【关键词】焦煤入炉前脱硫；碳化过程加氢脱硫；回收煤气脱硫
1.焦煤入焦炉前脱硫
1.1无机硫的脱除
无机硫脱除一般以物理法为主，它主要以硫铁矿和硫酸盐的形态存在于煤的夹层中，以地质结合为主，由于国内原煤洗选工艺一般以脱灰为主，原煤中无机硫的脱除率一般在40%左右，如将原煤洗选粒度降至一定程度，硫铁矿的脱除率可大幅提高，因此只要将部分洗煤设备和工艺加以改进，即可有效的提高无机硫的脱除效率，目前，国内外已有成熟的设备，通过优化洗选工艺，脱除原煤中的硫铁矿。它工艺可靠，脱除效率高、投资省、运行成本低，已得到洗煤行业的高度重视，一些专业的洗煤厂商已将脱除无机硫做为设计重点，主要采用重力法、浮选法、磁选法等几种工艺。
重力法是按煤和硫铁矿比重差异进行脱硫，这是目前焦煤脱硫的主要手段，使用重介质旋流器可以实现低密度，高精度的分选，分选粒度下限可以达到 0.1-0.2mm，能有效地排除未充分解离的中间密度的硫铁矿与煤的连生体，而获得较高回收率的低灰低硫精煤，高密度的硫铁矿使用重介工艺可使煤与硫铁矿进行有效的分离，且脱除率较高。
浮选法主要处理重介质分选粒度下限微未级的细微粒煤，上限可以达到0.3mm 以上，弥补了重介质分选的粒度范围，在该粒度状况下，煤与硫铁矿连生体已基本被分离，只要选用合适的浮选制，利用颗粒表面润湿差异和空气微泡有条件吸附而形成的表面张力就能有效的分离出硫铁矿和灰分，微泡浮选柱具有明显的去硫除灰能力，而且对微末级的极细粒煤效果非常好。
磁选法主要利用硫铁矿自身的磁性对其进行脱硫，它是根据煤效组份与硫铁矿的磁性差异进行脱硫。它是浮选法的工艺补充，主要针对 0.3mm 以下的泥煤中的硫铁矿，但因硫铁矿磁性较小，虽然显顺磁性的，需专用的磁选机和较复杂的流程，因此国内洗选厂家选用有限。
1.2 有机硫脱除
有机硫的脱除是一个复杂的氧化还原过程，一般的工艺条件很难有效的脱除，目前，理论上论证、试验较多的工艺有：氧化法、硝化法、氯解法、热解法，碱液法等多种化学脱硫方法，且综合脱硫效率能达到 20-60%。如：利用浓氨水渗透打断与煤分子的有机结合健，再经过洗选分离出无机硫；利用热碱液浸泡焦煤8个小时以上（需加热进行恒温），生成硫代硫酸盐再分离；在密封容器中和一定的高温、高压条件下，加入空气氧化煤中有机硫；用NO2有选择性的氧化煤中的硫分，并以热碱液处理后水洗；氯乙稀液萃取煤中硫组份；高温加氢法等。虽然化学脱硫方法较多，且脱硫效率也较高。但装置投资大，生产费用高，处理煤量规模小，易造成二次污染，生产条件要求高等弊端，很难规模化生产，只能用于超净化煤的处理。但有机硫含量高的原煤，一般含灰量较低，价格也偏低，可做为煤焦的配煤，控制焦炭中的总硫和总灰份。
1.3 生物脱硫
煤的生物脱硫工艺比较简单，是所有脱硫工艺中投资和运行费用最低的一种方法，它利用某一种针对性强的好氧菌的氧化特性，将煤中的硫铁矿，硫酸盐及煤分子中的噻吩硫氧化成离子状态、单质硫（生成硫酸）达到脱硫的目的，且对煤质不产生影响。
2.炭化过程脱硫
煤在炭化过程脱硫，是提高焦炭质量的一项重要的措施，目前有二种方法，一种是传统的缚硫焦，使用钙基和钡基缚硫剂使焦炭中的硫份降低 0.1～0.2 个百分点，效果明显，但缺陷是增加了焦炭中的灰份，需使用灰份较低的煤，在焦煤资源日趋紧张的今天，该方法已基本被淘汰。另一种方法煤是在炭化室结焦的过程中、适时、适量、适温的通入氢气或焦炉煤气（含氢55%左右），氢与硫铁矿发生还原反应，生成 H2S 和 Fe，与噻吩类硫化物反应生成碳氢化合物和硫化氢。根据可行性研究表明，在新建焦炉设计时增加一个加氢（焦炉煤气）系统是可行的，但实际应用时的脱硫效果还需进一步验证，要实现煤在炭化过程脱硫的可行性，需具备以下几方面条件。
2.1参与反应的氢气量（焦炉煤气）
它取决于焦炭中总硫的控制，经净化的回炉煤气量应占总量的20%。这部分煤气取至回炉煤气预热器，温度 80℃左右。煤气压力1500～2000pa 即可满足工艺条件。
2.2回炉煤气温度
因冷煤气可使炉温降低，延长结焦时间，因此需要利用焦炉蓄热室设计一套加热系统，将煤气加热至500度左右，该系统如在已建焦炉改造，难度很大，但新建焦炉就比较容易的实现。
2.3 选择合适的炭化室温度通入煤气脱硫
根据理论计算和试验结果显示，氢气脱硫最佳炭化室温度为 900 度左右，即焦饼中心出现孔隙时的结焦后期，挥发份逸出 80～85%时，焦饼中S与H2反应的推动力最大。
2.4氢化脱硫反应时间控制
反应时间的控制，取决于炉型，煤质，氢气的温度、压力和量，顶装煤焦炉，焦饼结焦中后期，炉墙还承受焦饼一定的侧压力，阻力较大，后期收缩后焦饼孔、隙较大，有利于 H2S 反应。
3.煤气脱硫
煤气脱硫成熟的工艺较多，下面作一简单的技术分析：
3.1以氨为碱源的 HPF 脱硫工艺的特点是脱硫效率高，脱硫后的煤气含硫量小于 200mg，但有难处理的盐类废液，易造成二次污染；生产尾气含氨量高也易造成二次污染；脱硫产品硫磺的纯度低，质量差，脱硫成本高；由于再生塔排出尾气和废液带氨量较大，可使氨的损失达15%，不但污染了环境，也浪费了氨源；一次性投资大，设备能耗高，生产成本增加，因此新设计的脱硫装置装重点考虑节能减排。
3.2 AS 法脱硫工艺：该工艺虽然脱硫过程不产生污染且硫磺纯度高，但脱硫效率较低，煤气含硫不易达标，且设备材料防腐要求高，生产成本高，推广使用受到一定限制。
3.3 真空碳酸钾脱硫工艺：该工艺特点是元素硫质量好，效益好于其它工艺，但需外购碱源、脱硫效率低，脱硫后煤气含硫较高，另外该脱硫装置放在洗苯塔后，故存在一定的污染和腐蚀问题。
3.4 FAS 氨为碱源湿式吸收工艺：该工艺是在 HPF 法基础上优化创新的一种工艺，该工艺增大了脱硫塔传质面积，脱硫效率高；在脱酸前增加脱氰装置，提高了脱氰效率；装置回收的硫磺纯度高，系统无废液产生，工艺比较先进，但设备较多，一次性投资偏大。
综合煤气脱硫工艺，虽然脱硫效率、二次污染、一次性投资、生产成本、工艺复杂程度有差异，但脱硫效率都能达到或接近国家指标要求，因此，处理的工艺难度要小于固态脱硫。
4.结论
随着大型钢铁企业对焦炭质量要求不断提高和低硫炼焦煤资源储量的日趋减少，寻求高硫煤炼焦的有效应用工艺的确定还有许多技术问题需要解决，它需要相关行业的共同努力，以便加快新的、高效的脱硫工艺工业化。
【参考文献】
[1]张晓林.焦炉煤气脱硫方法的新进展[J].燃料与化工，2011，（05）.
关键词 鲁奇炉工艺；废水处理；挥发分；焦油分离；中油分离；酚氨回收
中图分类号：X784 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0067-01
1 新天煤质分析
该分析项目数据经委托由煤炭科学研究总院北京煤化工分院分析得出：
收到基：全水含量21.5%。
空气干燥基：水分含量6.49%；灰分含量6.81%；挥发分含量：35.31%；固定碳含量51.39%。
干燥基：灰分含量7.28%；挥发分含量37.76%；固定碳含量54.96%。
干燥无灰基：挥发分含量40.73%；固定碳含量59.27%。
由该煤质分析可以看出，该煤样中含挥发分和水分较高，尤其是挥发分含量在35%，煤种年轻，碳化率低，富含油分和挥发性物质，粗煤气中的挥发分杂质洗涤和洗涤废水的处理显得十分必要。
2 煤气洗涤废水的初步处理工艺
煤气洗涤废水的初步处理是将溶解气闪蒸出来，并且分离出焦油和中油产品。新天项目设置煤气水分离装置进行废水的初步处理。
煤气水分离的废水处理程序分为三步：
一是：煤气水的闪蒸，在膨胀器中进行，通过降压扩容原理将溶解在煤气水中的气体闪蒸出来，煤气水压力降至常压。
二是：煤气水中的焦油、油的沉降分离，在分离器中进行，通过油与水的密度差，分理出焦油和油。
三是：煤气水的过滤，主要设备是双介质过滤器，通过过滤除去煤气水中夹带的油、尘杂质。
煤气水分离装置的主要产品是纯焦油（10万吨/a）、中油（10万吨/a）和净化废水（860吨/h）。净化废水中基本不含焦油、油、尘及膨胀气，含尘焦油就地装车外卖。纯焦油和油送入罐区，膨胀气送硫回收进一步处理。净化后的废水送往酚回收进一步处理。
煤气水分离装置的操作难点：
1）在分离温度的选择和控制，根据煤质，在分离过程中选择40℃-70℃之间的某一温度，达到最佳分离效果。分离后的油含量在10 mg/L以下，基本不含尘土杂质。
2）装置设备多，面积大，含油量高，焦油和中油分离压力大，对操作人员的身体素质和操作能力要求高。
3 煤气洗涤废水的酚氨回收
经过煤气水分离装置的初步处理后，废水中还含有H2S、NH3、酚等危险化学品，新天项目设置酚氨回收装置对洗涤废水进一步处理，初步设计年回收粗酚2.5万吨。
酚氨回收装置的原料酚水和产品酚水组成（由赛鼎装置院提供初步设计）：
进酚回收装置原料酚水杂质成分：CO2含量7070 mg/L；H2S含量300 mg/L；NH3-N含量7100 mg/L；含油量120 mg/L；总酚含量5550 mg/L；COD 14899 mg/L。
出酚回收装置废水中的杂质含量要求：CO2含量≤500 mg/L；
H2S含量≤50 mg/L；NH3-N含量≤500 mg/L；含油量
≤50 mg/L；总酚含量≤1000 mg/L；COD ≤4000 mg/L，二异丙基醚含量≤100 mg/L。
酚氨回收流程主要分为三步：
一是：脱酸，即脱除掉煤气水中残余的酸性溶解气CO2和H2S，在脱酸塔中进行，通过加热将溶解在水中的CO2和H2S释放出来，H2S气体冷却后送入硫回收装置，水送入脱氨塔进一步处理。
二是：脱氨，即脱除掉煤气水中夹带的NH3，在脱氨塔中进行，通过进一步加热并添加NaOH提高碱性将溶解在煤气水中的NH3释放出来，氨气通过三级冷却分凝后制作成氨水送入硫回收装置用于制作硫胺，水送入萃取擦进一步净化。
三是：萃取，脱氨后的水冷却到40℃送入萃取塔中，采用二异丙基醚作萃取剂将溶解在水中的酚类杂质萃取出来， 萃取后的水含酚量小于1000mg/L，COD量降到4000以下，送入污水处理车间进行进一步处理，污水处理采用生化处理的方式。
其他步骤还包括水分的气提和溶剂的回收。
酚氨回收装置操作难点：
1）脱氨塔内NH3-N物质的脱除：通过添加NaOH溶液调节塔釜的pH，提高NH3-N物质的脱除效率，难点在如何将塔釜pH控制在6.5-7范围内，找到合适的操作点，使NH3-N物质的脱除效率最大化。
2）溶剂回收：采用二异丙基醚萃取水中的酚类杂质，萃取后的萃余液中含油少量的溶剂，需要气提出来，以保证水中的溶剂残留在100 mg/L以下，为生化处理提供合格的废水。萃取液中的溶剂需要进行精馏分离，循环使用。
3）现场塔器设备多，操作复杂，易燃易爆点多，对工艺操作要求高。
4 小结
鲁奇气化工艺技术成熟，运行稳定，因此目前开工的大型煤化工企业主要采用这种工艺，如潞安煤制油项目、义马气化厂、哈尔滨气化厂、大唐克旗项目、新疆庆华项目、广汇新能源项目，均采用鲁奇工艺。但该工艺耗水量大，废水难于处理是该工艺的主要难题。新天煤化工工艺在以前各大项目的基础上，优化设计，克服了缺陷，该工艺的处理效果在理论上满足了废水处理的需要。目前，该项目正在安装建设之中，废水处理项目作为国家示范课题，能否得到高效的处理，值得大家期待。
参考文献
[1]张许达.鲁奇炉气化污水处理工艺的探讨[J].煤炭化工设计，1985（1）.
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[3]王连勇，蔡九菊.煤代油技术研究进展[A].2004全国能源与热工学术年会论文集（2）[C].2004.
[4]孙广，赵子忠，刘友.煤炭气化发展现状及趋势[A].2007中国钢铁年会论文集[C].2007.
作者简介
关键词：甲醇； 工艺工程； 三废
中图分类号：TU996文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2014）04-177-001
焦炉煤气是很好的气体燃料和宝贵的化工原料气，净化后的焦炉煤气除用作城市燃气外，还可以用于制造甲醇、合成氨、提取氢气和发电。若将全国每年排空浪费的约350×108m3／a焦炉煤气全用于制造甲醇，可产甲醇1600×104t/a，可大大缓解我国石油供应的紧张局面，从而带动经济高速发展[3]。
一、焦炉煤气制甲醇工艺过程
首先，焦炉煤气中含有一定量的硫、氮等污染物．需要深度净化处理，以消除对催化剂的影响；第二，煤气中含有一定的焦油、烃类组分，需要使其饱和，以减少过程升温；第三，煤气中的甲烷也需进一步转化成合成气体；第四，合成反应中一氧化碳与氢气的理论比有一定的要求，焦炉煤气中氢气含量较高，可形成多种工艺组合；最后，甲醇合成属气相反应，一般要在高压、高温、催化剂存在的条件下才能进行。
1.精脱硫
焦炉煤气中含有机和无机硫约l～3g／m3，其形态复杂，湿法脱硫后一般只能达到20mg／m3左右[5]。干法脱硫和加氢再脱硫是常用的精脱硫方法。一般采用铁钼加氢串氧化锰法，在合成氨工艺中已用多年。选择此法，在氧化锰槽后再串钴钼加氢串氧化锌工艺，以满足转化和甲醇合成触媒对硫含量的严格要求。第一加氢转化器将气体中的有机硫转化为无机硫，不饱和烃加氢饱和。第二加氢转化器将残留的有机硫彻底转化，再经中温氧化锌脱硫，使硫含量≤0.1ppm。
2.催化氧化
焦炉煤气催化氧化又称焦炉煤气增碳，是使煤气中的甲烷和烃类等通过氧化转为一氧化碳，转化工艺有蒸汽转化法、催化部分氧化法和间歇催化转化法几种。目前，常采用纯氧催化部分氧化转化工艺。对于钢铁联合企业，利用高炉煤气中的一氧化碳进行增碳，理论上也是可行的。
3.甲醇合成
甲醇催化合成按压力分类，可分为高压、中压、低压法。反应器主要是管壳式等温反应器，管内装有甲醇合成触媒，壳程为沸腾热水。本着国内加工的原则，常采用低压合成技术。反应产生的热量用来生产中压饱和蒸汽。以此控制反应温度。产品经换热冷却后，在甲醇分离器内进行气液分离。分离出的气体，一部分作为循环气进入循环压缩机，升压后与原料气混合去合成甲醇，进行下一循环；另一部分作为排放气，经洗醇塔洗涤回收甲醇后送燃料气系统。
二、甲醇精馏
由于合成产品中含有一定量的杂醇，粗甲醇须经过进一步精馏得到精甲醇。工艺采用多塔精馏。预精馏塔首先蒸去轻组分，预精馏塔底部来的甲醇液由给料泵加压送入加压塔，塔顶蒸出的甲醇蒸汽再进入常压塔再沸器二次蒸馏，甲醇蒸汽冷凝热作为常压塔热源。由常压塔再沸器出来的甲醇液再迸加压塔回流槽。一部分由加压塔回流泵加压后送回加压塔作为回流液，其余部分经精甲醇冷却器冷却到40℃作为合格产品去精甲醇槽。
参考文献：
[1]刘建卫,张庆庚.焦炉煤气生产甲醇技术进展及产业化现状[J]煤化工,2003(5):12-15
[2]吴刨明.焦炉煤气制甲醇的工艺技术研究[J]煤气与热力,2008,28(1):36―42
[3]周嫒,任军,李忠.焦炉煤气合成燃料甲醇发展前景分析[J]山西化工,2007,27(2):34-37
关键词：煤制甲醇；煤气化技术；应用
1 甲醇及煤气化技术概述
我国能源资源现状是缺油、少气、富煤。目前，随着经济及工业的迅猛发展，人们对石油表现出了更大的需求，直接造成石油价格日益增长。石油具有不可再生性，所以，世界各国均在致力于新能源的寻找，以解决石油不足的问题。在寻找替代能源的过程中，甲醇以其诸多优势（尤其制作的简便性）获得了人们的一致认可[1]。人们可以制定相应的工业程序以实现对甲醇的规模化生产，效果较为理想。基于国家能源安全及发展的考虑，必须重视并做好煤制甲醇工作，发展其二次加工，使其成为一种替代石油的理想燃料，促进我国工业水平的进一步提高。
在煤制甲醇工艺中，煤气化技术属于核心技术。目前，国内外较为先进的煤气化技术包括GSP粉煤加压气化技术、SCGP粉煤加压气化工艺、Shell干粉煤气化技术、Texaco水煤浆加压气化工艺、Lurgi块煤加压气化工艺、HTW流化床工艺等。上述煤气化技术各有其优缺点，应综合各方面考虑，在工业中选用最适合工业化的煤气化技术。
2 煤制甲醇过程中几种常用煤气化技术简介
2.1 德士古加压水煤浆气化技术
德士古加压水煤浆气化技术是由美国德士古公司，在重油气化的基础上开发成功的第二代煤气化技术。选用气化反应活性较高的年轻烟煤，而烟煤中最适宜的是长焰煤、气煤等。气化反应温度为1300-1500℃，压力控制在4.0Mpa-6.5Mpa，采用激冷流程。
2.2 BGL块煤熔渣气化技术
BGL（British Gas-Lurgi英国燃气-鲁齐）碎煤熔渣气化炉技术是在原第二代、第三代和第四代鲁齐固定床加压气化炉技术基础上，由德国Lurgi公司研发设计，选用块煤作原料，通常要求块煤具有良好的不黏结性、热稳定性以及化学活性等。气化温度在1400-1600℃，压力为2.0Mpa-3.0Mpa。
2.3 Shell干粉煤气化技术
该技术由荷兰Shell公司研发设计，属于一种加压气流床气化工艺。气化温度范围为1400℃-1600℃，压力为3.0Mpa-4.0Mpa。碳转化率较为理想，控制在99%以上，产品中杂质较少，目标成分（CO+H2）占90%，大幅度降低了煤炭的使用量。
3 基于上述工艺的三大技术方案
以年产量为300万吨的二甲醚作为文章的研究实例，其主要过程是：煤与气化剂在一定条件下生成合成气，再经净化处理合成甲醇，最后由甲醇制取二甲醚。文章一共提出了如下三种技术方案。
3.1 基于水煤浆气化工艺的技术方案
德士古加压水煤浆气化工艺采用华东理工大学研发设计的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，以水煤浆为进料、氧气为气化剂。它是一项成熟、国产化率高、投资省、长周期稳产高产的工艺技术，但是其烧嘴使用周期短、水煤浆含水量高、对管道及设备的材料选择要求严格。
3.2 基于BGL块煤熔渣气化工艺的技术方案
BGL块煤熔渣气化工艺以块煤为原料、氧气（水蒸气）为气化剂，具有装置投资少、建设周期短、气化效率高等优势，但是煤原料利用效果不理想，生产过程中将会生成大量甲烷。因此工业中应用PSA进行甲烷富集，并对其非催化部分进行氧化处理，然后将生成的合成气集中导入后续的粗合成气净化系统[2]。另外，副产品中焦油及酚含量相对较大，且具有一定的处理难度。
3.3 基于Shell干粉煤气化工艺的技术方案
Shell干粉煤气化工艺选用干煤粉作原料、纯O2作气化剂，以液态形式排渣。具有可选煤范围广、高效率、转化率高，但是建设周期长、投资高、能耗高。
4 三大技术方案的综合比选
4.1 原料的适应性
若采用德士古加压水煤浆气化技术，关键在原料煤的成浆性，因为其将会对水煤浆气化过程产生决定性的影响。因此应选择反应活性好、高挥发份、灰熔点低、灰份低、可磨性好的煤，制取理想成浆性的水煤浆。若采用BGL块煤熔渣气化工艺，应选用块煤作为进料，煤的具体粒度应控制在6-50mm之间。若采用Shell粉煤气化工艺，应选用干粉煤作为进料，含水率控制在2%-5%之间，将灰分控制在10%-30%之间[3]。
4.2 产品的适应性
采用德士古加压水煤浆气化激冷工艺制作得到的合成气，具有较高的汽气比（1.4：1），因而适合进行氨及甲醇的生产，另外，也能够用来制作氢、羰基合成气等，具有较为广泛的用途。采用BGL块煤熔渣气化工艺制作得到的合成气，其甲烷质量分数相对较高，可达6%，因而适宜制作SNG（合成天然气）或者IGCC（整体煤气化联合循环发电系统）所需要的燃料气。生成甲醇的过程中，副产品甲烷含量较高，需要对其进行处理。所以，采用该工艺时，需要增设两大装置：PSA装置和非催化部分氧化装置，经过以上两大装置处理之后的合成气将会被输送到粗合成净化系统。由此可知，基于该工艺的整个系统相对复杂，投资偏高。采用Shell粉煤气化工艺的过程中，应用废锅流程，变换环节需要加入大量的水蒸汽，或者是加入多级喷水激冷措施，增添低水汽比变流程。对粗合成气进行检验，测出其CO质量分数较高，达60%-65%，因而对CO变换要求更为严格，与此同时，也明显加重了下游低温甲醇洗的工作负荷。
4.3 总体投资
投资从项目总投资情况来看，德士古加压水煤浆气化技术最低，BGL块煤熔渣气化技术其次，Shell粉煤气化技术最高。Shell粉煤气化技术理论上不需要备炉，但从近些年气化炉实际运行情况来看，少量的备炉还是需要的，考虑备用炉将进一步增加投资。
4.4 污水处理
德士古加压水煤浆气化技术和Shell粉煤气化技术均可被归入到洁净煤气化技术，优点较多，不仅气体有效成分较高，而且三废排放量较少、易处理、气化压力范围大等特点；BGL块煤熔渣气化工艺中废水量虽然比Lurgi气化工艺的少，但是排放废水含有一定量的酚、氨及油，增加了实际处理难度。现阶段，还没有较为成熟的废水处理工艺，因而难以实现达标排放、回用难度系数较高。若采用BGL气化工艺，需要使用同类装置对使用的原料煤予以试烧，准确地估算气化炉的实际产能、副产品信息（主要包括数量和成分）[5]，同时获取废水信息，合理设计污水处理。
5 结束语
文章基于煤制甲醇过程中煤气化技术的应用展开了系统而深入的分析，并结合实例，提出了三大技术方案，从多方面（原料、产品的适应性、投资及污水处理等）对三大技术方案进行了比选。综上所述：在德士古加压水煤浆气化技术、BGL块煤熔渣气化技术和Shell粉煤气化技术中，Shell粉煤气化技术与其它气化技术相比，虽然有一定优势，但是装置投资高、经济性较差；BGL块煤熔渣气化工艺需要大量水资源，污水处理难度大、增加了三废处理成本；德士古加压水煤浆气化技术投资最低、经济效益最好、技术十分成熟，因此更具优势。
参考文献
[1]李琼玖，杜世权，廖宗富，等.煤制油与煤气化制甲醇技术的比较与选择[J].中外能源，2009，7：26-29.
关键词：煤制甲醇 污染物 处理
众所周知，我国能源从整体上来说，煤炭、天然气资源相对比较丰富，而石油资源则较为匮乏。随着近年来国内石油资源的日趋紧张，加之国家在煤炭资源开发利用方面更加重视，并且天然气液化技术更多的向民用方向推广，甲醇汽油技术也逐步得到研究与推广，使得传统的通过渣油、天然气为基本原来制备甲醇的工艺逐步为煤炭制甲醇的新型技术所替代。国内煤制甲醇行业也迎来了巨大的发展机遇。然而随着煤制甲醇技术的大氛围推广和应用，在煤制甲醇生产环节中产生的污染物如何处理，也成为了摆在甲醇生产企业面前的必须正视和解决的问题。运用煤为基本原料制备甲醇的工艺流程比较复杂，涉及到空分、气化、合成、精馏等多个不同的生产工段，而在上述各个环节中产生的污染物形式也有所差异。煤制甲醇生产环节会产生大量的废气、废水等污染物质，具体来说，气体污染物主要包括碳氧化合物、氮氧化合物、硫化物以及NH3等多种不同的有毒有害污染气体，废水中则主要包括氯化物、氰化物、以及P、As等具有污染性的化学元素和固体废渣。这些废水废气污染物危害程度各异，然而都会对生产工作者以及设备造成损害，也会严重的威胁当地的自然环境，故而在生产中需要重视对于煤制甲醇工艺中产生的污染物进行有效的处理再进行排放。
一、煤制甲醇工艺流程中气体污染物主要来源以及处理措施
1.粉尘气体污染物
这类污染物的主要来源是煤炭储仓、粉煤气化储仓及煤粉制作环节上产生的粉尘，在上述储仓的顶端排放点应该设置高效袋式除尘装置。除尘装置收集到的煤尘应该尽可能回收到储仓以提高利用效率。在废气高空排放时必须符合排放标准，废气含尘浓度不能超过120mg/m3。
2.工艺气体污染物
为了保障生产装置运行的稳定、现场员工的生命安全以及尽可能的保护化工企业周围环境，通常会设置火炬装置，在生产开车、日常运行、紧急停车和事故处理时流程中产生的无法回收以及有毒有害的气体污染物进行燃烧处理。煤制甲醇工艺流程中气化装置刚开车后制备的煤气后系统不能及时的接气，产生的这部分气体通常都通过火炬燃烧进行处理，而且在生产稳定后一旦发生生产事故也能够将气化装置生产的煤气通过火炬燃烧出来，待解决了生产事故后在接气生产。工艺废气还可以通过燃烧和换热进行体系内的换热循环。例如对于甲醇合成工艺流程的尾气、甲醇精馏环节回收的不凝气，其主要包括H2、CH4、CO、甲醇等。通过这些废气燃烧，为将热量送至整体的换热网络供其他用户使用。煤质甲醇生产中硫回收装置可以同时回收硫磺成品，通过把净化工段收集到的硫化氢气体进行处理，尽可能的回收硫，以保证尾气能够达标排放。
二、煤制甲醇工艺流程中水污染物主要来源以及处理措施
煤气化是煤制甲醇工艺中不可或缺的重要工艺，对于不同的煤气化工艺，产生的污染物无论是种类还是数量都有较大的差异。为了提高甲醇生产企业对于水资源的重复利用效率，绝大多数的煤制甲醇企业都将其工业废水的循环使用作为了工艺设计的重点，在降低水资源消耗的同时，也降低了污水处理系统的处理负荷。可以合理的在工艺中引入预处理系统，先在体系内部循环，再进行污水处理。例如在德士古水煤浆气化工艺中通过灰水处理装置的运用，能够将气化过程中收集的黑水通过闪蒸、沉降、压滤等工艺的处理，将绝大多数的灰水回收利用，仅将很少一部分的污水送至污水处理体统中；煤气冷凝液，能够被用来洗涤煤气。利用污染物质含量低的新鲜水与循环水，减少污水系统里污染物的含量，排放污水通过换热器将潜热回收后，进入生化污水处理装置进行净化，以满足排放标准；气化工艺污水、甲醇装置污水和生活废水同直接进入污水处理装置，完成净化处理后再进入循环体系回收利用。鉴于煤制甲醇工艺污水中氨氮含量较高实际情况，结合目前行业内对于氨氮废水处理的有效方法，绝大多数的煤制甲醇生产企业都采用了预沉降+SBR+多介质过滤工艺。SBR生化净化工艺流程较为简单，处理效率高、占地面积小。此外，使用效果好，处理时间快，净化后的水质佳。并且能够根据不同工段的工艺条件，灵活的进行调整；最后，这种方式对于氮、磷物质的脱除效果好，且不易产生污泥膨胀，便于污水的循环利用。
三、煤制甲醇工艺流程中废渣污染物主要来源以及处理措施
与废水、废气相比，废渣等固体污染物对于人员以及设备的危害程度相对较低，只需要及时将污染物进行清理避免对土地资源的长期占用。在废渣存放时，应该用布遮盖污染物，避免由于天气原因造成的扬尘，影响厂区的空气质量。煤制甲醇生产中会使用到一些含贵金属催化剂废渣。应该将这些废渣收集起来返回至生产厂家回收利用。对无法加以回收利用，有具有危险性的废渣，需委托具有危险污染物处理资质的企业进行处置。
四、结论
综上所述，用煤炭为基本原料制备甲醇的工艺，生产流程十分复杂，并且各个环节中产生的污染物种类也很多，只有切实研究污染物的基本类型和来源，有针对性的采取合理有效的污染物防治措施，一方面能够将甲醇生产过程中产生的污染物排放控制在合理的范围内，保护了化工企业周围环境；另一方面通过对污染物的治理也能够提高热量和物料的回收利用率，提高了企业生产中的经济回报。
参考文献
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关键词 焦炉煤气；净化技术；洗苯塔；物料平衡
中图分类号TQ52 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0200-02
1焦炉煤气净化综述
通常炼焦装炉的煤称为湿煤，约含有10%的水分。在焦炉煤气的净化过程中，会经过冷却、吸收、解吸、蒸馏分离等化工单元操作，可分离出氨水、焦油、粗苯（或轻苯、重苯），并将煤气和氨水中的氨、氰化氢、硫化氢、等有害物质去除，然后制成有用的化学产品进行出售。对于原煤而言，约76%左右变成焦碳，另24%左右生成各种化学物质（被称为炼焦副产品），以粗煤气的形式从管道上升逸出。而焦炉煤在焦炉经过高温炭化后，粗煤气必须经过净化之后才能使用，即称之为洁净燃煤气，然后才能通过煤气管道送到各家各户或者送到各个企业进行使用。
2工艺流程
经过分析对比，煤气净化系统采用高效横管煤气冷却器，煤气脱硫系统采用HPF脱硫工艺；煤气脱氨系统采用直接喷淋式饱和器生产硫铵工艺；粗苯回收采用洗油洗苯、含苯洗油经管式炉加热进行蒸馏的工艺。工艺流程短、净化效率高。
3 物料平衡、热量平衡及隔板数与填料面积计算
终冷二段的填料体积与高度（年产80万吨焦炭的焦炉）
从饱和器来的55℃～60℃的煤气进入洗萘塔底部，经由塔顶喷淋下来的55℃～57℃的洗苯富油洗涤后，可使煤气含萘由2～5g/m3降到0.5g/m3左右。除萘后的煤气于终冷塔内冷却后送往洗苯塔。从硫铵工段出来的约54℃的煤气，先进入终冷塔分上下二段冷却。约36℃的循环冷却水会从塔中部进入终冷塔下段，与煤气逆向接触，将煤气冷却到38℃以后，煤气进入到终冷塔的上段。而冷却水温度升至约43℃，经下段循环喷洒冷却器，用循环水冷却到36℃进入终冷塔循环使用。另24℃～26℃的循环冷却水从塔顶部进入终冷塔上段，将从下段升到上段的煤气冷到24℃～27℃后送至洗苯塔。冷却水温度会升至约31℃后，经上段循环喷洒液冷却器，用低温水冷却到23℃进入终冷塔循环使用。再次同时在终冷塔上段需要加入一定碱液，这样可以进一步脱除煤气中的H2S，保证煤气中的H2S含量≤0.2g/m3，从而不会影响到后面工段的操作，对后面要使用到的催化剂影响也会较小。最后从下段排出的冷凝液送至污水处理站，然上段排出的含碱冷凝液送至硫铵工段蒸氨塔顶。
1）总传热系数K
K=Kiλ/d
K=C0Re0.76Pr0..33
求导热系数λ和比热c.
煤气平均温度：T=45/2+35/2=400C，再此温度下煤气的导热系数λ=0.06983kp/s，煤气比热：C=0.6655kcal/0C；
已知de=2.06m，C0=0.258，煤气平均压力：P= 1000/2+910/2=955ms水柱
煤气平均含蒸汽量：VW=3981/2+2270/2=3126Ns3/h；GW=3200/2+1825/2=2513kg/h；煤气平均体积流量：V=（41185+253+381+3126）×（273+40）/273×10333×（10333+955）=47190s3/h；煤气平均重量流量：G=18698+385+1396+2513=22992
煤气平均重度：γ=22992/47190=0.4872kg/s3；
煤气平均速度：υ=V/3600S2=47190/3600×2.405=5.450s/s
煤气粘度Z=0.01224厘泊；求得Re=1000（5.450×1.315×0.4872）=285265
求的总传热系数1/K=6.56×10-3kcal/m2·℃：
2）传热面积F=Q/（tm·K）
对数平均温度差t；煤气放出的热量Q
Q=Q2-Q3=2753892-1754825=9990670kcal/h
传热面积 F=Q/K=9990670×103/11.2×152.2×3600=1628.02m2
3）终冷塔的二段的填料体积
选用塑料花环填料，其规格为：填料的空塔速取1.3m/s，花环填料表面=0.3m2/Nm3·h，本设计取?=1.28m/s，D=4.1m
煤气平均流量V=（41185+253+381+1445）×（273+31）/273×10333/ （10333+905）=44309m3 /h
煤气空塔速度μ=V/（3600×S1）=44309/（3600×9.621）=1.279m/s
花环填料面积，用量及塔高的计算：F=0.3×V=13292.7m2 其中V=44309m3/h
该塔采用的是Z型塑料花环填料，其表面积A=127m2/Nm3，孔隙率ε=89%
则总填料体积为V=F/A=13292.7/127=104.67m3
填料总高度H=V/πr2=104.67/（3.14×2.063）=7.86m，其中r=2.06m是塔半径。
4 结论
本设计中终冷采用直冷形式，塑料花环填料，一次性投资低，可以节省材料。单元设备处理能力强，适用于工业化大生产。根据设计任务要求，通过物料衡算求出物料流量，为后面设备尺寸提供依据。
参考文献
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[6]徐一 .炼焦与煤气精制.北京：冶金工业出版社，1985.
关键词：煤矿开采，开采技术，发展方向
1.采煤方法和工艺
采煤方法究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、 不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业条件，提高单产和机械化水平。
（1）开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是 使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。
（2）开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。
硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本 顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。
硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。
两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5～5.5m宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机 的应用，促进工作面的高产高效。
（3）缓倾斜薄煤层长壁开采。主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机 、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。
（4）缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采。应进一步加强完善支架结构及强度，加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。
（5）各种综采高产高效综采设备保障系统。要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架 -围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是：通过电液控制阀组操纵支架和改善 “支架-围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自 动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油 -磨屑”监测和温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。
2.深矿井开采技术
深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等；需要攻关研究的是：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业 场所工作环境的变化；深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地 压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术 与装备。
3.“三下”采煤技术
提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数，发展沉降控制理论和 关键技术，包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；研究近水体开采的 开采设计、工艺参数优化和装备，提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。
4.优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术
改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化为目标，研究开发煤矿地质 条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件 的最优匹配。
总结推广神华集团大柳塔矿、潞安漳村矿实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统大大简化，分别实现无轨胶轮、单轨吊辅助运输一条龙，从井口直达工作面， 同时实现了综采与综掘同步发展，生产效率大幅提高的经验的同时，重点研究高产高效矿井开拓部署与巷道布置系统的优化，简化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集 中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多开煤巷，减少出矸率；研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术，既是减少污染的一项有力措施，又简化 了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。
5.小煤矿技术改造和机械化开采技术
实施国家关闭小煤矿，淘汰落后生产技术和生产设备，提高平均单井规模的技术政策，开发小型煤矿机械化、半机械化开采技术和装备，改进小煤矿的采煤方法和开采工艺，提高采煤 工作面的单产和工效；提高小煤矿的顶底板控制技术水平，最大限度地减少顶底板事故率。
6.煤炭地下气化技术
煤炭地下气化技术是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热化学作用而产生可燃气体的过程。煤炭地下气化技术属于一种特殊的采煤方法，它属国际首创。煤炭地下气化技术具有投资少、工期短、见效快、用人少、效率高、成本低 、效益好等优点，尤其适合我国煤矿地质条件复杂、劣质煤比例高、“三下”压煤严重的具体国情，具有广阔的推广应用前景。应继续研究完善“长通道、大断面、两阶段”和“矿井 式气化”两种典型煤炭地下气化工艺，进行较大规模的地下气化试验研究，摸索实现“两个控制、三个稳定”的技术途径，并实现连续、稳定生产探索应用的途径。
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唐山市征楠焦化有限公司河北唐山063000
摘要：节能减排是企业实现可持续发展，提高经济效℃的主要手段，本文结合鹤岗市征楠焦化企业的余热回收工艺，阐述如何改进余热回收工艺，实现对余热的高效、持续回收。
关键词 ：焦化系统；余热回收；可持续发展
焦化企业在生产过程中会产生大量的热量，而这些热量一直被焦化企业所忽视，造成了资源的巨大浪费，在我国构建生态可持续发展、实现企业节能减排的当前时代背景下，焦化企业要重视对余热的回收，通过余热回收实现资源的最大利用，并且为企业增效提供重要的创收途径。
1 总论
鹤岗市征楠煤化工有限公司现设计年产120 万吨焦炭生产线，生产过程中产生荒煤气，荒煤气被氨水喷洒冷却至90℃左右，荒煤气中的焦油等同时被冷凝下来，煤气和冷凝下来的焦油等同氨水一起经过吸煤气管送入煤气净化车间，净化车间利用横管换热器间接冷却煤气到25℃，同时循环水可达到40℃，循环水利用凉水架降温，严重浪费能源。
如果这些余热不进行回收利用，不仅浪费了宝贵的能源，也污染了环境。因此采取措施，对焦炉产生的煤气进行余热回收利用，对有效降低能耗，推动实现可持续发展战略具有十分重要的现实意义。
为落实科学发展观，贯彻节能减排的可持续发展战略。我公司拟对焦炉煤气余热进行回收利用，拟建一套余热采暖装置，将产生的热量供厂区所有采暖使用。
2 焦化工艺
在焦化企业生产过程中，备煤车间将配置好的煤装入到煤塔中，相关工作人员将煤按照作业计划从煤塔中取出相应重量的煤炭之后，装入装煤车之后，将其推入碳化室内，然后煤炭在碳化室内经过系列的高温作业之后形成焦炭，并且与此同时产生荒煤气。当碳化室内的经过高温作业形成的焦炭成熟之后，就会利用推焦车将其推出，并且利用拦焦车将其置于熄焦车内，并且经过相关设施的牵引，将其置于熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的煤炭将被卸到相应的凉焦台中进行凉却，成熟后的焦炭在冷却一段时间之后，就会送到筛焦工段，经筛分按级别贮存待运。
经过焦化处理工艺，煤在碳化室内经过干馏过程会产生大量的荒煤气，而这些荒煤气会聚集到碳化室顶部的空间，然后这些荒煤气则会经过系列的管道进入集气管，而荒煤气的温度要在700℃左右，而这些热量却没有被焦化企业所有效的应用起来，而是其在相应的桥管中被氨水喷洒之后冷却下来了，无形之中造成了大量热量的损失。与此同时荒煤气中的焦油等同时被冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油等同氨水一起经过吸煤气管送入煤气净化车间。
来自焦炉90℃左右的荒煤气首先通过气液分离器实现气液分离，分离出的粗煤气由上部出来，进入横管初冷器分两段冷却。
初冷器分上、下两段，煤气上进下出，冷却水下进上出，煤气在初冷器上与冷却管内的循环水换热，从90℃冷却至45℃，循环水由32℃升至40℃，然后煤气进入初冷器下段与冷却管内的低温水换热，煤气从-45℃冷却到20-25℃，低温水由19℃升至27℃。
对于其中40℃循环水仍有较大的余热回收价值。
3 工艺流程介绍
3.1 流程图
3.2 采暖流程
本工艺是采用将冬季使用的循环水分为两段，上段为采暖换热段，下段为循环水冷却段，上段的采暖水通过1-3（3 台初冷器）换热后，进入4（采暖水槽），通过5、6、7（采暖加压泵）加压后送往8（用户）使用，用户使用后的回水再次回初冷器换热使用。如果换热后温度不够，可以通过加汽阀门补充适量的蒸汽。在使用过程中，水量不足时，可以通过补水阀门来控制采暖水槽的液位。
3.3 余热回收系统的组成
该系统由3 台初冷器、200 立水槽、3 台采暖泵组成。
4 余热回收系统技术参数
三台初冷器上段可带30000㎡采暖面积,室内温度达到35℃。因此要对余热回收系统技术参数进行设置，根据余热回收的总体要求对相关的设备进行参数设置，以此实现余热的有效回收。
5 结论
随着近几年来焦化行业的余热回收项目造价大幅度降低，同时余热回收效率大幅度提高。从上述分析可以看出，余热利用项目，创造巨大的环保效℃，同时能够创造可观的节能效℃和经济效℃，本设计方案在不影响生产的前提下，采用成熟的余热回收技术，实现了一举多得的收℃，确实是应该大力提倡的节能减排项目。
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