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[摘 要]我国作为煤炭能源大国，在历经多年的探索与发展过程中，煤气化技术的研究方面取得了丰硕成果，但在实际应用中还存在着诸多的不足，与国外先进技术相比，还有一定的差距。这需要我们在今后的创新与研究中，建立完善有關煤气化技术发展战略和规范，并及时运用于具体的生产生活当中，以促进我国现代煤气化技术的发展，为我国的现代化建设事业提供有力的保障。基于以上迫切性需求，文章展开了煤气化技术与应用的探讨。
[关键词]煤气化；技术；应用；
中图分类号：TH297 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
1 煤气化技术概述
煤气化技术就是以煤作为原材料，采用各种化学反应和化学技术，在CO加H2合成各种化工产品，从而达到减少天然气、石油等稀缺资源消耗的目的，优化我国能源结构。现代煤气化技术中最为活跃的就是气流床反应器。气流床反应器是20世纪80年代以后随着洁净煤气化工艺的开发研究而发展起来的，它以干粉煤或者水泥浆作为反应原材料，进行单系列的大规模加压气化，从而大大促进了合成气产业化、规模化的进程，并且气流床反应器生产的合成气气化指标较好，是现代煤气化的主流技术之一。现代煤气化过程一般分为3个步骤层次。第一层：煤合成气。将干粉煤和水泥浆等原材料经过部分氧化方法加工成为CO和H2的合成气；第二层：合成气加工；第三层：深加工。煤气化中的深加工以加工甲醇和烯烃的下游产品为主，产量较大，同时也是我国目前整个化工行业的支柱。
2 煤气化技术种类
目前，煤气化技术种类有几十种，该文采用按照煤气化炉分类的方式对煤气化技术进行研究，按照这种分类方式煤气化技术主要有3种，分别为固定床气化工艺、流化床气化工艺、气流床气化工艺。
2.1 固定床煤气化工艺
固定床煤气化技术的代表工艺主要有德国鲁奇（Lurgi）炉和英国BGL高温熔渣气化炉。
（1）鲁奇（Lurgi）炉。鲁奇（Lurgi）固定床气化技术经过30多年的发展，工艺成熟。鲁奇炉的气化效率、碳转化率、气化热效率等都较高，并且氧耗是各类气化工艺中最低的，原料制备、排渣处理成熟。煤气热值是各类气化工艺中最高的，因此它最适合生产城市煤气。鲁奇炉工艺虽优点很多，但是煤气成分复杂，合成气中含甲烷体积分数约10%，因此不推荐采用鲁奇炉生产合成气。
（2）BGL炉。该气化炉在原鲁奇炉基础上，结合了熔渣气化技术，具有气化率高、气化强度高的优点和鲁奇炉氧耗低及炉体廉价的优点，克服了熔渣气化技术能耗高和鲁奇炉加压气化效率低，废水处理成本高的缺点。具有结构简单、投资少、能耗低、资源利用率高、建设周期短、气体热值高、产气率高等综合优势。
2.2 流化床煤气化工艺
流化床煤气化工艺是介于固定床煤气化工艺和气流床煤气化工艺之间的一种煤气化技术。
（1） U-GAS气化炉。U-GAS煤气化技术是以循环硫化床为基础，以低成本的劣质煤（煤矸石、中煤、褐煤、高硫煤等）为原料制取合成气的技术。目前该气化技术已经在美国、芬兰、荷兰等国家得到应用。目前世界上规模最大的U-GAS气化装置是义煤综能公司500万m3/d煤气和20万吨/年甲醇蛋白工程应用的气化装置，其设计生产能力为1000万m3/d，设计压力1.0MPa。U-GAS气化炉核心设备多，结构复杂，而且属于高温，易燃易爆介质设备。整个气化设备安装在于36m标高以上，需穿越装置框架，属于高空作业，并且安装空间狭小，安装有一定的难度和特点，通过计算机辅助技术提前模拟安装过程以保证施工的顺利进行。
（2）灰熔聚流化床粉煤气化炉。该技术其主要优点是：操作温度适中，材质无特殊要求，连续运转可靠性高；排灰中碳的质量分数低（<10%）；煤气中几乎不含焦油和挥发酚，无废气排放，有利于环境保护。主要缺点是合成气中的（CO+H2）的体积分数为70%左右，有效气体成分较低，产品气中CH4体积分数较高（1.5%～2%），飞灰积存及综合利用问题有待进一步解决。
2.3 气流床煤气化工艺
典型的气流床气化炉国外有荷兰壳牌（Shell）粉煤气化炉和德国西门子公司的GSP粉煤气化炉；国内有国产新型四喷嘴干煤粉加压气化炉、两段式干煤粉加压气化炉和HT-L航天炉等。
壳牌干煤粉气化技术是荷兰壳牌公司开发的气化技术，具有原料煤适应性广、使用寿命长的特点，但设备结构复杂，专利费用较高。GSP粉煤气化炉在目前我国的神华宁夏煤业集团是第一套商业性示范装置。国内两段式干煤粉气化技术、多喷嘴干煤粉气化技术、HT-L航天炉等先进的气流床技术也有着各自明显的优势，并且发展进步也很快，但在某种程度上存在着技术成本高的不足。
3 煤气化技术的应用
煤气化技术应用中应考虑洁净、高效、经济、成熟和安全等五个方面的问题
3.1 煤气化的洁净问题
煤气化作为煤炭洁净、高效利用的一项重要技术，如果不加注意，也会在煤制气装置周边产生集中的二次污染，须加以治理。其中，尤以移动床气化装置的煤焦油、酚水回收利用，灰渣回收利用和备煤系统粉尘治理，以及煤气中硫化物等污染物的治理为主。对于煤制气过程中产生的煤焦油、酚水，应严格将其与新鲜水系统分离；系统设备、容器上要加盖密封，其下要严密防渗漏；系统储罐须高于地面并加盖，以防下暴雨时造成溢流外泄。对于粉尘污染，煤气中的气态污染物，也须通过专业手段予以治理。
3.2 煤气化的效率问题
煤气化的效率问题，对燃料气来说，用冷煤气效率的高低来评价是普遍认可的标准；对合成气来说，原来有一个变换蒸汽消耗的问题掺和其中，不易分辨，现在随着高CO合成气的“低汽气比、分段加水”工艺利用变换反应放热自身产生的蒸汽进行变换的研究成功并应用于生产，使问题简单、清晰了许多。气化效率的高低直接影响煤的消耗量。
3.3 煤气化的经济性问题
在选择煤气化技术时，设备投资和服务性费用直接关系到业主今后的经济效益和生存状况。尤其是在当前煤炭利用普遍不受欢迎的大背景下，供需双方的利益分配应适当地往需求方倾斜，才能使煤气化技术的经济性更好，由此也才能形成煤炭利用的良性发展。
3.4 煤气化技术的成熟和安全问题
除了上述提到的煤气化的洁净、高效和经济问题以外，技术的成熟性对生产的长期稳定起着重要的作用；另外，对“以人为本”的我国来说，人员的生命安全也是非常重要的，煤气化技术应用中的安全措施也必须真正落到实处。
4 现代煤气化技术的发展方向
煤氣化技术的发展趋势具体表现为以下几点：（1）高温气化：让煤炭重点组分于高温下得以钝化，其最终产品变得更为纯净，对环境的污染变得更小。（2）加压气化：使压力增大，并且完成气体净化，同时加大净化的投资，从而降低耗能。（3）粉煤气化：减少气化反映时间，提升气化炉的转化速率和生产效率。（4）纯氧气化：减少惰性气温度变化引起的损耗，降低压缩中的耗能，使煤气化更经济科学。（5）液态排渣：为保护环境，降低污染，煤渣要高温处理，达到最大程度的净化。（6）气化炉大型化：降低成本，提高项目建设效率。
结语
现在，环境保护问题受到人们越来越多的关注，如何实现煤炭向清洁、高效的利用转换是未来发展的必然趋势，煤气化是更新利用的一种良好途径。我国十分重视现代化煤气技术的研究与发展，其在实际应用中也发挥了举足轻重的作用。在今后的煤气化发展中，还需要大力培养煤气化技术的专业技术人才，提升整体技术人员的素质，奠定好技术基础，不断创新与研究新技术，朝着高效、环保的目标努力。
参考文献
[1] 赵鹏飞，赵代胜.气流床加压煤气化技术研究进展[J].神华科技，2016，01：74-77+81.
[2] 刘树辉.煤气化技术的发展进展、方向及其选用原则[J].化学工程与装备，2016，10：186-189.
[关键词]煤气化；技术；应用；
中图分类号：TH297 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
1 煤气化技术概述
煤气化技术就是以煤作为原材料，采用各种化学反应和化学技术，在CO加H2合成各种化工产品，从而达到减少天然气、石油等稀缺资源消耗的目的，优化我国能源结构。现代煤气化技术中最为活跃的就是气流床反应器。气流床反应器是20世纪80年代以后随着洁净煤气化工艺的开发研究而发展起来的，它以干粉煤或者水泥浆作为反应原材料，进行单系列的大规模加压气化，从而大大促进了合成气产业化、规模化的进程，并且气流床反应器生产的合成气气化指标较好，是现代煤气化的主流技术之一。现代煤气化过程一般分为3个步骤层次。第一层：煤合成气。将干粉煤和水泥浆等原材料经过部分氧化方法加工成为CO和H2的合成气；第二层：合成气加工；第三层：深加工。煤气化中的深加工以加工甲醇和烯烃的下游产品为主，产量较大，同时也是我国目前整个化工行业的支柱。
2 煤气化技术种类
目前，煤气化技术种类有几十种，该文采用按照煤气化炉分类的方式对煤气化技术进行研究，按照这种分类方式煤气化技术主要有3种，分别为固定床气化工艺、流化床气化工艺、气流床气化工艺。
2.1 固定床煤气化工艺
固定床煤气化技术的代表工艺主要有德国鲁奇（Lurgi）炉和英国BGL高温熔渣气化炉。
（1）鲁奇（Lurgi）炉。鲁奇（Lurgi）固定床气化技术经过30多年的发展，工艺成熟。鲁奇炉的气化效率、碳转化率、气化热效率等都较高，并且氧耗是各类气化工艺中最低的，原料制备、排渣处理成熟。煤气热值是各类气化工艺中最高的，因此它最适合生产城市煤气。鲁奇炉工艺虽优点很多，但是煤气成分复杂，合成气中含甲烷体积分数约10%，因此不推荐采用鲁奇炉生产合成气。
（2）BGL炉。该气化炉在原鲁奇炉基础上，结合了熔渣气化技术，具有气化率高、气化强度高的优点和鲁奇炉氧耗低及炉体廉价的优点，克服了熔渣气化技术能耗高和鲁奇炉加压气化效率低，废水处理成本高的缺点。具有结构简单、投资少、能耗低、资源利用率高、建设周期短、气体热值高、产气率高等综合优势。
2.2 流化床煤气化工艺
流化床煤气化工艺是介于固定床煤气化工艺和气流床煤气化工艺之间的一种煤气化技术。
（1） U-GAS气化炉。U-GAS煤气化技术是以循环硫化床为基础，以低成本的劣质煤（煤矸石、中煤、褐煤、高硫煤等）为原料制取合成气的技术。目前该气化技术已经在美国、芬兰、荷兰等国家得到应用。目前世界上规模最大的U-GAS气化装置是义煤综能公司500万m3/d煤气和20万吨/年甲醇蛋白工程应用的气化装置，其设计生产能力为1000万m3/d，设计压力1.0MPa。U-GAS气化炉核心设备多，结构复杂，而且属于高温，易燃易爆介质设备。整个气化设备安装在于36m标高以上，需穿越装置框架，属于高空作业，并且安装空间狭小，安装有一定的难度和特点，通过计算机辅助技术提前模拟安装过程以保证施工的顺利进行。
（2）灰熔聚流化床粉煤气化炉。该技术其主要优点是：操作温度适中，材质无特殊要求，连续运转可靠性高；排灰中碳的质量分数低（<10%）；煤气中几乎不含焦油和挥发酚，无废气排放，有利于环境保护。主要缺点是合成气中的（CO+H2）的体积分数为70%左右，有效气体成分较低，产品气中CH4体积分数较高（1.5%～2%），飞灰积存及综合利用问题有待进一步解决。
2.3 气流床煤气化工艺
典型的气流床气化炉国外有荷兰壳牌（Shell）粉煤气化炉和德国西门子公司的GSP粉煤气化炉；国内有国产新型四喷嘴干煤粉加压气化炉、两段式干煤粉加压气化炉和HT-L航天炉等。
壳牌干煤粉气化技术是荷兰壳牌公司开发的气化技术，具有原料煤适应性广、使用寿命长的特点，但设备结构复杂，专利费用较高。GSP粉煤气化炉在目前我国的神华宁夏煤业集团是第一套商业性示范装置。国内两段式干煤粉气化技术、多喷嘴干煤粉气化技术、HT-L航天炉等先进的气流床技术也有着各自明显的优势，并且发展进步也很快，但在某种程度上存在着技术成本高的不足。
3 煤气化技术的应用
煤气化技术应用中应考虑洁净、高效、经济、成熟和安全等五个方面的问题
3.1 煤气化的洁净问题
煤气化作为煤炭洁净、高效利用的一项重要技术，如果不加注意，也会在煤制气装置周边产生集中的二次污染，须加以治理。其中，尤以移动床气化装置的煤焦油、酚水回收利用，灰渣回收利用和备煤系统粉尘治理，以及煤气中硫化物等污染物的治理为主。对于煤制气过程中产生的煤焦油、酚水，应严格将其与新鲜水系统分离；系统设备、容器上要加盖密封，其下要严密防渗漏；系统储罐须高于地面并加盖，以防下暴雨时造成溢流外泄。对于粉尘污染，煤气中的气态污染物，也须通过专业手段予以治理。
3.2 煤气化的效率问题
煤气化的效率问题，对燃料气来说，用冷煤气效率的高低来评价是普遍认可的标准；对合成气来说，原来有一个变换蒸汽消耗的问题掺和其中，不易分辨，现在随着高CO合成气的“低汽气比、分段加水”工艺利用变换反应放热自身产生的蒸汽进行变换的研究成功并应用于生产，使问题简单、清晰了许多。气化效率的高低直接影响煤的消耗量。
3.3 煤气化的经济性问题
在选择煤气化技术时，设备投资和服务性费用直接关系到业主今后的经济效益和生存状况。尤其是在当前煤炭利用普遍不受欢迎的大背景下，供需双方的利益分配应适当地往需求方倾斜，才能使煤气化技术的经济性更好，由此也才能形成煤炭利用的良性发展。
3.4 煤气化技术的成熟和安全问题
除了上述提到的煤气化的洁净、高效和经济问题以外，技术的成熟性对生产的长期稳定起着重要的作用；另外，对“以人为本”的我国来说，人员的生命安全也是非常重要的，煤气化技术应用中的安全措施也必须真正落到实处。
4 现代煤气化技术的发展方向
煤氣化技术的发展趋势具体表现为以下几点：（1）高温气化：让煤炭重点组分于高温下得以钝化，其最终产品变得更为纯净，对环境的污染变得更小。（2）加压气化：使压力增大，并且完成气体净化，同时加大净化的投资，从而降低耗能。（3）粉煤气化：减少气化反映时间，提升气化炉的转化速率和生产效率。（4）纯氧气化：减少惰性气温度变化引起的损耗，降低压缩中的耗能，使煤气化更经济科学。（5）液态排渣：为保护环境，降低污染，煤渣要高温处理，达到最大程度的净化。（6）气化炉大型化：降低成本，提高项目建设效率。
结语
现在，环境保护问题受到人们越来越多的关注，如何实现煤炭向清洁、高效的利用转换是未来发展的必然趋势，煤气化是更新利用的一种良好途径。我国十分重视现代化煤气技术的研究与发展，其在实际应用中也发挥了举足轻重的作用。在今后的煤气化发展中，还需要大力培养煤气化技术的专业技术人才，提升整体技术人员的素质，奠定好技术基础，不断创新与研究新技术，朝着高效、环保的目标努力。
参考文献
[1] 赵鹏飞，赵代胜.气流床加压煤气化技术研究进展[J].神华科技，2016，01：74-77+81.
[2] 刘树辉.煤气化技术的发展进展、方向及其选用原则[J].化学工程与装备，2016，10：186-189.