煤的气化技术_科普之友

煤的气化是在一定温度和压力条件下，将上述脱硫煤转化为气体燃(原)料的一项技术。主要生产工业用合成气(其中CO和H2是煤间接液化合成烃类或含氧液体燃料的基础物质)，以及民用燃气和工业用燃气。
　　
　　煤的气化过程主要包括热解、气化和燃烧。主要反应[以长焰煤(C10000H8470O794)为例。X=0.847，Y=0.0794]为：
　　
　　CHXOY＝(1-Y)C+YCO+X/2H2
　　
　　CHXOY＝(1-Y-X/8)C+YCO+X/4H2+X/8CH4
　　
　　在上述反应中，同时还发生一些有害的副反应[脱硫煤中未被脱除的硫、氮与气化剂O2、H2O(g)及产物等之间的反应]，而使煤的气化产生一些含硫、含氮物(H2S、CS2、COS、NH3、NOX、HCN)等有害物质，这必须在煤的气化气净化过程中将其脱除。
　　
　　近年来，煤的气化技术在国外得到了较大发展，旨在为整体煤气化联合循环发电(简称IGCC)提供理想的气源，扩大气化煤种，提高煤-气转化效率，减少污染物排放，利于环境保护。考虑到煤气化是各类煤化工技术(液化、化工产品、合成氨、燃气发电、气体燃料等)的重要的绿色化学技术，以及我国与国外先进煤气化技术的差距和需求的迫切性，在“十五”期间，我国采取了加大对国内知识产权先进煤气化技术的研究开发力度。像水煤浆多喷嘴气化、干粉煤气流床气化等技术，目前已纳入国家“十五”高科技发展规划。煤炭科学研究总院的科学家也针对我国煤气化技术水平低的问题提出了相应的对策:①集中国内有良好基础和专业技术的科研力量，集中资金，以较快的速度和高科技起点推进我国煤气化技术的工程化发展，避免以往长期存在的机构分散、课题低水平重复、资金不足、对技术难点不能持久开发等问题的再度发生，力求在3至5年内我国煤气化技术有突破性进展;②在洁净煤技术研究开发中，煤气化技术对国民经济发展能起到独特的促进作用，尤其是在我国，煤气化气同时还具有作原料气和燃料气的双重需求，因此，洁净煤(气化)技术工艺的开发与研究，应考虑两种产品的兼顾;③注重煤气化技术工艺与我国煤炭种类和质量的匹配结合。
　　
　　应该指出，作为煤气化技术的典范——整体煤气化联合循环(IGCC)系统[参见图1整体煤气化联合循环(IGCC)系统概念示意图]，虽然在我国的研究开发工作刚刚起步，但是，仍取得了一些令世人刮目相看的成果。像上海焦化总厂利用壳牌加压粉煤气化技术，不仅实现了6.0×105kg/d的甲醇生产，而且还实现了“煤气、化工、热电”三联供;山东兖州鲁南化肥厂与华东理工大学、中国天辰化工公司联合完成了新型水煤浆气化中试装置，有效气(CO+H2)达83%，碳的有效转化率在98%以上，各项技术参数已接近(或达到)世界先进水平。目前，我国能源科技领域针对世界先进的煤气化技术都有不同程度的研究和创新。整体煤气化联合循环发电(IGCC)由于其高效洁净，因此，它是本世纪我国国民经济发展所依赖的重要的绿色化学工程之一。跟随国际潮流，发展整体煤气化联合循环发电(IGCC)技术已势在必行。
　　

　　图1整体煤气化联合循环(IGCC)系统概念示意图