摘要：近年来，由于我国市场经济的蓬勃发展，生产与建设的各方对于资金的需要与日俱增。煤气历来是我国资源的基础，煤的规模也是逐年迅速增加，且其消费量占据全国总需求量的较大份额。现在，环境问题引起我们很高的重视，怎样进行煤气资源向洁净、有效的开发利用转化是未来发展的趋势，煤气化成为补充资源的一条良好渠道。

关键词：煤气；除尘；净化；研究

引言

近年来，煤气技术发展取得了不断高速的进展，因煤气资源的利用状况和分布情况而决定了，人们需要进一步的研究和应用现代化先进的中煤气除尘和净化技术，发展具有洁净燃料、与煤能源化工生产一体化的新型洁净煤工程技术，是我国当前煤气发展的重点方面。

一、煤气的除尘和净化技术国内外研究现状

1.1国内研究现状

目前，在国内外的应用中含尘烟气体净化与除尘的工艺技术。而且国内煤气除尘技术主要采取了多种除尘组成的方法，就现有的各类除尘器的使用分析，重力除尘器、切向旋风除尘器和超重力除尘器等的组成方法都比较通用，我国用布袋除尘的方式进来普及较为广泛，完全能够适应各类工业部门对尘粒物控制的需要。在近些几年，布袋除尘技术在高温纤维方面具有较大的突破。国内目前干法除尘工艺，实际上有以下几种方法：有的是完全干法，有的则是干湿系统并存；有的在炉顶装置了喷水设备调节进入布袋的气体温度；有的在进入总管网时进行调节煤气温度，有的则是直接设置放散塔：有的则不进行。

1.2国外研究现状

在日本在用的大高炉中，有29座使用了干温结合除尘、有18座使用湿式除尘，有11座使用全干式除尘。德国是最先使用高炉煤气干式除尘技术的国家。由于德国企业的机械振动清灰袋式除尘器技术顺利申报了德国国家发明专利，因此袋式除尘器很快便进入工业应用，袋式除尘器的清灰和包滤工艺也获得了应用。上世纪五十年代，在美洲等一些发达国家将石棉和玻璃化纤作为滤布的主要面料用于处理烟气，并采取外滤，衬砌成骨架，或悬吊于抖动架上，当烟气上升至结露之上后通入除尘器，加以过滤。

二、煤气化技术的发展趋势

2.1单项技术提高能效

我国的煤气资源储量确实丰富，但是随着人口数量的增加，煤气资源作为不可再生资源也必须进行减少能源的研究。二代煤气工艺能够有效增加目前煤气资源的使用率，间接降低能源，现在运用最普遍的方法是：增加产品中的煤气资源使用率，对自然资源中的空气、电力、水资源做出合理的使用安排；在转换流程中创造高温高压的条件，对气化能加以适当的使用。

2.2煤气化装置的可靠技术

煤气化装置作为整个煤气化过程中最核心的设备，应该能够安全连续的提供合成气，以下是提高煤气化装置安全性的集中途径：首先，对原材料的过滤，确保在整个煤气化装置的流程中能够保持气化化学过程的稳定性，原材料的化学反应流程稳定性了煤气化装置的安全性将相应增强。第二，对整个装置的技术加以完善，综合运用新的科技，有效的增加煤气化装置的寿命，提高煤气化装置的安全性。

2.3研发煤气化净化技术

解决煤气化污水处理问题以及处理技术的关键，在于如何实现原煤气技术上零排放，这就必须及时的应用新工艺、新科技、新设备。减少生产煤气化过程中废水的排放量，并采用新型废弃物处理技术，必须严格控制对有害的微量元素的排放，和生产煤气化处理过程中的废水、垃圾。并进行对废物资源和垃圾的有机处理，从而促进了煤化工技术行业中废物资源的有效循环使用。

三、煤气净化除尘系统

高温气体主要包括CO2、H2等易燃气体，加热值约为3350-4186KJ/m3，可用作热风炉、锅炉、焦炉以及各类冶金工业炉的燃气。在煤气生产过程中中，高温气体约占有能源平衡，而由高温所提出的气体其状态参数，如气压、水温、加热值、含湿量、含尘量等，均无法满足企业对其质量的需要。此类煤叫做粗煤气或荒煤气，不经适当处理就不得当作资源使用。

四、常用的除尘器有以下几种

高炉设备中使用的除尘器，包括下列几类重力除尘器

4.1重力除尘器

重力除尘器是粗除尘处理装置，当烟气由上部中央管流入下重力除尘器内时，因中央管下部出口处气体的突然下降速度和方位变化，使灰尘在自重和反惯力的共同作用下，与煤流分离下降至下部，而煤流则旋转了180℃，上升并排入下一层除尘器。这类型除尘器的总除尘效果能够达到80%-85%，而除尘后的总含尘量也能够减少到1-4g/m³

4.2洗涤塔

用干式的除尘无法去掉的小粒径粉尘，必须用清洁的方式来去除。目前应用的零点五精细除尘系统和洗涤塔。常设在重力除尘器之后。而目前使用的洗涤塔主要分为大格式和中空式二类。由于中空式有构造简洁，节约材料、投入较省、除尘效果好的优势，故通常选用中空塔比较合适。有些高炉使用溢流文氏管的精细除尘装置。

4.3文氏管

煤气洗涤或外溢文氏管初洗后，仍有一些粉尘悬干煤中，但因所剩的粉尘粒度更细，无法被清洗塔喷水而湿润，需要用巨大的外部动力来将它凝结为更大粒子，并和煤分开。因此文氏管和静电除尘器经常被用来作为精清洁的装置。文氏管工作机理为：当煤气以高速度通过喉口时，与净煤水产生强烈的撞击，煤中的粉尘和水滴充分碰撞并润湿，彼此凝结后再随水流排去。因此文氏管除尘效果很高，能使煤含尘量降到20mg/m3以内。

4.4调压阀组

高温运行的高炉，空气由鼓机组出发直至除尘处理装置均处在压力水平，因此在通入煤气管网的空气总管前面，应设有降压装置。对高炉而言它是一种升压阀组，是获得压力的主要装置，故也叫高压阀组。它不但用于调压，同时又可降温及除尘工艺。

4.5脱水器

处理过的煤水中带有大量的小粒径水滴，应该将它去掉，不然会减少煤气发热系数和由于水含有粉尘使煤气除尘工艺实际效果恶化。所以，也应该注意煤气脱水。脱水器的类型繁多，在高炉等烟气除尘设备中常见的有挡板式、重力式和旋风式等三类。

五、煤气冷凝鼓风系统

5.1焦炉煤气初冷和焦油氨水的分离

来自焦炉荒煤的焦油和氢氧化铵通过气液界面分离器，实现初始分离，煤炭和氢氧化铵混合物则由气液界面分离器内部进入，按照气轻液重理论，氢氧化铵液在adsl滤波器的下层，进入槽区，而煤、天然气在气液分流时从上层流出，最后通过横排初冷装置进行冷却。从中的一小部分卷烟烟气和萘被喷液吸附，然后流入电捕焦油装置，并在日冕极与沉降极间形成高压电场，而烟气中夹带的卷烟烟气雾则在高压电场的影响下被捕收集下来，再经由电捕水封槽进入塔区的地下放空槽。煤气经鼓风机抽送至脱硫工序。焦油、氢氧化铵在分解阶段中完成了沉淀分解工作。从离析段上引出的氢氧化铵任其自流至储槽段；当氢氧化铵用量过大时，氢氧化铵也可经由泛滥的水灾口自流至其他氢氧化铵段，由剩余氨经由抽水管泵送至硫铵工段，完成蒸氨作业。在分离段中所提出的乳浊水，一面用作初冷器上段的循环系统喷洒液，一面也可用作初冷器下段循环系统喷射水的替代。

5.2煤气中焦油雾和萘的清除

去除卷烟烟气雾途径众多，但从卷烟烟气雾状粒径的多少和所需要的处理水平考虑，选择电捕焦油装置较为经济实用，效果达到98%以上，由于板形电容的物理特点，如使两个金属片之间存在一较高的电荷，使带有积灰或云雾状粒子的物质穿过其中，将两片之间的物质分子电离为带正电的离子和电子。分子所产生的电，由于电量较小而无法持久存在，出现时迅速地被空气分子所捕获并变成负电离，此时空气的导电又称为分子导电，称为过激释放。空气分子若与焦油雾中的质点相遇并吸附在其上，使质点具有电量，即可被电极所抓住并在空气中迅速消除，达到除焦油目的。

六、煤气脱硫系统

6.1脱硫的意义

焦炉烟气中所含的硫化氰、氰化硫和氨都是有害的化学物质，它会侵蚀化工生产处理设施和煤炭的运输设备，也会破坏工厂环境含硫量较大的煤用来轧钢时，会影响钢的品质作为城市煤气，而氢硫基焚烧生产的二氧化硫、氰化硫和氨焚烧产生的氮氧化物也都有害，将严重损害城市环保。所以，焦炉烟气中的硫化氢、氰化氢和氨都应予以排除。而去除煤中的硫磺不但能够改善煤炭品质，而且还能够制造硫磺或硫酸，合理的保护环境，转害为利，综合利用。

6.2 HPF法脱硫工艺

烟气在去除焦油后，经通风机进入预冷塔并与塔顶喷洒的产地预冷循环水逆向接触，被冷至28℃以下，以达到吸收HS所器的较低温度。预冷后的烟气流入了脱硫塔。由塔顶喷淋而来的脱磺酸基水，和焦炉煤气逆流相接触以吸附煤中的氢硫基。经脱磺酸基后，烟气中含氢硫基量约为200mg/m，进行硫铵工序。

七、煤气脱氨系统

煤气中的氨（NH）对设备和管道具有较强的腐蚀性因此，必须将煤气中的氨予以净化。除氨水还可以选择用水洗技术法和浸酸法，目前，很多公司都通过用饱和器硫酸吸附了烟气中的氮，净化下来的氨水也可用来生产硫酸铵或有山无水氨生产，喷淋试验式的饱和器生产硫铵方法，具有气体系统压力低，晶体粒度大，水破铵品质高，生产工艺时间短，易操作设备使用寿命长等特点。由脱磺酸基来的气体，通过预热器预热后流入喷淋饱和器的上段，再通过多个喷嘴向含有游离酸的硫铵母液喷射，从而吸附了气体中的氨。在水进入去酸器之前，用来自二次喷洒泵的硫铵母液可以进行二次喷射，以逐步消除煤气中的氨饱和器的上段和下段间，用隆液管互相联通。饱和器从吸入室中吸取氨后的母液，经隆液管流到结品室的下部，并连续地搅挂硫铵母液，使硫铵结晶物不断长大成含有小粒子的硫铵母液并上升至结品室的上方，由硫铵母液循环泵在结品室上方将硫铵母液引出，再送入热饱和器上段的二组喷射箱内，完成循环喷射。从而可以吸附在烟气中的氨，或用硫酸钬吸附氨足快速不可逆的生化反映，也可在饱和器内，将烟气中的氨和适当含量的硫酸钬溶度相触碰。

八、采用管式炉加热富油脱苯法

由硫铵工序而来的温度约55℃的烟气，先流入终冷塔被冻结到～25℃后流入洗苯塔，再用贫油在洗苯塔的上方循环喷射后。马煤气通过逆向接触吸附了烟气中的苯族烃，并流入脱苯塔脱苯。脱苯塔上部逸出的轻苯蒸汽经与富油换热、凝结冷却水或与冷却水分开后入回流水槽，将这些轻苯送至塔顶作返回，其余部分则用作成品采出。而重质苯与萘溶剂油则各自由脱苯塔侧线导出。在塔上的断塔板中，将塔内物质引至空气分离器与冷却水分开后回塔内。

结束语

综上所述，我国既是煤矿资源利用强国，同样又是煤炭资源耗费强国，但当前中国最主要的能源结构依然是以煤为主。则我国煤气化科技研究还是有很大的发展空间，在当前我国政府扶持下，在社会各界的推动下，政府应大力提高对我国煤气化企业自主知识产权的保护，加强政府对科技研究的支持，并且兼顾科技的引入和学习，通过合理的管控成本，进一步提升我国煤炭资源效率。

参考文献

[1]汪寿建.现代煤气化技术发展趋势及应用综述[J].化工进展，2019，03：653-664.

[2]王国祥.煤气化技术在合成氨生产中的应用与发展趋势[J].氮肥技术，2020，05：1-6.