，碳轉化率高（97%），爐底排灰中含碳2%～3%，氣化原料循環過程中返回氣化爐內的循環物料是新加入原料的40倍，爐內氣流速度在（5～7）m/s之間，有很高的傳熱傳質速度。氣化壓力0.15MPa。氣化溫度視原料情況進行控制，一般控制循環旋風除塵器的溫度在（800～1050）℃之間。魯奇公司的CFB氣化技術，在全世界已有60多個工廠採用，正在設計和建設的還有30多個工廠，在世界市場處於領先地位。 CFB氣化爐基本是常壓操作，若以煤為原料生產合成氣，每公斤煤消耗氣化劑水蒸氣1.2kg，氧氣0.4kg，可生產煤氣 （l.9～2.0）m3。煤氣成份CO＋H2＞75%，CH4含量2.5%左右， CO215%，低於德士古爐和魯奇MK型爐煤氣中CO2含量，有利於合成氨的生產。 （2）、灰熔聚流化床粉煤氣化技術 灰熔聚煤氣化技術以小於6mm粒徑的乾粉煤為原料，用空氣或富氧、水蒸氣作氣化劑，粉煤和氣化劑從氣化爐底部連續加入，在爐內（1050～1100）℃的高溫下進行快速氣化反應，被粗煤氣夾帶的未完全反應的殘碳和飛灰，經兩極旋風分離器回收，再返回爐內進行氣化，從而提高了碳轉化率，使灰中含磷量降低到10%以下，排灰系統簡單。粗煤氣中幾乎不含焦油、酚等有害物質，煤氣容易凈化，這種先進的煤氣化技術中國已自行開發成功。該技術可用於生產燃料氣、合成氣和聯合循環發電，特別用於中小氮肥廠替代間歇式固定床氣化爐，以煙煤替代無煙煤生產合成氨原料氣，可以使合成氨成本降低15%～20%，具有廣闊的發展前景。 U－Gas在上海焦化廠（120噸煤/天）1994年11月開車，長期運轉不正常，於2002年初停運；中科院山西煤化所開發的ICC灰熔聚氣化爐，於2001年在陝西城化股份公司進行了100噸/天制合成氣工業示範裝置試驗。CFB、PFB可以生產燃料氣，但國際上尚無生產合成氣先例；Winkler已有用於合成氣生產案例，但對粒度、煤種要求較為嚴格，甲烷含量較高（0.7%～2.5%），而且設備生產強度較低，已不代表發展方向。 3、氣流床氣化 氣流床氣化是一種並流式氣化。從原料形態分有水煤漿、干煤粉2類；從專利上分，Texaco、Shell最具代表性。前者是先將煤粉製成煤漿，用泵送入氣化爐，氣化溫度1350～1500℃；後者是氣化劑將煤粉夾帶入氣化爐，在1500～1900℃高溫下氣化，殘渣以熔渣形式排出。在氣化爐內，煤炭細粉粒經特殊噴嘴進入反應室，會在瞬間著火，直接發生火焰反應，同時處於不充分的氧化條件下，因此，其熱解、燃燒以吸熱的氣化反應，幾乎是同時發生的。隨氣流的運動，未反應的氣化劑、熱解揮發物及燃燒產物裹夾著煤焦粒子高速運動，運動過程中進行著煤焦顆粒的氣化反應。這種運動狀態，相當於流化技術領域里對固體顆粒的「氣流輸送」，習慣上稱為氣流床氣化。 氣流床對煤種（煙煤、褐煤）、粒度、含硫、含灰都具有較大的兼容性，國際上已有多家單系列、大容量、加壓廠在運作，其清潔、高效代表著當今技術發展潮流。 乾粉進料的主要有K-T（Koppres-Totzek）爐、Shell- Koppres爐、Prenflo爐、Shell爐、GSP爐、ABB-CE爐，濕法煤漿進料的主要有德士古（Texaco）氣化爐、Destec爐。 （1）、德士古（Texaco）氣化爐 美國Texaco(2002年初成為Chevron公司一部分，2004年5月被GE公司收購)開發的水煤漿氣化工藝是將煤加水磨成濃度為60～65%的水煤漿，用純氧作氣化劑，在高溫高壓下進行氣化反應，氣化壓力在3.0～8.5MPa之間，氣化溫度1400℃，液態排渣，煤氣成份CO＋H2為80%左右，不含焦油、酚等有機物質，對環境無污染，碳轉化率96～99%，氣化強度大，爐子結構簡單，能耗低，運轉率高，而且煤適應范圍較寬。目前Texaco最大商業裝置是Tampa電站，屬於DOE的CCT-3，1989年立項，1996年7月投運，12月宣布進入驗證運行。該裝置為單爐，日處理煤2000～2400噸，氣化壓力為2.8MPa，氧純度為95%，煤漿濃度68%，冷煤氣效率～76%，凈功率250MW。 Texaco氣化爐由噴嘴、氣化室、激冷室(或廢熱鍋爐)組成。其中噴嘴為三通道，工藝氧走一、三通道，水煤漿走二通道，介於兩股氧射流之間。水煤漿氣化噴嘴經常面臨噴口磨損問題，主要是由於水煤漿在較高線速下(約30m/s)對金屬材質的沖刷腐蝕。噴嘴、氣化爐、激冷環等為Texaco水煤漿氣化的技術關鍵。 80年代末至今，中國共引進多套Texaco水煤漿氣化裝置，用於生產合成氣，我國在水煤漿氣化領域中積累了豐富的設計、安裝、開車以及新技術研究開發經驗與知識。 從已投產的水煤漿加壓氣化裝置的運行情況看，主要優點：水煤漿制備輸送、計量控制簡單、安全、可靠；設備國產化率高，投資省。由於工程設計和操作經驗的不完善，還沒有達到長周期、高負荷、穩定運行的最佳狀態，存在的問題還較多，主要缺點：噴嘴壽命短、激冷環壽命僅一年、褐煤的制漿濃度約59%～61%；煙煤的制漿濃度為65%；因汽化煤漿中的水要耗去煤的8%，比干煤粉為原料氧耗高12%～20%，所以效率比較低。 （2）、Destec（Global E-Gas）氣化爐 Destec氣化爐已建設2套商業裝置，都在美國：LGT1（氣化爐容量2200噸/天，2.8MPa，1987年投運）與Wabsh Rive（二台爐，一開一備，單爐容量2500噸/天，2.8MPa，1995年投運）爐型類似於K-T，分第一段（水平段）與第二段（垂直段），在第一段中，2個噴嘴成180度對置，藉助撞擊流以強化混合，克服了Texaco爐型的速度成鍾型（正態）分布的缺陷，最高反應溫度約1400℃。為提高冷煤氣效率，在第二階段中，採用總煤漿量的10%～20%進行冷激（該點與Shell、Prenflo的循環沒氣冷激不同），此處的反應溫度約1040℃，出口煤氣進火管鍋爐回收熱量。熔渣自氣化爐第一段中部流下，經水冷激固化，形成渣水漿排出。E-Gas氣化爐採用壓力螺旋式連續排渣系統。 Global E-Gas氣化技術缺點為：二次水煤漿停留時間短，碳轉化率較低；設有一個龐大的分離器，以分離一次煤氣中攜帶灰渣與二次煤漿的灰渣與殘炭。這種爐型適合於生產燃料氣而不適合於生產合成氣。 （3）、Shell氣化爐 最早實現工業化的乾粉加料氣化爐是K-T爐，其它都是在其基礎之上發展起來的，50年代初Shell開發渣油氣化成功，在此基礎上，經歷了3個階段：1976年試驗煤炭30餘種；1978年與德國Krupp-Koppers（krupp-Uhde公司的前身）合作，在Harburg建設日處理150t煤裝置；兩家分手後，1978年在美國Houston的Deer Park建設日處理250t高硫煙煤或日處理400t高灰分、高水分褐煤。共費時16年，至1988年Shell煤技術運用於荷蘭Buggenum IGCC電站。該裝置的設計工作為1.6年，1990年10月開工建造，1993年開車，1994年1月進入為時3年的驗證期，目前已處於商業運行階段。單爐日處理煤2000t。 Shell氣化爐殼體直徑約4.5m，4個噴嘴位於爐子下部同一水平面上，沿圓周均勻布置，藉助撞擊流以強化熱質傳遞過程，使爐內橫截面氣速相對趨於均勻。爐襯為水冷壁（Membrame Wall），總重500t。爐殼於水冷管排之間有約0.5m間隙，做安裝、檢修用。 煤氣攜帶煤灰總量的20%～30%沿氣化爐軸線向上運動，在接近爐頂處通入循環煤氣激冷，激冷煤氣量約占生成煤氣量的60%～70%，降溫至900℃，熔渣凝固，出氣化爐，沿斜管道向上進入管式余熱鍋爐。煤灰總量的70%～80%以熔態流入氣化爐底部，激冷凝固，自爐底排出。 粉煤由N2攜帶，密相輸送進入噴嘴。工藝氧（純度為95%）與蒸汽也由噴嘴進入，其壓力為3.3～3.5MPa。氣化溫度為1500～1700℃，氣化壓力為3.0MPa。冷煤氣效率為79%～81%；原料煤熱值的13%通過鍋爐轉化為蒸汽；6%由設備和出冷卻器的煤氣顯熱損失於大氣和冷卻水。 Shell煤氣化技術有如下優點：採用干煤粉進料，氧耗比水煤漿低15%；碳轉化率高，可達99%，煤耗比水煤漿低8%；調解負荷方便，關閉一對噴嘴，負荷則降低50%；爐襯為水冷壁，據稱其壽命為20年，噴嘴壽命為1年。主要缺點：設備投資大於水煤漿氣化技術；氣化爐及廢鍋爐結構過於復雜，加工難度加大。 我公司直接液化項目採用此技術生產氫氣。 （4）、GSP氣化爐 GSP（GAS Schwarze Pumpe）稱為「黑水泵氣化技術」，由前東德的德意志燃料研究所（簡稱DBI）於1956年開發成功。目前該技術屬於成立於2002年未來能源公司(FUTURE ENERGY GmbH)（Sustec Holding AG子公司）。GSP氣化爐是一種下噴式加壓氣流床液態排渣氣化爐，其煤炭加入方式類似於shell，爐子結構類似於德士古氣化爐。1983年12月在黑水泵聯合企業建成第一套工業裝置，單台氣化爐投煤量為720噸/天，1985年投入運行。GSP氣化爐目前應用很少，僅有5個廠應用，我國還未有一台正式使用，寧煤集團（我公司控股）將要引進此技術用於煤化工項目。 總之，從加壓、大容量、煤種兼容性大等方面看，氣流床煤氣化技術代表著氣化技術的發展方向，水煤漿和干煤粉進料狀態各有利弊，界限並不十分明確，國內技術界也眾說紛紜。
3、我國煤氣化技術進展
煤氣化技術在中國已有近百年的歷史，但仍然較落後和發展緩慢，就總體而言，中國煤氣化以傳統技術為主，工藝落後，環保設施不健全，煤炭利用效率低，污染嚴重。目前在國內較為成熟的仍然只是常壓固定床氣化技術。它廣泛用於冶金、化工、建材、機械等工業行業和民用燃氣，以UGI、水煤氣兩段爐、發生爐兩段爐等固定床氣化技術為主。常壓固定床氣化技術的優點是操作簡單，投資小；但技術落後，能力和效率低，污染重，急需技術改造。如不改變現狀，將影響經濟、能源和環境的協調發展。 近40年來，在國家的支持下，中國在研究與開發、消化引進技術方面進行了大量工作。我國先後從國外引進的煤氣化技術多種多樣。通過對煤氣化引進技術的消化吸收，尤其是通過國家重點科技攻關，對引進裝置進行技術改造並使之國產化，使我國煤氣化技術的研究開發取得了重要進展。50年代末到80年代進行了仿K-T氣化技術研究與開發；80年代中科院山西煤化所開發了灰熔聚流化床煤氣化工藝並取得了專利；「九五」期間華東理工大學、兗礦魯南化肥廠、中國天辰化學工程公司承擔了國家重點科技攻關項目「新型(多噴嘴對置)水煤漿氣化爐開發」(22噸煤/天裝置)，中試裝置的結果表明：有效氣成分～83%，比相同條件下的Texaco生產裝置高1.5～2個百分點；碳轉化率>98%，比Texaco高2～3個百分點；比煤耗、比氧耗均比Texaco降低7%。 「十五」期間多噴嘴對置式水煤漿氣化技術已進入商業示範階段。「新型水煤漿氣化技術」獲「十五」國家高技術研究發展計劃(863計劃)立項，由兗礦集團有限公司、華東理工大學承擔，在兗礦魯南化肥廠建設多噴嘴對置式水煤漿氣化爐及配套工程，利用兩台日處理1150噸煤多噴嘴對置式水煤漿氣化爐(4.0MPa)配套生產24萬噸甲醇、聯產71.8MW發電，總投資為～16億元。該裝置於2005年7月21日一次投料成功，並完成80小時連續、穩定運行。裝置初步運行結果表明：有效氣CO＋H2超過82％，碳轉化率高於98％。它標志著我國擁有了具備自主知識產權的、與國家能源結構相適應的煤氣化技術具有重大的突破，其水平填補了國內空白，並達到國際先進水平。

『玖』 焦化廢水 煤氣化廢水 煤化工廢水 各有什麼不同

焦化廢水是煤炭煉焦過程產生的廢水，主要有氮氧化物、焦油、硫化物、灰渣等成分；
煤氣化廢水是指煤炭經過高溫氣化過程產生的廢水，主要有氨氮、硫化物、煤氣、灰塵等成分；
煤化工廢水是指煤氣化後經過深加工過程產生的廢水，主要有氨氮、有機物，硫化物，以及一些副產品成分等等，是處理難度最大、最復雜的廢水。

『拾』 化工企業廢水必須零排放嗎零排放的噸水投資成本是多少呢有沒有比較靠譜的廢水零排放工藝

工業廢水問題的破解迫在眉睫，工業廢水零排放是指化工廠生產產品過程專中所產生的廢水，如生產乙屬烯、聚乙烯、橡膠、聚酯、甲醇、乙二醇、油品罐區、空壓站等裝置的含油廢水，經過生化處理後，一般可達到國家二級排放標准，現由於水資源的短缺，需達到排放標準的水再經過進一步深度處理後，達到工業補水的要求並回用。
現代化工業廢水按照含鹽量可分為兩類
1、是高濃度有機廢水。主要來源於煤氣化工藝廢水等，其特點是含鹽量低、污染物以COD為主。
2、是含鹽廢水。主要來源於生產過程中煤氣洗滌廢水、循環水系統排水、除鹽水系統排水、回用系統濃水等，其特點是含鹽量高。
工業廢水零處理工藝介紹
1、由多元金屬熔合多種催化劑，通過高溫熔煉形成一體化合金，保證「原電池」效應持續高效。不會像物理混合那樣出現陰陽極分離，影響原電池反應。
2、架構式微孔結構形式，提供了極大的表面積和均勻的水氣流通道，對廢水處理提供了更大的電流密度和更好的催化反應效果。
3、活性強，比重輕，不鈍化、不板結，反應速率快，長期運行穩定有效。
4、針對不同廢水調整不同比例的催化成份，提高了反應效率，擴大了對廢水處理的應用范圍。