摘要:我国在煤炭气化工艺方面仍然存在着很多问题，如污水处理的回收问题、煤炭气化过程的能源浪费问题、气化过程中产生的大量积灰问题等。研究了利用现代化集中处理设备，以及冷却器帮助解决积灰难题，重点研究了煤炭气化工艺中关于循环使用洗涤水的技术革新问题，以期为煤炭气化生产工艺的节能减排工作提供建设性改善措施。
关键词:减排节能;煤炭气化;能源
在现代化的煤炭气化生产工艺过程中，一直存在很多环境污染和能源浪费等问题，需要以创新技术生产的方式从根本上加以解决。因此，在现代工业生产中利用煤炭气化工艺技术进行经济运作的过程中，需要对自身工业技术进行升级，以新的生产工艺和生产方式实现工业节能、减排的生产要求，并有效减少生产过程中产生的废渣、废气物质，完善现代化煤炭气化生产在使用工艺技术上的环境友好能力。在现代煤炭气化生产工艺中，采取减排节能技术能够帮助相关企业优化自身的资源配置，达到减少能源浪费的生产目的。大力推进减排节能在实际中的应用，促进煤炭气化生产企业的绿色环保生产和企业的可持续性发展。
1煤炭气化生产工艺概述
在现代化煤炭气化生产工艺过程中，由于生产技术的制约，导致反应物无法进行百分百的充分化学转化，必然会在生成目标产物的同时不断向反应体系外排出二氧化碳等温室气体［1］。在利用煤炭气化工艺的生产中，利用煤炭的液化和气化反应生产烯烃;利用煤炭的气化反应生产甲醇;对大量二氧化碳气体的回收与处理;尤其是对组成成分相对复杂的混合气体回收净化工作，以及煤炭气化中的甲醇类参与的副反应;等等。均使温室气体的排放问题变得更加严重。在煤炭气化过程形成的气体排放物中，氢气和一氧化碳在总气体的占比中较大。一氧化碳气体还可以通过其它化学工艺生产过程产出水煤气并进一步发生转换，变为对人体无毒害性的二氧化碳气体。二氧化碳气体随之被排入到大气中，这是导致煤炭气化反应过程中真正造成资源浪费的主要部分［2］。除此之外，在现代化工业生产中，煤炭进行液化反应的化工工艺主要把反应物煤炭放置在高温、高压的极限反应环境里，然后向反应体系中加入氢气，让两者接触并发生化学反应，最终将煤炭从固态转化成液态，以获得支撑人类社会活动所需要的煤油原料。如果在化学反应过程中，当通入的氢气含量太高时，在氧气的作用下会生成大量的水，致使二氧化碳的产生有所降低;当通入的氢气含量太少时，在氧气的作用下则会因为反应不够充分，致使一氧化碳生成量偏高，则会对操作人员的生命安全造成威胁。
2煤炭气化工艺的节能减排问题
对部分煤炭气化企业的生产数据研究后发现，在现代化工业煤炭气化工艺生产过程中，主要存在三个方面的问题。第一个问题，煤炭气化设备的设计问题。部分企业，为了降低成本，通常会对生产过程中出现的工业废水采取不充分处理的做法，根本无法满足新时代社会主义发展对企业工业化生产中相关的环保要求［3］。尽管有一部分企业采购了专项工业废水处理设备，设备投入生产后，随之也会不断出现各种各样的运作问题。主要是因为在设备的原设计规划中，针对工业生产废水的处理能力规划设计标准相对真实生产而言较低。而煤炭气化在工业化生产过程中往往产生相当多的、组成成分非常复杂的污水。废水无法达到妥善处理的技术要求，更无法在生产的同时实现污水的迅速处理，最终导致工业化生产废水的排放无法达到国家要求的环保标准。第二个问题，煤炭气化反应设备在运行水处理环节所引发的固相废弃物含量总体占比较高的问题。主要是因为排渣时渣的大量堆积而造成的。对这部分废水进行取样实验后，经过化学分析得出其中固相物质的质量分数达到总量的2%左右。如果工厂在实际生产过程中对某些环节的操作控制不当，废水中固相待处理的质量分数甚至达到10%左右。在除渣处理的过程中，已经生成灰水碳酸离子、二价钙离子、二价镁离子等物质之间，也会进行二次化学反应，最终生成碳酸镁和碳酸钙等沉淀物。这些沉淀物大量堆积在煤气管线中，很容易形成垢，垢在管线中的不断增加，会导致堵塞煤气管线的严重后果［4］。不仅如此，沉淀物还对管道造成堵塞，对管道和阀门产生磨损，会对整个生产体系中的水处理效果产生影响。随着煤炭气化工作的不断进行，会有更多处理不充分的污水及其内部包含的污染性杂质被一起排放到工业生产线外。这些高污染性的工业生产污水，会对当地的自然环境造成范围广、程度深的污染和人文影响。第三个问题，湿洗、排渣等工艺环节中使用的偏碱性水的后续处理问题。在化工工艺生产流程中，常常会向含有目标清理物的水中加入盐酸等物质使整体水性变成中性。在这一过程中，会出现管道腐蚀或泄露等问题，也会对化工生产造成安全隐患。甚至，当酸或碱类物质的使用剂量远超过目标清理物的化学含量时，还会造成水质的偏酸性或偏碱性。若排放到周边环境后，会对土壤、水质等产生更大的影响。
3煤炭气化节能减排问题的改进
3.1火炬对介质伴烧技术
在介质伴烧处理环节上，对使用介质的类型，应建立更广泛和系统性的管理数据库，以供企业内部调度。主要是因为介质物质也会参与到化学反应过程中，一方面影响着整个反应体系的分步反应，对整个反应的进行和原料消耗有极大影响;另一方面也对整个工艺生产的能量利用率有极大的影响。高效率的化学反应和能源的充分利用，能够节约投入成本，并且树立更好的企业社会形象，也能为企业带来诸多隐性的便利。当前，在该技术领域的实践生产应用中，技术的核心点在于对煤炭气化反应的综合利用，以及相关设备的更新升级。通常情况下，是将混合气体中的烷烃类物质从回收硫步骤中分离，再借助管线系统将这些分离物输送到火炬部分进行充分燃烧。利用分离出的液化成分充当长明灯的点燃原料，对整个燃烧装置进行启动。此处理方法相比于传统的处理方式有明显的优势，充分利用好废弃物质，降低了能源的消耗，为企业节省了更多成本。
3.2循环洗涤水处理的技术
现代化工业煤炭气化生产工艺使用的主要原料是煤炭，大部分煤炭中都是含有固体硫。针对这种情况，需引入循环洗涤水技术对反应的煤进行净化处理后才能投入生产使用，这一步骤的有效实现依赖于现代化的科学技术手段。3.2.1循环水中悬浮物控制在首次对反应体系中的循环水进行处理时，第一步要向反应体系内加入火碱，使发生充分的中和反应，将盐分控制在130kg/m3左右。处理后的循环水具有很强的腐蚀性，这导致了操作危险性。因此，本文提出一项新技术以处理这一难题。即引入阴离子聚丙烯絮凝剂，加入废弃循环水中进行循环水净化处理。经实践生产与严格监测分析后，整个生产工艺没有任何对外排放的污水。3.2.2循环水中硫含量控制控制措施主要有以下两个方面:第一，先对气水中的脱硫化氢进行吹曝处理，再引入相匹配的处理体系进行再处理，重点还需注重硫磺的回收问题。本方法的优点主要体现在，无需利用火碱对循环水的酸碱度进行调节，很大程度上防止盐过量的后果出现，还可以有效预防设备内部腐蚀的问题，提高设备使用率。这一方法可以保证不对大气环境产生污染。但在实际生产过程中，成本的投入略有增长。第二，减少硫氢组分的吸收步骤，借助pH监测调节。假如往循环水体系中加入烧碱或石灰一类碱性物质，化学试剂能够通过自身特征反应生成硫化物，造成循环水中的盐分占比增加，致使反应体系中产生的部分硫化氢未处理完全就被排入大气环境中。
3.3冷却器出现积炭的解决技术
其解决技术主要如下:1)对吹灰器进行科学生产需求的改造;2)对敲击器频率进行调整。
4结语
煤炭气化废弃物的高效净化处理，始终是节能减排课题研究中的重点问题，并且对企业自身的长期战略和可持续性发展也有着重大的现实意义。在煤炭气化中，火炬介质伴烧、循环水洗涤处理、冷却器合成器减少积灰等现代化处理技术已经得到广泛的应用。工业化生产实践和研究表明，这些技术手段在很大程度上有效帮助企业解决长期困扰自身发展的节能减排问题，达到生成产物的科学、合理的循环利用。当然，煤炭气化生产技术需要以创新优化的方式提升节能减排工作的处理效率，切实提高工业生产除灰率，大幅度地降低污水排放，以进一步提升自身可持续发展的企业核心竞争力。
参考文献:
［1］杨志强．煤气化工艺节能减排技术及应用探析［J］．石河子科技，2019，243(1):49－50．
［2］梁敬会，王璇．浅析煤气化工艺节能减排技术及应用［J］．化工设计通讯，2017，43(8):8．
［3］魏树龙．煤气化工艺节能减排技术综述［J］．化工设计通讯，2020(3):24－25．
［4］王海谦，谢雯婕，吕梁．煤气化工艺节能减排技术及应用探究［J］．化工管理，2019，537(30):114．
［5］齐晗．煤气化工艺节能减排技术及应用［J］．中国化工贸易，2019，11(21):161．
作者：刘斌 单位：兴安盟乌兰泰安能源化工有限责任公司