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關鍵詞：甲醇 氣化 合成 空分
一、煤氣化制甲醇的重要意義
作為一種傳統的化工原料，甲醇在化工行業中一直扮演著極其重要的角色。隨著油價的日益上漲和甲醇應用領域的不斷拓展，甲醇及其衍生品的應用也越來越受到人們的重視。在市場需求的推動下，甲醇及其衍生物的生產迎來了發展的黃金時期。
在我國，80%以上的甲醇來源于煤炭轉化，充足的煤炭供應是甲醇經濟發展的基礎。據國有資產管理委員會的數據，我國累計探明可供建井的煤炭儲量多達2000多億噸，占全國已探明儲量的90%以上，按近些年平均20億噸/年的開采量計算，僅目前探明的儲量就可以開采一百年以上。
甲醇作為極其重要的一種化工原料，其下游衍生品也很豐富，這也是煤基甲醇化工可以代替部分石油化工的原因。傳統工藝上甲醇可以用來生產甲醛、合成橡膠、甲基叔丁基醚、對苯二甲酸二甲脂、氯甲烷、甲基丙烯酸甲脂、醋酸、甲胺等一系列有機化工產品。
除了傳統應用，甲醇化工應用技術近期還取得了不少新的突破。中科院福建物質結構研究所和上海金煤化工合作研發的煤基甲醇制乙二醇技術處于世界領先地位，并成功應用于內蒙古通遼經濟開發區已開工的20萬噸/年乙二醇項目。神華集團的百萬噸級甲醇制烯烴項目運行平穩，兗礦集團國宏化工有限責任公司的甲醇制二甲醚的項目也將于近期開工。
除了化工應用外，甲醇作為替代燃料近年來發展也很迅猛，源于甲醇的替代燃料主要包括甲醇摻混汽油、甲醇制汽油和燃料電池等。 甲醇摻混汽油是指在汽油中摻入5%、15%、25%和85%等不同比例的甲醇。07年8月份，奇瑞甲醇燃料汽車的技術改造基本完成，由奇瑞研制的10輛M85高比例甲醇燃料樣車已在山西進入試用階段。而早在2005年10月至2006年6月，山西省已在陽泉、臨汾、晉城進行M15低比例甲醇汽油的試點封閉運作。現在，兗礦集團國宏化工有限責任公司的甲醇汽油項目已經實現工業化，并且收益很高。
此外，甲醇制汽油（MTG）也是甲醇燃料應用的重要領域之一。除了埃克森美孚公司的二步法MTG技術，中科院山西煤化所與化學工業第二設計院共同開發的一步法甲醇轉化制備汽油技術，已在其能源化工中試基地完成中試。與埃克森美孚公司的技術相比，國產技術具有汽油選擇性高，工藝流程短，單程壽命長和催化劑穩定性等優勢[1]。
二、煤制甲醇基本的工藝及設備介紹
1.煤炭的氣化
煤氣化技術是煤制甲醇工藝中的關鍵性。目前，國內外先進的煤氣化技術主要包括：荷蘭Shell公司的SCGP粉煤加壓氣化工藝、德國未來能源公司的GSP粉煤加壓氣化技術、美國Texaco公司德士古氣化工藝、德國Lurgi公司的Lurgi塊煤加壓氣化工藝等，本文以德士古氣化工藝為例進行氣化工藝的介紹。
1.1煤漿制備
由輸送系統送來的原料煤干基（
1.2氣化
在本工段，水煤漿與氧進行部分氧化反應制得粗合成氣。
煤漿由煤漿槽經煤漿加壓泵加壓后連同空分送來的高壓氧通過燒嘴進入氣化爐，在氣化爐中煤漿與氧氣發生主要反應如下：
CmHnSr+m/2O2mCO+（n/2-r）H2+rH2S
CO+H2OH2+CO2
氣化反應在氣化爐反應段瞬間完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等氣體。
離開氣化爐反應段的熱氣體和熔渣進入激冷室水浴，被水淬冷后溫度降低并被水蒸汽飽和后出氣化爐；氣體經文丘里洗滌器、碳洗塔洗滌除塵冷卻后送至變換工段。
氣化爐反應中生成的熔渣進入激冷室水浴后被分離出來，排入鎖斗，定時排入渣池，由扒渣機撈出后裝車外運。
1.3 灰水處理
將氣化來的黑水進行渣水分離，處理后的水循環使用。
1.4 CO變換
將氣體中的CO部分變換成H2。發生的的化學反應為變換反應，以下列方程式表示：
CO+H2OH2+CO2
2.合成氣的凈化
本工段采用低溫甲醇洗工藝脫除變換氣中CO2、全部硫化物、其它雜質和H2O。低溫甲醇洗工藝是使用物理吸收法的酸性氣體凈化技術，使用冷甲醇作為酸性氣體的吸收液，利用甲醇在零下60℃左右的低溫下對酸性氣體溶解度特別大的性質，分段選擇性地吸收原料氣中的CO2、H2S及各種有機硫等雜質，低溫甲醇洗工藝一般有林德和魯奇兩種，二者基本原理相同，并且技術都很成熟，只是在工程實施、工藝流程設計和設備設計上各有特點。
3.甲醇的合成
國內外使用的甲醇合成塔主要有冷管式、冷激式、固定管板列管式水管式和多床內換熱式合成塔。冷激式合成塔碳轉化率太低，能耗高，已基本淘汰：冷管式合成塔碳轉化率較高但副產的蒸汽僅為0.4MPa，大型裝置中很少采用；水管式合成塔傳熱系數較高，能更好地移走反應熱，縮小傳熱面積，并能多裝催化劑，同時可副產中壓蒸汽，是大型化較理想的塔型，在60萬t以上大型裝置應用較為廣泛；固定管板由于列管需用特種的不銹鋼，因而造價最高；多床內換熱式合成塔由大型氨合成塔發展而來，目前氨合成塔均采用三床（四床）內換熱式合成塔。
4.甲醇的精餾
甲醇的精餾工藝，主要有ICI的兩塔流程和Lurgi三塔流程兩種。ICI兩塔工藝雖然工藝流程簡單、裝置投資省，但是能耗相對較高；而Lurgi三塔精餾工藝流程雖然相對較長，但操作能耗較ICI兩塔工藝流程低。從投資和能耗等方面來綜合考慮，對大、中型甲醇精餾裝置，三塔精餾工藝優點更加明顯。主要原因在于三塔型工藝流程設置有一個加壓操作（壓力為0.6～0.7 MPa）的主精餾塔，加壓塔塔頂甲醇蒸汽冷凝熱可以用作常壓精餾塔塔底再沸器熱源，減少了水蒸汽和冷卻水消耗，從而使得精餾過程總的能耗可比二塔流程低20%～30%。
從清潔環保角度來講，也應該采取三塔精餾工藝。目前在原來三塔精餾的基礎上又增加了回收塔，這進一步提高回收常壓精餾塔塔底排出的含有少量甲醇的廢水的能力，提高了產品收率并減少廢水污染物產生量。
三、甲醇生產工藝的選擇
甲醇的生產現已大規模連續化，生產過程中要求合成氣中（H2+CO）含量高，要求煤氣化工藝更成熟可靠，效率更高。結合產品的質量要求、環境友好以及不同工藝設備的技術特點，煤制甲醇工藝的選擇應依據以下原則：
1.適用性，不同的煤氣化技術適用于不同的煤種，硬根據所用煤的質量、性質、品種等選擇合適的煤氣化工藝及后續工藝。
2.可靠性，技術必須成熟可靠，在保證產品質量和生產能力的前提下，設備裝置應能連續穩定運轉。
3.先進性，先進性體現在產品質量性能、設備水平和工藝水平等方面，先進性決定項目的市場競爭力，應全面研究工藝技術的現狀和發展趨勢，深入探討是否可以采用更為先進的工藝技術。
4.經濟性，要求所才用技術設備運行和維護成本低、投資省、消耗低。
5.安全環保性，煤化工生產過程容易產生大量煤粉、“三廢”等污染物，應選用安全環保的工藝進行安全、清潔生產[2]。
四、結語
甲醇用作燃料，排放氣中的一氧化碳，氮氧化物等含量降低，是一種環境友好的燃料，尤為重要的是，對于我國來說，能夠降低對石油的依賴程度，優化能源結構。但是在甲醇生產工藝選擇上，一定要根據實際情況，遵循適用、安全可靠、經濟環保、技術先進的原則。
參考文獻
【關鍵詞】煤化工；工藝條件；反應體系；有效氣體；化學平衡；評價指標；綜合效益
0 引言
氣流床氣化過程實際上是煤炭在高溫下的熱化學反應過程，涉及氣化劑與煤之間的反應，以及反應產物與煤、反應產物之間的化學反應，因此，氣流床煤氣化反應是一個及其復雜的反應體系。在此反應體系中，煤會發生一系列復雜的物理變化和化學變化，主要過程有粉煤的干燥、裂解，揮發分的析出、燃燒，以及煤焦、揮發分與氣化劑的反應等。這些變化主要取決于煤種，同時也受溫度、壓力和氣化爐型式等的影響。
1 氣化過程的主要反應
1.1 熱解過程的主要反應
煤熱解的化學反應異常復雜，其間反應途徑甚多。煤熱解反應通常包括裂解和縮聚兩大類反應。在熱解前期以裂解反應為主，而熱解后期以縮聚反應為主。一般來講，熱解反應的宏觀形式為：
1.1.1 裂解反應
根據煤的結構特點，裂解反應大致有四類。
1）橋鍵斷裂生成自由基。橋鍵的作用在于聯系煤的結構單元，在煤的結構中，主要的橋鍵有：- CH2 - CH2 -，- CH2 -，- CH2 -O-，-O-，-S-S-等。它們是煤結構中最薄弱的環節，受熱后很容易裂解生成自由基。并在此后與其他產物結合，或自身相互結合。
2）脂肪側鏈的裂解。煤中的脂肪側鏈受熱后容易裂解，生成氣態烴，如CH4，C2H6，C2H4等。
3）含氧官能團的裂解。-OH煤中含氧官能團的穩定性順序為：-CH>=C=O>-COOH
羥基（-OH）最穩定，在高溫和有氫存在時，可生成水。碳基（=C-O）在400℃左右可裂解生成一氧化碳。羧基（-COOH）在200℃以上即能分解，生成二氧化碳。含氧雜環在500℃以上也有可能斷開，放出一氧化碳。
4）低分子化什物的裂解。煤中以脂肪結構為主的低分子化合物受熱后熔化，并不斷裂解，生成較多的揮發性產物。
通常煤在熱解過程中釋出揮發分的次序依次為：H2O，CO2，CO，C2H6，CH4，焦油，H2。
上述熱分解產物通常稱為一次分解產物。
1.1.2 二次熱分解反應
一次熱分解產物中的揮發件成分在析出過程中，如受到更高溫度的作用，就會產生二次熱分解反應。主要的二次熱分解反應有以下四類：裂解反應、芳構化反應、加氫反應、縮合反應。因此，煤熱解產物的組成不僅與最終加熱溫度有關，還與是否發生二次熱分解反應有很大關系。
在煤熱解的后期以縮聚反應為主。當溫度在550-600℃范圍內時，主要是膠質體再固化過程中的縮聚反應，反應的結果是生成了半焦。當溫度更高時，芳香結構脫氫縮聚，即從半焦轉變為焦炭。
1.2 氣化過程的主要反應
氣化反應按反應物相態的不同而劃分為兩種類型的反應，即非均相反應和均相反應。前者是氣化劑或氣態反應產物與固體煤的反應；后者是氣態反應產物之間相互反應或與氣化劑的反應。在氣化裝置中，由于氣化劑的不同而發生不同的氣化反應，亦存在平行反應和連串反應。煤氣化反應一般分為三種類型碳一氧之間的反應、水蒸氣分解反應和甲烷生成反應。
1.2.1 碳一氧之間的反應碳與氧之間的化學反應主要有：
C+O2=CO2
2C+O2=2CO
C+CO2=2CO
2CO+O2=2CO2
上述反應中，碳與二氧化碳之間的反應C+CO2=2CO是一較強的吸熱反應需在高溫條件才能進行反應。除此反應外，其他三個反應均為放熱反應。
1.2.2 碳與水蒸氣的反應
在一定溫度下，碳與水蒸氣之間發生下列反應：
C+H2O=C0+H2
C+2H2O=C02+2H2
上述兩反應均為吸熱反應。反應生成的一氧化碳可進一步和水蒸氣發生如下一氧化碳變換反應：
CO+H2O=CO2+H2
該反應為一放熱反應。
1.2.3 甲烷生成反應
煤氣中的甲烷，一部分來自煤中揮發物的熱分解，另一部分則是氣化爐內的碳與煤氣中的氫氣反應以及氣體產物之間反應的結果。
C+2H2=CH4
3H2+CO=CH4+2H2O
2CO+2H2=CH4+CO2
CO2+4H2=CH4+2H2O
上述生成甲烷的反應，均為放熱反應。
1.2.4 煤炭中還含有少量元素氮（N）和硫（S）等
它們與氣化劑以及反應中生成的氣態反應產物之間可能進行的反應如下：
S+O2=SO2
SO2+3H2=H2S+2H2O
SO2+2CO=S+2CO2
2H2S+SO2=3S+2H2O
C+2S=CS2
CO+S=COS
N2+3H2=2NH3
N2+H2O+2C0=2HCN+1.5O2
N2+xO2=2NOx
由此產生了煤氣中的含硫和含氟產物。這些產物有可能產生腐蝕和污染，在氣體凈化時必須除去。其中含硫化合物主要是H2S，COS、CS2和其他含硫化合物僅占次要地位。在含氮化合物中，NH3是主要產物，NOx（主要是NO以及微量的NO2）和HCN為次要產物。上述反應對氣化反應的化學平衡及能量平衡并不起重要作用。氣化反應為煤炭氣化的基本化學反應。不同氣化過程即由上述或其中部分反應以串聯或平行的方式組合而成。上述反應方程式指出了反應的初終狀態，能用來進行物料衡算和熱量街算，同時也能用來計算由這些反應方程式所表示反應的平衡常數。但是，這些反應力程式并不能說明反應本身的機理。
2 氣流床煤氣化工藝性能主要評價指標
2.1 有效氣體成分含量
煤氣是CO、H2、CO2、CH4、N2、NOx、H2S、SO2等多組分混合氣體，同時還含有未完全反應的O2和水蒸氣，CO和H2是煤氣中的主要成分氣體，其總量一般在70%以上。對于煤氣燃燒利用而言，CO和H2是煤氣中關鍵的可燃成分，增加CO和H2的含量，可以提高煤氣的熱值。同時，對于合成氨、甲醇等煤化工工業而言，CO和H2是重要的原料氣。在煤化工生產過程中煤氣中的CO需先經變換工段與水發生變換反應，生成H2和CO2，再對CO2進行脫除，H2用于氨/醇合成。因此，CO%，H2%以及（CO+H2）%反映了煤氣的有效成分的結構構成，是煤氣質量效果評價的極為重要指標。其計算公式如下：
2.4 煤氣化消耗指標
煤氣化消耗指標是反應氣化過程經濟性的評價指標。煤氣化消耗指標是指生產單位煤氣有效成分（CO+H2）所消耗的煤炭量或氣化劑量。工業上，單位煤氣有效成分常采用1000m3的（CO+H2）為單位。煤氣消耗指標主要包括比煤耗、比氧耗、比汽耗。其計算公式如下：
考察上述煤氣化性能評價指標，可以看出這些氣化性能評價指標并不完全獨立。其中有效氣體含量指標（CO+H2）%與CO%和H2%完全相關，而各類消耗指標比煤耗、比氧耗和比汽耗與產氣率、碳轉化率及己知的工藝條件如投煤量、氧量和蒸汽量等相關。鑒于此，本文研究所涉及的煤氣化性能評價指標僅取相互獨立的評價指標，具體為CO%、H2%、產氣率和碳轉化率。
3 結束語
總之，為了實現高碳資源的低碳化利用，我們必須逐步改變當前這種傳統意義的煤炭轉化利用方式轉而促進能夠有效提高煤炭轉化效率和質量，且環保效益好的以煤氣化為核心的新型煤化工的有序發展，而氣流床煤氣化技術將在新型煤化工中發揮著重要作用。
【參考文獻】
[1]廖漢湘.現代煤炭轉化與煤化工新技術新工藝實用全書[M].合肥：安徽文化音像出版社，2004.
關鍵字：污水處理、改造項目、工藝流程
中圖分類號：U664.9+2 文獻標識碼： A 文章編號：
目前，我國政府也加大了建設污水處理的力度，污水處理廠的數量每年都在增加。并且隨著污水處理技術的提高和國家對節能減排的認識，污水處理的排放標準也在不斷提高，為了達到標準，污水處理工藝流程也進行了相應的改造。學習國外的污水處理的先進技術和經驗，結合我國的國情及污水性質，在實際操作中取樣分析，采取行之有效、經濟合理的改造措施。
污水處理企業基本情況
本文以我國北方一大型綜合性煤化工企業為例，該公司現有的污水處理能力為200m3/h，隨著公司規模的擴大和新項目的投產，計劃將污水處理能力提高至250 m3/h，根據我國現行的《污水綜合排放標準GB8979-1996》中的二類一級的排放標準，同時保證周邊水源下游的居民生活用水安全，因此該公司要對原有的污水處理系統進行規模擴建和技術改造。
該公司原有的污水處理工藝為傳統的活性污泥工藝，整個工藝流程如下：污水先流經隔油池進行隔油，然后再流入調節池，在進入好氧/缺氧池內進行生物處理，最后在進入沉淀池進行沉淀回流，回流水池是消化液的回流取水池，更是水監測池。原處理設備主要為各一套污泥、污油處理設備，但是由于煤化工產物焦化污水水質復雜，含難降解物較多，現有的設備較為落后，采用的處理工藝較為簡單，不能夠適應新項目中更為復雜的污染物的處理和沖擊，因此這些設備和技術已經不能夠保證處理后出水排放標準，影響了附近水源的水質。
原污水水量、水質等排污情況
該公司原污水處理采取的是清污分流制，各個生產設備的排污水量水質等主要排污情況如下：
煤化工焦化后剩余氨水為15 m3/h；尿素廢水為49 m3/h；焦化酚水為38 m3/h；熱電廢水為10 m3/h；濁循廢水為20 m3/h；生活污水為30 m3/h；100萬噸的焦化設備預留為45 m3/h；總計水量為229 m3/h；設計規模為250 m3/h。
3.點源的治理說明
企業原有污水處理系統存在的問題：原有的污水處理工藝不能夠進一步去除COD和氨氮的單元；缺少不能夠進一步的去除難降解的COD單元；原有污水處理工藝處理能力不足，不能夠達到250 m3/h的處理水平；原污水處理系統不能夠及時應對進水水量、水質的波動；原污水處理設計的處理出水標準不能夠滿足我國現行的《污水綜合排放標準》中的關于排放標準的相關規定；原有的設備如羅茨鼓風機等設備老化陳舊，故障多發，風量不足，不能夠滿足日益增長的污水吃處理要求。
4點源治理范圍
4.1改造范圍
4.1.1蒸氨系統的改造
根據國家環保總局頒布的《環境污染治理設施運用資質分解分類標準》中的相關規定對回收車間內的蒸氨系統進行基礎改造。
4.1.2硝銨中和廢水進行回收利用的改造
該公司為煤化工企業，在生產硝銨時會生產大量的蒸汽冷凝液產物，硝銨溶液進行蒸后也會生產大量氨氮冷凝液。因此要對其中和進行改造。
4.1.3尿素水解的解吸系統改造
尿素水解解吸系統預計每小時能夠處理濃度為7%的冷凝液約22.9噸，基于原設施該系統負荷增加了近30%，并且冷凝液成分增加，如閃蒸汽等。系統負荷較重，盡管能夠勉強達標，但是出水水質不能滿足設計標準。
4.1.4清污分流改造
由于該公司的下水系統使用多年，管道失修，凈水和污水發生串漏、滲漏現象，部分地方的下水井甚至發生互聯的現象，因此急需改造。
5.改造后的污水處理工藝流程
改造后，污水處理工藝流程大大提高了污水處理的效率（如圖1所示）。改造后該公司污水處理的工藝流成變化有以下幾個方面：
圖1 污水處理改造后的工藝流程圖
根據該公司擴大生成規模后，煤化工污水的成分，其中濁循環排污水和剩余的氨水中所含的氨氮成分占有較大比例，對此處理的單元改用新型工藝吹脫除氨氮工藝，將污水中的氨氮脫除，其具體過程為：在合理的溫度和PH值環境下，將氣體溶入水中，保持氣液充分接觸，水中的游離氨氮就能夠自由穿過氣液界面。莊毅至氣相，最后脫除氨氮。
針對污水中所含成分復雜的油質，采用立兩級隔油處理進行去除，其能夠最大限度的將水中的浮油、重油以及乳化油等不同的油質去除，并且還能夠有效的分離焦油和浮油。
此外，由于原水中的高氨氮含量，在新擴建的污水處理工藝環節中，最主要的工藝就是A2/O處理工藝，簡單的說就是三個處理環節厭氧、缺氧、好氧。在達到COD的去除標準的同時，將分別進行污泥回流后消化液回流，最后通過氧化形成的硝酸氮回流到厭氧池內，與反硝化菌反應形成產物氮氣，最后從水中分離出來，提高污水的脫氮效果，保證其達到排放標準。
在上述工藝A2/O進行處理末期，需要進行氧化絮凝處理工藝，將復合氧化劑投入到水中，與難降解物質產生反應，促使其開環斷鏈，合理對污水的B/C進行調整，提高其后續的生物處理單元的處理效率。與此同時，將無水腫剩余的細小需服務和膠體微粒通過自然靜沉法進行沉淀，提供水的清度。
最后一個進行的處理單元為BAF單元，經過前面的高級氧化處理工序，大部分的比較難生物降解的有機物都已被開環斷鏈，形成比較易于生物降解的小分子有機物，在經過這個處理單元，可以有效的去除這些小分子有機物，是出水達標的最后一個重要的環節。
6、總結
綜上所述，筆者以我國某大型煤化工企業為例，簡單闡述了該公司污水處理改造項目的改造前后工藝流程的改變。通過這些工藝流程上的改變可以看出，該公司的新建項目能夠有效的保證污水處理效果達到國家規定的排放標準，并且能夠最大程度上降低達標污水的排放量，避免了對該公司周圍地下水系和附近水源的造成的水環境污染，保證了周邊居民的生活用水安全，這值得我國的絕大部分化工企業污水處理進行學習借鑒。
參考文獻：
侯海坤，化工企業污水處理改造工藝流程分析 【J】，科技論壇，黑龍江科技信息，2011（10）；
關鍵詞：煤化工 化學污染 廢水處理
中圖分類號：X74 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（a）-0056-02
化學工業一直是我國經濟的支柱產業之一。我國近年來的煤化工產業得到飛速發展，煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣和煤制乙二醇都是國家所重視的新型能源。但是煤化工在生產過程中要消耗大量的水資源，也容易產生大量的廢水，造成嚴重的水源污染。對此要從技術上進行改進，提高煤化工的廢水處理技術的水平，對廢水實行凈化和重復利用，提高水資源的利用率。
1 煤化工廢水的來源以及特點
煤炭是煤化工的主要原料，運用一系列技術手段，將煤炭轉化為燃料和化學產品的過程。在煤化工的生產過程中，有多個工序都容易產生廢水，比如：鼓風冷凝、脫硫、除氨等。煤化工的廢水中含有大量的酚和氨，還有焦油、苯酚、氰化物、硫化物、COD等污染物質，具有強烈的毒性[1]。如果不能采用有效地措施對廢水進行處理，會降低土壤的質量，對環境造成不可預計的負面影響。
煤化工廢水的主要特點有如下幾方面。
第一，難以被降解。煤化工廢水當中含有大量的有機物，比如：喹啉、異喹啉、聯苯，這些有機物的結構異常穩定，很難被降解，給煤化工廢水的處理帶來了巨大的困難。
第二，顏色深，污濁程度高。在煤化工進行生產時，各個環節都能夠產生一定的廢棄物，融入工業廢水當中。這就造成了工業廢水成分復雜，各種污染物質混合在一起，顯得特別污濁。
第三，污染成分復雜。煤化工的生產工藝很復雜，具有多個生產環節。這些環境中都會產生污染物質，這些污染物質集中在廢水當中，成分復雜，大大增加了廢水處理的難度，提高了對廢水處理技術的要求。
2 煤化工廢水的處理技術
2.1 預處理
2.1.1 氣浮法
這一方法主要是針對廢水中的油類物質進行去除和回收。主要工作原理是：向廢水中通入空氣小氣泡，促使小氣泡與水中的油滴顆粒粘附在一起，再把利用特殊方法把氣泡從水中排出去，達到了分離油質成分的作用。氣浮法對于懸浮物的處理效果顯著，而且產生浮渣容易運輸和再次利用。但是氣浮法只對于油類物質具有明顯效果，所以經常要與其他方法配合使用。
2.1.2 混凝沉淀法
混凝沉淀法是為了出去廢水中懸浮的有機物，以便進行后續的生物處理。這種方法主要是利用重力作用讓水中的固體懸浮物下沉，從而與液體分開。在工業廢水中加入混凝劑，比如：鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵和聚丙烯酰胺，來強化沉淀效果。采用混凝沉淀法，需要根據廢水成分的不同、pH值的不同來采用不同種類和用量的混凝劑。這種方法的優點是流程簡單、花費資金少，能夠實現大批量的廢水處理；缺點是對于COD的去除沒什么效果，而且容易生成大量難以進行脫水處理的泥渣。
2.1.3 MAP化學沉淀法
MAP化學沉淀法是為了去除煤化工廢水當中的氨和氮。由于含有氨和氮的復鹽，比如：磷酸銨鎂、磷酸銨鋅等，不容易在水中溶解，所以，要向廢水中加入磷酸根離子和一些金屬離子，來與高濃度的氨和氮生成沉淀進行分離。目前，對含氨氮廢水的處理，主要是向其中投入氯化鎂和磷酸氫二鈉。由于生成的沉淀物英文縮寫為MAP，所以這種方法被稱作MAP化學沉淀法。MAP化學沉淀法對于廢水中的氨和氮去除率很高，工藝流程也不復雜，沉淀反應不會受到溫度和水中毒素的影響，生成的沉淀物也沒有后續污染。
2.1.4 溶解萃取脫酚法
通過溶解萃取對廢水進行脫酚處理，能夠回收廢水中的酚成分。酚在一些特定的溶劑中的溶解度比在水中的溶解度大[2]，這一特質就是溶解萃取脫酚法的工作依據。將含酚的工業廢水和容易溶解酚的萃取劑共同投入萃取設備當中，然后再通過精餾塔將酚和萃取劑分離出來，得到能夠繼續循環使用的萃取劑和脫酚廢水，達到提取廢水中的酚的目的。經過處理后的脫酚廢水，可以經由溶劑回收塔流向下一廢水處理環節。
2.2 生化處理
2.2.1 SBR工藝
SBR工藝是一種出現于20世紀70年代的新技術，主要適用于生物降解和脫氮除磷。SBR工藝包括5個工作流程，既進水、反應、沉淀、排水、閑置等。這一工藝方法能夠實現生物降解、沉淀、均化和終沉等功能于一體，由高科技設備進行自動控制，不需要再設置污泥回流系統。SBR工藝的反應池具有良好的生化反應能力和污水處理能力，能夠有效抵抗污泥膨脹帶來的沖擊，穩定地進行工作[3]。
2.2.2 固定化生物技術
固定化生物技術能夠有效處理廢水當中的難降解有機毒物，是近年來研發出來的新型廢水處理技術，在固定優勢菌種時具有很強的針對性和可選擇性。采用這種技術對工業廢水進行處理，能夠提高生物反應器內部的微生物的細胞濃度和純度，有利于高效菌種保持活力。通過這種方法來處理工業廢水，產生的污泥較少，容易去除大量的氨，形成固體和液體分離開的處理產物。
2.2.3 A2-O法
A2-O法又叫做低氧-好氧法，對于工業廢水當中的氨氮和有機會具有顯著的處理效果。A2-O工藝是在A-O工藝的基礎上進行改進的工藝方法。相比A-O工藝，A2-O工藝在缺氧池之前多設置了一個厭氧池。在煤化工的廢水當中，往往會含有大量的雜環及多環的芳烴類有機物，這些有機物在氧氣充足時不容易發生生物降解，必須要經過厭氧酸化處理，才能夠容易發生生物降解，或者轉化為小分子。
2.3 深度處理
2.3.1 活性炭吸附法
活性炭是一種黑色、多孔的固體炭，具有很強的吸附性，在工業生產中常常被當作吸附劑來使用。活性炭吸附法，就是利用活性炭的這一特質，對煤化工廢水進行深度處理。活性炭的孔洞表面具有大量的羧基、羥基、酚羥基和內酯，對COD具有明顯的去除效果。科學調查表明，在pH值為6的環境下，向50 mL廢水當中投入一克活性炭粉末，1 h能夠去除98.5%的COD。
2.3.2 催化濕式氧化法
催化濕式氧化法，就是在高溫、高壓、催化劑等條件下，促進廢水當中的氧化作用，把廢水當中的有機物分解成二氧化碳、水和氮氣等無害物質。目前這一方法的應用主要體現在兩個方面：高濃度、難降解的有機廢水的預處理；包含有毒物質的工業廢水處理。這種方法的特點是用途廣、氧化速度快、廢水處理的效率高、工藝流程簡單、不容易產生二次污染。使用這種方法，催化劑昂貴的價格和高處理成本是主要的限制條件。另一方面，使用催化濕式氧化法需要高溫高壓的工作條件，對工藝設備具有很高的要求。
2.3.3 臭氧氧化法
臭氧氧化法具有瞬時反應、沒有永久性殘留物、處理效率高等特點，被應用于煤化工的廢水處理當中。其主要工作流程如下：首先，在隔油池內分理出廢水的油和酚，然后進去調節池進行PH值的調節，最后與臭氧一起通過氧化器進行氧化，通過氧化器的時候一般以一種噴射的方式來進行。由于臭氧不容易儲存，需要在生產之后立即進行使用，所以，不容易調節臭氧的輸出量，在廢水的水質發生變化時的適應性差。另一方面，這一工藝方法容易消耗較大的投資和耗電量，實行的成本過高，還容易造成臭氧泄露，對周圍環境和生物形成危害。
3 處理工藝
下圖為筆者所工作的寶鋼焦化廠某分公司煤化工企業污水處理工藝流程見圖1所示。
上述工藝的廢水處理過程中，對傳統的工藝流程進行了改進。經處理后送深度回用處理站作最終處理，廢水站運行過程中產生的水泵機封冷卻水、場地清洗水、設備檢修排水等全部收集后處理，因此可以達到區域內無廢水外排。經過3年的現場運營，效果良好，最終70%的煤化工廢水處理成了工業用水，在其余單元內回用；10%的納濾（納濾）濃水送三燒結混合機拌料處理，20%的二級RO（反滲透）濃水用作煉鐵廠1#燒結機的干法脫硫裝置的煙氣冷卻水，達到廢水“O”排放的目標，這也是國內鋼鐵企業處理焦化廢水做的最好的。
4 結語
煤化工的廢水處理，是推動煤化工綠色化、環保化的重要工作內容之一。煤化工廢水的成分復雜，容易對環境和人體健康造成嚴重的破壞。為了降煤化工廢水的惡劣影響降到最低，必須提高廢水處理技術的水平，研究出低成本、高效率、高去除率、無二次污染新型廢水處理技術，這樣才能夠促進煤工業的可持續發展。
參考文獻
[1] 姚碩，劉杰，孔祥西，等.煤化工廢水處理工藝技術的研究及應用進展[J].工業水處理，2016（3）：16-21.
關鍵詞：煤化工；低溫甲醇洗技術；應用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.047
0 引言
在煤化工生產工作，使用低溫甲醇洗技術能夠有效降低生產時的能源損耗，甚至可以使得部分能源能夠得到回收和再次利用，進而緩解煤化工生產能源緊張的現象。因此，相關技術人員必須分析如何在煤化工生產中更好地應用低溫甲醇洗技術，推動煤化工事業的更好發展。
1 低溫甲醇洗技術
1.1 原理
在煤化工生產工作，為了去除變換氣中的酸性氣體成分，必須要使用凈化裝置。凈化的過程當中低溫甲醇洗技術可以作為一個很好的吸收劑，作為一種物理吸附過程。在特定的零下50攝氏度的條件下，對于COS、硫化氫、二氧化碳等氣體，甲醇都能夠對其進行大量的吸收和溶解。若想控制氣體的吸收程度，只需要調整甲醇的壓力和溫度即可，若想再生出富甲醇，則只需要通過閃蒸或者氮氣氣提。通過對富甲醇的閃蒸，甚至可以提供較好的冷卻條件。循環壓縮之后，閃蒸氣將通過洗滌塔再次進行循環，從而維持循環過程當中的水平衡。排除的甲醇能夠回收再尾氣洗滌塔中，進而降低甲醇的損耗，酸性氣體將由硫回收裝置進行回收處理[1]。
1.2 工藝流程
通過對其工藝流程的分析可以發現，在甲醇洗滌塔中，低溫甲醇會得帶脫碳和脫酸處理。在兩個閃蒸分離器當中會進入富甲醇液，然后對閃蒸汽體循環、加壓，將其輸送至甲醇洗滌塔。富甲醇閃蒸之后會被輸送到硫化氫濃縮塔，并在一個常壓的狀態之下完成對其的閃蒸和氣提處理，生出二氧化碳氣體。隨后，熱再生塔將進入富硫半貧甲醇，并在再沸器的作用下完成熱再生。最后，硫回收裝置將會輸入所產生的硫化氫氣體，隨后在貧甲醇泵中對貧甲醇進行加壓處理，再生的甲醇再輸入到甲醇洗滌塔當中。
2 低溫甲醇洗技術存在的問題
隨著我國各大化工企業對于低溫甲醇洗技術工業社會的大量建設和運用，低溫甲醇洗技術的技術缺陷越來越明顯，這些技術問題嚴重阻礙了順利實現低溫甲醇洗技術應用的步伐，對各個企業的生產效益造成了不良影響，因此下文對低溫甲醇洗技術存在的問題進行分析，為有序開展化工企業的生產提供良好的技術保障。
（1）在合成氮的生產過程當中，混合氣體洗除工藝的最終凈化效果受著該技術工藝裝置中的冷量充分狀態的影響。該裝置在實際的運行當中，經常存在冷量不足的問題，尤其是在高溫季節這種現象極為明顯，且這個問題直接影響著稀氨水氨氣吸收能力下降、貧液的溫度升高和吸收量不足、氨氣吸收制冷裝置功能異常等等問題。因此，相關技術人員必須對該技術進行針對性改良。
（2）部分煤化工企業在生產的過程中，經常會出現混合原料中S元素含量過高的現象，進而影響著后續環節中可能會出現設備管理結構腐蝕以及催化劑中毒的現象。設備管路腐蝕會阻礙生產的順利進行，使設備維修保養的成本也大幅增加。催化劑中毒則會極大程度上影響著催化劑的化學性質，使其無法降低生產中的活化能[2]。
（3）在煤制甲醇生產的過程中，應用該技術可能造成甲醇消耗量過高問題。影響甲醇純凈度的主要因素就是甲醇的循環率不足。而甲醇消耗率過高，主要是因素設備裝置漏、滴、冒、跑和氣體夾帶等等有關。
3 在煤化工中對低溫甲醇洗技術的應用
（1）煤制合成氮。由于我國對化肥需求了的巨大，使得合成氮工業取得了快速發展，其具有廣闊的發展前景和較為良好的經濟效益。在煤化工的生產當中，對于煤制合成氮的運用也越來越多，煤是其中最主要的原料。通過低溫甲醇洗技術，經過一系列的化學反應的過程，可以生產出許多產品，例如硝酸、苯胺等等。在生產的過程當中，主要是對氨的最終合成、低溫甲醇的洗出、一氧化碳的轉化、煤炭的氣化等等。在煤制合成氮中對于低溫甲醇洗技術的應用，不僅可以使換熱器等設備的損耗得到降低，與此同時還可以提高生產的效率。與其他工藝相比，利用該技術對煤制合成氮進行制取具有很大的優勢，例如工藝能耗減少、溶劑損耗減少和氣提凈化度更高等。
（2）煤制天然氣。在當前社會當中，天然氣成為了一種極其重要的資源，但是目前我國天然氣的儲量有限，隨著人們不斷的消耗和開采，現有的天然氣已經難以滿足人們使用的需求。因此，為了緩解這一問題，利用煤制天然氣具有極其重要的意義。相對于其他的工藝而言，煤制天然氣的生產更加復雜，完成一氧化碳轉化、煤炭氣化之后，還需要運用該技術對煤氣進行精華處理，使用該技術可以較好地脫除煤氣中的硫化氫和COS等氣體，能夠使得最終天然氣的制取純度得到有效提升[3]。
（3）煤制甲醇。在我國經濟快速增長的背景之下，甲醇作為一種極其重要的工業基礎生產原料，工業生產對其的需求越來越大。在煤化工生產當中，經常需要對甲醇進行制取處理，主要包括甲醇的最終合成、低溫甲醇的洗出、一氧化碳的轉化、煤炭的氣化等流程。其生產的過程極為復雜，生產過程中會產生大量酸性氣體，而使用低溫甲醇洗技術不僅能夠使得甲醇的損耗相應減少，并且可以對酸性氣體進行回收再利用。
（4）其他煤化工領域。該技術除了以上三種應用之外，在其他煤化工的領域當中也對低溫甲醇洗技術有著廣泛運用，該技術的運用能夠使得酸性氣體得到十分徹底的凈化。例如在制備乙二醇時，為了達到較高的含硫量，確保催化劑的效果，必須選取出口小的反應裝置，而在這過程中對低溫甲醇洗技術進行應用，能夠脫除大量的酸性氣體，使得最終產品的純度和質量得到良好保障。
4 結語
綜上所述，在目前的煤化工領域當中，低溫甲醇洗技術的應用十分廣泛的，其發揮出了極其重要的作用和良好的效果。隨著相關技術的發展，在今后煤化工領域的發展過程中，對于低溫甲醇洗技術的應用會更為廣泛。
參考文獻：
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[2]楊震東，章華勇，金力強，吳彩萍.分流式低溫甲醇洗技術[J].氮肥技術，2015（02）.
1.1煤化工企業性質決定了技術工作的重要性
現代煤化工是以技術為主導，以一體化、大型化、園區化、循環化為特征的資金、技術、資源密集型企業。其投資動輒數十億元，甚至數百億元，引進了國內外大量高新技術，吸引了大量專業技術人才，形成了煤化工項目復雜的工藝技術流程以及大型化、集成化的生產設備、輔助設施。設備裝置的高度集成、工藝技術的高度耦合，對技術工作提出了極高的要求。煤化工項目選用什么樣的工藝技術，采用什么樣的工藝流程以及每個生產裝置的技術細節都是技術工作的范疇，并在很大程度上影響了煤化工企業的投資方向、資金用量以及資源的聚集方式。因此，構建一支專業齊全、素質過硬、數量保證的專業人才隊伍，積極開展煤化工技術工作，對于現代煤化工企業是極其重要的。
1.2企業管理內涵決定了技術工作的重要性
煤化工屬于高危行業，存在高溫高壓、易燃易爆、有毒有害等風險。鑒于煤化工特殊的行業特色，現代煤化工企業的管理工作內容要比一般企業更為豐富，標準要比一般企業更為嚴苛，技術管理工作在日常管理工作中的地位也更加突出。以煤制天然氣企業為例，項目在開展可行性研究、總體設計、工藝包引進、基礎設計、詳細設計等各階段工作中充斥著大量的技術工作。各項技術工作的深度、廣度和各環節的協調程度，影響項目建設進度、工程投資、工程質量以及項目投產后的日常運營管理。但一些大型煤化工項目業主和設計單位重速度輕質量，不顧設計規律，拼命索要設計圖紙，壓縮設計時間，甚至采取“邊設計、邊施工、邊修改”的做法，導致項目建設中不斷變更設計，建成后麻煩不斷。因此，要做好企業的日常管理工作，首要是尊重技術工作規律，以良好、扎實的技術工作為基礎，進一步規范企業管理，杜絕系統無計劃停車，實現經營的連續穩定。
1.3企業的生產運營決定了技術工作的重要性
現代煤化工企業日常生產運營的目標是安全、穩定、長周期、滿負荷、優質運行。就是要求場內外主體生產裝置、公用工程、輔助設施以及其他相關的配套工程能夠形成一個完整的系統的生態鏈。各個環節有效銜接，協調運轉自如，信息流轉順暢，發現問題能夠及時有效地解決。要實現上述運營目標，離不開強有力的技術支撐，需要建立一支有豐富煤化工企業運營經驗的技術團隊，滲透到企業生產運營的各個環節，加強技術攻堅，及時發現和高效解決現場的各類技術故障。
1.4技術工作復雜性決定了技術工作的重要性
現代煤化工技術的成熟度應當以其使用的普及程度來確定。目前除了美國、南非以及前民主德國外，現代煤化工項目在其他國家尚沒有實現規模化量產。大唐克旗煤制天然氣項目僅開車運行1個月后就發生故障，不得不停產檢修，恰恰證明煤制天然氣技術看似成熟，實則還有部分問題尚未解決或在實踐中尚未體現。單個系統、單個裝置在中試時可能是正常的，而一旦工業化放大后就可能出現很多不確定因素；單個系統、單個裝置在獨立運行時可能是正常的，可一旦融入整個生產系統就可能出現各種各樣的問題。這說明現代煤化工技術是極為復雜的，不能輕言成熟。目前，現代煤化工項目，離規模化量產還有一定的距離。但社會對現代煤化工的期望值很高。技術工作的復雜性，凸顯了技術工作的重要性，要求煤化工企業從一開始就要考慮未來項目的經濟運行環境，考慮項目的安全、穩定、長周期、滿負荷、優質運行。
1.5項目肩負的示范任務決定了技術工作的重要性
當前，許多現代煤化工項目從政府批復項目“路條”起，就擔負著許多示范任務。這些是國家下達的硬指標，必須要完成。示范任務本身具有探索性、開拓性，需要通過部分項目先行先試，了解相關指標后才能進一步推廣，實現規模化、產業化。通過技術攻關，完成示范任務，推動某一產業逐步成熟，有利于避免盲目投資造成的巨額經濟損失，有利于引導產業健康發展。這對技術工作提出了很高的要求。不過從煤化工企業的建設運營實踐工作來看，部分企業的化工專家話語權不夠。在上層的決策中，專家的聲音無法傳遞到決策層中，出現了外行管理內行、重大技術問題決策不征求化工專家意見的現象，甚至有部分企業認為以前搞煤炭、搞電力的一樣可以搞好煤化工，導致部分項目設計不合理，不能實現滿負荷運轉以及項目決策失誤。煤化工企業發展實踐證明，在項目決策中需要尊重技術人員的意見，在頂層設計、制度安排、體制機制、業務流程等方面保障化工專家的話語權。
2現代煤化工企業技術工作標準
當前，煤化工產業借力煤炭價格下降、煤炭企業延伸產業鏈和轉型發展的需求，已經進入深度調整期和發展醞釀期。現代煤化工產業將快速發展，對技術工作提出了很高的要求，主要體現在以下幾個方面：①可靠性。就是要求技術人員全程參與項目前期、建設期、聯動試車以及竣工后的生產運營，熟悉生產工藝，處理技術難題，確保盡快打通生產工藝流程，盡快產出合格產品，實現滿負荷運轉。可靠性是對技術工作的最基本要求。②合理性。是指工藝技術方面的合理，就是要求在選取什么樣的工藝技術、選用國內的還是國外的工藝技術、考慮工藝裝置的設計能力等過程中進行充分研究論證，提出論證意見，確保在滿足生產系統和環保要求的前提下，控制工藝裝置裕量和工程造價。③經濟性。就是要求在開展總體設計、基礎設計和詳細設計過程中借鑒在建和建成項目的經驗教訓，通過對項目工藝技術路線的合理優化，簡化工藝流程，控制工程造價，提升裝置運行效率，提升企業經濟效益。④嚴謹性［1］。就是要求技術人員，是化工專家能以審慎的態度、科學的精神和嚴謹的作風開展技術工作，說出來的話、出具的審查意見需要有科學依據作為支撐，不能信口開河、人云亦云，要始終保持戰戰兢兢、如履薄冰的精神狀態解決示范項目推進過程中的技術問題。⑤風險性。就是要求技術人員在開展技術工作過程中，一方面關注項目自身各類技術拼盤相互銜接的技術風險，另一方面關注現代煤化工最新技術進展，關注常規能源和非常規替代能源的勘探開發技術進展，了解煤化工產品的市場需求和國家產業政策走向，掌握示范項目的示范效果，以便及時調整工作思路，降低、規避技術風險［2］。⑥示范性。就是要求技術人員在開展技術攻關時能突出重點，在沒有成熟經驗可供借鑒的示范任務上，要傾注更多的工作精力，集中更多的工作資源，確保圓滿完成示范任務，為國家制定產業政策、確定產業走向、推動產業升級積累可供借鑒推廣的先進經驗和參考依據。
3推動煤化工企業技術管理的思路
現代煤化工企業技術工作難度大、責任重，從企業高級管理人員、技術人員到基層崗位操作員工，哪一個環節出現問題，都可能造成事故，輕則經濟損失，重則人身傷亡、威脅環保，造成巨大的社會影響。就必須要有一個好的工作思路，一套好的制度安排以及一支好的技術團隊。
3.1形成一個統籌全局的工作思路
開展技術工作，需要形成宏觀的、系統的、戰略的、縝密的、邏輯的思維，善于將點滴問題放在系統中去思考。通過制定系統化的解決方案，統攬全局、總體安排、分步實施、逐個攻破，從而解決整體問題。統籌全局的工作思路還要求技術工作不能發現問題才被動地應對問題、解決問題，而要對工作有超前性預判，解決問題于未萌之中。具體到項目建設中，就是要對項目基礎設計進行獨立自主地、認真細致地審查，不能對設計單位有依賴思想。因為出發點的不同，設計單位承接項目業主單位的設計任務、簽訂設計合同，所需要做的就是按照既定的輸入條件，完成設計任務，提供符合要求的設計產品。
3.2建立一套科學規范的制度安排
一個好的制度體系可以讓壞人變好人，讓散兵游勇變成技術尖兵團隊；一套設計不合理的制度體系，會讓好人變壞人，更談不上團隊合作。目前，現代煤化工企業正處于深度調整期和發展醞釀期，有業內專家提出，現代煤化工企業“煤質對路則成，管理對路則順”［3］。整個產業醞釀一場發展的大風暴。要想在這場發展風暴中前行，就必須建立一整套科學規范的制度體系，加強對人的管理、對物的管制、對流程的規范、對結果的考核獎懲。當前，部分企業出臺了一些基本制度及配套管理辦法和操作細則，但總體來說還是亡羊補牢式的管理模式，縫縫補補，缺乏系統性，缺少統籌規劃，下一步需在實踐中不斷完善。具體到煤制天然氣項目來說，項目對人才的需求旺盛，但市場上人才不足，部分技術人員是剛從高校畢業的學生，沒有經驗積累。要使這部分技術人才快速成長起來，必須要堅持會議制度，通過會議互通有無，教學相長；必須堅持安全教育先行，從項目建設期就要開展對員工的安全教育，不能等到試生產以后再開展，應通過長期教育，形成良好的安全習慣；必須堅持從嚴考核、剛性約束，對不符合企業要求的員工要堅決淘汰；必須不斷完善管控體系，隨著項目的建設推進，形成一整套技術規范，使員工工作有規范，企業管理有基礎，考核獎罰有依據。
3.3打造一支堅強有力的技術團隊
傳統煤化工產能嚴重過剩，對其進行結構調整是發展的必然趨勢。由于國內傳統煤化工技術低下，綜合經濟效益日漸下降。雖然僅有個別企業和石油化工聯系密切，產品多樣新穎，發展生存較好，但仍然存在產能過剩，競爭加劇的難題。十幾年來，曾一度是亮點的焦爐煤氣加工行業，現如今也因市場疲勞，導致難以繼續發展的困境。煤液化產品有巨大的市場潛力，但是由于工藝流程、工程技術密集度高、操作難度大，還沒有大范圍應用，是我國新型煤化工技術考慮發展的方向。近幾年來，很多以甲醇、合成氨、聚氯乙烯等為主要產品的傳統煤化工產業建設迅速發展，可以看到大部分傳統煤化工依舊是只靠上項目求發展，并沒有創新。但是也存在一些傳統煤化工企業在技術集成和技術創新方面的努力，提高了合成氨裝置的能力，大幅減少綜合能耗，整個工藝流程的自動化水平和操作安全度明顯提高，而且還實現了廢水綜合利用。
2新型煤化工技術
2.1技術特點
產品以潔凈能源和可替代石油化工產品為主在以前，可以通過發展煤化工，為用戶提供終端產品以及其它諸如焦炭、化肥、煤焦化、煤氣化、合成氨、煤制活性炭等的工業原料與燃料等等。目前，新型煤化工可生產出煤化工獨具優勢的芳香烴類產品，主要以生產潔凈能源和可替代石油化工如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）、電力、熱力等為主要產品，以及煤化工獨具優勢的特有產品，如芳香烴類產品。為滿足未來幾十年我國社會經濟發展水平，這些產品起著非常重要的作用，而且這些產品以進口替代品為主。技術系統將采用高新技術及優化集成工藝新型煤化工按照煤種以及煤質特點的不同可利用不同的煤轉化高新技術，同時在能源梯級運用、產品構成模式上進行不同工藝的集成結合，形成完整的體系。對于經濟效益，如煤氣化-合成油、煤直接液化以及其它化工產品、煤氣化-化工合成-電力多聯產體系等。煤炭資源的有效、合理利用通過煤炭的潔凈、合理與高效利用相互結合可發展新型煤化工生產，實現不同質量煤炭的合理使用，保證煤炭資源能夠有效、合理的利用。高硫煤作直接液化或煤氣化原料利用；高活性低變質煤的化工轉化利用；多煤種的全面使用都可通過煤炭的潔凈、合理以及高效利用而獲得。煤氣化、燃燒等產生廢渣的利用；煤焦化剩余煤氣、合成尾氣的利用等都屬于新型煤化工資源的綜合高效利用。
2.2煤化工產品
近年來，我國聚乙烯、聚丙烯產量的增長速度遠跟不上其需求速度，且缺口有越來越大的趨勢。隨著國民經濟的快速發展，國內合成工業對于乙烯、丙烯等原料的需求量將不斷增大。通過發展新型煤化工產業，以煤為原料制取乙烯、丙烯的原料或直接獲得產品，還可以得到能替代石油化工的其它產品，具有非常重大的意義。這項產業不但能減輕石油加工在發動機燃料油和化工品兩類產品原料不足的矛盾，同時也緩解了國內石油供需矛盾、減少了我國對上述原料進口的依賴程度。代用液體燃料（甲醇、二甲醚等代用燃料或化工品）甲醇不僅作為汽車燃料，同時也是重要的化工原料。二甲醚可以代替柴油用于發動機，也可替代天然氣作為民用燃料。目前，由于建設規模、技術、生產成本等原因，我國甲醇需求巨大，每年需進口百萬噸以上，而生產能力和需求量也都呈逐年遞增的趨勢；一步法二甲醚合成技術目前正處在開發階段，如果作為廣大村鎮的民用燃料，具有非常巨大的市場潛力。
2.3電力、熱力
電力是我國能源建設的重點，根據我國國民經濟發展的需求，預計未來20年年均發電裝機容量的增長率要保持在6%以上。新型煤化工聯產系統可以將化工合成等產生的可燃尾氣、余熱等用于聯產電力，但是在發展的初級階段，為緩解大型煤化工用電負荷快速增長的壓力，可自行配套生產電力、熱力的副工廠。近年來出現一種新型煤化工與IGCC發電等新技術集成的聯產系統，這種系統是未來可能成為煤炭潔凈發電的主要途徑。
3結語
Abstract： Based on the characteristics of Coal Chemical Technology course， and combined with the author's teaching experience， this article discusses on how to make students understand， recognize and apply the professional course. The author's teaching experience is stated in this article in hope of getting more improvements and support in the future teaching.
關鍵詞： 煤化工工藝學；教學；體會
Key words： coal chemical technology；teaching；experience
中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）02-0238-02
0 引言
《煤化工工藝學》是煤化工專業的專業必修課，煤化工專業在我校是屬于化學工程與工藝專業的一個方向。為了順應國家大力發展煤化工產業的大戰略，培養煤化工專業的應用型人才迫在眉睫。而只有學懂《煤化工工藝學》，才能基本了解煤化工專業的實質內涵。《煤化工工藝學》課程的主要內容包含：煤的低溫干餾、煉焦、煉焦化學產品的回收與精制、煤的氣化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生產的污染與防治，內容涉獵了煤的絕大部分轉化原理、工藝及其方法。通過本書的學習，可以使學生獲得專業基本知識，具備在專業生產第一線工作的基本能力。所以教授好這門課程，并且使學生獲得必要的收效顯得尤為重要。
《煤化工工藝學》是一門以應用為主的專業技術課，學生學起來比較抽象難懂，因此比較科學而易懂的講授方法，才能夠與學生引起共鳴，達到較好的收效。這門課程的基礎課是《煤化學》、《有機化學》、《化工原理》、《物理化學》等，作者本人講授《化工原理》和《煤化學》課程多年，同時結合自己多年的生產實踐經驗，在駕馭這門課程方面談一下自己的教學體會。
1 合理分配課時，順應人才需求
我校引用的《煤化工工藝學》教材是大連理工大學郭樹才老師編寫的，建議課時80學時。而我校在教學計劃中規定課時是128學時，大三下80學時，大四上48學時，因此在分配教學內容時，筆者將煤的低溫干餾、煉焦、焦化產品回收與精制三大部分放在大三下的80學時里，把煤的氣化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生產的污染與防治放在大四上。這樣分配的優點在于：大三下的內容主要是傳統煤化工的精髓，學生利用較多的學時理解、消化、吸收；大四上的內容主要是新型煤化工的知識，并且是傳統煤化工與石油化工的交匯。從我校的特色辦學里可知，我校的煤化工專業既保留了煤化工專業的特色，又吸收了石油加工專業的營養，具有大化工的優勢。同時，由于國內現在煤化工的開發利用重點在煤氣化、煤液化以及煤制天然氣等方面，所以把新型煤化工知識放在這個學期學習，可以使參加應聘的同學很容易回憶起所學過的東西，面試時更有自信。
2 內容詳略有當，緊跟學科前沿
郭樹才老師的《煤化工工藝學》是按照80學時的課程來設計的，我們拆開來講解，如果只理解課本上的知識遠遠不能滿足教學需求，因此，必須依托課本，適度引進《煉焦工藝學》、《煤化學產品工藝學》、《煤炭氣化工程》、《煤炭直接液化》、《煤炭間接液化》、《煤基醇醚燃料》、《煤化工過程中的污染與控制》等相關教學內容，才能達到既使課堂內容飽滿，又使學生了解學科前沿，了解新裝置、新技術、新工藝的發展動態，具有對新裝備、新技術、新工藝、新方法理解、運用和掌握的初步能力。
比如在第一章，煤炭的低溫干餾內容里，實質重點是煤的低溫干餾和中溫干餾的基本原理、工藝過程、主要設備以及主要技術，為第二章煤的高溫干餾做足了鋪墊。在講解的過程中，筆者就結合國內的央企大唐國際比較成熟的“褐煤提質工藝”，以及《煤化學》教材中講到的相關煤的基本性質與工藝性質來做適當重點講解，這樣，既使學生回顧起來《煤化學》課本上的基本重點知識，又使學生了解了煤低溫干餾工藝的風向標，既滿足了學生的專業好奇，又為未來就業打下良好基礎。在第二章煉焦內容里，大量引進《煉焦工藝學》的基本原理、工藝過程、國內外主要焦爐類型、焦化工藝等的主要內容，同時也結合國內鞍山焦耐院與化六院開發并且使用的各類大型焦爐，展開評價，既使學生把握了煤的高溫干餾的基本知識，也使學生認識到了煤焦化的瓶頸以及突破的入口，為未來煤高溫干餾的技術研發打下深厚的基礎。在第三章煉焦化學產品回收與精制一章，除了詳細講解煤氣凈化過程中如何提取并且回收重要的化學產品，同時也就目前比較看好的苯加氫工藝，以及煤焦油加氫工藝做了必要的闡述。使學生了解了課本知識的同時，也較好的把握了國內煤化工專業動態，為自己選擇專業方向做好了準備。在第四章以后的煤炭氣化、煤炭液化等新型煤化工知識方面，更是結合國內現在的煤化工產業動態，在講解氣化原理、氣化設備、氣化工藝的同時，結合本人對歐洲煤化工技術的考察，把學生引進以煤氣化為基礎的碳一化工領域，使學生對未來煤化工發展的大戰略有了初步的思考，并對就業有了更深刻的認識。在煤化工產業的背后，實質是大量的能耗、大量的污染，如何解決，必須要使學生了解污染產生的主要環節，污染物的主要類型，針對不同性質的污染如何在生產的初、中、末，采用必要的技術消除。因此，學生在學習知識的同時，也知道了自己的專業不僅可以去煤化工行業去就業，也可以去環保、能源動力方面去就業，拓展了思維，開闊了眼界。
3 教學方法靈活，學科聯系緊密，學生互動加強
在《煤化工工藝學》的教學過程中，如果僅僅是循規蹈矩地一味去講解，學生會覺得枯燥、晦澀、難以進入模型。因此，教學方法的靈活多變可以促進學生的理解。
首先采用比擬的授課方式，為學生建立立體的圖形，使學生對設備及工藝加深認識。比如在講解煤加工的設備時，我們習慣稱“爐子”，使學生與家庭里常見的火爐聯系起來，建立形象化的模型，然后，把模型拆開來，逐一再理順，大家就對設備有了直觀的認識。然后又把“爐子”與化工生產中的“反應器”聯系起來，大家就知道了在不同的領域，設備的叫法有所不同，但是原理基本相似；再就是在焦爐的認識過程中，我把學生坐的桌子和椅子分別形象地比擬成“炭化室”和“燃燒室”，使大家直觀地對焦爐建立起了立體的印象，然后再把成焦過程中模型分解開來畫在黑板上，大家就很直觀地對“單向供熱”、“成層結焦”有了更深刻的體會。其次采用相關專業課的知識關聯，強化了專業理論的理解，同時也強化了相關專業課的應用。比如在學習《煤化工工藝學》之初，先復習《煤化學》相關知識重點，使大家為不同煤化度和不同性質、不同產地的煤種如何應用，對號入座；在講到焦爐燃燒系統及煙囪的流體流動時，我們及時地與《化工原理》課程的精髓之流體流動和傳熱對接，把各個環節流體流動的性質分析到位，同時把如何廢氣循環和節能關鍵點拋給學生，使學生帶著問題去思考，培養大學生分析問題和解決問題的能力；還有在講解煉焦化學產品的回收與精制過程中，及時與《化工原理》里吸收及萃取的單元操作聯系起來，使學生在學習本專業課的同時，把握了專業基礎課如何應用的方法，既促進了本專業的理解，也促進了其他課程的學習，一舉兩得。再次，利用復雜的工藝流程路線圖，強化訓練，啟發學生快速識別并分解工藝路線。教會學生如何去理清復雜的化產回收工藝流程圖，然后再自己去設計工藝加工步驟，既可以快速地理清工藝，又可以把機械制圖及AUT CAD用到實處。在工藝學的學習過程中，不僅僅是學會原理、工藝，認識設備，識別流程，更重要的還有如何去設計、開發，因此，組織學生討論，帶著問題去學習思考，利用相關知識去引導學生自己動手，寫專業小論文，進行相關工藝設計，工藝計算以及工藝設想，掌握專業領域內工藝與設備的基本設計能力，很值得去推廣。
參考文獻：
[1]趙振新.《煤化工工藝學》的教學法思考[J].化工時刊，2012（07）.
關鍵詞：煤化工；特性參數；煤粉爆炸；煤粉泄露
中圖分類號：TD78
文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）12013303
1引言
隨著世界經濟的發展和能源結構的調整，煤化工產業以其生產潔凈能源和可替代石油化工產品的獨特優勢受到了高度關注[1]。近年來一大批煤化工項目在我國的內蒙古、寧夏等地陸續建設和投產，其中不乏世界上首次的商業化示范性工程，煤化工已成為我國能源結構的重要組成部分[2，3]。
根據煤化工生產的需要，原料煤大部分使用小粒徑、高揮發分、低水分、低灰分的煤種，這類煤的爆炸下限濃度與著火溫度均較低，且生產過程涉及到高溫、高壓環境[4，5]，因此一旦發生煤粉泄露擴散就極易導致燃燒爆炸事故，嚴重制約著煤化工行業的安全生產。
本文在煤粉爆炸特性參數測試的基礎上，應用特性參數對某煤化工煤粉制備工藝過程的安全監測監控指標參數及其閥值進行分析，提出了改進措施，使得粉體介質在工藝生產中始終處于可控狀態。這對于煤化工行業有效預防和控制煤粉泄露及爆炸事故的發生，保障企業安全生產，具有重要的現實意義。
2工藝流程簡介
某煤化工煤粉制備系統工藝流程如圖1所示，該工藝流程可分為兩條路線，即煤的運行路線和氣的運行路線。
其中，煤的運行路線為：原煤經皮帶輸送機進入原煤倉，通過磨煤機進行研磨干燥后形成的煤粉進入煤粉收集器，含有煤粉的熱氣體經收集器中的濾袋過濾后由出風口經管道排到循環風機，吸附在濾袋外表面的煤粉經氮氣反吹脫落至下部的料斗，料斗內的煤粉由旋轉給料機排至螺旋輸送機中，然后輸送到纖維分離器，篩分出的煤粉進入下游粉煤倉，再經發送罐送至下一氣化工序。氣的運行路線為：熱風爐內的循環氣體與燃燒產生的尾氣混合后形成熱惰性氣體，然后進入磨煤機對煤粉進行干燥與輸送。煤粉分離后的熱氣體通過管道送到循環風機，經循環風機加壓，大部分循環至熱風爐中，部分排入大氣。
圖1煤粉制備工藝流程
3煤粉爆炸特性參數測試
3.1實驗樣品
實驗選取了工藝中兩種典型的煤粉樣品，實驗前將煤樣用標準分樣篩分成粒徑分布范圍分別為75 μm以下和200 μm以下的2種煤塵顆粒，然后將其置于常壓下50℃的干燥箱中干燥4 h，以去除煤樣中的水分。并依據GB212-91《煤的工業分析方法》對實驗采用的煤粉樣品進行了工業分析，工業分析結果見表1。
3.2實驗測試及結果
按照國家標準，利用20 L粉m爆炸特性測試系統、粉塵云最低著火溫度測試系統、粉塵層最低著火溫度測試系統及哈特曼裝置分別對煤樣的爆炸下限濃度、最大爆炸壓力、最低著火溫度、極限氧含量等5個關鍵特性參數進行了實驗測試，為煤粉泄漏監測及控制指標的確定提供理論依據。實驗測試結果如表2所示。
從測試結果可以看出，兩種煤粉的爆炸下限濃度與最低著火溫度都非常低，而最大爆炸壓力和最大壓力上升速率都比較高，因此在生產過程中，一旦發生泄漏極易導致火災爆炸事故。所以必須對運行系統范圍內的危險區域進行實時監測監控，以及時應對煤粉泄漏、燃燒爆炸等安全事故。
4安全監測監控指標分析
針對煤粉制備生產系統的運行工況條件，依據煤粉爆炸特性關鍵參數對壓力、溫度、煤粉濃度、氧濃度等幾個主要類別的安全監測監控參數指標及其閥值進行分析。
4.1壓力
備煤裝置系統工藝中的各個設備及輸送管線均存在壓力監測，用于監測設備的運行狀態。通過對壓力監測點的工況參數分析，發現在備煤裝置中，系統生產工藝中的操作壓力除發送罐發送壓力為0.2 MPa，其余均為微正壓或負壓條件，而煤粉加壓輸送工序中粉煤倉為低壓設備，鎖斗、給料罐及輸送管線均為高壓條件，備煤裝置及氣化粉煤倉壓力報警值均為低壓，都遠低于煤粉的最大爆炸壓力值，所以一旦發生事故在壓力初始階段就會自動報警、跳車。鎖斗、給料罐為高壓密封環境，且有惰氣保護，無煤粉爆炸危險。
在備煤裝置原煤倉過濾器、粉煤倉過濾器安裝有壓差變送器，為設備自帶，沒有接入監測監控系統。為監測過濾器收塵布袋破損或脫落，應在原煤倉過濾器、粉煤倉過濾器進出口設置監測點及合理的預警值對其壓差進行監測，保證系統的正常安全運行。
4.2溫度
溫度是保證系統正常運行，防止煤粉自燃、爆炸事故發生的重要指標。重點須對設備及管路內的溫度進行監測，防止操作不當造成溫度升高，并對熱惰性氣體內的粉塵含量進行監測，防止高溫造成煤塵層管壁或拐彎處沉積煤塵自燃。
備煤裝置生產工藝條件下煤粉儲存、運輸的溫度正常值一般為80～110℃，控制指標上限均
因此根據工藝中溫度參數的控制指標分析，現有的溫度監測點較為齊全，在設備節點、循環氣輸送管線上均安設有溫度傳感器，臨界值設置合理，能夠滿足對系統工藝正常運行的監控。
4.3煤粉濃度
在生產系統實際運行過程中存在諸多嚴重或不可控煤粉泄漏危險位置，因此須在煤粉泄漏量較大或泄漏頻繁等危險程度大的區域設置煤粉濃度監測，對煤粉濃度的監測也是預防煤塵泄露或爆炸的根本措施。
在備煤循環氣煤粉濃度監測的報警值為50 mg/Nm3，控制向大氣環境中的煤粉排放量，控制指標遠低于煤粉的爆炸下限濃度，設置合理。粉煤倉頂部環境粉塵含量分析儀的報警值同樣為50 mg/Nm3，低于爆炸下限濃度。粉塵倉頂部監測環境中泄漏煤粉的濃度，當泄漏量較大時，容易量程超限，則不能監測環境中實際濃度值。對于犁式卸料器落煤口，由于在落煤過程中會造成揚塵，為形成煤塵云的易發區，存在一定的危險性，在該處應增設粉塵濃度傳感器，量程為0～1000 mg/Nm3。但煤塵云含量較低，控制指標報警值應遠低于爆炸下限，因此報警值設置為100 mg/Nm3。各過濾器排空管線上煤粉監測為低濃度工藝條件，報警值參考備煤循環氣控制指標，高報的臨界值為30 mg/Nm3，高高蟮牧俳韁滴50 mg/Nm3。
對于軟連接、防爆板等易泄漏位置，安設有高濃度粉塵傳感器，煤粉濃度控制指標設置為1 g/Nm3，當檢測到煤粉濃度超標時，監控系統出現報警信號，立即啟動水霧噴淋裝置對泄漏位置噴淋降塵，出現火焰信號時還會啟動自動抑爆裝置進行主動抑爆。
4.4氧濃度
煤粉加壓輸送工序中采用二氧化碳作為加壓輸送、保護氣體，收塵器及過濾器采用氮氣進行反吹。氧氣為煤塵發生自燃、爆炸等事故的必要因素，因此必須控制系統工藝中的氧含量。
在備煤裝置現有的氧濃度監測點的濃度一般控制在6.5%～7%左右，報警臨界值設置為8%，低于煤塵云爆炸極限氧含量。在氣化粉煤倉排放氣體的氧含量報警臨界值設置為2%，遠低于煤塵云爆炸極限氧含量。氧濃度越低，對設備的腐蝕性也就越小，同時煤粉發生自燃或爆炸的危險性也就越小。在備煤煤粉收集器頂部、粉煤倉過濾器上部、原煤倉過濾器上部、氣化粉煤倉過濾器上部、減壓過濾器上部增加的氧濃度傳感器主要為監測設備檢修過程中的氧濃度，防止濃度過低，造成檢修人員窒息，所以這些位置的氧濃度傳感器為現場就地顯示，不需要接入監測監控系統報警，檢修時氧濃度應>18%。氣化粉煤倉頂部氧濃度傳感器監測粉煤倉內部氣體的氧氣濃度，參照粉煤倉過濾器排放氣體氧濃度的監測控制指標，正常應
5結語
煤粉制備生產工藝中的壓力、溫度、煤粉濃度、氧濃度是防治煤粉泄露及燃燒爆炸的重要安全監測監控指標。因此，必須結合現場實際工藝正確設置監測點的位置、監測指標測量范圍與報警值，以保障生產系統的安全運行，對煤化工行業控制煤粉泄露、燃燒爆炸等事故的發生具有重要的現實意義。
參考文獻：
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田勇，張安明. 新型煤化工煤粉環境著火爆炸危險分析及防治方法探討[J].礦業安全與環保，2016，43（6）：92～94.
[2]趙文芳. 煤化工項目煤粉塵火災爆炸風險與控制[J].安全技術，2015，15（4）：9～12.
[3]周麗，任相坤，張希良. 我國煤制油產業政策綜述[J]. 化工進展，2012，31（10）：2207～2212.
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[5]張煒.煤化工裝置火災爆炸點分布與控制措施[J].安全、健康和環境，2016，16（3）：25～27.
Application of Characteristic Parameters in Prevention and Control of Pulverized Coal Explosion Accident
Yao Min1，Jiao Hongqiao1，Liu Tongqiang1，Qin Xinxin2
（1. Shenhua Ningxia coal industry Refco Group Ltd，Ningxia 750411， China；2. China Coal Technology Engineering Group Chongqing Research Institute， Chongqing 400037， China）
