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关键词：甲醇 气化 合成 空分
一、煤气化制甲醇的重要意义
作为一种传统的化工原料，甲醇在化工行业中一直扮演着极其重要的角色。随着油价的日益上涨和甲醇应用领域的不断拓展，甲醇及其衍生品的应用也越来越受到人们的重视。在市场需求的推动下，甲醇及其衍生物的生产迎来了发展的黄金时期。
在我国，80%以上的甲醇来源于煤炭转化，充足的煤炭供应是甲醇经济发展的基础。据国有资产管理委员会的数据，我国累计探明可供建井的煤炭储量多达2000多亿吨，占全国已探明储量的90%以上，按近些年平均20亿吨/年的开采量计算，仅目前探明的储量就可以开采一百年以上。
甲醇作为极其重要的一种化工原料，其下游衍生品也很丰富，这也是煤基甲醇化工可以代替部分石油化工的原因。传统工艺上甲醇可以用来生产甲醛、合成橡胶、甲基叔丁基醚、对苯二甲酸二甲脂、氯甲烷、甲基丙烯酸甲脂、醋酸、甲胺等一系列有机化工产品。
除了传统应用，甲醇化工应用技术近期还取得了不少新的突破。中科院福建物质结构研究所和上海金煤化工合作研发的煤基甲醇制乙二醇技术处于世界领先地位，并成功应用于内蒙古通辽经济开发区已开工的20万吨/年乙二醇项目。神华集团的百万吨级甲醇制烯烃项目运行平稳，兖矿集团国宏化工有限责任公司的甲醇制二甲醚的项目也将于近期开工。
除了化工应用外，甲醇作为替代燃料近年来发展也很迅猛，源于甲醇的替代燃料主要包括甲醇掺混汽油、甲醇制汽油和燃料电池等。 甲醇掺混汽油是指在汽油中掺入5%、15%、25%和85%等不同比例的甲醇。07年8月份，奇瑞甲醇燃料汽车的技术改造基本完成，由奇瑞研制的10辆M85高比例甲醇燃料样车已在山西进入试用阶段。而早在2005年10月至2006年6月，山西省已在阳泉、临汾、晋城进行M15低比例甲醇汽油的试点封闭运作。现在，兖矿集团国宏化工有限责任公司的甲醇汽油项目已经实现工业化，并且收益很高。
此外，甲醇制汽油（MTG）也是甲醇燃料应用的重要领域之一。除了埃克森美孚公司的二步法MTG技术，中科院山西煤化所与化学工业第二设计院共同开发的一步法甲醇转化制备汽油技术，已在其能源化工中试基地完成中试。与埃克森美孚公司的技术相比，国产技术具有汽油选择性高，工艺流程短，单程寿命长和催化剂稳定性等优势[1]。
二、煤制甲醇基本的工艺及设备介绍
1.煤炭的气化
煤气化技术是煤制甲醇工艺中的关键性。目前，国内外先进的煤气化技术主要包括：荷兰Shell公司的SCGP粉煤加压气化工艺、德国未来能源公司的GSP粉煤加压气化技术、美国Texaco公司德士古气化工艺、德国Lurgi公司的Lurgi块煤加压气化工艺等，本文以德士古气化工艺为例进行气化工艺的介绍。
1.1煤浆制备
由输送系统送来的原料煤干基（
1.2气化
在本工段，水煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。
煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧嘴进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧气发生主要反应如下：
CmHnSr+m/2O2mCO+（n/2-r）H2+rH2S
CO+H2OH2+CO2
气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。
离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。
气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时排入渣池，由扒渣机捞出后装车外运。
1.3 灰水处理
将气化来的黑水进行渣水分离，处理后的水循环使用。
1.4 CO变换
将气体中的CO部分变换成H2。发生的的化学反应为变换反应，以下列方程式表示：
CO+H2OH2+CO2
2.合成气的净化
本工段采用低温甲醇洗工艺脱除变换气中CO2、全部硫化物、其它杂质和H2O。低温甲醇洗工艺是使用物理吸收法的酸性气体净化技术，使用冷甲醇作为酸性气体的吸收液，利用甲醇在零下60℃左右的低温下对酸性气体溶解度特别大的性质，分段选择性地吸收原料气中的CO2、H2S及各种有机硫等杂质，低温甲醇洗工艺一般有林德和鲁奇两种，二者基本原理相同，并且技术都很成熟，只是在工程实施、工艺流程设计和设备设计上各有特点。
3.甲醇的合成
国内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内换热式合成塔。冷激式合成塔碳转化率太低，能耗高，已基本淘汰：冷管式合成塔碳转化率较高但副产的蒸汽仅为0.4MPa，大型装置中很少采用；水管式合成塔传热系数较高，能更好地移走反应热，缩小传热面积，并能多装催化剂，同时可副产中压蒸汽，是大型化较理想的塔型，在60万t以上大型装置应用较为广泛；固定管板由于列管需用特种的不锈钢，因而造价最高；多床内换热式合成塔由大型氨合成塔发展而来，目前氨合成塔均采用三床（四床）内换热式合成塔。
4.甲醇的精馏
甲醇的精馏工艺，主要有ICI的两塔流程和Lurgi三塔流程两种。ICI两塔工艺虽然工艺流程简单、装置投资省，但是能耗相对较高；而Lurgi三塔精馏工艺流程虽然相对较长，但操作能耗较ICI两塔工艺流程低。从投资和能耗等方面来综合考虑，对大、中型甲醇精馏装置，三塔精馏工艺优点更加明显。主要原因在于三塔型工艺流程设置有一个加压操作（压力为0.6～0.7 MPa）的主精馏塔，加压塔塔顶甲醇蒸汽冷凝热可以用作常压精馏塔塔底再沸器热源，减少了水蒸汽和冷却水消耗，从而使得精馏过程总的能耗可比二塔流程低20%～30%。
从清洁环保角度来讲，也应该采取三塔精馏工艺。目前在原来三塔精馏的基础上又增加了回收塔，这进一步提高回收常压精馏塔塔底排出的含有少量甲醇的废水的能力，提高了产品收率并减少废水污染物产生量。
三、甲醇生产工艺的选择
甲醇的生产现已大规模连续化，生产过程中要求合成气中（H2+CO）含量高，要求煤气化工艺更成熟可靠，效率更高。结合产品的质量要求、环境友好以及不同工艺设备的技术特点，煤制甲醇工艺的选择应依据以下原则：
1.适用性，不同的煤气化技术适用于不同的煤种，硬根据所用煤的质量、性质、品种等选择合适的煤气化工艺及后续工艺。
2.可靠性，技术必须成熟可靠，在保证产品质量和生产能力的前提下，设备装置应能连续稳定运转。
3.先进性，先进性体现在产品质量性能、设备水平和工艺水平等方面，先进性决定项目的市场竞争力，应全面研究工艺技术的现状和发展趋势，深入探讨是否可以采用更为先进的工艺技术。
4.经济性，要求所才用技术设备运行和维护成本低、投资省、消耗低。
5.安全环保性，煤化工生产过程容易产生大量煤粉、“三废”等污染物，应选用安全环保的工艺进行安全、清洁生产[2]。
四、结语
甲醇用作燃料，排放气中的一氧化碳，氮氧化物等含量降低，是一种环境友好的燃料，尤为重要的是，对于我国来说，能够降低对石油的依赖程度，优化能源结构。但是在甲醇生产工艺选择上，一定要根据实际情况，遵循适用、安全可靠、经济环保、技术先进的原则。
参考文献
【关键词】煤化工；工艺条件；反应体系；有效气体；化学平衡；评价指标；综合效益
0 引言
气流床气化过程实际上是煤炭在高温下的热化学反应过程，涉及气化剂与煤之间的反应，以及反应产物与煤、反应产物之间的化学反应，因此，气流床煤气化反应是一个及其复杂的反应体系。在此反应体系中，煤会发生一系列复杂的物理变化和化学变化，主要过程有粉煤的干燥、裂解，挥发分的析出、燃烧，以及煤焦、挥发分与气化剂的反应等。这些变化主要取决于煤种，同时也受温度、压力和气化炉型式等的影响。
1 气化过程的主要反应
1.1 热解过程的主要反应
煤热解的化学反应异常复杂，其间反应途径甚多。煤热解反应通常包括裂解和缩聚两大类反应。在热解前期以裂解反应为主，而热解后期以缩聚反应为主。一般来讲，热解反应的宏观形式为：
1.1.1 裂解反应
根据煤的结构特点，裂解反应大致有四类。
1）桥键断裂生成自由基。桥键的作用在于联系煤的结构单元，在煤的结构中，主要的桥键有：- CH2 - CH2 -，- CH2 -，- CH2 -O-，-O-，-S-S-等。它们是煤结构中最薄弱的环节，受热后很容易裂解生成自由基。并在此后与其他产物结合，或自身相互结合。
2）脂肪侧链的裂解。煤中的脂肪侧链受热后容易裂解，生成气态烃，如CH4，C2H6，C2H4等。
3）含氧官能团的裂解。-OH煤中含氧官能团的稳定性顺序为：-CH>=C=O>-COOH
羟基（-OH）最稳定，在高温和有氢存在时，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。含氧杂环在500℃以上也有可能断开，放出一氧化碳。
4）低分子化什物的裂解。煤中以脂肪结构为主的低分子化合物受热后熔化，并不断裂解，生成较多的挥发性产物。
通常煤在热解过程中释出挥发分的次序依次为：H2O，CO2，CO，C2H6，CH4，焦油，H2。
上述热分解产物通常称为一次分解产物。
1.1.2 二次热分解反应
一次热分解产物中的挥发件成分在析出过程中，如受到更高温度的作用，就会产生二次热分解反应。主要的二次热分解反应有以下四类：裂解反应、芳构化反应、加氢反应、缩合反应。因此，煤热解产物的组成不仅与最终加热温度有关，还与是否发生二次热分解反应有很大关系。
在煤热解的后期以缩聚反应为主。当温度在550-600℃范围内时，主要是胶质体再固化过程中的缩聚反应，反应的结果是生成了半焦。当温度更高时，芳香结构脱氢缩聚，即从半焦转变为焦炭。
1.2 气化过程的主要反应
气化反应按反应物相态的不同而划分为两种类型的反应，即非均相反应和均相反应。前者是气化剂或气态反应产物与固体煤的反应；后者是气态反应产物之间相互反应或与气化剂的反应。在气化装置中，由于气化剂的不同而发生不同的气化反应，亦存在平行反应和连串反应。煤气化反应一般分为三种类型碳一氧之间的反应、水蒸气分解反应和甲烷生成反应。
1.2.1 碳一氧之间的反应碳与氧之间的化学反应主要有：
C+O2=CO2
2C+O2=2CO
C+CO2=2CO
2CO+O2=2CO2
上述反应中，碳与二氧化碳之间的反应C+CO2=2CO是一较强的吸热反应需在高温条件才能进行反应。除此反应外，其他三个反应均为放热反应。
1.2.2 碳与水蒸气的反应
在一定温度下，碳与水蒸气之间发生下列反应：
C+H2O=C0+H2
C+2H2O=C02+2H2
上述两反应均为吸热反应。反应生成的一氧化碳可进一步和水蒸气发生如下一氧化碳变换反应：
CO+H2O=CO2+H2
该反应为一放热反应。
1.2.3 甲烷生成反应
煤气中的甲烷，一部分来自煤中挥发物的热分解，另一部分则是气化炉内的碳与煤气中的氢气反应以及气体产物之间反应的结果。
C+2H2=CH4
3H2+CO=CH4+2H2O
2CO+2H2=CH4+CO2
CO2+4H2=CH4+2H2O
上述生成甲烷的反应，均为放热反应。
1.2.4 煤炭中还含有少量元素氮（N）和硫（S）等
它们与气化剂以及反应中生成的气态反应产物之间可能进行的反应如下：
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
由此产生了煤气中的含硫和含氟产物。这些产物有可能产生腐蚀和污染，在气体净化时必须除去。其中含硫化合物主要是H2S，COS、CS2和其他含硫化合物仅占次要地位。在含氮化合物中，NH3是主要产物，NOx（主要是NO以及微量的NO2）和HCN为次要产物。上述反应对气化反应的化学平衡及能量平衡并不起重要作用。气化反应为煤炭气化的基本化学反应。不同气化过程即由上述或其中部分反应以串联或平行的方式组合而成。上述反应方程式指出了反应的初终状态，能用来进行物料衡算和热量街算，同时也能用来计算由这些反应方程式所表示反应的平衡常数。但是，这些反应力程式并不能说明反应本身的机理。
2 气流床煤气化工艺性能主要评价指标
2.1 有效气体成分含量
煤气是CO、H2、CO2、CH4、N2、NOx、H2S、SO2等多组分混合气体，同时还含有未完全反应的O2和水蒸气，CO和H2是煤气中的主要成分气体，其总量一般在70%以上。对于煤气燃烧利用而言，CO和H2是煤气中关键的可燃成分，增加CO和H2的含量，可以提高煤气的热值。同时，对于合成氨、甲醇等煤化工工业而言，CO和H2是重要的原料气。在煤化工生产过程中煤气中的CO需先经变换工段与水发生变换反应，生成H2和CO2，再对CO2进行脱除，H2用于氨/醇合成。因此，CO%，H2%以及（CO+H2）%反映了煤气的有效成分的结构构成，是煤气质量效果评价的极为重要指标。其计算公式如下：
2.4 煤气化消耗指标
煤气化消耗指标是反应气化过程经济性的评价指标。煤气化消耗指标是指生产单位煤气有效成分（CO+H2）所消耗的煤炭量或气化剂量。工业上，单位煤气有效成分常采用1000m3的（CO+H2）为单位。煤气消耗指标主要包括比煤耗、比氧耗、比汽耗。其计算公式如下：
考察上述煤气化性能评价指标，可以看出这些气化性能评价指标并不完全独立。其中有效气体含量指标（CO+H2）%与CO%和H2%完全相关，而各类消耗指标比煤耗、比氧耗和比汽耗与产气率、碳转化率及己知的工艺条件如投煤量、氧量和蒸汽量等相关。鉴于此，本文研究所涉及的煤气化性能评价指标仅取相互独立的评价指标，具体为CO%、H2%、产气率和碳转化率。
3 结束语
总之，为了实现高碳资源的低碳化利用，我们必须逐步改变当前这种传统意义的煤炭转化利用方式转而促进能够有效提高煤炭转化效率和质量，且环保效益好的以煤气化为核心的新型煤化工的有序发展，而气流床煤气化技术将在新型煤化工中发挥着重要作用。
【参考文献】
[1]廖汉湘.现代煤炭转化与煤化工新技术新工艺实用全书[M].合肥：安徽文化音像出版社，2004.
关键字：污水处理、改造项目、工艺流程
中图分类号：U664.9+2 文献标识码： A 文章编号：
目前，我国政府也加大了建设污水处理的力度，污水处理厂的数量每年都在增加。并且随着污水处理技术的提高和国家对节能减排的认识，污水处理的排放标准也在不断提高，为了达到标准，污水处理工艺流程也进行了相应的改造。学习国外的污水处理的先进技术和经验，结合我国的国情及污水性质，在实际操作中取样分析，采取行之有效、经济合理的改造措施。
污水处理企业基本情况
本文以我国北方一大型综合性煤化工企业为例，该公司现有的污水处理能力为200m3/h，随着公司规模的扩大和新项目的投产，计划将污水处理能力提高至250 m3/h，根据我国现行的《污水综合排放标准GB8979-1996》中的二类一级的排放标准，同时保证周边水源下游的居民生活用水安全，因此该公司要对原有的污水处理系统进行规模扩建和技术改造。
该公司原有的污水处理工艺为传统的活性污泥工艺，整个工艺流程如下：污水先流经隔油池进行隔油，然后再流入调节池，在进入好氧/缺氧池内进行生物处理，最后在进入沉淀池进行沉淀回流，回流水池是消化液的回流取水池，更是水监测池。原处理设备主要为各一套污泥、污油处理设备，但是由于煤化工产物焦化污水水质复杂，含难降解物较多，现有的设备较为落后，采用的处理工艺较为简单，不能够适应新项目中更为复杂的污染物的处理和冲击，因此这些设备和技术已经不能够保证处理后出水排放标准，影响了附近水源的水质。
原污水水量、水质等排污情况
该公司原污水处理采取的是清污分流制，各个生产设备的排污水量水质等主要排污情况如下：
煤化工焦化后剩余氨水为15 m3/h；尿素废水为49 m3/h；焦化酚水为38 m3/h；热电废水为10 m3/h；浊循废水为20 m3/h；生活污水为30 m3/h；100万吨的焦化设备预留为45 m3/h；总计水量为229 m3/h；设计规模为250 m3/h。
3.点源的治理说明
企业原有污水处理系统存在的问题：原有的污水处理工艺不能够进一步去除COD和氨氮的单元；缺少不能够进一步的去除难降解的COD单元；原有污水处理工艺处理能力不足，不能够达到250 m3/h的处理水平；原污水处理系统不能够及时应对进水水量、水质的波动；原污水处理设计的处理出水标准不能够满足我国现行的《污水综合排放标准》中的关于排放标准的相关规定；原有的设备如罗茨鼓风机等设备老化陈旧，故障多发，风量不足，不能够满足日益增长的污水吃处理要求。
4点源治理范围
4.1改造范围
4.1.1蒸氨系统的改造
根据国家环保总局颁布的《环境污染治理设施运用资质分解分类标准》中的相关规定对回收车间内的蒸氨系统进行基础改造。
4.1.2硝铵中和废水进行回收利用的改造
该公司为煤化工企业，在生产硝铵时会生产大量的蒸汽冷凝液产物，硝铵溶液进行蒸后也会生产大量氨氮冷凝液。因此要对其中和进行改造。
4.1.3尿素水解的解吸系统改造
尿素水解解吸系统预计每小时能够处理浓度为7%的冷凝液约22.9吨，基于原设施该系统负荷增加了近30%，并且冷凝液成分增加，如闪蒸汽等。系统负荷较重，尽管能够勉强达标，但是出水水质不能满足设计标准。
4.1.4清污分流改造
由于该公司的下水系统使用多年，管道失修，净水和污水发生串漏、渗漏现象，部分地方的下水井甚至发生互联的现象，因此急需改造。
5.改造后的污水处理工艺流程
改造后，污水处理工艺流程大大提高了污水处理的效率（如图1所示）。改造后该公司污水处理的工艺流成变化有以下几个方面：
图1 污水处理改造后的工艺流程图
根据该公司扩大生成规模后，煤化工污水的成分，其中浊循环排污水和剩余的氨水中所含的氨氮成分占有较大比例，对此处理的单元改用新型工艺吹脱除氨氮工艺，将污水中的氨氮脱除，其具体过程为：在合理的温度和PH值环境下，将气体溶入水中，保持气液充分接触，水中的游离氨氮就能够自由穿过气液界面。庄毅至气相，最后脱除氨氮。
针对污水中所含成分复杂的油质，采用立两级隔油处理进行去除，其能够最大限度的将水中的浮油、重油以及乳化油等不同的油质去除，并且还能够有效的分离焦油和浮油。
此外，由于原水中的高氨氮含量，在新扩建的污水处理工艺环节中，最主要的工艺就是A2/O处理工艺，简单的说就是三个处理环节厌氧、缺氧、好氧。在达到COD的去除标准的同时，将分别进行污泥回流后消化液回流，最后通过氧化形成的硝酸氮回流到厌氧池内，与反硝化菌反应形成产物氮气，最后从水中分离出来，提高污水的脱氮效果，保证其达到排放标准。
在上述工艺A2/O进行处理末期，需要进行氧化絮凝处理工艺，将复合氧化剂投入到水中，与难降解物质产生反应，促使其开环断链，合理对污水的B/C进行调整，提高其后续的生物处理单元的处理效率。与此同时，将无水肿剩余的细小需服务和胶体微粒通过自然静沉法进行沉淀，提供水的清度。
最后一个进行的处理单元为BAF单元，经过前面的高级氧化处理工序，大部分的比较难生物降解的有机物都已被开环断链，形成比较易于生物降解的小分子有机物，在经过这个处理单元，可以有效的去除这些小分子有机物，是出水达标的最后一个重要的环节。
6、总结
综上所述，笔者以我国某大型煤化工企业为例，简单阐述了该公司污水处理改造项目的改造前后工艺流程的改变。通过这些工艺流程上的改变可以看出，该公司的新建项目能够有效的保证污水处理效果达到国家规定的排放标准，并且能够最大程度上降低达标污水的排放量，避免了对该公司周围地下水系和附近水源的造成的水环境污染，保证了周边居民的生活用水安全，这值得我国的绝大部分化工企业污水处理进行学习借鉴。
参考文献：
侯海坤，化工企业污水处理改造工艺流程分析 【J】，科技论坛，黑龙江科技信息，2011（10）；
关键词：煤化工 化学污染 废水处理
中图分类号：X74 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（a）-0056-02
化学工业一直是我国经济的支柱产业之一。我国近年来的煤化工产业得到飞速发展，煤制油、煤制烯烃、煤制天然气和煤制乙二醇都是国家所重视的新型能源。但是煤化工在生产过程中要消耗大量的水资源，也容易产生大量的废水，造成严重的水源污染。对此要从技术上进行改进，提高煤化工的废水处理技术的水平，对废水实行净化和重复利用，提高水资源的利用率。
1 煤化工废水的来源以及特点
煤炭是煤化工的主要原料，运用一系列技术手段，将煤炭转化为燃料和化学产品的过程。在煤化工的生产过程中，有多个工序都容易产生废水，比如：鼓风冷凝、脱硫、除氨等。煤化工的废水中含有大量的酚和氨，还有焦油、苯酚、氰化物、硫化物、COD等污染物质，具有强烈的毒性[1]。如果不能采用有效地措施对废水进行处理，会降低土壤的质量，对环境造成不可预计的负面影响。
煤化工废水的主要特点有如下几方面。
第一，难以被降解。煤化工废水当中含有大量的有机物，比如：喹啉、异喹啉、联苯，这些有机物的结构异常稳定，很难被降解，给煤化工废水的处理带来了巨大的困难。
第二，颜色深，污浊程度高。在煤化工进行生产时，各个环节都能够产生一定的废弃物，融入工业废水当中。这就造成了工业废水成分复杂，各种污染物质混合在一起，显得特别污浊。
第三，污染成分复杂。煤化工的生产工艺很复杂，具有多个生产环节。这些环境中都会产生污染物质，这些污染物质集中在废水当中，成分复杂，大大增加了废水处理的难度，提高了对废水处理技术的要求。
2 煤化工废水的处理技术
2.1 预处理
2.1.1 气浮法
这一方法主要是针对废水中的油类物质进行去除和回收。主要工作原理是：向废水中通入空气小气泡，促使小气泡与水中的油滴颗粒粘附在一起，再把利用特殊方法把气泡从水中排出去，达到了分离油质成分的作用。气浮法对于悬浮物的处理效果显著，而且产生浮渣容易运输和再次利用。但是气浮法只对于油类物质具有明显效果，所以经常要与其他方法配合使用。
2.1.2 混凝沉淀法
混凝沉淀法是为了出去废水中悬浮的有机物，以便进行后续的生物处理。这种方法主要是利用重力作用让水中的固体悬浮物下沉，从而与液体分开。在工业废水中加入混凝剂，比如：铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺，来强化沉淀效果。采用混凝沉淀法，需要根据废水成分的不同、pH值的不同来采用不同种类和用量的混凝剂。这种方法的优点是流程简单、花费资金少，能够实现大批量的废水处理；缺点是对于COD的去除没什么效果，而且容易生成大量难以进行脱水处理的泥渣。
2.1.3 MAP化学沉淀法
MAP化学沉淀法是为了去除煤化工废水当中的氨和氮。由于含有氨和氮的复盐，比如：磷酸铵镁、磷酸铵锌等，不容易在水中溶解，所以，要向废水中加入磷酸根离子和一些金属离子，来与高浓度的氨和氮生成沉淀进行分离。目前，对含氨氮废水的处理，主要是向其中投入氯化镁和磷酸氢二钠。由于生成的沉淀物英文缩写为MAP，所以这种方法被称作MAP化学沉淀法。MAP化学沉淀法对于废水中的氨和氮去除率很高，工艺流程也不复杂，沉淀反应不会受到温度和水中毒素的影响，生成的沉淀物也没有后续污染。
2.1.4 溶解萃取脱酚法
通过溶解萃取对废水进行脱酚处理，能够回收废水中的酚成分。酚在一些特定的溶剂中的溶解度比在水中的溶解度大[2]，这一特质就是溶解萃取脱酚法的工作依据。将含酚的工业废水和容易溶解酚的萃取剂共同投入萃取设备当中，然后再通过精馏塔将酚和萃取剂分离出来，得到能够继续循环使用的萃取剂和脱酚废水，达到提取废水中的酚的目的。经过处理后的脱酚废水，可以经由溶剂回收塔流向下一废水处理环节。
2.2 生化处理
2.2.1 SBR工艺
SBR工艺是一种出现于20世纪70年代的新技术，主要适用于生物降解和脱氮除磷。SBR工艺包括5个工作流程，既进水、反应、沉淀、排水、闲置等。这一工艺方法能够实现生物降解、沉淀、均化和终沉等功能于一体，由高科技设备进行自动控制，不需要再设置污泥回流系统。SBR工艺的反应池具有良好的生化反应能力和污水处理能力，能够有效抵抗污泥膨胀带来的冲击，稳定地进行工作[3]。
2.2.2 固定化生物技术
固定化生物技术能够有效处理废水当中的难降解有机毒物，是近年来研发出来的新型废水处理技术，在固定优势菌种时具有很强的针对性和可选择性。采用这种技术对工业废水进行处理，能够提高生物反应器内部的微生物的细胞浓度和纯度，有利于高效菌种保持活力。通过这种方法来处理工业废水，产生的污泥较少，容易去除大量的氨，形成固体和液体分离开的处理产物。
2.2.3 A2-O法
A2-O法又叫做低氧-好氧法，对于工业废水当中的氨氮和有机会具有显著的处理效果。A2-O工艺是在A-O工艺的基础上进行改进的工艺方法。相比A-O工艺，A2-O工艺在缺氧池之前多设置了一个厌氧池。在煤化工的废水当中，往往会含有大量的杂环及多环的芳烃类有机物，这些有机物在氧气充足时不容易发生生物降解，必须要经过厌氧酸化处理，才能够容易发生生物降解，或者转化为小分子。
2.3 深度处理
2.3.1 活性炭吸附法
活性炭是一种黑色、多孔的固体炭，具有很强的吸附性，在工业生产中常常被当作吸附剂来使用。活性炭吸附法，就是利用活性炭的这一特质，对煤化工废水进行深度处理。活性炭的孔洞表面具有大量的羧基、羟基、酚羟基和内酯，对COD具有明显的去除效果。科学调查表明，在pH值为6的环境下，向50 mL废水当中投入一克活性炭粉末，1 h能够去除98.5%的COD。
2.3.2 催化湿式氧化法
催化湿式氧化法，就是在高温、高压、催化剂等条件下，促进废水当中的氧化作用，把废水当中的有机物分解成二氧化碳、水和氮气等无害物质。目前这一方法的应用主要体现在两个方面：高浓度、难降解的有机废水的预处理；包含有毒物质的工业废水处理。这种方法的特点是用途广、氧化速度快、废水处理的效率高、工艺流程简单、不容易产生二次污染。使用这种方法，催化剂昂贵的价格和高处理成本是主要的限制条件。另一方面，使用催化湿式氧化法需要高温高压的工作条件，对工艺设备具有很高的要求。
2.3.3 臭氧氧化法
臭氧氧化法具有瞬时反应、没有永久性残留物、处理效率高等特点，被应用于煤化工的废水处理当中。其主要工作流程如下：首先，在隔油池内分理出废水的油和酚，然后进去调节池进行PH值的调节，最后与臭氧一起通过氧化器进行氧化，通过氧化器的时候一般以一种喷射的方式来进行。由于臭氧不容易储存，需要在生产之后立即进行使用，所以，不容易调节臭氧的输出量，在废水的水质发生变化时的适应性差。另一方面，这一工艺方法容易消耗较大的投资和耗电量，实行的成本过高，还容易造成臭氧泄露，对周围环境和生物形成危害。
3 处理工艺
下图为笔者所工作的宝钢焦化厂某分公司煤化工企业污水处理工艺流程见图1所示。
上述工艺的废水处理过程中，对传统的工艺流程进行了改进。经处理后送深度回用处理站作最终处理，废水站运行过程中产生的水泵机封冷却水、场地清洗水、设备检修排水等全部收集后处理，因此可以达到区域内无废水外排。经过3年的现场运营，效果良好，最终70%的煤化工废水处理成了工业用水，在其余单元内回用；10%的纳滤（纳滤）浓水送三烧结混合机拌料处理，20%的二级RO（反渗透）浓水用作炼铁厂1#烧结机的干法脱硫装置的烟气冷却水，达到废水“O”排放的目标，这也是国内钢铁企业处理焦化废水做的最好的。
4 结语
煤化工的废水处理，是推动煤化工绿色化、环保化的重要工作内容之一。煤化工废水的成分复杂，容易对环境和人体健康造成严重的破坏。为了降煤化工废水的恶劣影响降到最低，必须提高废水处理技术的水平，研究出低成本、高效率、高去除率、无二次污染新型废水处理技术，这样才能够促进煤工业的可持续发展。
参考文献
[1] 姚硕，刘杰，孔祥西，等.煤化工废水处理工艺技术的研究及应用进展[J].工业水处理，2016（3）：16-21.
关键词：煤化工；低温甲醇洗技术；应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.047
0 引言
在煤化工生产工作，使用低温甲醇洗技术能够有效降低生产时的能源损耗，甚至可以使得部分能源能够得到回收和再次利用，进而缓解煤化工生产能源紧张的现象。因此，相关技术人员必须分析如何在煤化工生产中更好地应用低温甲醇洗技术，推动煤化工事业的更好发展。
1 低温甲醇洗技术
1.1 原理
在煤化工生产工作，为了去除变换气中的酸性气体成分，必须要使用净化装置。净化的过程当中低温甲醇洗技术可以作为一个很好的吸收剂，作为一种物理吸附过程。在特定的零下50摄氏度的条件下，对于COS、硫化氢、二氧化碳等气体，甲醇都能够对其进行大量的吸收和溶解。若想控制气体的吸收程度，只需要调整甲醇的压力和温度即可，若想再生出富甲醇，则只需要通过闪蒸或者氮气气提。通过对富甲醇的闪蒸，甚至可以提供较好的冷却条件。循环压缩之后，闪蒸气将通过洗涤塔再次进行循环，从而维持循环过程当中的水平衡。排除的甲醇能够回收再尾气洗涤塔中，进而降低甲醇的损耗，酸性气体将由硫回收装置进行回收处理[1]。
1.2 工艺流程
通过对其工艺流程的分析可以发现，在甲醇洗涤塔中，低温甲醇会得带脱碳和脱酸处理。在两个闪蒸分离器当中会进入富甲醇液，然后对闪蒸汽体循环、加压，将其输送至甲醇洗涤塔。富甲醇闪蒸之后会被输送到硫化氢浓缩塔，并在一个常压的状态之下完成对其的闪蒸和气提处理，生出二氧化碳气体。随后，热再生塔将进入富硫半贫甲醇，并在再沸器的作用下完成热再生。最后，硫回收装置将会输入所产生的硫化氢气体，随后在贫甲醇泵中对贫甲醇进行加压处理，再生的甲醇再输入到甲醇洗涤塔当中。
2 低温甲醇洗技术存在的问题
随着我国各大化工企业对于低温甲醇洗技术工业社会的大量建设和运用，低温甲醇洗技术的技术缺陷越来越明显，这些技术问题严重阻碍了顺利实现低温甲醇洗技术应用的步伐，对各个企业的生产效益造成了不良影响，因此下文对低温甲醇洗技术存在的问题进行分析，为有序开展化工企业的生产提供良好的技术保障。
（1）在合成氮的生产过程当中，混合气体洗除工艺的最终净化效果受着该技术工艺装置中的冷量充分状态的影响。该装置在实际的运行当中，经常存在冷量不足的问题，尤其是在高温季节这种现象极为明显，且这个问题直接影响着稀氨水氨气吸收能力下降、贫液的温度升高和吸收量不足、氨气吸收制冷装置功能异常等等问题。因此，相关技术人员必须对该技术进行针对性改良。
（2）部分煤化工企业在生产的过程中，经常会出现混合原料中S元素含量过高的现象，进而影响着后续环节中可能会出现设备管理结构腐蚀以及催化剂中毒的现象。设备管路腐蚀会阻碍生产的顺利进行，使设备维修保养的成本也大幅增加。催化剂中毒则会极大程度上影响着催化剂的化学性质，使其无法降低生产中的活化能[2]。
（3）在煤制甲醇生产的过程中，应用该技术可能造成甲醇消耗量过高问题。影响甲醇纯净度的主要因素就是甲醇的循环率不足。而甲醇消耗率过高，主要是因素设备装置漏、滴、冒、跑和气体夹带等等有关。
3 在煤化工中对低温甲醇洗技术的应用
（1）煤制合成氮。由于我国对化肥需求了的巨大，使得合成氮工业取得了快速发展，其具有广阔的发展前景和较为良好的经济效益。在煤化工的生产当中，对于煤制合成氮的运用也越来越多，煤是其中最主要的原料。通过低温甲醇洗技术，经过一系列的化学反应的过程，可以生产出许多产品，例如硝酸、苯胺等等。在生产的过程当中，主要是对氨的最终合成、低温甲醇的洗出、一氧化碳的转化、煤炭的气化等等。在煤制合成氮中对于低温甲醇洗技术的应用，不仅可以使换热器等设备的损耗得到降低，与此同时还可以提高生产的效率。与其他工艺相比，利用该技术对煤制合成氮进行制取具有很大的优势，例如工艺能耗减少、溶剂损耗减少和气提净化度更高等。
（2）煤制天然气。在当前社会当中，天然气成为了一种极其重要的资源，但是目前我国天然气的储量有限，随着人们不断的消耗和开采，现有的天然气已经难以满足人们使用的需求。因此，为了缓解这一问题，利用煤制天然气具有极其重要的意义。相对于其他的工艺而言，煤制天然气的生产更加复杂，完成一氧化碳转化、煤炭气化之后，还需要运用该技术对煤气进行精华处理，使用该技术可以较好地脱除煤气中的硫化氢和COS等气体，能够使得最终天然气的制取纯度得到有效提升[3]。
（3）煤制甲醇。在我国经济快速增长的背景之下，甲醇作为一种极其重要的工业基础生产原料，工业生产对其的需求越来越大。在煤化工生产当中，经常需要对甲醇进行制取处理，主要包括甲醇的最终合成、低温甲醇的洗出、一氧化碳的转化、煤炭的气化等流程。其生产的过程极为复杂，生产过程中会产生大量酸性气体，而使用低温甲醇洗技术不仅能够使得甲醇的损耗相应减少，并且可以对酸性气体进行回收再利用。
（4）其他煤化工领域。该技术除了以上三种应用之外，在其他煤化工的领域当中也对低温甲醇洗技术有着广泛运用，该技术的运用能够使得酸性气体得到十分彻底的净化。例如在制备乙二醇时，为了达到较高的含硫量，确保催化剂的效果，必须选取出口小的反应装置，而在这过程中对低温甲醇洗技术进行应用，能够脱除大量的酸性气体，使得最终产品的纯度和质量得到良好保障。
4 结语
综上所述，在目前的煤化工领域当中，低温甲醇洗技术的应用十分广泛的，其发挥出了极其重要的作用和良好的效果。随着相关技术的发展，在今后煤化工领域的发展过程中，对于低温甲醇洗技术的应用会更为广泛。
参考文献：
[1]，胡瑜飞，汪艳红.低温甲醇洗工艺技术的最新研究现状[J].中国井矿盐，2014（04）.
[2]杨震东，章华勇，金力强，吴彩萍.分流式低温甲醇洗技术[J].氮肥技术，2015（02）.
1.1煤化工企业性质决定了技术工作的重要性
现代煤化工是以技术为主导，以一体化、大型化、园区化、循环化为特征的资金、技术、资源密集型企业。其投资动辄数十亿元，甚至数百亿元，引进了国内外大量高新技术，吸引了大量专业技术人才，形成了煤化工项目复杂的工艺技术流程以及大型化、集成化的生产设备、辅助设施。设备装置的高度集成、工艺技术的高度耦合，对技术工作提出了极高的要求。煤化工项目选用什么样的工艺技术，采用什么样的工艺流程以及每个生产装置的技术细节都是技术工作的范畴，并在很大程度上影响了煤化工企业的投资方向、资金用量以及资源的聚集方式。因此，构建一支专业齐全、素质过硬、数量保证的专业人才队伍，积极开展煤化工技术工作，对于现代煤化工企业是极其重要的。
1.2企业管理内涵决定了技术工作的重要性
煤化工属于高危行业，存在高温高压、易燃易爆、有毒有害等风险。鉴于煤化工特殊的行业特色，现代煤化工企业的管理工作内容要比一般企业更为丰富，标准要比一般企业更为严苛，技术管理工作在日常管理工作中的地位也更加突出。以煤制天然气企业为例，项目在开展可行性研究、总体设计、工艺包引进、基础设计、详细设计等各阶段工作中充斥着大量的技术工作。各项技术工作的深度、广度和各环节的协调程度，影响项目建设进度、工程投资、工程质量以及项目投产后的日常运营管理。但一些大型煤化工项目业主和设计单位重速度轻质量，不顾设计规律，拼命索要设计图纸，压缩设计时间，甚至采取“边设计、边施工、边修改”的做法，导致项目建设中不断变更设计，建成后麻烦不断。因此，要做好企业的日常管理工作，首要是尊重技术工作规律，以良好、扎实的技术工作为基础，进一步规范企业管理，杜绝系统无计划停车，实现经营的连续稳定。
1.3企业的生产运营决定了技术工作的重要性
现代煤化工企业日常生产运营的目标是安全、稳定、长周期、满负荷、优质运行。就是要求场内外主体生产装置、公用工程、辅助设施以及其他相关的配套工程能够形成一个完整的系统的生态链。各个环节有效衔接，协调运转自如，信息流转顺畅，发现问题能够及时有效地解决。要实现上述运营目标，离不开强有力的技术支撑，需要建立一支有丰富煤化工企业运营经验的技术团队，渗透到企业生产运营的各个环节，加强技术攻坚，及时发现和高效解决现场的各类技术故障。
1.4技术工作复杂性决定了技术工作的重要性
现代煤化工技术的成熟度应当以其使用的普及程度来确定。目前除了美国、南非以及前民主德国外，现代煤化工项目在其他国家尚没有实现规模化量产。大唐克旗煤制天然气项目仅开车运行1个月后就发生故障，不得不停产检修，恰恰证明煤制天然气技术看似成熟，实则还有部分问题尚未解决或在实践中尚未体现。单个系统、单个装置在中试时可能是正常的，而一旦工业化放大后就可能出现很多不确定因素；单个系统、单个装置在独立运行时可能是正常的，可一旦融入整个生产系统就可能出现各种各样的问题。这说明现代煤化工技术是极为复杂的，不能轻言成熟。目前，现代煤化工项目，离规模化量产还有一定的距离。但社会对现代煤化工的期望值很高。技术工作的复杂性，凸显了技术工作的重要性，要求煤化工企业从一开始就要考虑未来项目的经济运行环境，考虑项目的安全、稳定、长周期、满负荷、优质运行。
1.5项目肩负的示范任务决定了技术工作的重要性
当前，许多现代煤化工项目从政府批复项目“路条”起，就担负着许多示范任务。这些是国家下达的硬指标，必须要完成。示范任务本身具有探索性、开拓性，需要通过部分项目先行先试，了解相关指标后才能进一步推广，实现规模化、产业化。通过技术攻关，完成示范任务，推动某一产业逐步成熟，有利于避免盲目投资造成的巨额经济损失，有利于引导产业健康发展。这对技术工作提出了很高的要求。不过从煤化工企业的建设运营实践工作来看，部分企业的化工专家话语权不够。在上层的决策中，专家的声音无法传递到决策层中，出现了外行管理内行、重大技术问题决策不征求化工专家意见的现象，甚至有部分企业认为以前搞煤炭、搞电力的一样可以搞好煤化工，导致部分项目设计不合理，不能实现满负荷运转以及项目决策失误。煤化工企业发展实践证明，在项目决策中需要尊重技术人员的意见，在顶层设计、制度安排、体制机制、业务流程等方面保障化工专家的话语权。
2现代煤化工企业技术工作标准
当前，煤化工产业借力煤炭价格下降、煤炭企业延伸产业链和转型发展的需求，已经进入深度调整期和发展酝酿期。现代煤化工产业将快速发展，对技术工作提出了很高的要求，主要体现在以下几个方面：①可靠性。就是要求技术人员全程参与项目前期、建设期、联动试车以及竣工后的生产运营，熟悉生产工艺，处理技术难题，确保尽快打通生产工艺流程，尽快产出合格产品，实现满负荷运转。可靠性是对技术工作的最基本要求。②合理性。是指工艺技术方面的合理，就是要求在选取什么样的工艺技术、选用国内的还是国外的工艺技术、考虑工艺装置的设计能力等过程中进行充分研究论证，提出论证意见，确保在满足生产系统和环保要求的前提下，控制工艺装置裕量和工程造价。③经济性。就是要求在开展总体设计、基础设计和详细设计过程中借鉴在建和建成项目的经验教训，通过对项目工艺技术路线的合理优化，简化工艺流程，控制工程造价，提升装置运行效率，提升企业经济效益。④严谨性［1］。就是要求技术人员，是化工专家能以审慎的态度、科学的精神和严谨的作风开展技术工作，说出来的话、出具的审查意见需要有科学依据作为支撑，不能信口开河、人云亦云，要始终保持战战兢兢、如履薄冰的精神状态解决示范项目推进过程中的技术问题。⑤风险性。就是要求技术人员在开展技术工作过程中，一方面关注项目自身各类技术拼盘相互衔接的技术风险，另一方面关注现代煤化工最新技术进展，关注常规能源和非常规替代能源的勘探开发技术进展，了解煤化工产品的市场需求和国家产业政策走向，掌握示范项目的示范效果，以便及时调整工作思路，降低、规避技术风险［2］。⑥示范性。就是要求技术人员在开展技术攻关时能突出重点，在没有成熟经验可供借鉴的示范任务上，要倾注更多的工作精力，集中更多的工作资源，确保圆满完成示范任务，为国家制定产业政策、确定产业走向、推动产业升级积累可供借鉴推广的先进经验和参考依据。
3推动煤化工企业技术管理的思路
现代煤化工企业技术工作难度大、责任重，从企业高级管理人员、技术人员到基层岗位操作员工，哪一个环节出现问题，都可能造成事故，轻则经济损失，重则人身伤亡、威胁环保，造成巨大的社会影响。就必须要有一个好的工作思路，一套好的制度安排以及一支好的技术团队。
3.1形成一个统筹全局的工作思路
开展技术工作，需要形成宏观的、系统的、战略的、缜密的、逻辑的思维，善于将点滴问题放在系统中去思考。通过制定系统化的解决方案，统揽全局、总体安排、分步实施、逐个攻破，从而解决整体问题。统筹全局的工作思路还要求技术工作不能发现问题才被动地应对问题、解决问题，而要对工作有超前性预判，解决问题于未萌之中。具体到项目建设中，就是要对项目基础设计进行独立自主地、认真细致地审查，不能对设计单位有依赖思想。因为出发点的不同，设计单位承接项目业主单位的设计任务、签订设计合同，所需要做的就是按照既定的输入条件，完成设计任务，提供符合要求的设计产品。
3.2建立一套科学规范的制度安排
一个好的制度体系可以让坏人变好人，让散兵游勇变成技术尖兵团队；一套设计不合理的制度体系，会让好人变坏人，更谈不上团队合作。目前，现代煤化工企业正处于深度调整期和发展酝酿期，有业内专家提出，现代煤化工企业“煤质对路则成，管理对路则顺”［3］。整个产业酝酿一场发展的大风暴。要想在这场发展风暴中前行，就必须建立一整套科学规范的制度体系，加强对人的管理、对物的管制、对流程的规范、对结果的考核奖惩。当前，部分企业出台了一些基本制度及配套管理办法和操作细则，但总体来说还是亡羊补牢式的管理模式，缝缝补补，缺乏系统性，缺少统筹规划，下一步需在实践中不断完善。具体到煤制天然气项目来说，项目对人才的需求旺盛，但市场上人才不足，部分技术人员是刚从高校毕业的学生，没有经验积累。要使这部分技术人才快速成长起来，必须要坚持会议制度，通过会议互通有无，教学相长；必须坚持安全教育先行，从项目建设期就要开展对员工的安全教育，不能等到试生产以后再开展，应通过长期教育，形成良好的安全习惯；必须坚持从严考核、刚性约束，对不符合企业要求的员工要坚决淘汰；必须不断完善管控体系，随着项目的建设推进，形成一整套技术规范，使员工工作有规范，企业管理有基础，考核奖罚有依据。
3.3打造一支坚强有力的技术团队
传统煤化工产能严重过剩，对其进行结构调整是发展的必然趋势。由于国内传统煤化工技术低下，综合经济效益日渐下降。虽然仅有个别企业和石油化工联系密切，产品多样新颖，发展生存较好，但仍然存在产能过剩，竞争加剧的难题。十几年来，曾一度是亮点的焦炉煤气加工行业，现如今也因市场疲劳，导致难以继续发展的困境。煤液化产品有巨大的市场潜力，但是由于工艺流程、工程技术密集度高、操作难度大，还没有大范围应用，是我国新型煤化工技术考虑发展的方向。近几年来，很多以甲醇、合成氨、聚氯乙烯等为主要产品的传统煤化工产业建设迅速发展，可以看到大部分传统煤化工依旧是只靠上项目求发展，并没有创新。但是也存在一些传统煤化工企业在技术集成和技术创新方面的努力，提高了合成氨装置的能力，大幅减少综合能耗，整个工艺流程的自动化水平和操作安全度明显提高，而且还实现了废水综合利用。
2新型煤化工技术
2.1技术特点
产品以洁净能源和可替代石油化工产品为主在以前，可以通过发展煤化工，为用户提供终端产品以及其它诸如焦炭、化肥、煤焦化、煤气化、合成氨、煤制活性炭等的工业原料与燃料等等。目前，新型煤化工可生产出煤化工独具优势的芳香烃类产品，主要以生产洁净能源和可替代石油化工如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）、电力、热力等为主要产品，以及煤化工独具优势的特有产品，如芳香烃类产品。为满足未来几十年我国社会经济发展水平，这些产品起着非常重要的作用，而且这些产品以进口替代品为主。技术系统将采用高新技术及优化集成工艺新型煤化工按照煤种以及煤质特点的不同可利用不同的煤转化高新技术，同时在能源梯级运用、产品构成模式上进行不同工艺的集成结合，形成完整的体系。对于经济效益，如煤气化-合成油、煤直接液化以及其它化工产品、煤气化-化工合成-电力多联产体系等。煤炭资源的有效、合理利用通过煤炭的洁净、合理与高效利用相互结合可发展新型煤化工生产，实现不同质量煤炭的合理使用，保证煤炭资源能够有效、合理的利用。高硫煤作直接液化或煤气化原料利用；高活性低变质煤的化工转化利用；多煤种的全面使用都可通过煤炭的洁净、合理以及高效利用而获得。煤气化、燃烧等产生废渣的利用；煤焦化剩余煤气、合成尾气的利用等都属于新型煤化工资源的综合高效利用。
2.2煤化工产品
近年来，我国聚乙烯、聚丙烯产量的增长速度远跟不上其需求速度，且缺口有越来越大的趋势。随着国民经济的快速发展，国内合成工业对于乙烯、丙烯等原料的需求量将不断增大。通过发展新型煤化工产业，以煤为原料制取乙烯、丙烯的原料或直接获得产品，还可以得到能替代石油化工的其它产品，具有非常重大的意义。这项产业不但能减轻石油加工在发动机燃料油和化工品两类产品原料不足的矛盾，同时也缓解了国内石油供需矛盾、减少了我国对上述原料进口的依赖程度。代用液体燃料（甲醇、二甲醚等代用燃料或化工品）甲醇不仅作为汽车燃料，同时也是重要的化工原料。二甲醚可以代替柴油用于发动机，也可替代天然气作为民用燃料。目前，由于建设规模、技术、生产成本等原因，我国甲醇需求巨大，每年需进口百万吨以上，而生产能力和需求量也都呈逐年递增的趋势；一步法二甲醚合成技术目前正处在开发阶段，如果作为广大村镇的民用燃料，具有非常巨大的市场潜力。
2.3电力、热力
电力是我国能源建设的重点，根据我国国民经济发展的需求，预计未来20年年均发电装机容量的增长率要保持在6%以上。新型煤化工联产系统可以将化工合成等产生的可燃尾气、余热等用于联产电力，但是在发展的初级阶段，为缓解大型煤化工用电负荷快速增长的压力，可自行配套生产电力、热力的副工厂。近年来出现一种新型煤化工与IGCC发电等新技术集成的联产系统，这种系统是未来可能成为煤炭洁净发电的主要途径。
3结语
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.
关键词： 煤化工工艺学；教学；体会
Key words： coal chemical technology；teaching；experience
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）02-0238-02
0 引言
《煤化工工艺学》是煤化工专业的专业必修课，煤化工专业在我校是属于化学工程与工艺专业的一个方向。为了顺应国家大力发展煤化工产业的大战略，培养煤化工专业的应用型人才迫在眉睫。而只有学懂《煤化工工艺学》，才能基本了解煤化工专业的实质内涵。《煤化工工艺学》课程的主要内容包含：煤的低温干馏、炼焦、炼焦化学产品的回收与精制、煤的气化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生产的污染与防治，内容涉猎了煤的绝大部分转化原理、工艺及其方法。通过本书的学习，可以使学生获得专业基本知识，具备在专业生产第一线工作的基本能力。所以教授好这门课程，并且使学生获得必要的收效显得尤为重要。
《煤化工工艺学》是一门以应用为主的专业技术课，学生学起来比较抽象难懂，因此比较科学而易懂的讲授方法，才能够与学生引起共鸣，达到较好的收效。这门课程的基础课是《煤化学》、《有机化学》、《化工原理》、《物理化学》等，作者本人讲授《化工原理》和《煤化学》课程多年，同时结合自己多年的生产实践经验，在驾驭这门课程方面谈一下自己的教学体会。
1 合理分配课时，顺应人才需求
我校引用的《煤化工工艺学》教材是大连理工大学郭树才老师编写的，建议课时80学时。而我校在教学计划中规定课时是128学时，大三下80学时，大四上48学时，因此在分配教学内容时，笔者将煤的低温干馏、炼焦、焦化产品回收与精制三大部分放在大三下的80学时里，把煤的气化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生产的污染与防治放在大四上。这样分配的优点在于：大三下的内容主要是传统煤化工的精髓，学生利用较多的学时理解、消化、吸收；大四上的内容主要是新型煤化工的知识，并且是传统煤化工与石油化工的交汇。从我校的特色办学里可知，我校的煤化工专业既保留了煤化工专业的特色，又吸收了石油加工专业的营养，具有大化工的优势。同时，由于国内现在煤化工的开发利用重点在煤气化、煤液化以及煤制天然气等方面，所以把新型煤化工知识放在这个学期学习，可以使参加应聘的同学很容易回忆起所学过的东西，面试时更有自信。
2 内容详略有当，紧跟学科前沿
郭树才老师的《煤化工工艺学》是按照80学时的课程来设计的，我们拆开来讲解，如果只理解课本上的知识远远不能满足教学需求，因此，必须依托课本，适度引进《炼焦工艺学》、《煤化学产品工艺学》、《煤炭气化工程》、《煤炭直接液化》、《煤炭间接液化》、《煤基醇醚燃料》、《煤化工过程中的污染与控制》等相关教学内容，才能达到既使课堂内容饱满，又使学生了解学科前沿，了解新装置、新技术、新工艺的发展动态，具有对新装备、新技术、新工艺、新方法理解、运用和掌握的初步能力。
比如在第一章，煤炭的低温干馏内容里，实质重点是煤的低温干馏和中温干馏的基本原理、工艺过程、主要设备以及主要技术，为第二章煤的高温干馏做足了铺垫。在讲解的过程中，笔者就结合国内的央企大唐国际比较成熟的“褐煤提质工艺”，以及《煤化学》教材中讲到的相关煤的基本性质与工艺性质来做适当重点讲解，这样，既使学生回顾起来《煤化学》课本上的基本重点知识，又使学生了解了煤低温干馏工艺的风向标，既满足了学生的专业好奇，又为未来就业打下良好基础。在第二章炼焦内容里，大量引进《炼焦工艺学》的基本原理、工艺过程、国内外主要焦炉类型、焦化工艺等的主要内容，同时也结合国内鞍山焦耐院与化六院开发并且使用的各类大型焦炉，展开评价，既使学生把握了煤的高温干馏的基本知识，也使学生认识到了煤焦化的瓶颈以及突破的入口，为未来煤高温干馏的技术研发打下深厚的基础。在第三章炼焦化学产品回收与精制一章，除了详细讲解煤气净化过程中如何提取并且回收重要的化学产品，同时也就目前比较看好的苯加氢工艺，以及煤焦油加氢工艺做了必要的阐述。使学生了解了课本知识的同时，也较好的把握了国内煤化工专业动态，为自己选择专业方向做好了准备。在第四章以后的煤炭气化、煤炭液化等新型煤化工知识方面，更是结合国内现在的煤化工产业动态，在讲解气化原理、气化设备、气化工艺的同时，结合本人对欧洲煤化工技术的考察，把学生引进以煤气化为基础的碳一化工领域，使学生对未来煤化工发展的大战略有了初步的思考，并对就业有了更深刻的认识。在煤化工产业的背后，实质是大量的能耗、大量的污染，如何解决，必须要使学生了解污染产生的主要环节，污染物的主要类型，针对不同性质的污染如何在生产的初、中、末，采用必要的技术消除。因此，学生在学习知识的同时，也知道了自己的专业不仅可以去煤化工行业去就业，也可以去环保、能源动力方面去就业，拓展了思维，开阔了眼界。
3 教学方法灵活，学科联系紧密，学生互动加强
在《煤化工工艺学》的教学过程中，如果仅仅是循规蹈矩地一味去讲解，学生会觉得枯燥、晦涩、难以进入模型。因此，教学方法的灵活多变可以促进学生的理解。
首先采用比拟的授课方式，为学生建立立体的图形，使学生对设备及工艺加深认识。比如在讲解煤加工的设备时，我们习惯称“炉子”，使学生与家庭里常见的火炉联系起来，建立形象化的模型，然后，把模型拆开来，逐一再理顺，大家就对设备有了直观的认识。然后又把“炉子”与化工生产中的“反应器”联系起来，大家就知道了在不同的领域，设备的叫法有所不同，但是原理基本相似；再就是在焦炉的认识过程中，我把学生坐的桌子和椅子分别形象地比拟成“炭化室”和“燃烧室”，使大家直观地对焦炉建立起了立体的印象，然后再把成焦过程中模型分解开来画在黑板上，大家就很直观地对“单向供热”、“成层结焦”有了更深刻的体会。其次采用相关专业课的知识关联，强化了专业理论的理解，同时也强化了相关专业课的应用。比如在学习《煤化工工艺学》之初，先复习《煤化学》相关知识重点，使大家为不同煤化度和不同性质、不同产地的煤种如何应用，对号入座；在讲到焦炉燃烧系统及烟囱的流体流动时，我们及时地与《化工原理》课程的精髓之流体流动和传热对接，把各个环节流体流动的性质分析到位，同时把如何废气循环和节能关键点抛给学生，使学生带着问题去思考，培养大学生分析问题和解决问题的能力；还有在讲解炼焦化学产品的回收与精制过程中，及时与《化工原理》里吸收及萃取的单元操作联系起来，使学生在学习本专业课的同时，把握了专业基础课如何应用的方法，既促进了本专业的理解，也促进了其他课程的学习，一举两得。再次，利用复杂的工艺流程路线图，强化训练，启发学生快速识别并分解工艺路线。教会学生如何去理清复杂的化产回收工艺流程图，然后再自己去设计工艺加工步骤，既可以快速地理清工艺，又可以把机械制图及AUT CAD用到实处。在工艺学的学习过程中，不仅仅是学会原理、工艺，认识设备，识别流程，更重要的还有如何去设计、开发，因此，组织学生讨论，带着问题去学习思考，利用相关知识去引导学生自己动手，写专业小论文，进行相关工艺设计，工艺计算以及工艺设想，掌握专业领域内工艺与设备的基本设计能力，很值得去推广。
参考文献：
[1]赵振新.《煤化工工艺学》的教学法思考[J].化工时刊，2012（07）.
关键词：煤化工；特性参数；煤粉爆炸；煤粉泄露
中图分类号：TD78
文献标识码：A文章编号：16749944（2017）12013303
1引言
随着世界经济的发展和能源结构的调整，煤化工产业以其生产洁净能源和可替代石油化工产品的独特优势受到了高度关注[1]。近年来一大批煤化工项目在我国的内蒙古、宁夏等地陆续建设和投产，其中不乏世界上首次的商业化示范性工程，煤化工已成为我国能源结构的重要组成部分[2，3]。
根据煤化工生产的需要，原料煤大部分使用小粒径、高挥发分、低水分、低灰分的煤种，这类煤的爆炸下限浓度与着火温度均较低，且生产过程涉及到高温、高压环境[4，5]，因此一旦发生煤粉泄露扩散就极易导致燃烧爆炸事故，严重制约着煤化工行业的安全生产。
本文在煤粉爆炸特性参数测试的基础上，应用特性参数对某煤化工煤粉制备工艺过程的安全监测监控指标参数及其阀值进行分析，提出了改进措施，使得粉体介质在工艺生产中始终处于可控状态。这对于煤化工行业有效预防和控制煤粉泄露及爆炸事故的发生，保障企业安全生产，具有重要的现实意义。
2工艺流程简介
某煤化工煤粉制备系统工艺流程如图1所示，该工艺流程可分为两条路线，即煤的运行路线和气的运行路线。
其中，煤的运行路线为：原煤经皮带输送机进入原煤仓，通过磨煤机进行研磨干燥后形成的煤粉进入煤粉收集器，含有煤粉的热气体经收集器中的滤袋过滤后由出风口经管道排到循环风机，吸附在滤袋外表面的煤粉经氮气反吹脱落至下部的料斗，料斗内的煤粉由旋转给料机排至螺旋输送机中，然后输送到纤维分离器，筛分出的煤粉进入下游粉煤仓，再经发送罐送至下一气化工序。气的运行路线为：热风炉内的循环气体与燃烧产生的尾气混合后形成热惰性气体，然后进入磨煤机对煤粉进行干燥与输送。煤粉分离后的热气体通过管道送到循环风机，经循环风机加压，大部分循环至热风炉中，部分排入大气。
图1煤粉制备工艺流程
3煤粉爆炸特性参数测试
3.1实验样品
实验选取了工艺中两种典型的煤粉样品，实验前将煤样用标准分样筛分成粒径分布范围分别为75 μm以下和200 μm以下的2种煤尘颗粒，然后将其置于常压下50℃的干燥箱中干燥4 h，以去除煤样中的水分。并依据GB212-91《煤的工业分析方法》对实验采用的煤粉样品进行了工业分析，工业分析结果见表1。
3.2实验测试及结果
按照国家标准，利用20 L粉m爆炸特性测试系统、粉尘云最低着火温度测试系统、粉尘层最低着火温度测试系统及哈特曼装置分别对煤样的爆炸下限浓度、最大爆炸压力、最低着火温度、极限氧含量等5个关键特性参数进行了实验测试，为煤粉泄漏监测及控制指标的确定提供理论依据。实验测试结果如表2所示。
从测试结果可以看出，两种煤粉的爆炸下限浓度与最低着火温度都非常低，而最大爆炸压力和最大压力上升速率都比较高，因此在生产过程中，一旦发生泄漏极易导致火灾爆炸事故。所以必须对运行系统范围内的危险区域进行实时监测监控，以及时应对煤粉泄漏、燃烧爆炸等安全事故。
4安全监测监控指标分析
针对煤粉制备生产系统的运行工况条件，依据煤粉爆炸特性关键参数对压力、温度、煤粉浓度、氧浓度等几个主要类别的安全监测监控参数指标及其阀值进行分析。
4.1压力
备煤装置系统工艺中的各个设备及输送管线均存在压力监测，用于监测设备的运行状态。通过对压力监测点的工况参数分析，发现在备煤装置中，系统生产工艺中的操作压力除发送罐发送压力为0.2 MPa，其余均为微正压或负压条件，而煤粉加压输送工序中粉煤仓为低压设备，锁斗、给料罐及输送管线均为高压条件，备煤装置及气化粉煤仓压力报警值均为低压，都远低于煤粉的最大爆炸压力值，所以一旦发生事故在压力初始阶段就会自动报警、跳车。锁斗、给料罐为高压密封环境，且有惰气保护，无煤粉爆炸危险。
在备煤装置原煤仓过滤器、粉煤仓过滤器安装有压差变送器，为设备自带，没有接入监测监控系统。为监测过滤器收尘布袋破损或脱落，应在原煤仓过滤器、粉煤仓过滤器进出口设置监测点及合理的预警值对其压差进行监测，保证系统的正常安全运行。
4.2温度
温度是保证系统正常运行，防止煤粉自燃、爆炸事故发生的重要指标。重点须对设备及管路内的温度进行监测，防止操作不当造成温度升高，并对热惰性气体内的粉尘含量进行监测，防止高温造成煤尘层管壁或拐弯处沉积煤尘自燃。
备煤装置生产工艺条件下煤粉储存、运输的温度正常值一般为80～110℃，控制指标上限均
因此根据工艺中温度参数的控制指标分析，现有的温度监测点较为齐全，在设备节点、循环气输送管线上均安设有温度传感器，临界值设置合理，能够满足对系统工艺正常运行的监控。
4.3煤粉浓度
在生产系统实际运行过程中存在诸多严重或不可控煤粉泄漏危险位置，因此须在煤粉泄漏量较大或泄漏频繁等危险程度大的区域设置煤粉浓度监测，对煤粉浓度的监测也是预防煤尘泄露或爆炸的根本措施。
在备煤循环气煤粉浓度监测的报警值为50 mg/Nm3，控制向大气环境中的煤粉排放量，控制指标远低于煤粉的爆炸下限浓度，设置合理。粉煤仓顶部环境粉尘含量分析仪的报警值同样为50 mg/Nm3，低于爆炸下限浓度。粉尘仓顶部监测环境中泄漏煤粉的浓度，当泄漏量较大时，容易量程超限，则不能监测环境中实际浓度值。对于犁式卸料器落煤口，由于在落煤过程中会造成扬尘，为形成煤尘云的易发区，存在一定的危险性，在该处应增设粉尘浓度传感器，量程为0～1000 mg/Nm3。但煤尘云含量较低，控制指标报警值应远低于爆炸下限，因此报警值设置为100 mg/Nm3。各过滤器排空管线上煤粉监测为低浓度工艺条件，报警值参考备煤循环气控制指标，高报的临界值为30 mg/Nm3，高高蟮牧俳缰滴50 mg/Nm3。
对于软连接、防爆板等易泄漏位置，安设有高浓度粉尘传感器，煤粉浓度控制指标设置为1 g/Nm3，当检测到煤粉浓度超标时，监控系统出现报警信号，立即启动水雾喷淋装置对泄漏位置喷淋降尘，出现火焰信号时还会启动自动抑爆装置进行主动抑爆。
4.4氧浓度
煤粉加压输送工序中采用二氧化碳作为加压输送、保护气体，收尘器及过滤器采用氮气进行反吹。氧气为煤尘发生自燃、爆炸等事故的必要因素，因此必须控制系统工艺中的氧含量。
在备煤装置现有的氧浓度监测点的浓度一般控制在6.5%～7%左右，报警临界值设置为8%，低于煤尘云爆炸极限氧含量。在气化粉煤仓排放气体的氧含量报警临界值设置为2%，远低于煤尘云爆炸极限氧含量。氧浓度越低，对设备的腐蚀性也就越小，同时煤粉发生自燃或爆炸的危险性也就越小。在备煤煤粉收集器顶部、粉煤仓过滤器上部、原煤仓过滤器上部、气化粉煤仓过滤器上部、减压过滤器上部增加的氧浓度传感器主要为监测设备检修过程中的氧浓度，防止浓度过低，造成检修人员窒息，所以这些位置的氧浓度传感器为现场就地显示，不需要接入监测监控系统报警，检修时氧浓度应>18%。气化粉煤仓顶部氧浓度传感器监测粉煤仓内部气体的氧气浓度，参照粉煤仓过滤器排放气体氧浓度的监测控制指标，正常应
5结语
煤粉制备生产工艺中的压力、温度、煤粉浓度、氧浓度是防治煤粉泄露及燃烧爆炸的重要安全监测监控指标。因此，必须结合现场实际工艺正确设置监测点的位置、监测指标测量范围与报警值，以保障生产系统的安全运行，对煤化工行业控制煤粉泄露、燃烧爆炸等事故的发生具有重要的现实意义。
参考文献：
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田勇，张安明. 新型煤化工煤粉环境着火爆炸危险分析及防治方法探讨[J].矿业安全与环保，2016，43（6）：92～94.
[2]赵文芳. 煤化工项目煤粉尘火灾爆炸风险与控制[J].安全技术，2015，15（4）：9～12.
[3]周丽，任相坤，张希良. 我国煤制油产业政策综述[J]. 化工进展，2012，31（10）：2207～2212.
[4]张必辉.开式煤粉制备系统运行安全分析与隐患防治[J].洁净煤技术，2012，18（6）：80～82.
[5]张炜.煤化工装置火灾爆炸点分布与控制措施[J].安全、健康和环境，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）
