煤化气技术篇1
【关键词】煤气化技术；创新；
中图分类号：tQ546
一、常用煤气化技术
1.1Shell煤气化技术
Shell煤气化技术是中国工业化应用最早的气流床干煤粉加压气化技术。Shell煤气化技术实际上是K-t炉的加压气化形式，其主要工艺特点是采用密封料斗法加煤装置和粉煤浓相输送，气化炉采用水冷壁结构。1993年全球第一套大型工业化生产装置在荷兰建成，用于iGCC发电，每天消耗煤量为2000t[1]。Shell煤气化于2000年以后进入中国，中石化岳阳、洞庭、安庆3家化肥企业由于油改煤的需要，引进了Shell煤气化技术，在此带动下，截止2008年国内先后有19家企业引进了23台煤气化炉，气化压力4.0mpa，单炉每天最大耗煤量为2800t。
1.2GSp煤气化技术
GSp煤气化技术是世界上最早实现工业化应用的气流床干煤粉加压气化技术。该技术由原民主德国燃料研究所开发，1985年在Schwarzepump建成了第一套工业化装置，投煤量为30t/h，工作压力为3.0mpa，产气量为40000m3/h。东西德合并后，该技术目前归西门子公司拥有。目前，全球在建和投入使用的GSp气化炉约有20台。GSp气化技术也是2000年以后进入中国，2005年西门子公司与神华宁煤集团成立了合资公司，负责国内技术推广。国内神华宁煤集团5台、晋城兰花集团2台500mw的GSp气化装置已经建成[2]。
1.3航天炉气化技术
中国干煤粉加压气化技术开发起步较晚。两段式气化炉是西安热工研究院最新开发成功的一种干煤粉加压气化技术，1997年建成了一套0.7t/d的小试装置，2004年建成了处理煤量为36～40t/h的中试装置。首套工业化示范装置在天津华能“绿色煤电”项目中应用，每天耗煤量为2000t，废热锅炉流程，用于iGCC发电。另一套工业化装置投煤量1000t/d，激冷流程，在内蒙古世林化工有限公司年产3×105t甲醇项目应用。2000年以后，中国航天科技集团公司成功开发了干煤粉加压气化航天炉，用于15万t/a甲醇项目，2008年建成投产。截止2011年底，已有6家企业采用航天炉的项目建成，包括中能化工、中新化工、鲁西化工等，采用航天炉在建和建成的项目已经有16家。国内外各类干煤粉加压气化炉基本处于同一水平。
二、煤气化方法选择中的几个问题
2.1运行时间
如何衡量煤气化技术的进步有不同的方法。目前通用的办法是外商提出的一台炉连续运行多少天，他们认为连续运行100d就标志着这个技术已经过关。这个说法有一半道理，连续开100d确实不易，但与我们传统的设计理念有些不同。传统的设计理念是年操作8000h，一年停车通常只能是一次。而石油部门远比化工行业苛刻，他们要求连续运行24个月以上[3]。事实上，煤化工装置连续运行8000h是不简单的，目前的几种煤气化技术除了水煤浆以外，其他都有难度。航天炉和小型Shell气化炉还好一些，有这个潜力。多数新的气化技术事实上是达不到的，还有待于进一步提高。因此，我们在选择煤气化技术上，应该更加注重年运行时间，而不要仅仅看一次运行时间。如果达不到要求，特别是年运行时间在偏离8000h较大的情况下，用户一定要用该技术，最好有备炉。
2.2以煤定炉
在选择煤气化技术的时候，首先要确定煤的品质，这是大家通常采用的方法。煤的品质包括灰熔点、灰含量、粘度、挥发分、内水含量等。但是近年来一些气化技术推销商，过分夸大自己炉子的优点，不断降低技术标准，例如把水煤浆气化的浓度降低至54%，这是不应该的。不适合用这样的炉型就退出，不必勉强。这个原则就叫“以煤定炉”[4]。
2.3炉型的匹配
在大型煤化工装置中，可以采用两种不同的气化炉，这是比较合理的。事实上，这往往是气化后流程的需要，也就是激冷流程和废锅流程的组合，使得既能够得到一些中压蒸汽，又可以满足合成气中水气比的要求。这样做的前提是在这个装置中，气化炉的台数很多。当然，这对企业将来的管理造成麻烦比较多，这也是情理中的事。
三、煤气化技术创新
随着中国煤化工技术及产业的发展，煤直接液化、煤间接液化、煤制烯烃、煤制乙二醇等具有自主知识产权的煤化工新技术已达国际先进水平，但作为现代煤化工支撑的现代煤气化技术开发相对滞后。
改革开发以来，中国先后引进的煤气化技术有Lurgi，Ge，U-gas，Shell，GSp，KBR，恩德炉等各种工业化气化炉型。其中Ge，Shell和Lurgi3种气化炉总气化能力在国内排前3位，目前还有不断扩大的趋势。这些技术和核心专利成果基本上都是20世纪80年代前后取得的，Ge技术核心是水煤浆进料和气化炉；Shell和GSp技术核心是干煤粉加压进料和气化炉，其核心专利超过20a，第四代Lurgi气化已经超过30a[5]。中国是全球最大的煤炭生产国和消费国及煤气化国家，也是全球最大的煤气化技术进口国。改革开放以来，通过技术引进，缩短了中国与国外发达国家技术的差距，也推动了中国现代煤气化和煤化工技术的应用与发展。但长期技术引进必然会挫伤技术创新的积极性。目前，中国正处于建设创新型国家的发展时期，创新、发展、应用自主的煤气化技术势在必行。
纵观国内外不同煤气化技术的开发过程，一般都要从概念形成，经过小试、中试、工业示范的过程，最终进入工业化应用。国外的Ge，Shell，GSp，Lurgi等气化技术和国内的多喷嘴气化、两段式气化等都是如此[6]。煤气化技术创新的核心是气化炉创新。煤气化技术的创新范围主要包括气化炉，加料系统（含喷嘴），原料预处理系统，煤气冷却系统，黑水灰水处理系统，排渣系统及相关的设备和材料等。
四、结论与建议
1）煤气化技术选择的多样化是中国煤气化技术发展的必然趋势。先进的煤气化技术在中国具有很强的生命力。Ge煤气化技术进入中国20多年来，已向中国企业转让了几十家，占全球Ge煤气化用户的80%以上。Shell煤气化炉2000年前后进入中国，目前中国的Shell煤气化炉用户占Shell煤气化炉用户的90%以上。常压移动床气化在国外虽然早已经淘汰，但由于投资低，在中国还有近6000台气化炉在运行。因此在中国不可能出现任何一项煤气化技术垄断的格局。目前，应结合引进技术取得的经验，加强自主煤气化技术的创新、应用与发展。
2）煤气化是现代煤化工的基础，随着中国现代煤化工技术及产业的发展，煤气化技术发展的重点是大型化、高效率和环境友好，其技术应用需要考虑煤种适应性、操作的可靠性和环保特性。未来煤炭清洁高效转化利用将是以大型、先进的煤气化技术为核心，以电、化、热等多联产为方向技术集成。在国内建设新形势下，煤化工的有序发展即将来临，认真研究煤化工装置建设的规律，有助于推进煤化工的科学发展，为建成经济上发达而又美丽的中国开创新的局面。
【参考文献】
煤化气技术篇2
关键词:流化床气化炉特点发展方向
一、前言
我国“富煤、少油、缺气”的能源状况，决定了煤炭在我国的能源消费结构中始终占据着重要的地位。作为煤化工和洁净煤的重要单元技术―煤炭气化技术,在化工、冶金、机械及城市燃气供应等多个方面已有广泛应用，在国民经济中占有十分重要的地位。区别于常见的固定床和气流床气化炉，流化床气化技术以碎煤为原料(小于6mm)，具有操作温度适中，煤气易于净化，投资低，原料适应性宽等特点，因此愈来愈受到重视。
流化床气化炉中，颗粒呈流态化状态，从而消除了固体颗粒间的内摩擦力，使颗粒具备了流体的性质，提高了其传热、传质性能。早在《天工开物》中已有使用的记载[1]。用于煤气化生产时，已经开发的炉型有温克勒（winkler）、高温温克勒（Htw）、U-gas、KRw、循环流化床、恩德炉及灰熔聚炉。
二、流化床气化炉的结构
1、外部结构
虽然不良的流化现象――腾涌和沟流，是由于操作过程中静床层高度和床径的不当比例引起的，但是，腾涌一般发生在高径比大的床层中，沟流一般发生在大直径床层中，流化床反应器的构造必须有合适的高径比。同时，为了延长物料的停留时间和降低出口煤气的温度，流化床气化炉一般都设置了扩大段，且扩大段的直径一般要比浓相段的直径略大。
2、分布板的型式
作为流化床反应器的核心构件，设计良好的分布板，对颗粒的均匀流化起着举足轻重的地位。
在材料的选择上，金属和陶瓷各有优势，陶瓷能耐腐蚀气体和高温，但对热冲击或热膨胀应力的强度极低，并且，由于陶瓷易磨蚀，使用过程中锐孔会逐渐扩大，进而影响气速和流化效果。而由于气化剂对分布板的冷却作用，金属分布板可耐受腐蚀气体和高的炉温，所以，从强度和总的经济考虑，一般选用金属分布板。
由于在大直径床层中的负荷较重，平板受压弯曲无法预测，而弧形板较耐重负荷和热应力。同时，因为鼓泡和沟流优先产生于靠近流化床的中心位置，凹型板比凸型板有更好的纠正趋向，所以分布板一般设计为凹型。
当分布板为单孔板时，气化剂由底部中心集中进入，在物料中形成喷泉，和物料的下降运动共同组成内部环流，也称之为喷射流化床，此床层的压降比一般流化床要低，床内横向的传热、传质也较一般的流化床要好；但是床层密度有显著的波动，且易引起沟流和腾涌。当分布板有较多进气孔时，低气速下床层密度的变化可忽略不计，且气泡较小，气固相接触较为密切且气体沟流较少。
为使气化剂经过锐孔后的流量均匀，分布板必须有足够的压降。如果孔径过大，气速将会变小，物料将会泄漏进入气室；反之，将引起沟流现象。一般来说，锐孔喷射后的动能应为床层重量阻力的1/2或3/4。同时，开孔率过高，又会提高分布板的压降，这样，增加动力消耗的同时，也阻碍了两层或多层间的固体颗粒循环。
分布板沿一般与气化炉内壁垂直布置，winkler炉的气化剂则通过6个侧向喷嘴进入流化床。
3、开工喷嘴
用于气化炉的升温或者烘炉操作。根据所用燃料的不同，有不同的结构。设计时必须注意以下几点：
（1）为防止在管线中形成爆炸性混合物，燃料和空气在炉内方可混合；
（2）如燃料为煤层气，因耗氧量过大，应考虑气体的预混结构[2]；
（3）如燃料为油，则有雾化片、旋流片和分油嘴三部分组成；
（4）正常生产时，喷嘴均应通入保护性气体
4、进料方式
流化床气化炉因其炉温低且颗粒停留时间短，故要求使用反应活性高的煤，如褐煤、长焰煤等。为确保煤的流态化，一般进料粒度为0―10mm；为确保进煤系统的通畅及气化效率和氧耗，含水量最高不超过12%；为确保进煤系统通畅，进煤管线一般配有吹送气，气源为氮气、二氧化碳、空气或者循环煤气；此外，为提高入炉煤的温度，进煤管线一般配有蒸汽夹套。
同时，为了减少进煤对物料层及气流场的影响，winkler气化炉沿炉体的圆周互成180°或120°设置二到三个进料口，使得煤在浓相段得以均匀分布。
5、炉温的提升
因流化床气化炉的反应温度必须低于煤灰的软化温度，在此温度下，还原反应进行不够彻底，且煤气产品中Co2含量较高，为有效解决这一问题，常有以下三种途径：
1）、稀相段加入二次风
在床面上部的稀相区引入二次蒸汽和氧气，这样，一是降低了上升气流速度以延长停留时间，以便进一步反应和分离气体中的夹带物；二是促进反应，该区域温度比流化床内操作温度高200℃左右，使气体中夹带的细灰继续气化反应，密相段产生的甲烷和高碳化合物进一步燃烧和裂解；三是此处的高温将“软性”的夹带煤粉变成了砂型的半焦粉，对余热锅炉的磨损会增强。当使用低活性煤时，二次气化可显著改善气化效率。采用该做法的有winkler炉、恩德炉。
2）、中心射流产生局部高温
除分布板进气维持床内正常流化外，再由中心管（位于分布板中央的排灰口处）进入氧/汽比较大的气流，其目的是在床底中心区产生局部高温，使未燃的碳燃烧气化，使煤中的灰分在软化而未熔融的状态下，相互团聚而黏结成含碳量较低的球状灰渣，直到球状灰渣不能被上升气流托起时，便被有选择性的排出炉外。从而提高了炉内物流的含碳量。
这种团聚排灰的方式，与传统的固态和液态排渣方式不同。与固态排渣相比，降低了灰渣中的碳损失；与液态排渣相比，减少了灰渣带走的显热损失，从而提高了气化过程的碳利用率，是煤气化排渣技术的重大发展。
3）、提高入炉煤和气化剂的温度
因气化过程的目标反应C＋Co2＝2Co-172kJ/mol，C＋H2o＝Co＋H2-131kJ/mol均为吸热反应，因此提高入炉原料的温度对炉温的提高有实际意义。具体做法有入炉煤管线伴热、提高蒸汽温度、入炉空气或者氧气预热等。
4）、提高气化炉的操作温度
流化床的操作温度必须小于t2，当气化低活性煤时，且含有较多的碱土金属氧化物时，加入石灰，可提高灰熔点，从而提高炉温，采用该做法的有Htw炉。
6、排渣方式
流化床气化炉的灰渣温度和炉内物料温度几乎相等，为回收其中显热，实现顺畅排渣，大致有湿态排渣和干态排渣两种方法。
1）、湿态排渣
渣斗中充水，对灰渣直接进行冷却，该法对灰渣冷却彻底，避免了高温灰渣对排渣系统设备、管线及阀门的冲刷和磨损，使得灰渣能够顺利排出，灰水和煤气的洗涤水一起沉淀、过滤后即可循环使用。但灰渣经此高温急冷后，不适宜做建材。采用此排渣方式的有U-gas气化炉、
2）、干态排渣
灰渣经间接降温后，排出炉体。而为了回收灰渣的显热，可采用水夹套或者耐磨衬里的方式。后者只能耐热不能降温，而前者可有效回收热量，因此，前者比后者更加有吸引力，但实际运行中，因为灰渣急速冷却，容易在渣斗内壁形成挂壁。且灰渣对内壁磨损严重，使得渣斗发生泄漏的现象时有发生。
根据耐磨衬里耐冲刷、耐磨损而不能降温的特点，在渣斗上部加喷淋水管线，对灰渣进行降温，避免渣斗内部的挂壁现象，也缓减了磨损现象。同时，副产的蒸汽又返回气化炉内参加气化反应。但在升温或者烘炉的过程中，需考虑冷凝水的排出及喷嘴的保护。
7、炉顶降温装置
因流化床气化炉的床层相对固定床较薄，且气速较高，所以出口煤气温度较高（几乎和床温一致），且携带大量细灰，为了防止熔融的飞灰堵塞余热锅炉的管子，必须使煤气出口温度低于灰熔点。常用以下方法进行处理：
1）、水冷壁进行降温
用水冷壁降温较为平稳，同时可以副产蒸汽。
2）、直接用喷淋水进行降温
此法水和含尘煤气直接接触产生蒸汽，对温度有较好的控制，产生的蒸汽亦可参加炉内反应，但因喷淋水只能降温，不能降热，过多的使用，可能会增加气体总流量从而对后系统冲刷严重，并且气体温度过低，蒸汽的转化率也将大打折扣，因而此处的温度一般控制在950℃左右。升温或者烘炉的过程中，也必须保护好喷嘴。
8、飞灰处理系统
winkler炉的炉顶细灰经单级旋风除尘器分离后，并未返回气化炉，而是和灰渣一起送往辅助锅炉作为燃料。
其他的流化床气化炉的细灰经两级或者旋风除尘器分离，第一级的出料返回气化炉重新反应，第二级除尘器的出料回收后，另做他用。
三、结论
1、“上吐下泻”的问题有待于彻底解决
由于炉内物料混合均匀，而生产煤气客观要求炉内必须保持还原性气氛，也就是炉内物料必须保持较高的含碳量，这就使得一般流化床气化炉底渣和炉顶飞灰残炭量高，即所谓的“上吐下泻”。虽然中心射流和选择排灰，实现了灰渣和碳的分离，也就是说降低了灰渣中的残炭率，对“下泻”的避免有积极的意义。但是，飞灰的治理并没有实际的效果。有人认为原因在于流化床内部的还原性气氛，应该将其返回到喷射区，即氧化区内。
2、开发流化床加压气化技术
压力提高后，临界流化速度将会减小；对床层阻力的影响很小；为维持床层膨胀高度不变，需要增加气体流速，也使得气体在床内的停留时间相应的增加；加压流化较均匀，气泡含量很小，颗粒往复运动均匀；带出物的量和尺寸都减小了。并且，生产强度约与压力增加的平方根成正比。而且加压气化提高了煤气的压力，减少了后续工段的压缩功耗。
3、借鉴先进经验，提高流化床的气化效率
目前，流化床开发较好的技术如中心射流产生局部高温、稀相段加入二次风、提高气化炉的反应温度、湿态排渣等，应将这些好的做法加以耦合，从而切实提高流化床的气化效率。
煤化气技术篇3
关键词：煤气化技术发展及应用
煤化工产业作为化学工业的极为重要的组成部分，是以煤为主要原料生产化工产品的产业，包括煤热解、煤气化、煤焦油加氢、煤气化制合成氨、煤气化制甲醇、煤气化制乙二醇、煤制油、煤制烯烃、煤气化制SnG液化生产LnG等行业，其产品涵盖合成氨、甲醇、尿素、油品、乙二醇、乙烯、丙烯、液化天然气等。而煤气化是煤化工产业的龙头技术。在目前的社会条件下，根据其是否可以作为大型工业化运行的技术，可以将煤气化技术分为固定床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术。
1、固定床气化技术的发展及应用
1.1常压固定床煤气化技术
在常压下，将空气、蒸汽等作为气化剂，将煤转化为煤气的过程就是常压固定床煤气化。这个技术较为成熟可靠，具有简单的操作流程、较少的投资和较短的建设周期，因此在被广泛应用于国内冶金、机械等行业的燃气制取工作中；同时在中小型合成氨厂、甲醇厂的合成气制取中都有极其广泛的应用[1]。但是，这种煤气化技术对原料煤有比较高的要求，而且单炉具有较小的生产能力、较高的渣中残碳和在气化为常压煤气时较高的的压缩功耗。随着社会经济和技术的飞速发展，煤气化技术也得到了较大的发展。又由于国家提高了对煤化工准入生产规模的要求，因此，这种技术已经很少在新建的大型煤化工装置中使用了。
1.2加压固定床煤气化技术
加压固定床气化技术的典型代表是鲁奇加压气化技术。该气化技术的原料具有较广的适应范围，除了具有较强黏结性的烟煤不能气化之外，可以气化包括具有较高的可气化灰分的劣质煤在内的从褐煤到无烟煤的所有煤。鲁奇气化炉中的煤和气化剂运动方向是相反的，具有较低的炉温，采用固态排渣。鲁奇加压气化技术较为成熟可靠，具有较高的气化效率、碳转化率等，同时，在各类气化工艺中，它消耗的氧气量较低，而且具有极其简单的原料制备和排渣处理工艺，在城市煤气生产中得到了极其广泛的应用。其缺点是废水量大，水处理系统庞大。目前Lurgi公司推出的markⅣ和mark+有了较大改进；另外采用熔融液态排渣的BGL炉，气化能力大大提高，氧耗、蒸汽耗大幅度降低，废水量显著减少，经处理可实现污水零排放。在我国一些大型的褐煤气化制天然气项目多采用鲁奇炉，BGL炉正在推广应用阶段，前景看好。
2、流化床气化技术的发展及应用
流化床气化是以碎煤为原料、以氧气及水蒸气等为气化剂的一项技术，又可以称为沸腾床气化。其气化过程为以一个既定的流速从气化炉底部鼓入气化剂，致使炉内的粉煤沸腾起来，在粉煤和气化剂均匀地混合在一起后，物料就具有较快的传热和传质速率了。目前，流化床技术已经发展成为了一种较为成熟的工业技术。该技术采用较简单的备煤工艺和较均匀的炉内气化温度，工作人员可以比较容易地控制其过程，因此我国的中小型化工企业会广泛采用这种气化技术。其典型的炉型为德国的高温温克勒（Htw）和Lurgi公司开发的循环流化床气化炉（CFBG）。
2.1温克勒流化床气化技术
温克勒气化是流化床气化技术的代表。温克勒常压流化床气化技术操作的状态是常压，需要900～950度的气化温度，具有简单的工艺和操作流程，但狭窄的煤种使用范围和较大的耗氧量严重阻碍了其发展。同时，该技术气化时的温度较低，因此在炉的出口处会有较多的气体带出物，从而导致较低的碳转化率和生产能力。针对上述缺点，一项新的气化技术，高温温克勒（Htw）加压气化技术，被温克勒公司开发出来。该项技术将气化的温度提高到了950～1100度。为了不造成各项污染，该技术将高温旋风分离器设置在了气化炉的后面，使带出物得到了分离，然后又重新返回炉内，从而污染排放减少了，碳的转化率和生产能力也得到了提升[2]。
2.2循环流化粉煤气化技术
上世纪七十年代，Lurgi公司开发出了循环流化粉煤气化技术（CFB），性能非常接近与恩德炉的工艺，但对于旋风分离器的设计却十分独特。这种旋风分离器分离出来的粉尘可以在气化炉的顶部直接进行外循环，同时内循环也可以在喇叭状的炉床内形成，从而促进多重循环的形成，这些循环反复气化物料，极大地提高了碳的转化率。与此同时，较低的固体流速与较高的气体流速之间的差异又延长了物料和气化剂之间的接触时间，从而使他们得到更加充分的混合，使炉底排灰和飞灰之中有少于3%的碳含量，极大提高了气化效率。
3、气流床气化技术的发展及应用
在对流化床气化炉进行进一步改造的基础上，制造出了气流床气化炉。该技术使用
3.1两段式干煤粉加压气化技术
我国自主研发了两段式干煤粉加压气化技术，该项技术是由西安热工研究院开发的，是一项我国拥有自主知识产权的煤气化技术。该项技术采用大量的冷煤气循环，从而起到有效的急冷降温效果，克服了传统煤气化技术中的各项技术缺陷。
3.2GSp的气化技术
德国的德意志燃料研究所（DBi）开发研究出了GSp的气化技术。该项技术以利用高灰分褐煤来生产民用煤气为最初的目的，但后来在弗莱堡（Freibrug）[3]，该技术的基础研究和基础工艺验证工作得到了圆满的完成。所有这一切试验的完成都是以一套3mw的中试装置为基础的。
3.3壳牌（shell）气化技术
壳牌国际石油公司开发出了Shell气化工艺，它是一种干法粉煤加压气流床气化技术。利用该技术，荷兰Buggenum在1993年建成了日投煤两千吨的大型商业化装置，在联合循环发电方面得到广泛的运用。目前，该装置仍具有良好的运行能力，发电效率达到了43%，尽管近年来人们对环保的要求相当苛刻，但该技术下的排放物已经完全满足了现时的环保要求。Shell煤气化对废锅流程进行了合理的应用，可以将更多地蒸汽生产出来，在联合循环发电中被广泛应用。但是，由于废锅流程用于生产化工产品时还需要将蒸汽变换加上，因此它在化工行业并没有明显的优势。目前，我国有十多台已经建成或正在建设的Shell炉，从洞氮、双环、枝江、安庆着四家单位的运行情况中我们可以看出，虽然连续运行时间正在慢慢增加，但仍然有一些问题存在，要想使其长时间连续运行，我们还需要将其进一步完善。
3.4德士古（texaco）气化技术
美国德士古公司开发出了德士古气化技术。该技术将煤磨成水煤浆，然后将添加剂、助溶剂等加入形成8pa·S～1.opa·S黏度的、煤浆质量分数在60%以上的浆状物，将这些浆状物加压后喷入炉内，使其在纯氧中燃烧，发生部分氧化反应后，在1300～1400℃的高温中气化，从而促进合成原料其的生产。目前，在全世界范围内，该技术已经被广泛应用于几十套工业化装置的运行，我国有二十多套，包括安徽淮南化肥厂、上海焦化厂三联供装置、山东鲁南化肥厂等。安徽淮南化肥厂每年可以产出30万吨的合成氨和52万吨的尿素，气化压力是.5mpa。将激冷流程进行合理的应用，有3台气化炉，目前仍然保持良好的运行状态；上海焦化厂三联供装置的气化压力是4.ompa，有4台气化炉，将激冷流程进行合理的应用，从而促进甲醇的生产。山东鲁南化肥厂将该项技术用于生产合成氨的原料气，同样将激冷流程进行合理的应用，操作压力是3.ompa。由于该技术具有较高的专利费，而国内已经成功开发出了拥有自主知识产权的水煤浆气化技术，因此，预计未来国内技术在水煤浆气化装置的新建中会得到广泛的应用。
4、结语
随着社会的发展，人们越来越关注煤气化技术。我国拥有多种多样的煤炭种类和千差万别的煤化工规模，煤气化技术发展不平衡。因此，各个煤化工企业在对煤气化技术进行选择的时候，应该严格根据本厂自身的实际，因地制宜，全面地综合分析所投资的项目，同时全面地了解项目的原料、技术、环保等多方面的问题，然后处理时多加综合优化。只有这样做才能把企业的投资风险降低到最低限度，从而提高企业的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]汪家铭.Shell煤气化技术在我国的应用概况及前景展望[J].化工管理，2009，（03）.
煤化气技术篇4
关键词：电气自动化技术；煤矿行业；应用；特点；价值
因为人们的生活水平和生活质量在不断的提高，所以人们对于精神层面和物质层面的追求也发生了变化，这点在人们对煤矿行业质量和数量态度上的变化中可以体现，使得帮助煤矿行业扩大生产的电气自动化技术也必须进行一定程度上的调整和改进。由于现阶段的煤矿行业面临着电气自动化扩大生产的外部条件和人们对煤炭资源的需求量越来越大的内部条件两个方面的压力，又因为电气自动化技术在煤矿行业的应用带来了促进煤炭生产，改善环境，降低成本和提高安全等多种好处，使得在煤炭行业中应用电气自动化技术成为了顺应趋势的选择，这也为研究人员更好地在煤矿行业中应用电气自动化技术的工作增添了许多压力。
1电气自动化技术在煤矿行业中应用的概况
尽管煤矿生产过程中逐步实现了机械化，现代化和自动化，使得现代信息技术作为时代的发展趋势和必然选择助力于煤矿行业的发展。为了更好地实现电气自动化技术在煤矿行业的应用，就需要首先了解电气自动化的概况，包括其基本概念，发展状况，特点和价值等[1]。因为煤矿能否实现高产高效的目标既直接影响着人们的需求，又与采煤工艺和技术的先进息相关，所以能够提高了安全性和可靠度的电气自动化技术被应用到煤矿行业的生产环节中去。笔者结合自身的经验和已有的研究，对与电气自动化技术有关的状况进行分析和研究。
1.1电气自动化技术的基本概念
电气自动化技术之所以在当前阶段发展迅猛，是因为信息时代的大环境决定的，这就为其快速而又广泛地应用到人们的日常生活和工业生产中做好了铺垫。信息时代下电气信息领域分支中的电气自动化技术不仅在高新技术产业中占据一席之地，而且在工业控制中表现也非常出色，其中主要的表现为利用仪器仪表，控制理论，计算机信息技术和相关信息技术对工业生产进行监测，调度和管理等，从而达到增加产量，提高效率和保障安全的目的。另外，电气自动化技术主要包括自动化系统，自动化硬件和自动化软件。
1.2电气自动化技术在现阶段的发展状况
正是因为顺应了时展趋势的电气自动化技术提高了企业的生产效率，所以电气自动化技术才能在不断应用和实践中快速发展。电气自动化发展的主要趋势是操控精密性和智能化越来越高，并且逐步增加了知识密集化，集成方向化和功能多样化[2]。电气自动化技术在煤矿行业的应用离不开其核心要素计算机技术，传感器技术和通信技术等在特殊环境下的支持，所以在未来煤矿生产中电气自动化技术一定会有更加广阔的发展空间和更多发展机会。
1.3电气自动化技术在煤矿行业应用的特点
煤炭是我国主要的能源，把电气自动化技术应用在煤矿行业中也是值得相关研究人员关注和重视的。一方面，煤炭属于不可再生资源，复杂的生产程序和危险的工艺使得电气自动化已经被应用到了许多设备中，比如刨煤机，刮板输送机等，其目的是为了保证安全性；另一方面，电气自动化技术的应用不仅能够最大程度的开采煤炭资源，提高生产效益，还能提高安全性和稳定性。除此之外，电气自动化技术在煤矿行业的应用还能避免浪费现象和节约资源。
1.4电气自动化技术在煤矿行业应用的价值
基于电气自动化技术在煤矿行业应用的特点，可以分析和研究出其真正价值。第一，突显人性化。针对开采难度大的薄煤层可以利用电气自动化技术远程操作并控制采煤设备，使得提高采煤效率的同时保证了施工人员的安全性。第二，提高运输效率。科技的快速发展使得煤炭生产的远程监控和操作得以实现，运输煤炭设备的速度也大幅度提升[3-4]。第三，保证供电质量。电气自动化技术在被应用到各个环节时可监控供电系统的工作情况，并科学分析数据及时发现可能存在的故障，保证供电的质量。第四，利用通风系统实现改善工作环境和确保工作安全等功能，保证煤矿生产顺利进行。
2电气自动化技术在煤矿行业中的应用
根据电气自动化在煤矿行业中应用的概况，可发现在煤矿行业中应用电气自动化技术需要从多方面进行，其中比较直接有效和普遍的方式是根据生产环节进行应用和尝试。因为当前阶段的煤矿行业在进行采矿时的技术更加偏向于综合机械化，所以使得电气自动化的加入变得更加人性化和安全，其实也是在完善我国已有的煤田开采和发展工作的系统和保持可持续性的特点，对于提高煤炭企业的经济效益和社会效益方面有重要意义。总之，在煤炭生产的采掘，运输和监控系统中应用电气自动化还是要根据需求和结合实际进行调整，才能逐步落实高效高产的目标和完成科学发展和要求。
2.1电气自动化技术在煤矿采掘中的应用
近些年来与煤炭生产相关的采掘设备都利用了电气自动化设备来提高工作效率和工作水平。计算机技术和传感器，故障诊断系统等的结合使得电气自动化技术在煤矿行业的应用实现了实时监督生产进度，保障煤矿安全生产[5]。电气自动化技术在煤矿采掘中的应用不仅提高了相关设备和采掘工作的效率和质量，还使得这些设备的功能更加多样化。
2.2电气自动化技术在煤矿运输中的应用
以前应用的胶带运输设备及时把大量煤炭从地下运输到地面，提高了运输的安全和效率。之后胶带机全数字直流调速系统，晶闸管器件构成斩波器技术等的发明和推广使得煤炭生产技术中运输设备在快速发展，大幅度提高了运输的效率；同时为了保证设备的稳定与安全，大多数计算机监控及安全部件都采用双线回路技术。
2.3电气自动化技术在监控系统中的应用
当前阶段我国大中型煤矿企业基本上都安装了安全监控系统，还配置了风电闭锁装置，瓦斯遥测仪，断电仪等，保证了在煤矿监控系统中应用电气自动化技术可以保证实时监控[6]。但是这些配套的传感器有种类少，寿命短和安全稳定性差等特点，还是需要研究人员在进行电气自动化技术在煤矿监系统中的应用时多加重视，使得未来有关电气自动化技术的工作更加有效。
3总结
总而言之，研究电气自动化技术在煤矿行业的应用是切实有效的，既能在煤矿生产中发现应用电气自动化技术中的潜在问题，又能为我国能源行业与先进技术的结合做出巨大的贡献。为了满足人们对于煤炭能源的需求，在煤炭开采，运输和监控等多个环节促进煤矿生产的安全和质量提高，能够利用信息技术对工业生产进行检测,改善，控制，决策和管理等工作的电气自动化技术成为了管理人员和施工人员进行广泛应用的选择，其本身独有的特点和价值也被各行各业的研究人员所重视，使得未来在煤矿相关行业进行电气自动化技术的应用成为必然。讨论电气自动化技术在煤矿行业的应用不仅促进了相关问题的解决，还为我国煤矿行业及其相关技术未来的发展和创新提供了新思路。
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煤化气技术篇5
关键词：煤矿；机械设备；数字技术；电气自动化
中图分类号：tB
文献标识码：a
文章编号：16723198（2015）12019501
现阶段我国煤矿企业电气自动化中数字技术的应用还比较落后，这对于新时期我国煤矿企业的发展壮大来说是一个障碍。而将数字技术引入到煤矿企业的电气自动化技术中，是现阶段科技发展情况下，煤矿企业的关键任务。它对于提高煤矿企业的工作效率，提高其生产的安全性等都有着重要的影响。本文首先分析数字技术特点；然后阐述数字技术在煤矿电气自动化中的应用，旨在提高煤矿企业的经济效益。
1煤矿企业电气自动化中数字技术应用的特点及其重要意义
首先，数字技术在煤矿企业电气自动化的应用中具有可靠性高的特点。随着计算机网络技术和智能机械设备的发展，数字技术在煤矿企业电气自动化中的应用也开始变得越来越必要。数字技术在其中的应用不仅可以提高煤矿企业生产操作的安全性，同时在操作的准确性、生产效率等方面都有较大的提高。其次，煤矿企业电气自动化中数字技术的应用还具有较高的性价比。因为数字技术的应用，使得机械设备的智能化程度进一步提高，不仅帮助煤矿企业实现了自动化生产，节省了生产的劳动力成本，同时还实现了设备自身的自我诊断和修复功能。最后，煤矿企业电气自动化中数字技术的应用简化了煤炭生产的操作程序，增强了可操作性。数字技术的自动化控制，使得生产的自动控制能力增强，同时提高了煤矿企业电气自动化的管理能力。
煤矿电气自动化中应用数字技术，具有以下几方面意义：（1）提升产品经济性、可靠性及安全性。比如作为工序复杂、设备种类多样且环节繁多的露天矿开采工艺系统而言，面临的环境比较复杂，露天矿山的规模较大，其生产设备和投资巨大，由于其作业环境和作业对象的特殊性以及露天开采工艺的动态性，导致了在进行工程作业的过程中存在着一系列不确定的因素和安全威胁。露天矿用的大型电铲、卡车设备是露天采矿工艺中运用较为广泛的设备，我国大部分的露天矿大都采用电铲、卡车工艺系统，它具有开采强度大、规模适应性强以及建设速度快等优点。将数字化技术应用于开采中，能够保障设备的质量和性能，使之安全性和生产效益都能够进一步的提高。（2）使产品占据市场优势。随着经济的发展，人们对于产品质量的要求也日益提高，因此只有提高了设备的可靠性，才能够在市场竞争中占有一席之地。电气自动化控制设备的
只有保持自身的可靠性才能够不断地提高自身的质量和在市场竞争中的地位。如今各大厂家在选用自动化控制设备的时候往往注重的就是设备的可靠性，也就是设备的质量问题，一味的降低产品设备的成本而不注重其可靠性的商家，终究要面临巨大的经济利益的损失，因此在不断地提高产品设备的功能性的同时，也要充分的保障它的可靠性，这样才能够使电气自动化控制设备快速的发展，才能避免一些不必要的安全威胁和经济损失，最终使产品在激励的市场竞争中占据主导地位。
2数字技术在煤矿企业电气自动化的应用分析
一方面，在煤炭企业的生产中，智能化安全生产终端技术开始采用，设备通过光纤连接起来，实现了自动收集与控制数据。在数字技术的使用中，通过面向通用对象的煤炭生产安全管理试件的虚端子的使用，改进了传统的二次回路。同时其在通信装置间的应用从而使煤炭生产管理的远程控制得以实现，大大提高了管理的智能化。另一方面，煤矿企业电气自动化中数字技术应用将使煤炭企业生产管理将向着信息化、开放化和分布式管理发展。将实现利用互联网对煤矿企业生产的全面控制和操作；在内外部系统相协调的条件下提高其对准确处理数据的能力；在内部模块既相互独立又联系的模式中分散风险，实现管理的自动、安全、高效。
2.1煤炭采挖方面机械的应用
近些年来，电牵引成为了大部分煤矿生产比较发达的国家采用器械的发展方向。如某些国家已经开始采用多横向安置的电机驱动系统，随着生产的发展，科技的进步，装机容量也越来越大。有的国家采掘机械总的装机功率在1000kw，甚至达到了1500kw。此外在电牵引方面，交流电牵引的利用不仅安全可靠，而且大大提高了效率，抗污染能力强，维修方面等都是许多煤矿企业对其青睐有加的原因之一。煤矿企业电气自动化中数字技术的应用核心是计算机的应用，在和传感器以及故障诊断技术的配合应用中实现了效率、准确度和可靠性的提高。在工作面输送机和液压支架技术的发展方面计算机技术的应用也开始深入其中，实现了煤炭生产的安全和高效，更有利于管理人员对其进行操作。如电液控制和高压大流量的供液系统的发明，使支架的移架速度可以达到7s/架。但是和煤矿生产较发达的国家相比，我国煤炭生产自动化技术中数字技术的采用还是比较落后的。如我国煤炭采掘设备最大的装机功率才830kw，液压牵引的功率和发达国家相比也比较小，只有500kw。而且我国煤炭企业生产中的电牵引设备多采用的是国外的进口设备，国内在这方面发展的不成熟是制约国产设备生产和使用的重要原因。在煤矿企业电气自动化中数字技术的发展方面，我国各方面都处于落后的阶段，甚至是刚起步的阶段。
2.2煤矿运输提升机的应用
随着我国煤炭企业在上世纪80年代以来开采量的不断增加，胶带运输的形式开始在一些大的煤矿生产企业中开始采用，在这种运输系统中，工况监测系统的研制取得了较大的发展，并促使其在企业生产中得到了较快的应用和普及。随着计算机技术和pLC技术的成熟和发展，他们的普及程度也进一步得到提高，形成了系统化和综合化的保护系统。对于地面目标监控DCS技术的发展使其得以实现。同时胶带机全数字直流调速系统和胶带集中监控系统的研制和运用，使得胶带自动化的程度进一步提高。
随着数字技术的应用，交交变频器技术的发展也得到了很大提高，在此基础上实现了调速系统的进步。同时在提升机安全性方面发展的方面，pLC作为中心控制器的应用功不可没。同时对于煤矿企业生产的各个环节各个角落的数字化监控的实现，使监控的范围集中在中央控制室，这对于企业监控和操作的方便性方面有着重要的意义，对于器械运行的每一个环节的监控，提高了煤矿生产企业在生产管理中的安全性。
2.3煤矿安全及监控控制系统中的应用
安全监控系统在煤矿企业生产中的应用对于提高企业生产的安全系数有着重要的作用，尽管我国已经研制出了如K195、KJ4、KJ2等安全监控系统，在世界国家中处于中等水平，但是和煤炭生产先进国家的水平相比还是有一段距离的。而且我国许多大型煤矿生产企业的安全监控系统大多都是从先进国家引进的，这也在一定程度上反应了我国安全监控系统在发展方面还有一定的路要走。尽管安全监控系统在我国多数煤矿生产企业中已经得到了应用，如遥测仪、红外线自动喷雾和断电仪等装置已经基本上可以满足我国煤炭企业生产对于安全性的要求，但是与我国安全监测装置相配的传感装置在使用寿命和稳定性方面的缺陷使得这些安全监测系统的可靠性大打了折扣，没能使我国的安全检测系统的作用得到充分发挥。
3结束语
煤矿企业电气自动化中数字技术的应用改变了以往传统煤矿企业的生产模式，减少了劳动力的使用，降低了生产成本，提高了工作效率，同时对于煤炭企业安全性的提高有着极大的帮助。科学技术是第一生产力，这在煤炭企业生产中的应用就是个很好的例子，我国要想在煤炭生产领域中实现更加高效安全的生产，就必须发展与此相关的核心技术，改变对外国生产技术的依赖，实现生产和发展的独立自主。
参考文献
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煤化气技术篇6
关键词电力工业；煤气化；能源
中图分类号：tm611文献标识码：a文章编号：1671-7597（2014）13-0106-01
我国是以煤炭为主要一次能源的国家，发展煤基燃料的联合循环是一个重要的方向。此项技术在循环热效率、调峰性能、容量、交加、节约水资源上得以完好的改善，其使用高硫煤并且成为资源化或生产单体硫等特点上具有明显作用。在未来以环保的燃煤发电技术中可以发展成为世界最洁净的燃煤发电技术。
1实践中整体煤气化联合循环的方式方法及分析
在目前适用范围最广、效果最为明显的整体煤气联合循环系统中，煤和来自空气分离装置的富氧化剂送入气话装置中生成的煤气成为发电机做功发电的燃料，而压气机输出的压缩空气的一部分送入燃气轮机燃烧室，作为燃烧所需空气，另一部分供空气分离装置所用。在实现燃气―蒸汽联合循环的过程中间接或直接的使用了固体燃料煤的目标。
（iGCC）即合成气制备与净化部分和燃气―蒸汽联合循环发电部分，其系统的设计是以煤气化设备为主导的。图1为一种典型的（iGCC）系统简图。
2（iGCC）的特点
1）燃料的适应性广。可利用高硫分、高灰分、低热值的低品位煤。
2）具有进一步提高效率的前景。先进的煤气化技术可达到99%的碳转化率，气化炉的总效率可达94%。
3）整体煤气化联合循环克服了单独煤气化的缺点。在单独煤气化的过程中，煤的化学能中15%多的热量损失于冷却水中，利用这一部分热量加热余热锅炉的给水，从而体现整体化的
优势。
4）优良的环保性能。整体煤气化联合循环发电系统在将固体燃料比较经济地转化成燃气轮机能燃用的洁气体燃料的基础上，很好地解决了燃煤污染严重且不易治理的问题，具有大气污染物排放量少，废物处理量小等突出优点，足以满足对未来燃煤发电系统日益严格的环保指标要求。
3整体煤气化联合循环系统的主要构成部分及其特点
1）iGCC主要系统中煤炭气化系统的组成与优势的组成与优势固定床气化也被称为移动床气化。其有独特的形成原理，煤由气化炉顶加入，气化剂则由炉底加入，在流动气体不会改变固体颗粒的相对位置时，即称固定状态。依据固定床气化简单、可靠的特性，在发电技术中占据主流地位。
以小颗粒煤为气化原料，自上而下的气化剂的作用下，保持不中断和无序的沸腾、悬浮的状态运动中进行着混合热交替，致使整个床层温度均衡被称为流化床气化即沸腾床气化。流化床气化的特性是生产强度较固定、煤种适应性强。
气流床气化技术室一种并流式气化。其操作主要是在气化炉内煤炭细粉颗粒经过特殊喷嘴进入反应室，瞬间发生燃火反应，即使在不充分的氧化条件下，能够保持同时发生热解、燃烧以及吸热的气化的反应，由此得出其较大兼容性的特效。
2）iGCC主要系统中煤气净化系统的组成与优势。因为从气化炉产生的原煤气里含有大量对人体有害杂质，所以为了达到燃气轮机安全、可靠运行和环保法规的要求，预先净化处理，以除去粗煤气中的硫化物、粉尘、氯化物记忆碱金属与卤化物等有害物质。
3）空气分离系统。整体煤气化联合循环的煤气化反应均采用富氧气体作为气化剂，空气分离制氧通常采用常规的低温液化绝热分离方法，在制氧过程中，要求向空气分离系统提供至少0.6mpa压力的压缩空气，因此，制氧的绝大部分功耗为空气的压缩。空气分离制氧系统分离出来的氮气压力也较高，可全部或部分地直接回注到燃气轮机做功，空分后获得的氮气也可以作为副产品出售。
4）燃气轮机与余热锅炉。燃气轮机主要是考虑为了适应不同热值的煤气以及煤气中残存的微小颗粒所存在的磨蚀和腐蚀而设计。为了经济、有效地控制燃气轮机排气中的nox的含量，采取在燃烧室内喷水，或在煤气送入燃气轮机之前，与无盐水接触，增大煤气的湿度，借以降低燃气轮机燃烧室内的火焰温度，使燃气轮机排气的nox的含量得到控制。
余热锅炉是整个联合循环系统中一个重要的有机组成部分，余热锅炉的功能和结构与联合循环方案及其给水系统预热方案密切相关，为系统整体优化和各主要子系统匹配的一个关键所在，起承上启下的作用。
4结论
整体煤气化联合循环技术在发电工业的成功应用将依赖于成本的降低和可靠性及可操作性的增强，关键领域在于更好地了解燃料气化性能，提高iGCC主要设备部件的可靠性并降低基建成本，可对整个iGCC工艺进行最优化设计。
参考文献
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煤化气技术篇7
一、采掘机械设备的电气自动化
目前，国内外工矿企业在生产过程中应用的采掘机械设备已经慢慢实现了电牵引，其装机容量也要明显大于传统牵引方式，特别是横向布置式多电机驱动开始投入使用，为煤矿生产创造了很大的便利。从煤矿行业来看，采煤机总装机功率基本都达到了1000Kw，部分甚至达到了1500kw，同时牵引电机功率在2*50kw左右，牵引速度最高可达到30m/min。其中，交流电牵引式采煤机的采煤效率较高，其抗污能力好，后期维护比较方便，因此备受煤矿企业青睐。采掘机械的控制技术是建立在计算机技术基础上的综合运用多种互感器来进行工况监测和故障诊断的自动化系统，体现了现代高效率、大功率采煤机械的特征。
同国外自动化控制技术相比，我国煤矿企业中应用的采掘机械设备的自动化技术水平仍然较低，采煤机的牵引方式、调速方式多为液压牵引，采煤机械的最大装机功率液压牵引为800kw，电牵引为830kw。国内电牵引的应用较晚，目前，mG3344-pwD是唯一投入应用的国产电牵引式采煤机，交流电牵引式采煤机的核心电控部分仍需从国外引进。在国内，上海及西安等城市相继研制出了电牵引采煤机，部分机械已经投产。刮板运输机的运输效率仍然比较低下，连接强度不高，输煤量少。综采设备的电气自动化控制程度不高，在控制和检测方面有很多不足，缺少必要的故障诊断功能。同时微机控制还未达到推广水平，微型计算机自动控制掘进机处在初步应用阶段，仍落后于采煤先进国家。
二、运输提升机械的电气自动化
自上个世纪80年代起，我国煤矿生产规模不断扩大，产量也急剧增加，胶带运输设备开始在大中型煤矿企业的日常生产中投入使用，在此期间，胶带运输控制系统开始研发，取得了较快发展。计算机及pLC技术的发展，使得DCS结构可以有效地连接安全生产控制系统，充分满足了地面监控的需要。除此以外，部分高等院校研发的胶带机数字化直流调速系统也开始在煤矿生产中投入使用，其应用效果十分显著。而且大量的应用实践表明，计算机结合工业电视胶带监控系统的推出和使用，也能够大幅度提高煤矿运输效率。但是胶带自动化依然存在部分保护未过关的问题。我国目前应用的运输提升机以交流提升为主，主要通过转子串电阻方法进行调速，除了极少数大型矿井应用pLC控制以外，很多矿井仍然沿用继电器与接触器进行控制。
改革开放后，国内引进SCR-D型号的直流数字化控制提升机约30台，国产SCR-D提升机主要按照其模拟线路进行控制。在此期间，微机与pLC联合监测与采集数据的SCR-D提升机大量投入使用。最近几年，建立在计算机技术基础上的提升机电气保护装置有了飞速发展，在很大程度上提高了提升机的运行安全性。同时随着电力电子器件行业的迅猛发展，一些高效率、高频率斩波器相继投入使用，极大地提高了运输提升机械设备的自动化控制精度。现阶段，在很多采煤国家中，以pLC作为控制核心的提升机电气自动化技术日臻成熟，通过pLC技术能够实现安全回路全面监测、提升工艺控制以及同路行程控制等多个功能，实现了提升机产品标准化，与此同时，一些煤矿企业将双线回路推广应用于全部安全部件中，在安全监控回路中引入冗余技术，基本达到了全微机监控的效果，有利于维持提升机安全、高效运行，其中，故障诊断装置中采用微机这一核心技术，进一步提高了自动化程度。
三、胶带运输机控制系统
在集中控制系统中，pLC是控制核心，用户界面主要包括控制软件和工业监测，由此主控制站具备了如下联锁功能。首先，在地面生产系统与主皮带机之间设置了连锁功能，能够保证在出现事故时不紧急停车。其次，同时具备了单机、手动、集控及检修等多种工作模式；再次，上位机监测能够显示电流、胶带速度、过煤量等数据，也能够反映堆煤、打滑、跑偏以及烟雾等故障现象，通过故障警示及自动语音报警形式提示。最后，电控装置与CSt、变频器、电软启动装置等相互配合，能够对胶带输送机的传输速度进行控制，可实现软停车和皮带机软启动，在很大程度上满足了重载启动及平稳加速启动要求。
四、安全监控控制系统
煤化气技术篇8
关键词：壳牌煤气化工艺发展技术特点
一、壳牌煤气化的工艺发展历程
壳牌煤气化的工艺较为复杂，其原理主要为：在加压以及高温作用下，将氧气和蒸汽混合在一起，与煤粉共同送入气化炉中，在很短时间内，这些混合成分温度剧升，其挥发成分将脱除出来，经过裂解、转化等物理化学反应。因为气化炉具有很高的温度，只要存在一定的氧气，则碳物质和各种挥发、反应产物都会燃烧，当氧耗尽时，就开始发生物质转化的反应，也就是进入到气化的阶段，形成煤气，其成分主要是一氧化碳和氢气。
在上世纪五十年代开始，就出现了壳牌石化燃料的气化技术，当初的原料主要是渣油，这种工艺又称为SGp。经过二十年的时间，在渣油作为主要气化原料的基础上，重新开发出一种新的原料，即粉煤。这种技术叫做SCGp，这种技术从试行开始到投入商业生产，其技术开发历程有三十多年。煤气化的技术最开始是从炼焦炉、水煤气炉和煤气的发生炉作为主要的煤气化设备，其原料主要是小粒煤或者是块状煤，经过了几十年时间，其发展逐渐向洁净煤气化的技术过渡，这种新的技术能够防止因为直接燃烧而排放污染物，该技术的反应器主要是气流床，其原料是干煤粉或者水煤浆，其生产规模巨大。在这种新生产技术滋生出很多的煤气化工艺。
在最近的十多年中，中国市场由于其巨大的潜力，成了壳牌公司的开拓和发展方向之一，并在化工生产中极力推广粉煤的煤气化生产工艺。壳牌公司从01年开始就和我国签订了技术转让的协议，最早的国内项目如，岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、湖北双环化工集团有限公司等，目前，已经有接近二十家的企业签订了协议，壳牌在我国的技术合作企业占了其2/3左右，我国逐渐开发和投入各种生产的设备装置，从合成氨生产发展到合成甲醇，再到合成氢气，其技术改造一般是在一些比较大型的化肥企业中进行的，均取得了良好的效果，目前像岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、永城煤电有限责任公司、云南天安化工有限公司等单台气化炉连续运行时间可达140天。
二、壳牌煤气化的技术特点
壳牌煤气化技术具有跟其他煤气化不一样的特点，其具体体现在以下几个方面中：第一，其流程较为复杂，但是操作简单方便。流程从磨煤及煤粉的干燥、粉煤加压输送、气化、排渣、除灰排灰、合成气洗涤、初步水处理等八个工序环节，其中磨煤及干燥工序不属于壳牌设计，且涉及到的流程图数目繁多，复杂。但是在实际操作中是比较简单的，可实现蒸汽产量、二氧化碳含量、甲烷含量等多种氧碳比的串级自动控制模式。第二，其煤种具有较强的适用性。在煤气化过程中，既可以使用石油、烟煤、次烟煤或者褐煤等，也可以将两种或者多种煤的任意比例掺烧，实现生产配煤的经济化及自动化。对于煤种有更高的适应性，同时水冷壁以渣抗渣的设计提高其对高灰份煤种的适应性。目前，已经投产的单台的气化炉中，内蒙古大唐国际发电股份有限责任的三台气化炉单台规模可达3400t/d。第三，产品气体具有高质量。煤气化产品的气体清洁度高，且没掺杂重烃，甲烷也很少，主体气体占了百分之九十。第四，其具有很高的热效率，一般来说，冷煤气的效率在82%左右，其中副产的高、中压的蒸汽占15%左右，其总热效率达到百分之九十八。第六，具有很高的转化率。因为气化温度在1500摄氏度左右，转化率一般可达到百分之九十九。第五，生产的耗氧量低。煤气化和采用水煤浆比较，其不需要消耗太多氧气来提供煤浆水分的汽化热，从而耗氧量降低20%左右，可以减少运行的费用和空分规模的投资费用。第八，调节负荷时操作简单。因为每一台气化炉中有4、6、8个烧嘴，能够方便煤粉气化，也能灵活调节生产负荷，调节范围较广，为氧负荷百分之四十到一百一十，每分钟可以的调节量达到百分之五。第九，具有较长的运转周期。气化炉结构是采用水冷壁结构，具有以渣抗渣的特性，不需要经常维护，且维护简单，运行周期很长，可不配置备用炉。在设计时，烧嘴的寿命达到八千小时，因此，大大提高了运行的稳定性。最后，具有良好的环境效益。由于煤气化系统中所排出的灰渣炉渣具有极低的含碳量约1%，可以将其作为新的建筑材料，且没有渗出污染物，处理简单，基本能够达到零排放。
壳牌的煤气化技术具有众多的优势，其在我国的应用已经有一定的时间，且随着其应用的不断发展，工艺流程不断优化（如壳牌最新的五环炉将激冷气压缩机省去，降低大量投资），技术特点不断改善，这不仅有利于降低我国企业煤气化的生产成本，也有利于提高其社会效益和经济效益。将煤气化技术应用在合成气生产的过程中，效果良好。目前，我国企业中壳牌煤气化技术的应用已经具备一定规模，其操作技术符合设计的要求，运行平稳，且操作灵便，很多装置都能够在长时间的高负荷环境中正常运行，因此，该技术在未来将有更大的发展空间。
壳牌技术项目在我国建设中需注意，最为关键的路线是气化炉的供应和安装，气化炉内件（两千吨炉子内件约109920634.9206元人民币）目前多为的印度Lt公司或西班牙Bpe公司供货，周期较长，国产化技术有待提升。因此，应将其建设周期缩短。还应该不断增加供货商的量，这些供货商必须具备壳牌煤气化工艺中各种关键生产设备的合格认证，以不断推进生产设备和国际的接轨长度，不断优化煤气化系统，最大程度降低装置建设所需要的资金。壳牌气化项目走设备生产国产化大大降低单炉投资成本，增设备炉实现连续生产，真正实现原设计的自动化生产管理理念，是该技术将来生存与发展的关键所在。
三、结束语
壳牌煤气化是一种具有众多优势的工艺技术，其在当今国际的各种洁净的煤气化技术中，是列为较前的，其产量大，且煤种具有较广的适用范围，且运行的周期很长，能实现零排放。从其发展历程以及在我国内试行投产的实际考虑，壳牌煤气化技术有利于充分高效利用煤，实现清洁生产，因此，其发展空间是非常广阔的。
参考文献
煤化气技术篇9
关键词：iGCC煤气化发电
煤气化联合循环(integratedGasificationCombinedCycle，iGCC)发电技术是指煤经过气化产生中低热值煤气，经过净化除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，燃烧后驱动燃气轮机发电，并且利用高温粗煤气余热和烟气余热在废热锅炉内产生高压过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。它既提高了发电效率，又有很好的环保性能，为燃煤发电带来了光明，其发展令人瞩目。从大型化和商业化的发展方向来看，iGCC把高效、清洁、废物利用、多联产和节水等特点有机地结合起来，被认为是21世纪最有发展前途的洁净煤发电技术[1]。
一、煤气化联合循环(iGCC)发电系统的主要组成
煤气化联合循环系统(iGCC)主要由两部分组成，煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、煤气净化设备、空分装置。第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统（图1）。
其基本原理是：煤和来自空气分离装置的富氧气化剂在煤气化炉将煤气化成中、低热值的合成粗煤气，然后经净化系统将其除尘、脱硫、除染而制成可供燃气轮机使用的精煤气，进入燃烧室产生高效燃气带动汽机做功，同时还利用燃气轮机排气经余热锅炉产生不同参数蒸汽，以驱动蒸汽轮机发电，以及供热等（图1）。
二、煤气化联合循环(iGCC)发电系统的主要优点
1.高效率、潜力大
目前国际上iGCC电站的净效率最高已达到45%以上，比常规亚临界燃煤电站效率高6~9个百分点，随着工程材料的不断发展和技术的改进，若能采用成熟可靠的高温煤气净化技术，则可以较小热量的损失，其发电净效率有望达到50%。
2.可以充分利用煤炭资源，实现多联产系统
iGCC项目本身就是煤化工与发电的结合体，气化炉产生的煤气不仅可以用于联合循环发电，还可以用于供热、合成氨、尿素等化工产品。
3.可经济低廉地去除Co2
在iGCC发电系统中，通过对合成煤气中Co转换并进行Co2脱除，可实现Co2零排放，是目前现有发电技术减排温室气体最可行、最经济的方法。
4.优良的环保性能
iGCC系统中采用脱硫、脱硝和粉尘净化的设备造价较低、效率较高，其各种污染物排放量都远远低于国际上先进的环保标准，能满足严格的环保要求。iGCC机组的脱硫效率可达99%，So2排放总量比常规煤粉炉低很多，So2排放在25mg/m3左右，并可回收单质硫；noX排放浓度仅为常规电站的15%-20%，耗水为常规电站的33%-50%，iGCC电厂所采取的这些净化工艺过程不需要价格昂贵的催化剂，而且不会造成二次污染。
5.煤灰的处理有很多的优点
煤粉火力发电以飘尘状或渣块状产生大量的粉煤灰，但iGCC的煤灰则以溶渣排出，体积减少50%左右。同时，渣块能作为代替水泥用的骨材及路基材料，使渣块得到利用。
三、煤气化联合循环(iGCC)发电系统的主要缺点
1.iGCC单位造价成本比正常燃煤加脱硫电站高
iGCC电站的造价较高,是常规燃煤加脱硫燃煤电站成本的2倍左右，另外iGCC的水耗虽然只有常规火电机组的33%~50%,但在气化之后的废弃产品处理方面成本非常高,这些都阻碍了iGCC的推广。
2.系统复杂
iGCC是化工与发电两大行业的综合体。技术难度大，安全和经济管理都十分复杂，并且是连续生产，互相牵连。任何一块出现问题，都会造成很大损失。
四、iGCC发电技术在我国的发展
从20世纪90年代初，国家科技部、国家电力公司(原电力工业部)等部门就组织全国的技术力量，对我国发展iGCC发电技术开展了可行性研究，结果认为在我国发展iGCC发电技术是非常必要和迫切的。
国内科研单位经过国家“八五”科技攻关，在iGCC系统优化和一些核心技术的开发方面取得了很大的进步，已形成了很强的技术支撑力量。“iGCC设计集成和动态特性”、“干煤粉加压气化技术”、“多喷嘴水煤浆加压气化技术”和“煤气高温净化技术”等被列入国家重点科技攻关计划给予大力支持。这为iGCC电站的建设以及我国iGCC发电技术的发展奠定了良好的基础。在此基础上，1999年国家批准了iGCC示范电站项目建议书，iGCC示范项目正式立项，示范电站功率为300mw或400mw。
2005年，兖矿集团国泰化工有限责任公司在山东滕州建成年产24万吨甲醇和20万吨醋酸、8万千瓦发电的多联产示范工程。由中石化投资建设的福建炼油乙烯一体化项目也建设了一套以沥青为原料的气化发电装置，联产蒸汽和氢气。但严格意义上讲，这两个项目仅仅是带有iGCC的某些技术特点的联产工程，不是典型的iGCC发电站。
2009年，我国首座自主开发、制造并建设的iGCC示范工程项目（华能天津iGCC示范电站）在天津临港工业区正式开工，并且2011年5月底完成分系统调试，进行整套试行；预计明年年底投入运行。这标志着具有我国自主知识产权、代表世界洁净煤技术前沿水平的iGCC项目取得了实质性进展，开启了我国洁净煤发电技术的新纪元。
五、推广iGCC发电技术
我国富煤贫油少气的能源结构特点决定了我国以煤为主的能源结构在未来几十年内不会发生根本性的改变，由此造成的环境问题和能源利用效率低下等多方面问题，成为我国目前亟待解决的问题。而iGCC发电技术是当今国际新兴的一种先进的洁净煤发电技术，其具有高效、低污染、节水、综合利用好等优点，可以解决我国燃煤造成一系列的问题。应当大力推广。
1.促进设备国产化
iGCC示范项目中的核心设备主要包括气化炉、汽轮机、空分分离装置、废热锅炉等,而目前iGCC电站的关键设备大多数要从国外购买,成本高,建设周期长,见效慢。要降低成本,缩短建设周期，必须要掌握核心技术，加强核心设备的制造能力与制造水平[2]。
2.实施多联产技术
将iGCC和煤化工技术结合构成基于煤气化的多联产系统，形成包括电力和多种化工产品输出，使iGCC的发电过程与制H2、供热以及生产化工产品的过程按最优原则结合起来，比单纯的iGCC系统具有更好的经济效益、更高的能量利用率以及更加灵活的运行操作性[3]。
3.加大政府扶持力度
洁净煤技术也并非没有得到政府的重视。早在1997年,《中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展规划》就得到国务院批准。国务院2005年《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》提出,由国家发改委制定规划,完善政策,组织建设示范工程,并给予一定资金支持,推动洁净煤技术和产业化发展。但是这些政策都不够系统和细化，至今,我国还没有系统的洁净煤技术指引方针以及配套的支持措施,而原有的有关鼓励发展煤炭加工技术的政策已随着时代的发展，不能满足现实需要[4]。
六、结语
iGCC是一种先进的洁净煤发电技术，具有高效、低污染等特性，特别在Co2准零排放上具有独特优势，为进一步推进我国节能减排开辟了一条新的道路，是解决煤电可持续发展的最有效的技术途径之一，符合21世纪发电技术的发展方向，同时能带动一批新技术产业的发展。开发和采用iGCC发电技术对我国电力工业的发展具有重要意义。
参考文献：
[1]焦树建iGCC技术发展的回顾与展望[J].电力建设,2009,(1):1-7.
[2]曲伟平.清洁煤发电的CCS和iGCC联产技术[J].电源技术应用,2010,(4):1-8.
[3]徐连兵.整体煤气化联合循环发电技术的发展现状和前景[J].电力勘察设计,2005(6):8-11.
煤化气技术篇10
关键词：煤矿；机械电气设备；自动化；调试技术
中图分类号：F407文献标识码：a
一、煤矿机电自动化在我国的发展趋势
机电设备自动化具有着智能化、信息化以及程序化等特点，还具有着很多的优点，如：容易操作、容易维修、机电自动化设备的体积较小、可靠性高以及减少了井内的操作人员等优点。所以机电自动化技术在开采煤矿行业中受到了众多的关注以及广泛的应用。煤矿机电设备自动化技术从员工的角度来看，对操作人员的工作难度进行了降低；从企业的角度来看，对煤矿的安全性也有了很大的提高，利用科学进行人员的分配，可以得到可观的经济收益和巨大的社会影响力。
从目前来看，我国和其他国家在煤矿机电自动化的普及程度方面存在很大的缺点，在技术的成熟程度方面也有着特别大的差距。所以，针对煤矿机电自动化技术，要加强对其的研究力度，加大对其的投资以及加快应用机电自动化技术的发展步伐。煤矿机电自动化技术作为煤矿企业的生产以及发展的核心技术，其的发展方向也很明显，如对开采技术的开发特别的重视，加强对配套设备的设计，注重开发有自主知识产权的技术。根据实际的教训，要想增加煤炭的开采量和煤炭的开采水平，以及加强作业的安全可靠性，就应该生产出有自主知识产权的的核心设备和核心装置。还有就是，能够增加煤炭开采量的主要因素就是产品在通信这一方面的能力，所以要加强设备收集信息的能力，同时还要能够从收集到的信息中提取出有价值的信息，只有这样做才能够提高煤炭的开采能力和生产煤炭的工艺，因此未来的煤矿机电设备的发展方向就是要开发智能的自动化的煤矿机电设备，微处理器在煤矿机电设备中起着重要的作用，所以如何可以把微处理器应用到煤矿的运输设备和开采设备中，就成了该项技术的关键过程。
二、煤矿机电设备自动化技术应用方向分析
目前煤矿机电设备自动化技术应用结构图如图1所示。
1、煤矿安全生产监测设备自动化
煤矿企业煤炭资源开采主要是在井下完成，由于井下生产条件复杂，不仅受到瓦斯、地下水、地质条件等因素制约，还涉及到众多机械设备的应用。如何保障井下工作人员人身及财产安全就成为了煤矿机电设备自动化技术应用的主要方向。图1中通过建立完善的井下工业控制光纤环网，可以将各采煤区变电所、压风机房、空气、湿度、温度等监测设备纳入到自动化管理中，一旦井下环境发生了明显改变，各种信息传感器能够将收集到的数据传到中控系统中，系统自动判定需要执行的措施并按照预案执行，不仅提高了煤矿企业工作效率，也为安全生产提供了保障基础。同时随着自动化技术应用程度进一步提高，井下定位系统的准确性得到了显著加强，能够在较短的时间内确定井下工作人员实际作业位置，一旦发生矿井渗水、瓦斯爆炸等事故时，能够显著提高抢险救护效果。因此，将自动化技术应用在监测设备中是目前迫在眉睫的问题，与企业社会形象以及经济收益具有直接的关联性。
图1煤矿机电设备自动化技术应用结构图
2、煤矿输送设备自动化
煤炭资源在开采后需要及时输送到地面以保证整个开采流程能够高效运转。输送设备（胶带输送机）一旦发生意外故障将会导致部分或全部煤矿开采设备无法正常运转，给煤矿企业带来不可估量的经济损失。因此，通过将煤矿输送设备与自动化技术相结合，由高性能pLC可编程控制器来承担控制与调节功能，并将调节、主控、行程监控、制动等子单元控制模块采用总线通讯方式进行有效链接，一旦输送设备在运行过程中出现意外故障将会及时向工作人员提出警示信号，同时中控系统根据已经编好的运行程序来启动备用输送设备以替代问题设备，不仅保障了整个输送过程运转效率，也提高了设备检修能力，是目前煤矿企业自动化技术应用程度最高的机电设备之一。
3、综采机电设备自动化控制
随着我国煤炭资源开采逐渐朝着深层化、地质复杂化方向发展，各种不利于煤炭资源开采的限制性因素逐渐显露，综采机电设备自动化显得尤为重要。在煤炭资源开采过程中，综采机电设备自动化控制最典型的应用就是采掘设备。特别是融入了自动控制技术的电牵引采煤机，是最受煤矿企业欢迎的采掘设备之一。其所具有的良好牵引特性能够保证整个采掘设备前进时提供充足牵引力，在设备下滑过程中自动实施制动，不需要再设置其他防滑装置就可以在倾角为40°-50°的大倾角煤层作业，不仅降低了煤矿企业煤炭资源采掘成本，也在一定程度上解放了井下工作人员，从而降低了工作人员数量，实现了综采设备自动化运行的目标。
4、电气设备自动化
煤矿企业井下作业时，电气设备是必不可少的应用设备，主要为井下风机、排水、电机等提供充足电能，以保证设备正常运转，从而提高煤炭资源开采效率。目前电气设备自动化技术应用主要集中在职能供/断电、风机、电机、排水设备、空气压缩机自动运行与检修等方面，通过运用人工智能模块将各种电气设备按照已经编号的程序来运行，同时也可以依据自身使用情况进行定期检修与维护，从而提高自动化电气设备应用效率，为煤矿企业正常运转保驾护航。电气设备自动化运行是目前煤矿企业摆脱传统应用与管理模式的切入点，通过将现有自动化技术应用在电气设备中，可以在很大程度上降低“人”在其中发挥的作用，从而将电气设备管理纳入自动化、科学化管理之中，管理人员只需要随机进行数据监测、异常情况分析等工作就可以将井下电气设备运营情况如实掌握，杜绝了由于工作人员主观因素所造成的严重后果，提高了煤矿企业社会经济效益。
三、煤矿机械电气设备自动化调试技术的配套措施
1、规范机电设备的调试与移交规范
设备调试单位应当严格遵守招投标准则，在通过资历检查以后，只要那些能依照规划需求进行施工的的单位才干具有招标的资质，在进行调试合同的签定时，调试单位还应当向煤矿公司交纳一定的保证金。通常情况下设备调试单位在进行了静态调试后才干够进行动态测量。在最终的实践调试进程之中，对发生故障的电气设备进行维修时应当留意避免通电维修，这是由于通电后，设备的毛病范围也许扩展，损坏其它功能杰出的元器件，致使更大的损失。
2、建立运行维护阶段的质量管理规范
电气系统的故障通常是因为机械部件中某一处的故障所引起的，所以调试人员在调试过程中不能光看到电气设备故障的表面现象，应领先对全部机械系统的故障进行维修，再逐渐地进行电气有些故障的扫除。调试人员在进行电气设备故障调试过程中，还应当遵从先维修共用电路，然后是遵从维修专用电路的准则，依照此准则对电气设备中呈现的故障逐个排查。最后是着重查看电气设备中常呈现故障的地方，也即是遵从先通病维修后难题维修的准则，这些部位的常见故障较多，因而对故障的扫除办法及处理办法都较多。此种维修办法不只可以较为疾速地对故障进行扫除，还可以堆集调试人员的作业经验，确保后期电气设备的调试及维修作业正常地进行。
四、煤矿机械电气设备自动化调试控制模式的设计及应用
1、监测控制系统
该体系的主要功能就是关于那些对比容易发生事端的地址进行有用监测，并依据相应数据进行有用猜测。而该体系又可细分为四大模块：数据获取模块：用来搜集事端易发点的有关数据，如温度、湿度、气压等；数据的通讯模块：主要是将监测到的数据传输到总数据库中，同时将视频数据传输到监测终端机上；视频监控模块：主要是将接收的视频数据进行实时显现；智能猜测模块：有用地选用含糊神经网络的方法对接纳的数据进行有用的评价与分析，从而为监测、调试人员的有关决策提供必要的支持。
2、项目管理系统
该体系主要是对煤炭企业的有关项目从时间、质量、成本、规模与风险等方面进行必要的思考，然后选用关键路径的分析法对其所施行的项目进行有效管理。因而，该体系能够对项目在生计周期内实施有用管理，并对该项意图绩效实施归纳评价，以不断地进步企业内部有关项目的管理水平。
3、员工管理系统
该体系主要是对公司在职工的招聘和训练方面进行有效的办理，然后为每一位职工建立有关的生长档案，并拟定相应的规划与目标。同时，在该体系中，包含了招聘训练模块及职工的生长模块，两者有机联系，为煤炭公司内部职工的发展拟定有效的生长计划，然后从全体上提高全部公司职工的综合本质和工作效率。
结束语
科学技术作为现阶段最强大的生产力，要想促进煤矿企业的安全、快速发展，提高煤矿机械设备自动化应用水平是必由之路，只有更好地理解机械自动化的含义才能更好地提高生产效率，才能推动煤矿企业与科学技术齐头并进，互相促进发展，大力发展我国的煤矿事业。
参考文献
[1]李飞.煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用[J].能源与节能,2014,04:51-53.
[2]王建军.论煤矿机械设备自动化技术应用[J].机械管理开发,2014,04:80-81+112.