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摘要：煤气化技术在目前的工业工艺中的许多方面都有得到应用，煤制甲醇过程就是其中之一，而且煤气化技术是制作甲醇过程的关键工艺环节。它的种类比较多，各自在实际应用中都发挥着不同的优缺点和作用。本文简单描述了各种煤气化技术的概况，以及实际应用情况。
关键词：煤气化；煤制甲醇；关键工艺
面对石油短缺的现状，各国都寻求新能源来满足人们对石油的需求。甲醇作为一种可以替代石油的燃料，由于其制作过程简单，经济效益好，环境污染较低，所以纷纷得到人们的认同。与此同时，如何高效低成本快速的制作获得甲醇成为了行业里的关注焦点，在目前的工业工艺中，煤制甲醇过程中的煤气化的核心技术也就成为了各大企业重点研究对象。这些工艺技术在煤制甲醇过程中发挥着各自不同的特点和重要作用。
一、煤制甲醇工艺过程中常见的气化技术
1.固定床类气化技术
生产原材料粒度为10-50mm之内，其反应温度在600-1300°C之内，这种技术就是固定床类气化技术。它的主要特点是：不但可以实现间歇气化，也可实现连续气化，灵活的进行他们之间的转换。目前常用在工业生产上的技术主要有UGI间歇气化技术、GBL气化技术、Lurgi加压气化技术三种。其中，后者是固定床类气化技术众多工艺中的先进技术之一。
1.1UGI间歇气化技术
生产原材料是粒度在26-75mm之内的块状煤，且须在常压下进行的气化技术称为UGI间歇气化技术。它的原理是：将空气注入燃烧正旺的煤层里，使得煤层温度上升，再送入蒸汽，来进行化学反应，最大的提高炉内温度来聚集热量，为制气做好充足的准备[1]。
它的缺点主要有：在送气阶段，容易产生废水，会严重影响周围的环境；而且单个炉的生产效率低，应用范围有很大限制，不适合灰熔点低的煤炭。因为其产生废水影响环境，不符合节能环保的要求，所以在我国煤制甲醛基本都不提倡采用。
1.2Lurgi加压气化技术
生产原料是粒度＞6.5mm的块状煤，压力在2.5-4.0MPa之内，温度在800-900°C之内的气化技术成为Lurgi加压气化技术，它是以蒸汽和氧气为主要气化剂，来不断持续至水煤气的，以固体方式排渣[1]。它的优点主要有：使用的原料煤块有黏结性较弱，热稳定性较高，化学活性较好，灰熔和机械强度较高等特点。它的缺点是：原生产煤料利用率相对较低；制成煤气中含有较高的甲烷，适合城市使用无法用作合成气；气化温度相对较低，过程中产生的废水和焦油等有害物质含量高难以处理，造成了严重的环境污染。
1.3BGL气化技术
采用液体排渣方式，反应温度在1400-1600°C之内的技术，称为BGL气化技术，它是20世纪中后期研究探讨所形成的技术。它的优点主要有：不仅提高了块状煤中粉煤的利用率，也减少了所需蒸汽量，提高了气化效率和生产效率，制成气中含有少量甲烷和氢的含量，集合了固定床加压气化技术和熔渣气化技术的优点，减少废水的生成和排放，也就间接降低了处理污水的成本。它的缺点就是合成气含有大量一氧化碳。
2.流化床类气化技术
流化床类气化技术，是在流化床里煤和气化剂一同发生的气化反应，由于煤、气化剂的接触良好，传热效率相对较好，所以流化床里温度和物质分布比较均匀合理。其主要目的是提高气化过程中气化炉的温度和压力，广泛用于干褐煤的气化。它的主要优点有：这种气化技术，能够很迅速的使煤块干馏，解裂易发挥物质，其净化体系比较简单，气化后的煤气可以将气化炉里的很多灰飞释放出来，碳的含量较高，需要后期合理适当的处理，；制成气中酚酞物质含量比较少，且不含焦油，成本较低且效率较高。其缺点就是合成气里有效气体含量相对较低，进行气化的压力较低，单个炉的生产力较低[2]。
我国比较有代表性的示范装置时陕西建成的灰熔聚流化床粉煤气化装置，其采用固体排渣的形式不排放废气，在100°C以下使粉煤发生化学反应。此种气化装置的气化炉流化床结构比较简单，煤的破粘，气化，灰团聚，分类，焦油破解过程都可以在流化床内一次性进行操作并完成。随之引出的细粉经过其他除尘系统处理之后，又可以再次回到气化炉里参与化学反应，进而提高了碳的利用效率。
3.气流床类气化技术
气流床类气化技术，在煤块发生气化反应时，通过气化剂的形式将煤粉带到气化炉内，进而形成并完成流气化。生产原料和气化剂的反应时间非常短，为了能够持续保持高温状态，气化剂一般选取为少量蒸汽，在高温条件下完成熔渣气化过程。在气化炉内，由于产生的气流可以把煤粒间隔开反应的接触面比较广，所以整个气化过程受生产原煤的黏结性影响非常小。这种气化技术职称的煤气中有效气体含量高，甲烷含量比较低，焦油、酚酞等有害物质几乎不含，比较适合用作合成气。
目前我国的煤气化设备大部分都采用此种气流床气化技术，它包括以下两种技术：水煤浆气化技术和粉煤气化技术。
水煤浆加压气化技术的优点较多，主要有：气化压力在4-7MPa之内，煤种的适应能力较强；可以根据气化的通途来选择气化流程的热回收阶段，即废锅形式还是激冷形式；且气化炉排出的熔渣冷却之后稳定性较高，一般能够作为建筑生产材料。
粉煤气化技术，是一种用干煤粉为生产原料，氧气作为气化剂，液体排渣方式的气化技术。它具有比较多的优点：排出产品碳利用率较高，气体洁净，有效气体的转化率比较高，使得生产原料的成本及耗量都降低。行业里许多实践表明，此种粉煤气化技术是先进科学的。
二、煤制甲醇过程气化工艺技术的应用
1.多种气化技术简单比较
当前，煤制甲醇过程中气化工艺技术比较成熟且广泛被得到应用的技术，一般是Lurgi加压气化工艺技术、流化气化工艺技术、水煤浆气化工艺技术、粉煤气化工艺技术这几种。从这些气化工艺技术的各自特点，适用性、碳的转化率等多方面比较，粉煤气化工艺技术比较有优势，其安全、环保、高效的优点都得到了许多青睐，而且产生的气体可以作为合成甲醇、氨的生产原料气体。流化床气化工艺在我国也是比较普遍使用的，其性能指标都比较优异，煤种的适应性很强，产生的有效气体含量较高。
2.煤制甲醛过程气化工艺的举例说明
利用“多元料浆气化工艺生产获得合成气，进而生成甲醇”这样的例子为例，简单说明煤制甲醇过程中气化工艺的应用。
这种工艺是把原生产料煤，和水、添加剂、助熔剂即石灰石粉末、PH调节剂按照适当的比例混合，一同送到棒磨机里，磨制出满足粒度要求的水煤浆，再经过煤浆泵，将其输送至气化炉里，再把煤浆和氧气在气化炉里充分进行化学反应，进而产生以一氧化碳和氢气为主的合成气，随后经过加湿，降温，除尘等环节处理后送入渣水处理过程，把固定和溶解的气体进行分离，除氧过后灰水再次返回上级气化工艺参与反应，这样来把污水排放和生产耗水都降到最低，将蒸汽的热量按照合理的流程回收加以利用[3]。
结束语
随着我国制气技术的不断发展，人们也逐渐意识到煤制甲醇过程中气化技术是最为关键重要的一个环节。这项技术包括：UGI间歇气化技术、Lurgi加压气化技术、BGL气化技术、流化床气化技术、水煤浆加压气流床气化技术、粉煤气流床气化技术等。UGI间歇气化技术因其产生废水影响环境，不符合节能环保的要求，所以在我国煤制甲醛基本都不提倡采用；Lurgi加压气化技术在生产原料利用率、工艺参数、环境污染等方面还存在许多未解决问题；流化床气化工艺虽然碳的转化率较高，但是其合成气里的有效气体含量相对较低，进行气化的压力较低，单个炉的生产力较低。综上所述，目前我国基本煤气化设备大部分都采用气流床气化技术，粉煤气流床气化工艺比水煤浆加压气化工艺的成本高，所以通过实践证明，水煤浆加压气化工艺技术是成熟、先进、科学的目前是发展前景最好的一种工艺技术。
参考文献
[1]方懿.煤制甲醇生产工艺[J].山海经,2016(7).
[2]马俊.浅谈煤制甲醇项目的煤气化技术选择[章荣林.
[3]怎样选择煤气化工艺技术[C]//全国化工合成氨设计技术中心站2007年技术交流会.2007.J].价值工程,2014(4):64-65.