田守國

（江西昌昱實業(yè)有限公司，江西南昌 330013）

4.3 環(huán)保措施

碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化工藝完全符合國家低碳環(huán)保的產(chǎn)業(yè)政策和能源綜合利用發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的戰(zhàn)略發(fā)展思路，屬于潔凈、高效、節(jié)能的煤氣化技術。

碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)水煤氣技術依據(jù)國家有關規(guī)范要求，本著節(jié)能、減排、安全、環(huán)保的原則，為達到清潔燃氣質(zhì)量標準，避免煤氣燃燒過程中產(chǎn)生大量的SO2、氮氧化物（NOX）和黑色煙氣，并且避免煤氣管道的腐蝕以及煤焦油和塵埃在煤氣管道內(nèi)產(chǎn)生淤堵而影響正常供氣，需對煤氣進行凈化處理，去除煤氣中的粉塵、煤焦油和硫化物。具體措施如下。

（1）水煤氣生產(chǎn)過程不產(chǎn)生廢氣，沒有廢氣排放。

（2）采用封閉式皮帶廊，避免原料煤輸送過程中產(chǎn)生揚塵。

（3）配置旋風除塵器，將煤氣攜帶的粉塵予以去除并回收利用。

（4）采用灰渣箱加濕出灰、旋風除塵器封閉式自動排灰，避免傳統(tǒng)人工操作造成的大量揚塵，減輕操作人員的勞動強度，同時極大地改善生產(chǎn)車間的現(xiàn)場操作環(huán)境，生產(chǎn)現(xiàn)場干凈、整潔、安靜，無灰塵、無異味。

（5）配置洗氣塔，對煤氣進行清洗和降溫。

（6）配置靜電捕焦器去除并回收煤氣中的煤焦油。

（7）采用濕法脫硫技術去除煤氣中的硫化物。

（8）灰渣進行無害化綜合利用。

（9）洗滌煤氣的冷卻水循環(huán)使用，即配套新型循環(huán)冷卻水凈化處理系統(tǒng)，使循環(huán)冷卻水水質(zhì)達到二次使用標準，實現(xiàn)閉路循環(huán)及零排放。

以上環(huán)保集成技術中，靜電捕焦技術、濕法脫硫技術、循環(huán)冷卻水零排放新技術、灰渣資源化利用技術是碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)水煤氣技術的主要環(huán)保措施，以下對這些關鍵環(huán)保技術進行重點介紹。

4.3.1 靜電捕焦技術

煤焦油混雜在煤氣中不僅造成煤氣燃燒時產(chǎn)生煙塵，而且久而久之會因為焦油附著在管道內(nèi)壁粘附灰塵使管道有效通徑縮小，影響煤氣正常輸送，還會造成管道淤堵，影響整套裝置的正常運行。而同時，煤焦油又是一種十分重要的化工原料，含有400多種化合物，是化工、鋼鐵、有色冶煉、醫(yī)藥、農(nóng)藥、航空、航海等行業(yè)的重要原料，其中很多化合物是國防工業(yè)的貴重原料，也有一部分多環(huán)烴化合物是石油化工所難以生產(chǎn)和替代的。因此，煤氣除焦凈化并將其充分回收利用，不僅是煤氣凈化所必須的，而且還是資源回收利用的必要措施。

靜電捕焦器的工作原理：經(jīng)變壓、整流后的高壓直流電接通電暈極后，在電暈極與沉淀極間形成不均勻強電場，電暈極為負極，沉淀極為正極，帶有灰塵、焦油的水煤氣從塔體下部進入電濾器后，在電場作用下，灰塵及焦油粒子帶電向兩極運動，在電極上放電后成為不帶電灰塵粒子，依靠重力順壁流下，積聚于底部，然后從底部排污管排出，而凈化后的水煤氣從上部出口導出。

采用無煙塊煤、半焦 （蘭炭）或型煤作氣化原料的，水煤氣中的焦油含量在1.0～2.0g／m3；采用焦炭作氣化原料的，水煤氣中的焦油含量≤1.0g／m3。而這些水煤氣經(jīng)靜電捕焦器處理后，水煤氣中的煤焦油含量≤1.0mg／m3、塵含量≤2.0mg／m3。

4.3.2 濕法脫硫技術

硫化物脫除是煤氣凈化的重要環(huán)節(jié)，是防止設備腐蝕和水煤氣作合成氣時后續(xù)系統(tǒng)溶液或媒介物 （催化劑）中毒的必要措施，同時也是將煤氣用作工業(yè)燃氣時降低燃燒尾氣中SO2含量的必要手段。

環(huán)保集成技術中水煤氣中硫化物的脫除采用濕式氧化法脫硫 （PDS脫硫）技術，該技術以堿液為吸收劑，以PDS為催化劑。PDS催化劑對脫硫過程與再生過程均有催化作用，能快速地將液相中的HS－氧化成單質(zhì)硫，從而使液相中H2S的濃度大幅下降，進而大幅度增加煤氣中的H2S溶解于液相中的速率，實現(xiàn)高效脫除煤氣中H2S之目的；同時，PDS催化劑對脫硫液所接觸的設備、管道均具有明顯的緩蝕作用。

氣柜來的水煤氣經(jīng)靜電捕焦器除去所含的部分粉塵、煤焦油等雜質(zhì)后，由羅茨鼓風機增壓到脫硫系統(tǒng) （或壓縮機入口）所需壓力后送入氣體冷卻塔，冷卻后進入脫硫塔，與塔頂噴淋而下的脫硫液逆流接觸，水煤氣中的硫化物被貧液吸收；脫硫后的氣體由脫硫塔上部出來，從清洗塔底部進入，經(jīng)水噴淋洗凈后，水煤氣中的H2S含量 （＜3000mg／m3）降至達到二類天然氣國家強制性標準 （GB17820—2012）（20mg／m3以下），經(jīng)一級除滴塔除去煤氣中的水霧后去壓縮工段加壓外供。脫硫塔中，吸收了H2S的富液自塔底經(jīng)調(diào)節(jié)閥流入富液槽，然后由再生泵打入自吸噴射氧化器，與噴射器吸入的空氣進行氧化反應，氧化反應后的溶液進入再生槽繼續(xù)氧化再生，并浮選出硫泡沫；再生后的貧液經(jīng)液面調(diào)節(jié)器 （升降閥）進入貧液槽，在貧液槽內(nèi)補充新鮮堿液后，經(jīng)貧液泵加壓進入脫硫塔頂部，循環(huán)使用；氧化再生槽浮選出來的硫泡沫去硫泡沫槽，用硫泡沫泵輸送至板框壓濾機，分離掉清液后的硫膏去熔硫釜，在熔硫釜內(nèi)通過蒸汽加熱生產(chǎn)硫磺外售，板框壓濾機出來的清液則回收至系統(tǒng)繼續(xù)使用。

脫硫后的煤氣加壓外供時，若用戶距離氣化裝置達到2km，即屬于較遠程輸送，需提高煤氣壓力至0.8MPa才能保證用戶正常使用，且煤氣壓力的提高可減小外送煤氣管道的直徑。因此，清潔燃氣生產(chǎn)裝置后序需配套建設煤氣壓縮機。

4.3.3 循環(huán)冷卻水零排放新技術

（1）強化物理處理。經(jīng)沉淀池粗沉后一般污水中雜質(zhì)含量≤200mg／L，再經(jīng)新型微渦流澄清器深度凈化后，水中雜質(zhì)含量可降至20～30 mg／L，循環(huán)冷卻水濁度 （SS）＜70mg／L，達到二次使用標準。

（2）強化冷卻。采用冷卻塔強制降溫，夏季要求水溫＜35℃，冬季要求水溫＜30℃。

（3）強化水質(zhì)調(diào)整。循環(huán)冷卻水中的硫化物、氰化物，可采用向循環(huán)水中加藥將其分解的辦法予以去除；循環(huán)冷卻水長期運行后，必然會使各種物質(zhì)富集，破壞原來的平衡，產(chǎn)生新的動態(tài)平衡，可有針對性地加入化學藥品 （如絮凝劑、阻垢劑、緩蝕劑、剝離劑等）進行調(diào)節(jié)，達到防垢、防腐、防積泥之目的。簡言之，可通過水質(zhì)調(diào)整將循環(huán)冷卻水中的有害物控制在許可范圍內(nèi)，使水質(zhì)達到二次使用標準。

（4）控制水量平衡。循環(huán)冷卻水在冷卻塔降溫過程中有1%～2%的蒸發(fā)損失，而煤氣生產(chǎn)過程中有增水因素，可將未分解的蒸汽冷凝水和夾套鍋爐、余熱鍋爐定期排放爐水作為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補水，從而達到水量平衡；另外，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用敞開式水池，水池設計時留有一定的裕量，雨季時雨水也是增水因素之一，但如果長時間干旱無雨，需適量補充新鮮水，以保持循環(huán)水系統(tǒng)的容量。

4.3.4 灰渣資源化利用

碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化爐生產(chǎn)過程產(chǎn)生的灰渣，經(jīng)過1300℃高溫煅燒，無毒、無害，灰渣中的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等成分總含量占比96%左右，其他為殘?zhí)?（0～5%），屬第Ⅱ類工業(yè)固體廢棄物，其化學成分以及礦物組成與水泥生產(chǎn)中所用的粘土原料極為相近，且含有大量的富氧礦物和微量元素，活性很好，用作生料配料可以促進熟料的燒成，用作水泥混合材料也有利于水泥的水化作用，對抗壓抗折強度的提高大有裨益。因此，氣化灰渣可以作為水泥生產(chǎn)的配料使用，也可用于磚瓦制造和道路鋪設。此外，氣化裝置開車投產(chǎn)階段煤氣爐負荷由低到高的過程中，灰渣殘?zhí)柯士赡軙衅咭恍┑那闆r，可以將其破碎摻入動力鍋爐的燃料煤中重復利用?？傊徽摬捎煤畏N方法，均能實現(xiàn)灰渣資源化利用，使原料煤轉(zhuǎn)化利用率接近100%。

4.4 技術優(yōu)勢

4.4.1 原料適應面廣

碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)水煤氣技術，氣化原料可采用無煙塊煤、冶金焦、氣化焦、半焦 （蘭炭）、型煤等。適宜的入爐粒度為6～100mm的大、中、小塊或小籽粒，技術經(jīng)濟上較理想的粒度為10～30mm，但為了充分利用資源，粒度分級規(guī)則為小籽煤 （6～20mm）、小粒煤 （8～25mm）、小塊煤 （10～30mm）、中塊煤 （20～50mm）。實際應用過程中，若原料煤粒度過大，其比表面積小、蓄熱能力小的特點使顯熱散失嚴重，導致氣化效率低、煤氣出口溫度高、灰渣殘?zhí)柯矢?、熱效率低，因此碎煤（UGI）純氧連續(xù)氣化要盡量少采用或不采用粒度50mm以上的原料煤。

碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)水煤氣技術的入爐原料煤基本技術要求見表2?？梢钥闯?，表2所示的技術指標，中等質(zhì)量的原料煤就能達到要求。簡言之，碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化對原料煤沒有特殊的要求，相較于間歇氣化 （UGI煤氣發(fā)生爐），其對原料煤的適應面更廣，特別是適宜于氣化小籽粒煤、劣質(zhì)煤或型煤，會有更高的生產(chǎn)效率和更好的經(jīng)濟效益。碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化能夠消化利用6～20mm的小籽粒煤，進一步提高原料煤的利用率，使原本的“燃料煤”提質(zhì)為氣化原料煤，提質(zhì)升價1000元／t左右，從而大幅度地降低生產(chǎn)成本。

表2 入爐原料煤的基本技術要求

4.4.2 消化利用低階煤和小粒原料方面更具優(yōu)勢

4.4.2.1 小粒煤更有利于氣化反應

由于碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化技術的設備配置和工藝條件得到優(yōu)化，因此其適用于粒度較小的原料煤，這樣不僅原料的采購成本大幅降低，且相較于氣化大塊煤，相同煤氣爐物容量的條件下，原料煤的表面積呈幾何倍數(shù)增加，而原料煤表面積的增加會使氣化效率同步提升。

氣化過程中，蒸汽先與原料煤表面接觸，被原料煤表面吸附，在高溫作用下，氫與氧分子斷鏈脫附形成單質(zhì)氣體，而氧與碳分子組合生成一氧化碳，從化學反應原理角度而言，原料煤表面吸附的蒸汽越多，蒸汽分解率就越高。蒸汽被原料煤表面吸附的數(shù)量在很大程度上取決于蒸汽與原料煤表面的接觸面積，而蒸汽與原料煤表面接觸的面積又取決于原料煤表面積的大小。

分析表明，擴大床層內(nèi)原料煤的表面積，有利于增大氣化劑與原料煤表面的接觸幾率，有利于氧化反應和蒸汽分解以及二氧化碳還原反應。

4.4.2.2 適于粒度小且粒度相對均勻原料煤的消化利用

間歇氣化煤氣爐設計的入爐原料煤粒度下限為20mm，為提高原料煤的利用率，一些企業(yè)將入爐原料煤粒度下限降為10mm，此舉雖然使原料煤的利用率有所提高，但卻是以犧牲生產(chǎn)能力、增加單位產(chǎn)品能耗、降低煤氣質(zhì)量為代價的，而且間歇氣化消化小籽粒原料對煤氣爐工況也會造成一定的負面影響，容易出現(xiàn)火層分布不均勻，進而發(fā)展為偏灰、偏火、局部結(jié)疤現(xiàn)象頻發(fā)，為穩(wěn)定工況只好降負荷生產(chǎn)，系統(tǒng)產(chǎn)能下降，紛紛被迫增建煤氣爐，可謂得不償失。

原則性的問題不能違背，間歇氣化入爐原料粒度下限的確定是有科學依據(jù)的，因為高流量的吹風過程對床層的透氣性和透氣的均勻性均有嚴格的要求。而純氧連續(xù)氣化取消了吹風過程，相較于間歇氣化的吹風過程，氣化劑的流速降至其1／4左右，避免了床層吹翻和帶出物增多的問題，適合粒度小且粒度相對均勻的原料煤的消化利用，并且能夠保證煤氣爐的長周期、穩(wěn)定運行。總的來說，小籽粒原料煤純氧連續(xù)氣化的突出優(yōu)勢是氣化效率高、出氣溫度低和灰渣殘?zhí)柯实汀?/p>

4.4.3 氣化裝置的自動化程度較高

純氧連續(xù)氣化裝置自動化程度較高，配套使用自動加煤、自動排渣、液位自調(diào)、自動調(diào)節(jié)氣化劑流量、自動探測床層高度及旋風除塵器、有自動清灰裝置的余熱鍋爐，工藝調(diào)節(jié)控制方便，檢測設施齊全，炭層高度、氣化劑流量、汽包液位能夠保持在允許范圍內(nèi)，為穩(wěn)定和優(yōu)化氣化工況奠定了良好的基礎，進而保證系統(tǒng)的長周期、滿負荷運行。

提高生產(chǎn)裝置的自控水平是提高生產(chǎn)效率的重要措施之一。純氧連續(xù)氣化系統(tǒng)自動檢測和自動控制技術較完善，配置了多項安全檢測、安全聯(lián)鎖、自動報警和聯(lián)鎖停車裝置：① 加煤采用全自動控制，輸送帶將原料煤輸送至各煤氣爐貯煤倉，DCS系統(tǒng)按照工藝要求控制自動加煤機定量定時將煤加入煤氣爐內(nèi)；② DCS控制變頻調(diào)速爐條機自動按照工藝要求定量排出灰渣，不停爐下灰裝置在保證煤氣爐正常運行的條件下將噴淋濕的灰渣排至爐外，然后灰渣箱通過V形管將灰渣卸至輸送帶上，由輸送帶送至灰渣場；③配套使用全密閉水力自動除灰或氣體輸灰裝置，自動排出上行旋風除塵器和廢熱鍋爐底部的細灰，減輕操作人員的勞動強度，消除人工操作帶來的揚塵，避免形成污染。

4.4.4 利于實現(xiàn)企業(yè)資源的綜合利用

碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化技術配套使用深冷制氧裝置，生產(chǎn)的氧氣純度高，且副產(chǎn)純度很高的氮氣和氬氣 （≥98%），由于氮氣和氬氣是副產(chǎn)品，生產(chǎn)成本很低，利用空分裝置副產(chǎn)品替代原有專門制造或市場采購的原材料 （如：鋁材加工生產(chǎn)需要氮氣和氬氣，多數(shù)企業(yè)氮氣由專門建設的制氮機供給，制氮裝置功耗高且生產(chǎn)效率較低，氮氣生產(chǎn)成本較高；所有燃氣消耗企業(yè)氬氣都是靠市場采購的，目前氬氣的應用領域越來越廣泛，其市場價格較高），屬資源的綜合利用，可實現(xiàn)節(jié)能降耗。

5 碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)水煤氣替代天然氣作工業(yè)燃氣的效益分析

5.1 水煤氣鍋爐替代天然氣鍋爐

5.1.1 環(huán)保效益

5.1.1.1 降低氮氧化物排放濃度

天然氣屬化石能源，是目前公認的較為清潔的能源，但也存在清潔燃燒的問題，主要是燃燒過程中會產(chǎn)生大量的氮氧化物，相較于清潔、高熱值的水煤氣，其燃燒氮氧化物產(chǎn)生量大。

環(huán)保部2016年燃氣鍋爐氮氧化物 （NOX）排放標準 （上限）為：新建燃氣鍋爐200mg／m3，在用燃氣鍋爐400mg／m3。但據(jù)環(huán)保部門公布的資料顯示，天然氣鍋爐運行中氮氧化物排放濃度小于200mg／m3的僅占35%，小于400mg／m3的占94%，大部分天然氣鍋爐氮氧化物排放濃度在300mg／m3左右。而水煤氣鍋爐可以將氮氧化物排放濃度控制在100mg／m3以下，大多能夠穩(wěn)定在75～80mg／m3?？梢?，水煤氣鍋爐替代天然氣鍋爐可有效降低氮氧化物的排放濃度。

5.1.1.2 燃燒配空氣量較少

由于氣體組分、濃度等的差異，天然氣燃燒相較于碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)的水煤氣燃燒，需氧量差異很大；以1000kcal發(fā)熱量作為基準，天然氣燃燒所需氧量為水煤氣燃燒所需氧量的175%。

天然氣燃燒需氧量大，配入的助燃空氣量大，空氣中約78%的氮氣在高溫下氧化而產(chǎn)生大量有害物質(zhì)——氮氧化物 （NOX），同時帶走部分熱量使燃燒過程的熱效率降低，不僅浪費了能源，而且污染了環(huán)境。

5.1.1.3 用于燃氣發(fā)電更清潔、高效

純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)水煤氣，水煤氣中CO、H2、CH4、CnHm等可燃成分高達85%左右，用于燃氣發(fā)電機組發(fā)電比煤炭直接燃燒發(fā)電可減少43%的CO2排放，而且主要成分H2燃燒主要生成H2O和少量NH3，不會產(chǎn)生CO、CO2和碳氫化合物等，與其他燃料相比更清潔、高效。

5.1.2 經(jīng)濟效益

天然氣鍋爐蒸汽生產(chǎn)成本：生產(chǎn)1t（1.0 MPa）蒸汽需82.4m3天然氣，按工業(yè)天然氣熱值 8000kcal／m3、價格 3.0元／m3、天然氣鍋爐熱效率91%計算，蒸汽的生產(chǎn)成本為247元／t。

水煤氣鍋爐蒸汽生產(chǎn)成本：生產(chǎn)1t（1.0 MPa）蒸汽需248m3水煤氣，按水煤氣熱值2600kcal／m3、價格 0.45元／m3、水煤氣鍋爐熱效率93%計算，蒸汽生產(chǎn)成本為114元／t。

天然氣鍋爐蒸汽生產(chǎn)成本247元／t，水煤氣鍋爐蒸汽生產(chǎn)成本114元／t，兩者成本差異133元／t，則1臺20t／h的燃氣鍋爐，以水煤氣為燃料相較于以天然氣為燃料年可節(jié)約生產(chǎn)成本2100萬元左右。

目前，為鼓勵鍋爐減排改造，政府會給予一定的資金補貼。據(jù)相關政策，在減排幅度不小于50%的前提下，氮氧化物排放濃度達30mg／m3以下的，政府按改造投資額的1／3予以補貼；氮氧化物排放濃度在30～80mg／m3之間的，政府按改造投資額的1／4予以補貼。

目前不少地方在推動燃煤鍋爐改天然氣鍋爐，結(jié)合上述分析來看，若將燃煤鍋爐直接改為水煤氣鍋爐，在經(jīng)濟效益和環(huán)境保護等方面將具有更加明顯的優(yōu)勢。

5.2 水煤氣用作工業(yè)窯爐燃氣

清潔、高熱值水煤氣替代天然氣作熔煉爐、焙燒爐、燒結(jié)爐、烘干爐等工業(yè)窯爐的燃氣，節(jié)能減排效果十分明顯，經(jīng)濟效益好，社會效益好。以下以河南省某有色金屬型材加工企業(yè)為實際案例進行效益分析。

5.2.1 節(jié)能減排效益和社會效益

河南省某有色金屬型材加工企業(yè)，原采用天然氣作熔煉燃氣，需求量為10000m3／h，企業(yè)增加1條生產(chǎn)線后，天然氣供給量不足，只能靠收購部分壓縮天然氣 （CNG）彌補約25%的缺口，時值天然氣價格大幅上漲，對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和經(jīng)濟效益均造成了極大的影響。2013年該企業(yè)聯(lián)同市環(huán)保部門經(jīng)過考察論證，決定建設1套能夠生產(chǎn)清潔、高熱值水煤氣的碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化裝置，用企業(yè)自產(chǎn)的水煤氣作工業(yè)燃氣。氣化裝置于2014年5月份建成投產(chǎn)，生產(chǎn)實踐表明，自產(chǎn)水煤氣作工業(yè)燃氣氮氧化物（NOX）排放量大幅減少，節(jié)能減排效果顯著，環(huán)保性能優(yōu)越；同時，企業(yè)擴大了生產(chǎn)規(guī)模，增加了營收，稅額增加貢獻于社會，還增加了就業(yè)崗位，減輕了社會負擔。投運1a后，河南省環(huán)保部門組織召開現(xiàn)場辦公會，號召全省的燃氣消費企業(yè)以此為樣板加速推廣新興清潔燃氣生產(chǎn)技術，加速淘汰或關停傳統(tǒng)低熱值燃氣生產(chǎn)裝置。

5.2.2 經(jīng)濟效益

3m3水煤氣的熱值相當于1m3天然氣的熱值 （8000kcal／m3）。天然氣市場售價3.0元／m3，自產(chǎn)水煤氣成本0.45元／m3，3m3水煤氣成本1.35元，即天然氣與自產(chǎn)水煤氣兩者價差為1.65元／m3，以30000m3／h水煤氣生產(chǎn)裝置為例，30000m3／h水煤氣可以替代10000m3／h天然氣，合計年經(jīng)濟效益為1.32億元。而30000 m3／h水煤氣生產(chǎn)裝置 （包括空分系統(tǒng)、純氧氣化系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、煤氣壓縮機、燃氣或燃煤鍋爐、氣柜、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、軟化水系統(tǒng)等全部設施）整體建設投資在1億元左右，建設周期約10個月，氣化裝置運行不到1a即可收回全部建設投資。

除上述直接經(jīng)濟效益以外，碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)的水煤氣用作工業(yè)窯爐燃氣的間接經(jīng)濟效益也十分可觀：一是投資省、建設周期短、見效快；二是改用自產(chǎn)工業(yè)燃氣后，關掉了依賴多年的天然氣，真正實現(xiàn)了企業(yè)的自主經(jīng)營，外部影響因素減少，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，鋁材加工的成本大幅降低；三是空分裝置副產(chǎn)的氮氣和氬氣供鋁材加工系統(tǒng)使用，可大幅減少外購開支，實現(xiàn)資源的綜合利用；四是煤炭氣化后產(chǎn)生的灰渣還可以通過綜合利用產(chǎn)生經(jīng)濟效益。

可以看出，在目前的經(jīng)濟形勢下，碎煤（UGI）純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)水煤氣用作工業(yè)窯爐燃氣屬于很難得的效益較好的投資項目。

6 碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)水煤氣技術的技術風險分析

（1）在我國，常壓固定床煤氣發(fā)生爐廣泛應用于化工、冶金、機械、建材、城市燃氣等行業(yè)，目前總保有量10000余臺，其中約46%用于煤化工生產(chǎn)。值得一提的是，生產(chǎn)化工合成氣的UGI煤氣發(fā)生爐，與生產(chǎn)工業(yè)燃氣的一段式或二段式煤氣發(fā)生爐雖然都屬于常壓固定床煤氣發(fā)生爐，但其結(jié)構(gòu)特點與工作原理卻有著很大的區(qū)別，在煤氣生產(chǎn)成本、環(huán)境保護、煤氣質(zhì)量和單爐生產(chǎn)能力等方面其差距是很大的。總的來講，UGI煤氣發(fā)生爐在主體設備的設計和對配套裝置的要求等方面均優(yōu)于生產(chǎn)工業(yè)燃氣的盆式底盤排渣式煤氣發(fā)生爐，其性價比也高于后者。

（2）UGI煤氣發(fā)生爐在我國有大量的應用，其應用始于上世紀60年代初，至今已有50a以上，目前在煤化工行業(yè)中有4600余臺的保有量。煤化工行業(yè)對技術裝備的節(jié)能、效率、環(huán)保、自動化和生產(chǎn)連續(xù)性等方面的要求均十分嚴格，在長期的運行中對原有裝置進行了大量的技術改進，使氣化工藝和各系列氣化裝置在熱效率、安全、環(huán)保等方面均已較為完善。

（3）碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化爐屬于低壓氣化設備，其主體結(jié)構(gòu)和配套附件均較為簡單，經(jīng)過專用設計后主體設備各項性能進一步增強，配套設施進一步簡化，設備連續(xù)運行周期較長，操作控制更加容易?？傊槊?（UGI）純氧連續(xù)氣化工藝和技術裝備均成熟可靠。

（4）碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化工藝流程是在UGI煤氣發(fā)生爐系統(tǒng)的基礎上升級發(fā)展而來，主要是對UGI煤氣發(fā)生爐主體部分和附屬配套設施進行了大量的改進和完善，相較于間歇氣化工藝單臺煤氣爐減少了8臺工藝閥門，消除了頻繁的制氣階段轉(zhuǎn)換，其生產(chǎn)過程更加安全、穩(wěn)定、可靠，操作也簡單、方便。

（5）碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化裝置自動化程度進一步提高，生產(chǎn)環(huán)境安靜、衛(wèi)生，相較于間歇氣化操作人員可減少30%，氣化強度則提高1倍以上；同時，所產(chǎn)水煤氣中CO和H2含量高 （合計在82%以上）、氮氣含量低 （0.1%左右），煤氣成分明顯改善，且原料煤轉(zhuǎn)化利用率提高25%以上。

（6）碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化裝置采用了20項安全措施，增設了多個安全檢測和安全聯(lián)鎖，并且增設了防回火裝置，使氣化裝置的安全保障能力大幅提高。

（7）碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化裝置氣化強度大、原料煤適應性廣、無吹風氣排放、原料煤轉(zhuǎn)化利用率高，且實現(xiàn)了廢氣、廢水零排放和廢渣的資源化綜合利用，氣化裝置生產(chǎn)現(xiàn)場無灰塵、無泄漏，現(xiàn)場環(huán)境干凈、整潔、安靜，環(huán)保性能良好，完全符合國家有關產(chǎn)業(yè)政策的要求，屬于允許發(fā)展的煤氣化技術之一。

（8）碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化技術和配套設施成熟可靠，其應用遍及多個行業(yè)，有水煤氣產(chǎn)能在200000m3／h左右的大型裝置，或水煤氣產(chǎn)能在100000m3／h左右的中型裝置，或水煤氣產(chǎn)能在50000m3／h左右的小型裝置，均已經(jīng)過國內(nèi)多領域數(shù)十家生產(chǎn)單位多年的生產(chǎn)實踐檢驗。

7 結(jié)束語

碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化技術屬投資省、建設周期短、運行成本低的氣化技術，十分適合我國國情和原料煤資源特點 （隨著煤炭開采機械化程度的提高，粉煤占比越來越大，塊煤占比越來越?。?，十分適合目前煤化工行業(yè)和燃氣消費企業(yè)的發(fā)展狀況，是諸多行業(yè)新建和改擴建工程項目的首選氣化工藝，同時我國用氧技術的轉(zhuǎn)變和制氧技術的發(fā)展也為碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化技術的推廣應用奠定了基礎。當前正值氮肥行業(yè)和燃氣行業(yè)氣化技術轉(zhuǎn)型升級的大好時機，相信碎煤 （UGI）純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)水煤氣技術必將在很大程度上替代間歇氣化和富氧連續(xù)氣化技術以及一段式煤氣發(fā)生爐、二段式煤氣發(fā)生爐，成為多個行業(yè)的主流氣化技術。