关键词：管式干燥；流化床蒸汽干燥；蒸汽空气联合干燥；床辊式干燥；热机械脱水
中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：1007-0745（2013）05-0351-01
1褐煤提质干燥概述
富含水褐煤属于煤化程度较低的煤种，主要分布在我国内蒙古、云南、东北、四川等地。褐煤的特点是水分高、孔隙度大、挥发分高、热值低，含有不同数量的腐植酸。褐煤的氧含量高达15%一30%，化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重，存放在空气中容易风化变质，碎裂成小块甚至粉末状，使热值更加降低。由于褐煤中含有15%―50%的水分，将其直接参与燃烧或煤的气化，一方面在着火过程中需要消耗大量的能量；另一方面褐煤挥发分高，容易发生爆炸。此外，由于水分蒸发的过程会带走大量热能，使得燃烧排烟热损大，发电热效率低，温室气体的大量排放以及对褐煤气化工艺的要求苛刻，使富含水褐煤的使用面临特殊的挑战。大量开采水分高的褐煤直接用于燃烧，不仅锅炉燃烧不稳定，而且效率低。高水分含量使得这些煤种只能在当地使用，不可能长距离运输，极大地限制了煤炭的开采规模。因此，开发先进的富含水褐煤干燥成型技术和设备，对于提高富含水褐煤的市场竞争力，降低使用成本具有重要意义。富含水褐煤的干燥提质是在一定温度下经脱水后转化成具有类似烟煤性质的提质煤。提质后的褐煤将更有利于综合利用、运输和贮存。国内外主要的褐煤脱水技术有：热脱水技术，机械脱水技术，机械，热脱水技术以及热干燥技术。
2褐煤的热干燥技术
2.1旋转管式干燥技术。旋转管式干燥机为一回转窑系统，..其干燥方法是在常压下，用低压蒸气通过管式干燥机将煤加热到大约100。C，使水分蒸发，并利用和煤一起进入干燥机的空气作为脱水介质，通过除尘器将煤粉分离，部分空气经压缩进入干燥机循环，部分排入大气。此法为目前工业应用最为成熟的褐煤干燥方法。
2.2蒸汽流化床干燥技术（DWT）。在流化床干燥器内，过热蒸汽将高水分褐煤流从干燥机的底部吹向沸腾床上部产生流化状态，从而对褐煤进行干燥。在流化床的蒸气吸收褐煤原煤中蒸发出的水分，原煤从干燥机的上部输入进去经过旋风分离器，蒸汽再被部分导回干燥机。干燥机所需能量是由从汽轮机出来的蒸汽提供。该工艺过程的特点是蒸汽不仅作为干燥介质而且还作为流化介质，干燥蒸发的蒸汽是不含空气和其他杂物的。
2.3床混式干燥机技术。床混式干燥机（BMD）适合于电厂的预干燥过程，利用流化床燃烧技术可实现热电联产。开发该技术的目的是利用流化床热床料的热量。过热蒸汽高速进入干燥管底部，从流化床分出1股热床料流在干燥机燃料人口前与过热蒸汽混合。蒸汽携带燃料同床料一起经过干燥器后进入旋流分离器，干燥燃料和床料从蒸汽流中分离后直接送往流化床锅炉燃烧。一部分蒸汽从旋流分离器回收后返回干燥机底部重新与新的床料混合，其他蒸汽则由蒸汽循环管路分离后引入热交换器冷凝。
2.4蒸汽空气联合干燥技术。该技术利用从冷凝器出来的热水作为干燥介质，虽然热水干燥比过热蒸汽干燥在干燥速度和干燥程度上相对较差，但用热水作为干燥介质对于电厂来说是一种“废热”此工艺为美国PwevrBai利用的最佳选择orRiesn发电厂近年开发的集成干燥技术。空气被热循环水加热到约43℃后作为流化床干燥器的流化介质，同时5O℃的热水作为流化床的干燥热源介质。
2.5褐煤的机械、热脱水技术。机械＼热脱水技术综合了热法脱水和机械力脱水的优点，将褐煤加热到2200℃的条件下，通过机械挤压将水挤出。该工艺过程分为4个阶段：①用工艺热水预热；②过热蒸气加热；③加压脱水；④闪蒸进一步脱水。为了使干燥介质均匀分布在煤层中，原煤必须用压盘稍微预压一下预压时，热水从压盘里的喷洒系统均匀地分布在煤层表面。在饱和蒸汽压力下，水进入压力室，热水经过煤层并且向煤施放所有的热量，然后用蒸汽加热并使煤中的水分部分从煤层中脱离出来。最后再经机械压力和进一步闪蒸过程，脱除大部分水分。
3我国褐煤发电的干燥技术研究思路
干燥是一项古老的技术。在我国，对煤炭干燥主要针对选煤厂的烟煤和无烟煤，大都采用烟气干燥。对于褐煤，由于挥发分高，易着火发生爆炸，此外，由于水分高，传统热风干燥损失大，干燥效率低，产品水分也不稳定。我国在褐煤这种高水分含能材料的干燥技术上缺乏经验。在内蒙、云南等褐煤资源丰富的省份，大量开采水分高达30%～50%的褐煤直接用于燃烧，不仅锅炉燃烧不稳定，而且电厂效率也很低；高水分使得这些煤种只能在当地使用，不可能长距离运输，极大地限制了煤炭的开采规模。因此，开发先进的褐煤干燥技术和设备，对于提高褐煤的市场竞争力，降低发电成本具有重要意义。过热蒸汽干燥这几年已成为国际上干燥技术研究开发的重点。借鉴国外经验，我国在低阶煤的先进干燥技术的研发方面应主要围绕以下几个思路进行：
（1）水分蒸发废热可以循环利用。
（2）干燥强度要大，以利于大型化
（3）通过与电厂热力循环集成，提高电厂整体效率。
此外，对于我国北方现有以高水分褐煤为燃料的流化床热电厂，可以借鉴国外已经成熟的床混式（BMD）干燥技术。该技术已经在欧洲得到广泛认可，现已延伸到诸如高水分生物质、污泥、垃圾等处理过程中。改变我国高水分褐煤发电采用传统的直接燃烧方法效率低下、设备可利用率差的关键是，降低褐煤电厂入炉煤水分。因此有必要对褐煤干燥技术进行研究，在褐煤干燥技术选择、设备与设计工艺、干燥过程的理论计算与数学模拟等方面取得经验，进一步提高褐煤燃烧发电的市场竞争力。
4.结语
在我国，对煤炭干燥主要针对选煤厂的烟煤和无烟煤，大都采用烟气干燥。而对于褐煤，由于挥发分高，易着火发生爆炸，此外，由于水分高，传统热风干燥损失大。干燥效率低，产品水分也不稳定，在我国大力提倡节能减排的社会形势下，需要高效、低能耗的褐煤脱水技术来改变我国传统直接燃烧方法效率低下、设备利用率差的现状。
参考文献：
[1]尹立群.我国褐煤资源及其利用前景[J].煤炭科学技术，2004，32（8）：12―14
【关键词】IGCC；CCS；能源
一、引言
整体煤气化联合循环(IntegratedGa-sificationCombinedCycle,IGCC)发电技术是新一代先进的燃煤发电技术，它既提高了发电效率，又提出了解决环境问题的途径，为燃煤发电带来了光明，其发展令人瞩目。从大型化和商业化的发展方向来看，IGCC把高效、清洁、废物利用、多联产和节水等特点有机地结合起来，被认为是21世纪最有发展前途的洁净煤发电技术。
二、整体煤气化联合循环及其优点
整体煤气化联合循环发电技术是指将煤炭、生物质、石油焦、重渣油等多种含碳燃料进行气化，将得到的合成气净化后用于燃气-蒸汽联合循环的发电技术从系统构成及设备制造的角度来看，这种系统继承和发展了当前热力发电系统几乎所有技术，将空气分离技术、煤的气化技术、煤气净化技术、燃气轮机联合循环技术以及系统的整体化技术有机集成，综合利用了煤的气化和净化技术，较好地实现了煤化学能的梯级利用，使其成为高效和环保的发电技术。
整体煤气化联合循环系统(IGCC)主要由两部分组成，煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第1部分的主要设备有气化炉、煤气净化设备、空分装置。第2部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。系统流程为：使煤在气化炉中气化成为中热值煤气或低热值煤气，然后经过处理，把粗煤气中的灰分、含硫化合物等有害物质除净，供到燃气-蒸汽联合循环中去燃烧做功，借以达到以煤代油(或天然气)的目的。从系统构成及设备制造的角度来看，这种系统继承和发展了当前热力发电系统几乎所有技术，将空气分离技术、煤的气化技术、煤气净化技术、燃气轮机联合循环技术以及系统的整体化技术有机集成，综合利用了煤的气化和净化技术，较好地实现了煤化学能的梯级利用，使其成为高效和环保的发电技术，被公认为世界上最清洁的燃煤发电技术，有希望从根本上解决我国现有燃煤电站效率低下和污染严重的问题。
三、IGCC的关键设备
(一)气化炉
气化炉是IGCC系统的关键设备之一，在煤气化过程中，部分碳在燃烧区的氧化气氛下燃烧，产生的高温用来切断煤中高分子化学键，使其与气化剂反应，生成含有CO、H2、CH4等可燃气体的合成煤气。当气化剂是氧气时，生成中热值煤气；当气化剂是空气时，因其含有大N2，生成低热值煤气。
气化炉的发展已有很长的历史，技术也比较成熟。应用于IGCC气化站的炉型有喷流床气化炉、流化床气化炉和固定床气化炉。通常，用以下一些技术指标来衡量气化炉的性能：(1)碳的转化率，即煤中所含的碳元素在气化炉中转化成为煤气成分中含碳量的百分数。(2)冷煤气效率，即气化生成的煤气的化学能与气化用煤的化学能的比值。(3)热煤气效率，即气化生成的煤气的化学能与煤气中回收的热能之和除以气化用煤的化学能。
(二)煤气净化设备
煤在IGCC的气化炉中气化成为粗煤气时，相当一部分灰分、硫分、氮分以及碱金属盐和卤化物等都会转移到粗煤气中去，它们以不同尺寸的尘粒、H2S+COS、NH3+HCN、Na和K盐的蒸汽以及HCI+HF等形式存在于粗煤气中。这些有害物质若未除尽，不仅会导致燃气透平的腐蚀、磨蚀和结垢，影响其使用寿命和工作可靠性，还会影响周围环境，同样会造成污染问题。因此，要实现IGCC的安全可靠、清洁发电，必须在进人发电设备之前将杂质脱除。目前，在IGCC中使用的粗煤气净化系统有“常温湿法的净化系统”和“高温干法的净化系统”。
(三)制氧空气分离设备
为了提高气化炉的单炉产气率并获得高热值煤气，要求供给气化炉纯氧或高浓度富氧气化剂，需设置制氧空分设备及系统。空分设备主要包含O2制备和N2制备装置。
制氧技术可以分成两大类：低温制氧，常温制氧。前者主要是基于深冷法制氧，一般需把空气冷却到-172℃左右才进入制氧过程，目前占整个制氧市场的85％。深冷的空分设备比较成熟，但是投资比较高，尤其是耗能太大。常温制氧方法目前还不具备大规模提供高纯度氧气的能力。目前正在研究使液N2和液O2，先增压后气化和基于离子转移膜技术等低能耗、低投资的新型空分制氧技术，这将有效降低IGCC电站厂用电率，提高净效率。
(四)燃气轮机
IGCC是以燃气轮机为主的联合循环，其热功转换利用的核心部件是燃气轮机，加入系统的全部或大部分热量先在高温区段借助燃气轮机实现高效热功转换、输出有效功，然后充分回收燃气轮机排热产生蒸汽，再在中、低温区段通过汽轮机实现热功转换、输出有效功。燃气轮机性能的提高是发展IGCC的前提。
IGCC电站中使用的燃气轮机由于其所用燃料的变化、同系统其他设备整合的要求，与简单循环、天然气燃气-蒸汽联合循环中使用的燃气轮机有很大区别。因而需要在原有天然气燃气-蒸汽联合循环机组的基础上进行改造，甚至重新设计：(1)提高燃气轮机初温、热效率和单机容量并降低其投资费用；(2)改烧合成煤气，使同一台机组有混烧或单独燃烧多种燃料的问题；(3)燃气透平与压气机工质流量的匹配问题；(4)燃气轮机功率增大极限的控制问题；(5)改进燃气透平叶高温热障涂层的材料与运行状态的监护。
(五)余热锅炉—蒸汽轮机
性能先进的IGCC离不开高效率的蒸汽底循环。余热锅炉和蒸汽轮机系统不可避免要与煤气化、净化系统等进行质量、能量交换，因此IGCC蒸汽系统的联结、匹配与优化要比一般的联合循环复杂得多，也重要得多。为了充分吸收各子系统的余热、废热，目前IGCC系统中一般根据燃气轮机排气温度选择蒸汽循环流程。当燃气轮机排气温度T4低于538℃时，不采用再热循环方案；当高于580℃时，采用多压再热方案。
四、结语
当前，我国将解决节能环保问题提到了前所未有的高度。与超临界等较为成熟的洁净煤发电技术比较，IGCC是可预见的发电效率最高的洁净煤技术，尤其在控制CO2排放方面该技术具有较为明显的优势。随着化石燃料的日益紧缺，国际燃料价格的不断上涨，节能环保要求越来越严格，我国发展高效清洁的IGCC燃煤发电技术势在必行。IGCC发电在我国发展的首要障碍是其造价较高，投资水平比常规电站高15%-20%；另一个障碍是在气化炉等核心工艺上国外有关公司的技术垄断。因此，目前亟待制订支持电价，保证电站盈利能力；需要国家在关键技术研发领域提供足够的资金支持IGCC发电系统关键技术的研究，确保早日获得相关技术的自主知识产权，打破技术垄断。同时，对于国家IGCC示范工程，应该研究在税收、设备进口关税等环节给予扶植，以通过示范工程的启动，全面推动我国IGCC发电技术的发展。
参考文献
[1]焦树建.IGCC技术发展的回顾与展望[J].电力建设,2009.
关键词：煤矿；机械；电气自动化；应用
引言
随着社会经济及科学技术的快速发展，煤矿机械设备电气自动化技术日益完善，在工作效率上得到了很大的提高，但是电气自动化技术在煤矿生产中的运用，为煤矿机械设备工作效率的提升提供更大的空间。煤矿机械设备自动化技术精细化和智能化的实现，能够进一步提升煤矿生产的效率，从而促进煤矿企业实现更大的社会效益及经济效率，带动煤矿行业快速发展。
1电气自动化技术被运用于煤矿生产中的重要意义
1.1提高煤矿安全管理质量
由于煤矿生产行业具有高危性生产特点，安全管理是煤矿生产企业高度重视的一项工作。而电气自动化技术在煤矿机械设备中的运用，对煤矿安全管理质量的提高作用非常大。一是机械设备自动化的实现，可以节省更多的人力，给煤矿的安全生产带来了直接的影响；二是能更加有效地对煤矿生产中的各种不安全因素进行识别、控制和管理，随着煤矿机械设备电气自动化的逐步实现和完善，煤矿生产安全事故发生的几率也在不断降低。
1.2促进煤矿生产效率的提升
电气自动化技术通过将仪表仪器技术、计算机网络技术、理论控制技术及相关技术融合运用与煤矿工业生产中，不但可以使煤矿生产管理、优化、调度、检测与控制等工作更为简便，而且在很大程度上提升了生产效率。
2采煤机械设备电气系统的特点
采煤机械设备电气化系统是电气自动化技术在煤矿机械设备中的一个重要应用，其电气化系统具有以下应有特点：一是利用变频进行无极调速，以销轨方式进行无链牵引，在电牵引采煤机并排放置多台电机，且电源电压恒定（3300V）；二是利用计算机对机械设备运行状态实行实时监控，对于运行中出现的故障及问题能够及时发现及处理。端子板、电源、PLC控制单元是电控系统的主要组成部分，包括两个系统：主控制系统和调速系统。其中，主控制系统由电源、主控制器和操作站等部分组成，而PLC控制系统是主控制器的主要部件。该电气系统的工作过程为：首先预先设置相关步骤，其次对操作站传送的指令及采集到的控制信息进行汇总和处理，最后驱动电路将处理的最终结果传送至各个相关执行部门。
3煤矿运输设备中电气自动化技术的应用
随着我国社会经济的快速发展，煤矿生产也日益受到社会的重视，煤矿开采的规模也不断增大，在大型煤矿生产中，主要的厚煤输送设备是胶带运输。在胶带运输中发展方面，目前，我国不但自己研发出了胶带运输工况监控系统，并且在实际运用中取得了突出的成绩，通过对计算机及PLC技术的结合运用，运输工装监控系统功能更加地趋于综合化与系统化，在地面监控方面，DCS结构也实现了系统监控。同时，我国自行研发和胶带机全数字直流调速系统以及胶带集中监控系统在性能方面取得重大突破，在生产中表现出更大优势，并且交流变频技术伴随着电气化技术的不断成熟也得到了很大的发展，有效推动了调速系统的发展[1-2]。
4煤矿采掘机械设备中自动化技术的应用
煤矿采掘是煤矿生产中的重要环节，煤矿采掘过程中存在的安全问题较多，因此，采掘作业工作一直都是煤矿生产企业工作中的重中之重。在采掘机械设备没有实现电气自动化之前，煤矿采掘的效率较低，且很容易出现安全事故，因此，采掘机械设备实现电气自动化之后，大多煤矿企业都会引进和更新原有的采掘机械设备，推动电气自动化技术在采掘机械设备中应用。目前，我国煤矿采掘电气自动化技术已相当完备，在采掘生产中具有很大的优势，实现了多电机驱动自动控制的方式，电机运用可靠性更强，效率额更高，在有效减少维护成本的同时，还具有更强的抗污染能力。多种故障诊断系统和工况检测技术共同构成的计算机技术是电气自动化控制技术的核心，采煤机的牵引电机功率一般为2×60kW，牵引速度在0～30m/min内。电气自动化技术系统控制下，采煤机的总装机功率往往能达到1000～1500kW之间。同时，计算机技术使煤矿机械设备实现了多样化发展，目前，在计算机技术工况监控系统下，煤矿重载输送电气自动化技术在该种技术的运用中也得到快速发展，机电一体化技术在以高压、大流量的电液控制为核心的液压支架中，以大功率、可靠性高的优势实现了移架速度6～8s/架，大大提高了效率，煤矿生产走向集中化[3]。
5煤矿安全机械的电气自动化技术应用
在煤矿安全管理方面，我国不仅引进了国外先进的安全监控系统，也研发出了自己的煤矿生产安全监控系统。目前，监测仪和检测系统在大型煤矿生产企业中已非常普遍，红外线自动喷雾装置、断电仪和瓦斯遥控仪及风电闭锁装置等也被大多煤矿企业运用，基本上能够根据煤矿安全生产的要求对自动化技术进行充分的应用。虽然煤矿安全机械电子自动化技术逐渐趋于成熟，但也仍存在一些不足，比如在监控系统中配套的传感器寿命不长、种类少，使得维护工作量大，稳定性能不高等，想要进一步提高监控工作效率还需要加强研究和完善。
6采用煤矿机械设备中监控控制系统的应用
目前，在煤矿机械设备监控控制系统运用方面，主要是引进国外的系统，但相关专家和学者正在根据我们工业生产的需求进行积极的研究，已具有世界中等水平的研究能力。我国自主研发的监控控制系统已开始在部分煤矿企业中应用，包括遥感设备、红外监控设备等，且应用效果良好，但这些设备的种类和生产量还有待提高，在维修时可替换的零部件的选择也较少，质量也需要进行进一步提升[4]。
7结语
电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用对于提高煤矿生产的效率非常重要。虽然随着科学技术的快速发展，目前我国煤矿机械电气自动化技术也得到了很大的发展，但与发达国家相比还比较落后，而且在煤矿机械设备电气自动化推进的过程中还存在着各方面的技术运用问题，因此，我国应在积极引进和借鉴国外先进电气自动化技术及系统的同时，要加大研发力度，投入更多的资金、人才和技术，促进煤矿机械设备电气自动化的进一步完善。
参考文献
[1]高虹.电气自动化技术在机械设备中的应用[J].科技创新与应用，2014（10）：55-56．
[2]高旭芬.叹息煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].技术研发，2015（8）：22.
[3]程现敏.煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].技术探讨，2016（8）：68.
1煤制气技术的发展
煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学品的过程。煤化工分为传统煤化工和现代煤化工，传统煤化工产品主要包括合成氨、甲醇、焦炭和电石等。目前，我国现代煤化工明确了把煤制油、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制天然气、煤制乙二醇作为现代煤化工的代表。
1.1煤炭气化
煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热方式等分类，常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有固定床气化、流化床气化和气流床气化。虽然煤的气化是发展时间较长的一种技术，但仍然存在许多问题未解决，如煤品种的适应性、转化率、装置稳定运行等。
1.2煤制甲醇
煤制甲醇即以煤为原料生产甲醇。我国利用高硫、劣质煤生产甲醇的技术处于世界前列，且原料来源稳定可靠，已初步形成了4000万t/a的生产能力。化工产业的蓬勃发展拉动我国甲醇消费量快速增长。随着甲醇下游产品的开发和甲基叔丁基醚（MTBE）、农药、醋酸、聚甲醛等新装置的建设，以及甲醇燃料的推广和应用，甲醇的需求市场进一步扩张。国内煤炭企业为增强核心竞争力、调整产品结构、延长产业链，注重上下游一体化发展，有效带动了大型煤制甲醇装置的建设。
1.3煤制烯烃
煤制烯烃分为煤气化、合成气净化、甲醇合成及甲醇制烯烃四项技术。煤制烯烃即煤基甲醇制烯烃，是指以煤为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的技术。甲醇制烯烃技术已日趋成熟，具备工业化条件，存在的主要问题不在工艺上，而在催化剂上。目前，催化剂的长周期运转的数据并没有出来，催化剂的单程转化率、收率、副产物的组成，催化剂、原材料和公用工程的消耗定额、催化剂衰减的特性曲线、废催化剂的毒性和处理、催化剂制备的污水组成和数量、整个装置单程和年连续运行的时间、废液废气的排放等多项重要数据目前没有公布。因此，大规模工业化尚需时日。
2天然气的消费量
天然气是埋在地下的古生物经过亿万年的高温和高压作用下形成的可燃气体。天然气的主要成份是甲烷，是最简单的烷烃，也是有机物中最简单的稳定化合物。是一种无色、无味、无毒、可燃气体、洁净环保的优质能源。微溶于水、乙醇、乙醚等有机溶剂。天然气按其形成可分为：油田气、煤层气、生物气和水合物气四种。油田气是石油烃类天然气，煤层气是成煤过程中有机质产生的甲烷气，生物气是有机质在70℃以下遭厌氧微生物分解产生的甲烷气，水合物气是在低温高压下，甲烷等气体分子渗入水分子晶隙中缔合的气体。表1详细的说明我国天然气生产量从1995年的179.5亿m3到2011年1130亿m3增长了6倍，天然气的生产量满足不了消费量。可见要用先进的工艺技术来满足工业以及生活需求天然气。天然气按用途分类，可分成燃料和化工两大类，其中燃料包括燃气发电、民用燃料、工业燃料、车用燃料等，从图1中可以看出随着我国天然气利用政策的出台，以及能源价格改革方案的推进，天然气利用结构正在由化工、发电为主逐渐转向城市燃气用气比例的提高。
3煤气化工艺技术
3.1煤气化炉介绍
煤气化被誉为煤化工产业的龙头技术，目前可作为大型工业化运行的煤气化技术，可分为固定床气化技术、流化床气化技术、气流床气化技术以及熔融床气化技术当实际没应用开发，各种煤气化炉的模式见图2。煤气化炉又称煤气发生炉（gasproducer）典型的工业化煤气化炉型有：UGI炉、鲁奇炉、温克勒炉（Winkler）、德士克炉（Texaco）和道化学煤气化炉（DowChemical）。固定床气化炉是最早开发出的气化炉，如图2（a）所示，炉子下部为炉排，用以支撑上面的煤层。通常，煤从气化炉的顶部加入，而气化剂（氧或空气和水蒸气）则从炉子的下部供入，因而气固间是逆向流动的。特点是炉内煤处理量小，大规模化困难。流化床气化炉如图2（b）所示，在分散板上给予粉煤，在分散板下送入气化剂（氧气和水蒸气），将粉煤在悬浮状下气化。缺点是流化床气化炉不能用灰分融点低的煤，副产焦油少，碳利用率低。
流床气化炉如图2（c）所示，将粉煤与气化剂（氧气和水蒸气）一起从喷嘴高速吹入炉内迅速气化。特点是不副产焦油，生成气中甲烷含量少。气流床气化是目前煤气化技术的主流，代表着今后煤气化技术的发展方向。气流床按照进料方式又可分为湿法进料（水煤浆）气流床和干法进料（煤粉）气流床。
3.2三种煤气化工艺的比较
我国引进并被广泛采用的三种先进煤气化工艺———鲁奇气化炉、壳牌气化炉、德士古气化炉，三种煤气化工艺的对比如表2所示。
4鲁奇碎煤加压气化装置流程
由于各种煤气化工艺复杂多样，目前世界上还没有万能的气化炉，各种煤气化工艺技术都有其优缺点，具有一定的适应范围。因此，在煤气化工艺选型时，要结合实际情况，选择适合自己的煤气化技术。我公司中的煤制天然气工程用煤为为伊南煤田长焰煤，无粘结性，采用鲁奇公司的固定床加压气化技术，炉型选用MARK-Ⅳ，单台装置日处理煤量约750t。需要说明的是，鲁奇固定床气化技术是最早实现工业化生产的技术，国内已有多套生产装置。“鲁奇”在这里已紧紧是个代号，代表了加压固定床这一煤气化技术，该技术的工艺设计、设备制造、工程施工、工业生产等已全部可以国产化，同时也不存在与德国鲁奇公司或南非SASOL公司的知识产权问题。鲁奇碎煤加压气化装置由气化炉、加煤煤锁和排灰灰锁组成并与气化炉相联接。气化用煤经过破碎及筛分，装置运行时，合格的煤加入气化炉上部之煤斗。对煤锁进行充压，从常压充至气化炉的操作压力。在向气化炉加完煤之后，煤锁再卸压至常压，以便开始下一个加煤循环过程。
用来自煤气冷却装置的粗煤气和来自气化炉粗煤气使煤锁分两步充压；煤锁卸压的煤气收集于煤锁气气柜，并由煤锁气压缩机送往变换冷却工号。减压后，留在煤锁中的少部分煤气，用引射器抽出。经煤尘旋风分离器除去煤尘后排入大气。气化剂—蒸汽、氧气混合物，经安装在气化炉下部的旋转炉篦进入灰渣层，气化剂温度提高，灰渣温度降低。在燃烧区燃烧一部分煤，为吸热的气化反应提供所需的热。在气化炉的上段，刚加进来的煤向下移动，与向上流动的气流逆流接触。在此过程中，煤经过干燥、干馏和气化后，在与入炉氧进一步燃烧，最后只有灰残留下来，灰由气化炉中经旋转炉篦排入灰锁，再经灰斗排至水力排渣系统。气化所需蒸汽的一部分在气化炉的夹套内产生，从而减少了中压蒸汽的需求。为此向气化炉夹套中加入中压锅炉给水，气化炉中产生的蒸汽，经汽/液分离器送往气化剂系统，蒸汽/氧气在此按比例混合好喷射入气化炉。离开气化炉的粗煤气以CO、H2、CH4、H2O和CO2为主要组分。离开气化炉的煤气首先进入洗涤冷却器，在此，煤气用循环煤气水加以洗涤并使其饱和。洗涤冷却器的用途首先是将煤气温度降至200℃左右，其次是除去可能夹带的大部分颗粒物。饱和并冷却后的煤气进入废热锅炉，通过生产0.5MPa（g）低压蒸汽来回收一部分煤气中蒸汽的冷凝热。在废热锅炉下部收集到的冷凝液的一部分，用洗涤冷却器循环泵送出。多余的煤气水送往煤气水分离装置。离开气化工段的粗煤气在压力3910kPa（g）、温度185℃饱和状况下，通过粗煤气总管进入煤气变换、煤气冷却工段。煤锁气回收系统供所有气化炉系列所用。
5煤制天然气应用前景
我国目前是世界上天然气需求增长最快的国家之一，我国87%以上的天然气用于化工、城市燃气和发电等工业部门,其中化肥生产就占38.3%。居民用气在天然气消费总量中所占11%。随着我国经济建设持续稳定发展，对天然气的需求量将继续增加，城市燃气、工业用气和发电等消费需求都将快速增长。我国城镇的发展导致了天然气需求的增长。在经济高速增长的今天，随着广东珠江三角洲、上海长江三角洲地区、环渤海地区城市的发展已率先进入了工业化时代，也率先进入了城市天然气时代。中国大城市人口的聚集和小城市的增加以及经济的增长日益敦促人们重视环境保护。在这些城市及周边地区，煤炭的使用和机动车的迅速增加产生了污染问题，这个问题日趋明显而且正在影响着中国大部分的人口。
关键词：煤化工技术发展研究
中图分类号：TQ54文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0024-01
1我国煤化工技术的最新发展
我国一直是世界上在煤化工技术投入和研发等方面最大的国家之一，煤在我国的能源结构中的重要性不言而喻，近些年，我国在不断引进吸收国外煤化工技术的基础上不断加强自主研发，多项煤化工技术已经达到国际先进水平，尤其是在煤炭的液化、煤制烯烃等技术上更是达到了世界领先水准，下面简单介绍我国当前煤化工技术的最新发展中的一些代表性技术。
1.1煤炭的液化技术
煤炭的液化技术即所谓的煤制油技术，随着我国国民经济的快速发展，对石油的需求量越来越大，据有关数据统计，2013年我国的石油进口达到2.82亿t，石油对外依存度已经达到了56%，也就是说我国超过一半的石油消耗需要从国外进口，近年来，我国一方面调整石油战略，加大石油进口多元化；另一方面加快煤炭的液化技术的研发，利用我国丰富的煤炭资源来进行液化以弥补石油资源的不足，当前，煤炭的液化技术主要有两种技术，一种是煤炭直接液化技术；另一种是煤炭间接液化技术。
1.1.1煤炭的直接液化技术
煤炭的直接液化就是指对煤炭在一个较高的温度和压力之下，利用加氢的工艺同时辅助以一定的催化剂来得到液态产物例如汽油、柴油、航空煤油等的技术。我国从20世纪70年代末开始这项技术的研发，目前在这项技术上已经达到了国际先进水平，神华集团在对当前世界上三大煤炭直接液化技术研究的基础上，提出了拥有我国自主知识产权的煤炭直接液化生产工艺，其生产工艺主要采用人工合成超细铁催化剂，并且用量不大，将传统的溶剂脱灰过程取消，对有关的循环溶剂进行加氢处理，有效提高溶剂的供氢能力，并已经在2008年12月在内蒙古鄂尔多斯建成了世界上最大的煤炭直接液化项目。煤炭直接液化技术在我国拥有者广泛的应用前景，未来还会在新型催化剂的研发、进一步开发大型反应器等方面进一步改善煤炭直接液化生产工艺，进一步优化煤炭直接液化的生产工艺工程。
1.1.2煤炭的间接液化技术
煤炭的间接液化是首先将煤进行气化得到合成气，然后再利用一定的催化剂在合适的温度和压力之下，将得到的合成气转化为各类液态品的技术。我国的煤炭间接液化技术研究较直接液化开始较早，目前，国内的煤炭间接液化已经进入商业化发展阶段，通过加快建设煤炭间接液化项目，可以进一步多元化我国的能源消费结构、有效保护环境、节约资源，还可以将这一部分省下来的资金用以发展太阳能、风能等清洁能源的研发上。
1.2煤制甲醇技术
目前，我国的煤制甲醇技术已经相当成熟和完善，煤制甲醇技术在世界上处于领先地位。所谓煤制甲醇就是首先利用煤气化技术得到合成气，然后在合适的温度和高压下借助催化剂合成甲醇。目前，我国在煤制甲醇技术上已经十分成熟，和国外基本上借助天然气为主要原料生产甲醇不同，得益于我国丰富的煤炭资源，我国近年来不断加强在煤制甲醇方面的投入，2005年10月投产的陕西神木化学工业有限公司煤制甲醇项目，投入32亿元，年产甲醇量达60万t，是目前国内已经建成的规模最大的煤制甲醇生产企业。2007年我国出台禁止利用天然气生产甲醇的政策，因此煤制甲醇技术和规模发展很快，2010年我国煤制甲醇占到了甲醇生产总量的63%以上，目前已经进入了大型化和商业化生产阶段。但是应该看到目前我国甲醇生产产能过剩的格局已经十分明显了，未来煤制甲醇要进一步走集约化和高效化生产的道路。
1.3煤气化技术
煤气化技术应该是煤化工技术中最为基础也最为重要的技术之一了，煤气化技术是指采用氧气、水蒸气、氢气等为气化剂，以煤为基本原料，在气化炉中以一定的温度和压力通过化学反应将煤中的可燃部分进行气化，最终转化为一定的气体燃料的生产过程。当前，对煤炭的气化主要采用地面气化和地下气化两种形式，其主要区别是在于煤炭是否被事先开采出来，我国的煤气化技术研究起步最早，清末已经在上海建成了第一座煤气化工厂，新中国成立以来，煤气化技术突飞猛进，目前国内的煤气化技术已经十分成熟，正在向着大型化、高效化、集约化的方向发展，当前已经掌握了一系列的拥有自主产权的核心技术例如水煤浆加压气流床煤气化技术、干吗煤粉加压气流床煤气化技术等一系列先进技术，目前，我国的煤气化企业正不断进行设备的大型化、煤种类的多元化的研究，进一步扩大我国的煤气化产业的发展。煤气化技术的一般流程见图1。
2结语
总之，随着我国能源形势的不断严峻和国家能源政策的不断调整，大力发展相关的煤化工技术以进一步提高我国煤资源的利用率同时进一步优化我国能源消费格局，保护环境，有着极大的现实意义，因此，未来我国应该将进一步鼓励发展各种煤化工技术的发展，努力提高我国煤化工技术的水平，为我国能源消费和环境保护奠定良好的基础。
参考文献
[1]周小野.浅议我国煤化工技术的现状与发展[J].科技创新导报，2011（29）：63.
[2]雍永祜.展望2000年我国煤化工技术[J].煤化工，1996（4）：3-18.
我国煤炭、煤层气资源量类型较多,从低变质的褐煤煤气层到高质变的煤层气均有发育,但是开发的方式却有所不同。一般来说,煤矿区拥有地面煤层气开发、井下抽采以及煤层卸压增透等开发技术,或者是通过技术的组合来开发煤层气资源。
(一)地面煤层气开发技术
在地面煤层气开发技术中主要包含了多分支水平井、垂直井、U型井、丛式井等相关技术。在当前国内的煤层气开发之中,多数的直井选择套管完井的方式、多分支水平井选择裸眼洞穴完井,但是裸眼洞穴完井技术由于对于煤储层的条件要求偏高,所以,在实践方面的成功案例较少。
(二)煤层气井下抽采技术
该技术主要包含了分源双系统抽采技术、模块化区域递进式抽采技术、卸压层抽采技术和保护层抽采技术等。考虑到不同的地质采矿条件,煤矿区的抽采方式也有所差异,如果能将煤层顶底板抽采、采空区抽采以及本煤层的抽采相互的创新组合,就能够形成立体化的、多种多样的井下煤层气抽采体系[1]。
(三)煤层卸压增透技术
如果煤层渗透率与含气饱和度偏低,就需要利用煤层卸压增透技术,以便煤层气抽采率的提高。这一类技术,主要是利用保护层开采卸压增透技术、深穿透射孔技术、深孔预裂爆破技术、高压水力增透技术等。
在未来的煤矿煤层气的抽采中,应该偏向于依托矿井钻孔,进而将地面井组压裂区相互贯通,提高井下孔本身的导流能力,满足煤层气的抽采要求,从而实现矿井抽采与地面抽采之间的相互结合,同时也方便煤层气的立体化抽采;井下水平长钻孔钻进技术与装备的发展,有利于煤层气抽采率的提高,也能缩短采煤实际的要求周期;通过大管路、高负压等矿井抽采技术的发展,也能通过压力差的利用,从而实现煤层气矿井抽采率的提高。
煤炭资源与煤层气的同源同体伴生性也就决定了在开发两种资源时,又存在相互不可分割的内在关联。在开采煤矿区煤炭资源所引起的岩层移动时空关系,对于煤层气资源开发钻孔的布设、抽采效果以及采气方法的选择都会产生多方的影响,另外,开发煤层气,对于开采进度、顺序以及煤矿的安全等也有着正反两个方面的影响。
二、煤层气勘探开发的发展前景
第一,国内主要的高煤阶煤层位于华北地区,因此,预测华北地区煤层气资源能够达到17.15*1012m3,占据全国总量的62.5%。由于这一类煤阶拥有含气饱和度高、含气质量好以及含气量高、资源丰富大的那个特点,一般来说,拥有封盖条件好、煤储层物性好、煤层割理发育、保存条件有利等优点。
第二,在国内,低煤阶煤层气勘探开发的主要区域在西北与东北。虽然这一类气田含量相对偏低,但是由于其含气饱和度较高、煤层较厚、拥有良好地物性,因此很容易形成煤层气高产区。就相关预测分析,在这一区域之内,低煤阶煤层气远景资源量能够达到8*1012m3,占据全国总资源量30%左右。
第三,我国另外一个煤层气富集区在华南。主要目的层是二叠统煤层,富煤带在川滇黔地区,可供采煤的总厚度达到10-20m之上;在华南区域之内,拥有相对较大的残留型含煤盆地23个,其远景资源量达到2.15*1012m3,站全国总资源量8%左右。所以,我们也可以看出,华南区煤层拥有含气饱和度高、含气量大灯特点,但是因为后期构造带来的影响,所以其煤层气的资源处于相对分散的状态。
第四,江西萍乐地区煤层气含量也较为丰富,拥有的勘探面积超过2400km2,其煤层气远景资源量达到400*108m3,在对该区域煤层气成藏条件进行深入研究后,找出有利的区域做好煤层气的钻探。在南方,也拥有部分巨厚煤层分布的小盆地,这些小盆地都是低煤阶煤层气勘探的主要其余,如云南省的第三系小盆地等[2]。
