碎煤（UGI）纯氧连续气化技术推进化工和燃气产业煤气化技术转型升级（续）
田守国
（江西昌昱实业有限公司，江西 南昌 330013）
［摘 要］近年来，随着国家对节能环保要求的日趋严苛，以及诸多行业面临的产能过剩而落后产能占比较高且竞争激烈的局面，传统化工行业和工业燃气行业步入了转型升级的关键期。一方面，工业燃气的用量快速增加，用途越来越广泛；另一方面，工业企业退城入园工作逐步落实，工业园区和企业规模不断扩大，加之能源结构调整与产业优化升级，建设发展专业化煤气厂或综合型气体生产企业成为大势所趋。着重对综合型多用途新兴清洁燃气生产技术——碎煤（UGI）纯氧连续气化生产水煤气技术的技术概况、工艺方案选择原则、环保措施、技术优势进行介绍。相较于传统化工生产所用UGI煤气发生炉或工业燃气生产所用一段式煤气发生炉、二段式煤气发生炉而言，碎煤（UGI）纯氧连续气化技术具有原料适应性广、技术经济指标先进、环保性能好、资源综合利用程度高、配套设施成熟可靠、安全保障措施完善、技术成熟可靠、建设投资省、建设周期短等特点，适用于合成氨、甲醇、氢气、工艺调质气等的工业原料气生产，或用于工业燃气领域生产水煤气以替代天然气，其节能减排效益与经济效益显著，且自2013年以来在合成氨、甲醇、焦化、炼油、精细化工、有色金属等行业部分企业的技术升级中已得到成功应用。
［关键词］煤化工；工业燃气；水煤气；转型升级；碎煤（UGI）纯氧连续气化；配套设施；节能减排；经济效益
［中图分类号］ TQ546.2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2018）03-0001-06
4.3 环保措施
碎煤（UGI）纯氧连续气化工艺完全符合国家低碳环保的产业政策和能源综合利用发展循环经济的战略发展思路，属于洁净、高效、节能的煤气化技术。
碎煤（UGI）纯氧连续气化生产水煤气技术依据国家有关规范要求，本着节能、减排、安全、环保的原则，为达到清洁燃气质量标准，避免煤气燃烧过程中产生大量的SO2、氮氧化物（NOX）和黑色烟气，并且避免煤气管道的腐蚀以及煤焦油和尘埃在煤气管道内产生淤堵而影响正常供气，需对煤气进行净化处理，去除煤气中的粉尘、煤焦油和硫化物。具体措施如下。
（1）水煤气生产过程不产生废气，没有废气排放。
（2）采用封闭式皮带廊，避免原料煤输送过程中产生扬尘。
（3）配置旋风除尘器，将煤气携带的粉尘予以去除并回收利用。
（4）采用灰渣箱加湿出灰、旋风除尘器封闭式自动排灰，避免传统人工操作造成的大量扬尘，减轻操作人员的劳动强度，同时极大地改善生产车间的现场操作环境，生产现场干净、整洁、安静，无灰尘、无异味。
（5）配置洗气塔，对煤气进行清洗和降温。
（6）配置静电捕焦器去除并回收煤气中的煤焦油。
（7）采用湿法脱硫技术去除煤气中的硫化物。
（8）灰渣进行无害化综合利用。
（9）洗涤煤气的冷却水循环使用，即配套新型循环冷却水净化处理系统，使循环冷却水水质达到二次使用标准，实现闭路循环及零排放。
以上环保集成技术中，静电捕焦技术、湿法脱硫技术、循环冷却水零排放新技术、灰渣资源化利用技术是碎煤（UGI）纯氧连续气化生产水煤气技术的主要环保措施，以下对这些关键环保技术进行重点介绍。
4.3.1 静电捕焦技术
煤焦油混杂在煤气中不仅造成煤气燃烧时产生烟尘，而且久而久之会因为焦油附着在管道内壁粘附灰尘使管道有效通径缩小，影响煤气正常输送，还会造成管道淤堵，影响整套装置的正常运行。而同时，煤焦油又是一种十分重要的化工原料，含有400多种化合物，是化工、钢铁、有色冶炼、医药、农药、航空、航海等行业的重要原料，其中很多化合物是国防工业的贵重原料，也有一部分多环烃化合物是石油化工所难以生产和替代的。因此，煤气除焦净化并将其充分回收利用，不仅是煤气净化所必须的，而且还是资源回收利用的必要措施。
静电捕焦器的工作原理：经变压、整流后的高压直流电接通电晕极后，在电晕极与沉淀极间形成不均匀强电场，电晕极为负极，沉淀极为正极，带有灰尘、焦油的水煤气从塔体下部进入电滤器后，在电场作用下，灰尘及焦油粒子带电向两极运动，在电极上放电后成为不带电灰尘粒子，依靠重力顺壁流下，积聚于底部，然后从底部排污管排出，而净化后的水煤气从上部出口导出。
采用无烟块煤、半焦（兰炭）或型煤作气化原料的，水煤气中的焦油含量在1.0～2.0 g/m3；采用焦炭作气化原料的，水煤气中的焦油含量≤1.0 g/m3。而这些水煤气经静电捕焦器处理后，水煤气中的煤焦油含量≤1.0 mg/m3、尘含量≤2.0 mg/m3。
4.3.2 湿法脱硫技术
硫化物脱除是煤气净化的重要环节，是防止设备腐蚀和水煤气作合成气时后续系统溶液或媒介物（催化剂）中毒的必要措施，同时也是将煤气用作工业燃气时降低燃烧尾气中SO2含量的必要手段。
环保集成技术中水煤气中硫化物的脱除采用湿式氧化法脱硫（PDS脱硫）技术，该技术以碱液为吸收剂，以PDS为催化剂。PDS催化剂对脱硫过程与再生过程均有催化作用，能快速地将液相中的HS-氧化成单质硫，从而使液相中H2S的浓度大幅下降，进而大幅度增加煤气中的H2S溶解于液相中的速率，实现高效脱除煤气中H2S之目的；同时，PDS催化剂对脱硫液所接触的设备、管道均具有明显的缓蚀作用。
气柜来的水煤气经静电捕焦器除去所含的部分粉尘、煤焦油等杂质后，由罗茨鼓风机增压到脱硫系统（或压缩机入口）所需压力后送入气体冷却塔，冷却后进入脱硫塔，与塔顶喷淋而下的脱硫液逆流接触，水煤气中的硫化物被贫液吸收；脱硫后的气体由脱硫塔上部出来，从清洗塔底部进入，经水喷淋洗净后，水煤气中的H2S含量（＜3 000 mg/m3）降至达到二类天然气国家强制性标准（GB 17820—2012）（20 mg/m3以下），经一级除滴塔除去煤气中的水雾后去压缩工段加压外供。脱硫塔中，吸收了H2S的富液自塔底经调节阀流入富液槽，然后由再生泵打入自吸喷射氧化器，与喷射器吸入的空气进行氧化反应，氧化反应后的溶液进入再生槽继续氧化再生，并浮选出硫泡沫；再生后的贫液经液面调节器（升降阀）进入贫液槽，在贫液槽内补充新鲜碱液后，经贫液泵加压进入脱硫塔顶部，循环使用；氧化再生槽浮选出来的硫泡沫去硫泡沫槽，用硫泡沫泵输送至板框压滤机，分离掉清液后的硫膏去熔硫釜，在熔硫釜内通过蒸汽加热生产硫磺外售，板框压滤机出来的清液则回收至系统继续使用。
脱硫后的煤气加压外供时，若用户距离气化装置达到2 km，即属于较远程输送，需提高煤气压力至0.8 MPa才能保证用户正常使用，且煤气压力的提高可减小外送煤气管道的直径。因此，清洁燃气生产装置后序需配套建设煤气压缩机。
更多内容详见《中氮肥》2018年第3期