1 概 述

碎煤加压固态排渣气化技术源于德国鲁奇气化技术，自20世纪70年代引入中国，最早运行的有山西化肥厂、哈尔滨气化厂、河南义马气化厂等企业。其中山西化肥厂碎煤加压气化炉原料煤采用贫瘦煤，当时属于贫瘦煤在碎煤加压气化炉上的第一次运用，投产后出现了负荷较低、在线率较低等问题，后经历了大量的技改、优化，才使得该炉型适应了贫瘦煤，有力地推进了碎煤加压气化炉的发展。

选择该院收治的颅内肿瘤合并糖尿病需接受手术治疗患者100例作为研究对象。所有患者术前行头颅CT或MRI确诊为颅内肿瘤且符合WHO对糖尿病的诊断标准[2]；病程 3～5 年，平均（4.1±1.2）年。 100 例患者中包括男 51 例，女 49 例；年龄 46～62 岁，平均（54.1±8.3）岁。随机将100例患者分为观察组与对照组。观察组中男 25 例，女 25 例；年龄 46～62岁，平均（54.1±8.3）岁。 对照组中男26例，女24例；年龄47-61岁，平均（54.0±8.4）岁。所有患者性别、年龄等一般资料差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

想起来就有点难过，曾经我的数学成绩也很好，因为学生时代十分崇拜数学老师。15岁上高中，我们对各科老师既好奇又期待。好友阿玮告诉我，数学老师单晓东是四班的班主任，并不像我们班主任“雷老虎”一样严厉和苛刻。

自20世纪70年代开始，赛鼎工程有限公司（原化学工业第二设计院）结合自身特点，在引进、消化吸收鲁奇碎煤加压气化炉技术的基础上，开发出了不同系列的“赛鼎炉”，并应用于不同产品的生产。

Waking activity: the total amount of detected activity, excluding all one-minute periods of rest.

“职称，就是说如果你自己去考，初级社工师或者是中极的社工师，职称这块它是有额外的，每个月有补贴。 每个月他们的工作要进行量化考评分数，优秀的每个社区是按照比例，不能超过20%，那就是一个社区有10个人，只有两个人能够拿优秀，1 500块。 那一定要有人拿C级，那是最差的。 以前是没有这样子的，但这个是各个街道不一样，现在是一定要有人拿。”

截至2017年，国内已建及在建赛鼎气化炉已超过200台（套），气化煤种涵盖了国内褐煤、长焰煤、贫煤、无烟煤、化工焦等诸多煤种。其中褐煤、长焰煤在碎煤加压气化技术上应用最早，也是最初碎煤加压气化工艺的主要设计、运行煤种。鉴于碎煤加压气化通常出口温度较低，粗煤气中含有焦油、粗酚等副产品，目前国内外碎煤加压气化基本采用典型的激冷+低压废热回收工艺流程。

2008年之前，无烟煤及化工焦在碎煤加压固态排渣气化上的应用较少，几乎没有工业化运行业绩，分析原因应该是此类原料一是价格较高，二是加压气化工艺正常要求原料煤具有较高活性，主要是考虑经济原因，而不是技术上的问题。

国内最先应用无烟煤碎煤加压气化技术的公司是山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司晋煤金石藁城分公司（以下简称晋煤金石）和河南晋煤天庆煤化工有限责任公司（以下简称晋煤天庆），这两家公司在2013年底相继投产，都以晋煤集团9#、15#无烟煤为原料，9#、15#无烟煤属于典型的“三高”煤（高灰、高硫、高灰熔融性温度）。经过这些年的生产运行，与烟煤和褐煤等年轻煤种的应用相比，发现了许多无烟煤应用于碎煤加压气化技术上的不同工艺特点。

那个晚上，崔仁浩给我买了好多衣服：ELAND的格子毛衣，PRICH的知性套装，歌莉娅的蕾丝短裙。他说，穿上这些衣服，我的气质扑面而来，让他着迷。我内心的感激一时间涌上来。逛到化妆品专柜，他又给我买了一套兰蔻的保养品以及彩妆。他让专柜的小姐给我修眉，化妆，我红着脸答应了。后来，我看着镜子里楚楚动人的自己，眼泪不知不觉就流了下来。这么多年来，崔仁浩，只有他，只有他对我如此上心，如此珍爱。他搂住了我，在我的额头上，给我深深的一吻。那让我欲罢不能的一吻，我的心，我的身体，从那个晚上起，无时无刻不想念着他……

山东中农各业务区域销售人员连日来顶烈日、冒高温，积极走访市场，了解市场需求；公司先后召开2次专题会议，探讨秋季肥市场行情，结合市场需求情况，确定采购方案，并及时联系上游厂家，提前锁定优势货源。

鉴于无烟煤应用于碎煤加压固态排渣气化所体现出的相对于烟煤的本质区别（无烟煤气化粗煤气中不含油，尘含量低；烟煤气化粗煤气中含油、尘含量高），决定了无烟煤碎煤加压固态排渣气化不能采用常规的褐煤、烟煤气化流程。笔者根据无烟煤应用于碎煤加压气化技术的特点，提出一些工艺创新及优化方案的设想，以便使碎煤加压固态排渣气化工艺更好的适应于无烟煤或者化工焦等低活性原料的气化。

2 粗煤气净化流程的创新

对于无烟煤碎煤加压气化废热回收前粗煤气除尘，如采用了旋风分离，可净化绝大部分的尘。温度较高的粗煤气（无烟煤气化出口温度通常在550℃左右）通过中压废锅，回收粗煤气高位能，副产中压过热蒸汽，副产蒸汽返回气化炉作为气化剂，无疑是更合理的能量利用方式。通过计算得出，产生中压过热蒸汽作为气化剂，大约占气化炉外供蒸汽量的40%，同时副产低压蒸汽量大大减少。由此不但能提高能效，还有利于解决碎煤加压气化流程中存在的低压蒸汽过量，进而在制冷工段被迫采用配置较复杂的吸收制冷工艺，或者配置发电效率不高的低压饱和蒸汽发电等问题。

从表1可以看出，粗煤气含尘粒度主要分布在0.074 mm～0.450 mm，占比约 89.79%。

 

表1 气化炉带出物粒度分布

  

注：数据来源于赛鼎工程有限公司技术中心现场取样实验分析数据。

 

粒径/mm＞2.00 1.43～2.00 1.00～1.43 0.45～1.00质量分数/%0.07 0.05 0.37 17.16粒径/mm 0.25～0.45 0.15～0.25 0.074～0.15＜0.074质量分数/%11.47 23.40 37.75 9.72

晋煤金石、晋煤天庆在生产运行中，气化炉出口的夹套管管壁上未出现过焦油、煤尘的黏覆及磨损，煤气水分离装置未分离出油品，煤气带出物量较少。气化炉带出物粒度分布见表1。

鉴于无烟煤碎煤加压气化炉出口粗煤气介质特性，提出改用干法旋风除尘代替湿法除尘方案。利用旋风除尘在高温、高压以及腐蚀环境中具有除尘效率高（对＞5 μm以上的粉尘有较高的除尘效率）[2]的优点，且不损失粗煤气的高位热能。

“卓越工程师教育培养计划”是我国从实际出发，结合自身国情和世界科技发展情况而制定的一项战略政策，它对我国高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。全国大学生机械创新设计竞赛是基于国内各高校机械创新设计教学平台而设立的，它在实践教学改革的深化，工程创新意识的提升、实践能力和团队合作精神的促进方面具有重要的作用，其实施意义与卓越工程师的培养目标与要求高度吻合。卓越工程师教育培养计划是方向、是目标，学科竞赛是方法、是途径。两者相辅相称、互相促进、相得益彰,最终实现共赢，为我国的社会主义现代化建设提供人才支撑。

可见，无烟煤碎煤加压气化炉出口粗煤气净化由传统湿法洗涤工艺改为干法旋风除尘技术上不存在大的问题，并且可以减少循环洗涤的煤气水量，减小煤气水处理装置的规模，降低投资。

3 废热回收流程的创新

传统碎煤加压气化废热回收流程为气化炉出口高温煤气经过湿法除尘后，温度降至200℃左右（饱和状态，达到重质焦油分离条件）送入低压废热回收器。在废热回收器内，高温粗煤气与锅炉给水间接换热，副产低压蒸汽。

在碎煤加压气化传统工艺流程中，气化炉出口直连文丘里洗涤器。文丘里洗涤器的作用是用循环煤气水清洗气化炉出口粗煤气中所夹带的灰尘和煤粉，在粗煤气冷却过程中，凝析出大部分重焦油。此工艺属于典型的湿法除尘工艺。湿法除尘对于碎煤气化过程产生的含尘、含油粗煤气是最行之有效的除尘工艺，具有设备投资少、构造比较简单、净化效率高的优点。但缺点是在除尘过程中，伴随降温冷却，不能有效利用粗煤气介质的高位热能。

鉴于无烟煤碎煤加压气化过程中无油、酚含量较低的特点，煤气水处理流程可由原配置较为庞大复杂的系统改为简化流程，简化流程：膨胀分离出溶解气、固体颗粒，经汽提脱氨后，直接达到送生化处理的水质指标。简化后的煤气水处理流程基本与气流床气化采用的多级闪蒸、细灰压滤的流程类似。由于碎煤加压固态排渣气化带出物要少的多，且粒径较大，故处理流程相对气流床气化黑灰水处理流程更简单有效。碎煤加压固态气化配置的汽提脱氨过程，使得送生化处理废水的氨氮含量更低，对生化处理更有利，这也应是今后解决气流床气化汽提废水氨氮含量高的方向。

 

表2 进废热回收器的煤气介质特性

  

项目无烟煤碎煤气化Shell气化（山西潞安）U-gas气化（义马综能）粗煤气温度/℃和压力/MPa 550/4.0 625/4.0 1 000/1.0粗煤气含尘量 /g·m-3正常：1.0；最大：2.43～30～59.86

从表2可以看出，无烟煤碎煤加压气化废热回收器的运行条件更优。经过与国内某废热回收器厂商交流，此设备的制造、可靠运行不存在技术难度。可见，无烟煤碎煤加压气化的废热回收由传统的低压废锅改为中压废锅具有较大的现实意义。

4 煤气水处理流程的优化

从表3可以看出，无烟煤碎煤加压固态排渣气化废水的指标更优，生化处理压力更小，环境更友好。

无烟煤碎煤加压气化送废热回收器粗煤气参数与其他类型气化炉配套废热回收器进气介质参数的对比见表2。

晋煤金石、天庆项目无烟煤碎煤加压气化煤气水经过煤气水分离、汽提后，水质指标见表3。

 

表3 无烟煤气化废水指标

  

总氨/g·L-1 0.41游离氨/g·L-1 0.35总酚/mg·L-1 20油/mg·L-1 0.10 COD/mg·L-1 395 SS/mg·L-1 80

碎煤加压气化传统的煤气化水处理包括煤气水分离和酚氨回收两个工段。煤气水分离的目的是将气化、净化煤气水进行冷却，膨胀分离出煤气水中的溶解气、固体颗粒，回收副产品焦油/油等。酚氨回收的作用是将煤气水分离装置处理完的含酚废水，进行脱酸、脱氨、萃取脱酚等过程，使之达到送生化处理水质的要求，同时回收副产品酚、氨等。

通过以上分析可以看出，鉴于无烟煤碎煤加压气化废水成分简单的特性，完全可以将原配置复杂的流程进行优化配置，从而降低投资和消耗。

晋煤集团9#、15#无烟煤的挥发分低，基本在5%～6%，反应活性差（CO2反应活性在1 100℃时为61.5%），灰分中硅铝含量较高，所以灰熔融性温度高，基本在1 500℃以上。在晋煤金石、晋煤天庆以9#、15#无烟煤为原料的几年运行过程中，煤气水分离装置未分离出任何的油品，只是在排出的含尘煤气水中，存在微量的油。另外无烟煤碎煤气化时，气化带出物较常规褐煤、烟煤也低得多（烟煤气化时，带出物通常为入炉原料的1%左右[1]；而无烟煤气化带出物仅为入炉煤的0.3%左右）。

5 二氧化碳返炉的设置

在气化剂的组成中，采用二氧化碳来代替部分水蒸气对煤进行加压气化，具有下列优点：

（1）节省了部分水蒸气，同时减少了炉中未分解水蒸气量，亦减少了污水的处理量。

（2）向气化炉中引入了气相的碳，增大了产气量。这是因为二氧化碳通过高温燃烧层时，有可能还原成一氧化碳。

河南义马气化厂早在2008年就进行过二氧化碳返炉的试验，至今二氧化碳返炉一直在运行。实际生产运行数据显示，二氧化碳返炉在降低蒸汽用量、减少污水处理量、调整氢碳比等方面效果明显。

晋煤金石也在2017年5月进行了二氧化碳返炉的试验，取到了一些主要数据，对无烟煤应用于碎煤加压气化设置二氧化碳返炉具有指导作用。二氧化碳返炉试验前后粗煤气成分分析见表4。

与此同时，入驻Kilimall的国内商家已有近千家，涉及家电、3C、鞋服、箱包、家居等数十个品类。Kilimall要做的就是修建一条中国商品通往非洲的“高速铁路”，缩短中国与非洲的距离。

返炉前后气化工段主要性能指标对比见表5。

“专业发展”（professional growth）又译作“专业成长”。联合国教科文组织于1966年在巴黎提出了《关于教师地位的建议》，其中提到：教学应被视为一种专门职业，它是一种公众服务的型态。Schön从成人教育的观点出发，主张教师要成为反思实践者，其教学和学习实践应以其期望和需求为出发点，专业发展应该提供教导查验学生需要的经验，以及建构满足该需求的学习经验。

 

表4 无烟煤为原料CO2返炉前后粗煤气成分对比

  

H2返炉前返炉后CO2/%26.8 27.2 CO/%27.2 27.8/%37.2 37.5 CH4/%7.8 6.8 CO2流量/m3·h-1 0.0 1 600汽氧比4.9 4.4

 

表5 无烟煤为原料CO2返炉前后气化工段性能指标变化

  

H2返炉前返炉后变化率/%吨煤煤气产量/m3 2 150 2 300 6.98吨煤氧气消耗量/m3 373.1 343.5-7.93吨煤蒸汽消耗量/t 1.856 1.662-10.45 CO 27.2 27.8 2.21粗煤气成分/% 粗煤气中有效气（CO+H2+CH4）体积分数/%72.20 72.10-0.14 37.2 37.5 0.81 CH4 7.8 6.8-12.82 CO2 26.8 27.2 1.49粗煤气中有效气（CO+H2）体积分数/%64.4 65.3 1.40灰中残碳率/%3.76 1.85-50.80吨煤煤气水产量/t 1.08 0.89-17.59

利用试验过程的记录数据进行物料衡算，晋煤金石无烟煤碎煤加压气化二氧化碳返炉的节煤效果比较明显。二氧化碳返炉后，日投煤量减少了近40 t（气化炉6 000 m3/h氧负荷），炉篦转速下降，灰渣含碳也明显降低（灰中残碳降至2%以下），说明二氧化碳入炉后，确实代替了部分原料煤，参与了气化反应（无烟煤气化汽氧比偏低，燃烧层、气化层温度较高，有利于二氧化碳还原反应的进行）。

通过以上分析可知，无烟煤碎煤加压固态排渣气化设置二氧化碳返炉，在降低煤耗、氧耗、蒸汽消耗、污水处理量等方面具有明显优势。在今后的无烟煤、化工焦等高灰熔融性温度原料采用碎煤加压固态排渣气化时，可考虑设置二氧化碳返炉。

另外结合二氧化碳返炉系统配置，可考虑将中压二氧化碳应用于气化炉煤锁、灰锁充压，取消煤锁气洗涤系统及灰锁膨胀冷凝器，改为相应干法除尘，简化煤锁、灰锁充压和放压的操作。

6 结 语

实践证明，无烟煤较烟煤为原料的碎煤加压气化汽氧比低，粗煤气中有效气含量高，Φ3.8 m、4.0 MPa的气化炉单炉产气量达到54 000 m3/h，有效气（CO+H2）体积分数在65%以上，单位产气量高、单耗低、煤灰锁阀门动作频率低，对解决我国大量的“三高”煤种无疑是合适的气化工艺。

鉴于无烟煤碎煤加压固态排渣气化粗煤气中无油、低尘、低酚等特性，将传统的激冷+低压废热回收改为干法除尘+中压废热回收工艺流程，同时对煤气化废水预处理工艺流程进行优化调整，不存在颠覆性的技术难题和风险，且更具有实际意义。建议类似低挥发分原料无烟煤、化工焦在应用于碎煤加压固态排渣气化工艺时，进行流程优化配置，以进一步降低投资、提高能源利用效率等。

参考文献：

[1]邓 渊.煤炭加压气化[M].北京：中国建筑工业出版社，1984.

[2]上官炬，常丽萍，苗茂谦.气体净化分离技术[M].北京：化学工业出版社，2012.