煤气化技术
煤气化技术范文第1篇
关键词： 煤制甲醇项目；煤气化技术；选择方案
中图分类号：TQ54 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）04-0064-02
0 引言
近些年来，全球经济水平得到了迅速的发展，工业水平也越来越成熟，与此同时，世界范围内对于石油的需求量也呈现出逐年攀升的趋势，这就导致石油的价格越来越高。同时，石油是作为一种不可再生资源，一旦发生石油危机，必然给世界经济带来深重的打击，在这一大环境之下，世界各个国家也寻求新能源的制造方法，也取得了初步的成效。就现阶段来看，在众多新能源之中，甲醇有着制作简易、价格低廉的特征，也能够通过工业合成实现大规模生产，因此，甲醇的大规模生产也受到了各个国家有关部门的高度重视。目前，甲醇的使用包括两种类型，即直接使用和间接使用，甲醇的直接使用又包括部分掺混与全额甲醇两种形式，在间接使用过程中，甲醇可以转化为烯烃、二甲醚以及甲基叔丁基醚等等。因此，各个国家为了解决能源问题，也采取各种各样的措施开展煤制甲醇，在这一方面，我国有关部门与各个工厂也进行了深入的研究，下面就针对煤制甲醇项目煤气化技术的选择进行深入的分析。
1 煤制甲醇工艺技术分析
就现阶段我国的实际情况来看，用煤作为原料生产甲醇过程中有着很多关键性的工艺与技术，这包括多个方面的内容，如煤气化技术、酸性气体的脱除、空分、甲醇的合成、甲醇的转化、制冷等等，其中，煤气化技术是作为关键的核心技术，究其根本原因，是由于煤气化技术对于酸性气体的脱除、空分、甲醇的合成、甲醇的转化、制冷有着决定性的作用，因此，在确定煤制甲醇方案时，就需要优化煤气化技术。煤气化的技术较多，早期的代表就是Lurgi气化技术，经过了一段时期的发展，BGL气化技术出现，该种技术是建立在早期Lurgi气化技术基础上发展而来，与传统的Lurgi气化技术相比而言，BGL气化技术有着一系列的优点，如资源消耗量低、废水排放量与副产品量少。目前，西方发达国家常用的煤气化技术包括单喷嘴水煤浆气化工艺等技术。而我国使用较多的则是多喷嘴对置式水煤浆气化技术、Shell干煤粉气化技术。下面就针对这几种技术进行深入的分析，根据我国的实际情况选择出最优的技术。
2 煤制甲醇煤气化技术方案分析
以年产量为300万吨二甲醚作为研究对象，煤制甲醇项目煤气化技术主要包括几种方案，下面就对这几种方案进行深入的介绍：
2.1 第一种方案 第一种方案就是使用水煤浆气化工艺来生产合成气，在对生产出的合成气进行转化、精制处理，待以上的工序完成之后，即可将甲醇生产为二甲醚。
2.2 第二种方案 第二中方案即使用BGL煤熔渣气化技术来生产合成气，合成气生产完成就即可将其转化成为甲醇，再利用甲醇来生产二甲醚。在这种制造方案之中，BGL气化炉生产出的合成气之中，含有较高的甲烷成分，但这些甲烷成分是可以进行回收与利用的，因此，在生产完成之后，可以使用PSA来收集合成气中的甲烷，再进行氧化，将生产出的合成气合并至系统中。
2.3 第三种方案 第三种方案即使用Shell技术将干煤粉转化为合成气，经过净化之后即可得到甲醇，再利用甲醇来生产二甲醚。
3 煤制甲醇煤气化技术方案经济指标分析
方案一、方案二与方案三建设范围大致相同，均包含工艺装置、总图运输、公用工程系统、热电联产、煤储运转运、辅助生产设施等等，方案二与方案一与方案三相比，需要额外增加污水预处理系统、型煤制备系统、甲烷非催化部分氧化系统以及PSA。为了从这三种方案中筛选出经济指标最为理想的方案，现将几种方案的指标统一化，假设方案一、方案二与方案三二甲醚销售量均为300万t/a，方案一、方案二与方案三副产品均纳入制造成本中，通过计算与比较，可以得出各个方案的生产成本。目前国际油价为97.22美元/桶，那么可以得出方案一、方案二与方案三的成本价格差别不大。
4 煤制甲醇煤气化技术方案的比较
4.1 原料适应性比较 在使用多喷嘴对置式水煤浆气化工艺时，应该保证原料煤的成浆性，这样就可以有效的优化气化装置的工作效益，同时，还要控制好灰熔点FT，不宜过高，灰熔点FT过高会影响设备的寿命，此外，还要采取科学的方法提高原料煤成浆性。对于BGL而言，技术的关键就是控制好煤熔渣气化工艺，并将煤粒度控制在6-50mm。而Shell粉煤气化工艺则对原料的含水量与灰分要求较高，需要将含水量控制在2%-5%，将灰分控制在10%-30%。
4.2 产品适应性比较 采用多喷嘴对置式水煤浆气化工艺制得的合成气汽气比例为1.4：1，该种方式适宜用于甲醇、合成氨、羧基合成气、氢的生产之中，生产的用途十分广泛；采用BGL煤熔渣气化工艺生产得出的合成气中甲烷质量分数为6%，因此，该种方式适宜用在合成天然气与燃料气的生产中，而使用该种方案时需要额外增加污水预处理系统、型煤制备系统、甲烷非催化部分氧化系统以及PSA，以便收集合成气体中的甲烷，因此，这种方案的资金投入较高，也较为复杂；Shell工艺使用的是废锅流程，在变换的过程中需要低水汽比变换流程、水蒸汽等，这就会导致低温甲醇制造负荷增加。
4.3 各个方案资金投入情况分析 从各个方案资金的投入情况来看，多喷嘴对置式水煤浆气化技术是最少的，Shell工艺的投资最大，BGL煤熔渣气化工艺介于两者之间，虽然从理论上而言，Shell工艺不需要增加备炉，但是从国内外的实际生成情况来看，在生产的过程中还是需要增加少量备炉，这就会导致资金的投入量增加。
4.4 各个方案污水处理情况分析 多喷嘴对置式水煤浆气化技术与Shell技术都属于洁净生产技术，废气的排放量少，也容易处理，BGL煤熔渣气化工艺的污水中则含有油、氨与酚，与多喷嘴对置式水煤浆气化技术与Shell技术相比，废水处理量虽然少，但是处理难度较大。目前，我国在污水处理方面相关的工艺还不成熟，考虑到这一因素，在使用BGL工艺时，需要控制好煤种，在试烧完成后才能够进行处理。
5 结语
本文对比了多喷嘴对置式水煤浆气化技术、Shell技术、BGL煤熔渣气化工艺的生产成本与技术要求，从原料、产品与投资方面进行了综合的分析与比较，比较结果显示，在保证原料质量的前提条件之下，多喷嘴对置式水煤浆气化技术最为理想，该种生产方式是值得进行推广与使用的。
参考文献：
[1]冯亮杰，郑明峰，尹晓晖，张骏驰.煤制甲醇项目的煤气化技术选择[J].洁净煤技术，2011（02）.
[2]郑洪亮.以褐煤为原料制取甲醇合成气煤气化技术的选择[J].广州化工，2011（05）.
[3]赵麦玲.煤气化技术及各种气化炉实际应用现状综述[J].化工设计通讯，2011（01）.
煤气化技术范文第2篇
关键词：煤气化技术 煤化工 选择依据
中图分类号：TQ54 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（c）-0100-02
中国是世界上公认的产煤和用煤大国，中国一年煤的产量在10亿 t左右，其中大部分用于电力行业和私人使用，使用过程较为简单，一般为直接燃烧，通过煤化工进行产气的比较少。但是随着近年来国际油价不断攀升，天然气供应欠缺，我国的煤化工产业亟待发展。
1 煤气化技术概述
煤气化技术就是以煤作为原材料，采用各种化学反应和化学技术，在CO加H2合成各种化工产品，从而达到减少天然气、石油等稀缺资源消耗的目的，优化我国能源结构。现代煤气化技术中最为活跃的就是气流床反应器。气流床反应器是20世纪80年代以后随着洁净煤气化工艺的开发研究而发展起淼模它以干粉煤或者水泥浆作为反应原材料，进行单系列的大规模加压气化，从而大大促进了合成气产业化、规模化的进程，并且气流床反应器生产的合成气气化指标较好，是现代煤气化的主流技术之一。
现代煤气化过程一般分为3个步骤层次。第一层：煤合成气。将干粉煤和水泥浆等原材料经过部分氧化方法加工成为CO和H2的合成气；第二层：合成气加工；第三层：深加工。煤气化中的深加工以加工甲醇和烯烃的下游产品为主，产量较大，同时也是我国目前整个化工行业的支柱。
2 煤气化技术种类
目前，煤气化技术种类有几十种，该文采用按照煤气化炉分类的方式对煤气化技术进行研究，按照这种分类方式煤气化技术主要有3种，分别为固定床气化工艺、流化床气化工艺、气流床气化工艺。
2.1 固定床煤气化工艺
固定床气化炉目前常见的有U.G.I间歇式气化和鲁奇Lurgi连续式气化2种。
U.G.I间歇式气化炉历史较长，使用至今已有100多年历史。U.G.I间歇式气化以焦炭或者无烟煤为原材料，气化剂采用水蒸气或者空气，在常压下生产合成气。虽然该U.G.I间歇式气化炉已经使用了100多年，但是由于其在发展的100多年来改善较少，仍然沿用很多旧的技术手段，工艺落后，对原材料的质量要求也很高，产品质量和数量都有限，并且对环境的污染严重，所以该工艺在如今的时代背景下已经属于淘汰型工艺，大部分煤气化企业都禁止使用该工艺。
鲁奇Lurgi连续式气化是在U.G.I间歇式气化的基础上发展起来的，它以U.G.I间歇式气化的相关工艺为基础，由西德鲁奇公司于20世纪40年代开发出来，目前属于第一代煤气化工艺。鲁奇Lurgi连续式气化炉对煤气化原料要求较低，块状粘结性贫瘠煤即可，气化剂和U.G.I间歇式气化一样采用水蒸气或空气，在加压的条件下可以连续生产煤气。
2.2 流化床煤气化工艺
流化床煤气化工艺是介于固定床煤气化工艺和气流床煤气化工艺之间的一种煤气化技术。流化床煤气化工艺的第一个生产装置是在20世纪20年代德国制造成功的温克勒煤气化炉，但是该炉并未取得预想的效果，因为其存在很多缺点，比如气化压力低、容量小、碳转化率低等。后来人们针对温克勒煤气化炉存在的缺点进行了针对性改善，制造出了现代流化床煤气化工艺使用的HTW高温温克勒煤气化技术。
HTW高温温克勒煤气化炉对原材料要求较低，褐煤、长焰煤以及其他粘结性不强、化学反应较为灵活的煤都能作为煤气化原材料，原材料入炉粒度控制在0～10 mm即可。该煤气化工艺生产能力较强，其产量是相同规模、相同气压固定床气化炉的3～4倍，其单台耗煤量约为160 t/h。
2.3 气流床煤气化工艺
气流床煤气化工艺又分为干法气化和湿法气化2种。干法干煤粉气化技术主要有Shell工艺、GSP技术。湿法料浆气化技术有GE工艺、多元料浆气化技术等。
3 煤气化技术选择依据
现代煤气化技术的选择依据主要有煤质因素、煤气化技术指标以及下游产品需要3个因素。
3.1 煤质因素
我国煤的储量丰富、种类齐全，从褐煤到无烟煤都有一定量的储存，只是储量有差别。在煤结构的选择中，煤质不同会直接影响煤气化技术的选择，并且对于煤气化过程的工艺配置和产品也有很大影响。煤质因素主要包括以下几点。
（1）水分。水分不同使用的煤气化炉型也不同。水分含量为8%～10%时采用固定床煤气化技术。采用气流床和流化床时要求水分含量小于5%。如果是采用气流床对烟煤进行气化，要求原材料含水量小于2%。
（2）灰熔点、灰组成。灰熔点即灰分熔融时的温度，灰组成影响着灰熔点。
（3）成浆性。成浆性对湿法气化影响较大，成浆性好，气化指标就好。
（4）发热量。发热量即煤的热值。热值越高，单位煤量产出的气量就越大。
以上4个为影响煤质的主要因素，在进行煤气化技术选择时需要充分考虑这4点因素。
3.2 煤气化技术指标
煤气化指标主要包括以下几点，进行煤气化技术选择时应充分考虑这些因素。
（1）产气率。产气率是单位重量的原料产生的气体体积与原料重量的比，一般表示为m3/kg。产气率是进行煤气化技术选择时首先需要考虑的问题，它关系到投资方的效益问题，因此在进行技术选择时必须将各种煤气化技术的产气率进行比较分析。
（2）技术成熟与可靠性。进行煤气化产业化时必须选择技术成熟、可靠性高的技术。气流床湿法气化法在我国已有20多年的应用历史，技术较为成熟，可靠性高。气流床干法气化法在我国使用较少，但是正在积累使用经验，相比其他技术可靠性较高。
（3）消耗与成本。消耗与成本是指生产1m3（CO+H2）时使用的原材料、气化剂和电的量。
（4）三废排放及处理。煤气化过程可能产生废气、废水、废渣，先进的煤气化工艺产生的“三废”较少，处理方便，所以选择煤气化技术时要考虑到三废排放与处理。
（5）投资。企业在选择煤气化技术时还要充分考虑自身经济实力，根据具体实际情况选择合理的方法。比如同等规模的气化系统，采用Shell法、GSP法、多原料法的投资比例为1.8∶1.2∶1。
3.3 下游产品需要
在化工生产中选择煤气化技术时还要考虑煤气化下游产品的需要，根据下游产品的用途，比如是用于生产甲醇、合成氨，还是用于发电、生产燃料气等来确定采用何种工艺技术。图1列出了各工艺强调的合成气质量指标。
4 结语
通过上述对煤气化选择依据的研究分析可以得出如下结论。
（1）当原材料为褐煤时，可以选用Lurgi炉或者干煤粉气化技术。
（2）原料煤为烟煤或者其他成浆性适中、变质性较高时，可以选用湿法气化技术。
（3）下游产品为还原气或者原料气时，可以选用干煤粉气化或者Lurgi炉。
（4）下游产品为合成氨、合成油或者甲醇时，可以选用湿法气化技术。
该文从理论出发，对煤气化技术的选择依据进行了分析，在实际应用中各企业可根据这些因素对各种煤气化技术进行评价分析，选择节能无污染，成本较低、投资少效益高的技术方法。
参考文献
煤气化技术范文第3篇
关键词：煤气化；煤气化技术；发展趋势
中图分类号：TF526文献标识码： A
煤气化是清洁、高效利用煤炭的主要途径之一，长期的生产实践表明，在各种煤炭转化技术中，煤气化是应优先考虑的一种加工方法,它是煤基化学品、煤基液体燃料、合成天然气、IGCC发电、制氢、燃料电池、多联产等工艺为基础,因此发展煤炭产业，首先要提高煤气化技术水平。
一、煤气化技术开发现状
煤气化技术核心是气化炉，按煤在炉内的流体力学行为分为四类，即固定（移动）床、气流床、流化床和熔融床。
（一）固定（移动）床气化。固定（移动）床气化，是指原料煤从炉顶加入，高温气体不断向上流动，整个物料自上而下移动，相对固定。煤在高温气化剂作用下发生气化反应，生成高温煤气，最后从上部煤气出口出炉。固定（移动）床气化有以下四种技术路线：
1、单段式固定（移动）床气化。因单段式固定（移动）床气化炉缺陷较多，20世纪六十年代初，国外已停止使用。目前，单段式固定（移动）床目前真正实现工业化的只有碎煤加压气化。
2、两段式固定（移动）床气化。该工艺是上世纪四十年代开发的，到上世纪五十年代，该技术在欧洲被广泛用于生产城市煤气和燃料气，气化剂为空气或水蒸气。
3、鲁奇加压气化。该技术选用的煤种为长烟煤、褐煤，操作压力3.0MPa，煤气出口温度600℃，碳转化率98%。最大缺点是冷凝洗涤污水含有大量焦油、苯和酚，处理难度大。目前，鲁奇气化炉最大用户是南非SASOL，有各种型号97台。
4、BGL加压气化。以喷嘴、渣池和间歇排渣系统为核心专有技术。该工艺选用的煤种为烟煤、次烟煤，操作压力2.35～3.0MPa，煤气出口温度400～540℃，碳转化率99.5%。
（二）气流床气化。在高温高压条件下，粉煤或水煤浆与气化剂同时由喷嘴喷入气化炉燃烧室内，迅速气化，产生粗煤气和熔渣。因炉内气、固两相的流速基本相同，故称为气流床气化。目前，主要有以下五种技术路线：
1、德士古加压水煤浆气化技术。该工艺选用的煤种不限，气化压力2.7～6.5MPa，气化温度1300～1500℃，碳转化率95%～99%。该工艺设备操作连续性强，产品煤气压力高可省去后续气体压缩工段，废水易处理。该技术最大的问题是因水煤浆在喷嘴中以约30m/s的高线速度喷出，对金属材料的冲刷腐蚀颇为严重，喷口特别容易磨损。
2、华东理工四喷嘴对置式水煤浆气化技术。该工艺可提高合成气中的有效成分2～3个百分点，四喷嘴间具有较好的协同作用，有利于装置大型化，缺点是设备投资成本比较高。
3、壳牌加压气流床煤气化技术。该工艺气化压力2.0～4.0MPa，气化温度1400～1600℃，碳转化率99%。与水煤浆法相比，该技术优点是：O2和煤消耗低；负荷调解方便，可根据要求关闭其中一对，负荷降低50%。主要缺点是设备投资增大，技术要求高。
4、德国GSP加压气流床气化技术。该工艺最大的优势是可气化工业废弃物和生物质，把价格低廉、直接燃烧污染较大的煤、石油焦、垃圾等转化为高附加值合成气。该工艺气化压力2.5～4.0MPa，气化温度1400～1600℃，碳转化率99.6%。
5、航天炉HT-L气化技术。该工艺的煤种选择范围宽，碳转化率高于99%。控制系统自动化程度高，有完善的安保联锁系统。
（三）流化床气化。流化床气化，就是增大炉内向上的气流速度，使煤粉处于沸腾悬浮状态，但又不被带出气化炉的操作。因此，与固定床气化相比，流化床气化的优点是气-固和固-固接触充分，传热、传质速率大，设备大型化。目前主要有以下八种技术：
1、德国的温克勒煤气化工艺。全世界共建有70多台温克勒气化炉。由于存在诸多技术问题，仅在上世纪五十年代末和六十年代初一度盛行，之后很少新建，运行至今的已不多见。
2、德国莱茵褐煤公司发明的高温温克勒气化（HTW）。该工艺适宜煤种为褐煤，气化压力1～2.75MPa，气化温度950～1000℃，碳转化率96%。该工艺优点为氧耗量低、不产生液态烃。
3、朝鲜恩德炉粉煤气化。该技术适宜长焰煤、褐煤。碳转化率为91%～96%。恩德炉粉煤气化技术是一种比较适合我国国情的中小型洁净煤气化技术，可用于甲醇、氢气、一氧化碳等生产，以及城市煤气和冶金、机械、建材等行业的燃气生产。
4、鲁奇公司开发的循环流化床气化（CFB）。该工艺适用煤种不受限制。气化压力0.05～0.4MPa，气化温度950～1100℃，碳转化率95%～98%。该工艺优点是可以用树皮、城市可燃垃圾作为气化原料。气化强度是移动床的2倍。该系统结构简单，操作方便，造价较低，易国产化。目前，全世界已有60多家企业采用CFB气化技术，正在设计和建设的还有30多家，总体水平处于世界领先地位。
5、美国能源部组织研发的输运床反应器气化（KBR）。该工艺适用于多种煤，尤其是低阶煤，气化压力0.9-1.5MPa，气化温度950℃，碳转化率91%～96%。该项技术可在空气和氧气两种模式下运行。目前，以空气为气化剂是开发重点，特别适合于IGCC及多联产系统。氧气模式可产生合成气，用于多种化学品和燃料的生产。20世纪九十年代中期，KBR在美国阿拉巴马州威尔逊维尔建设了50吨/天的示范装置。
6、美国芝加哥煤气工艺研究所U-gas气化工艺。该技术适宜煤种宽，技术特点为气化压力在0.1、3.0MPa，气化温度955～1095℃，碳转化率96.83%。优点是煤气中不含焦油和酚；设备简单，可全程自动化控制。
7、美国西屋电力公司开发的KRW气化。该工艺适用煤种宽，碳利用率可达95%。在1987年实现了工业化运行。但目前无KRW气化炉运行。
8、煤化所灰熔聚法。该工艺适用褐煤，气化压力0.9～1.5MPa，气化温度1050～1100℃，碳转化率91%～96%。该工艺的优点是：气化炉为单段流化床，粗煤气中几乎不含焦油、酚等有害物质，易净化。该技术特别适合于中小氮肥厂替代间歇式固定床气化炉，以烟煤替代无烟煤生产合成氨原料气，使合成氨成本降低15%～20%。
二、煤气化技术发展趋势
综合现有煤气化技术，当前煤气化技术的发展趋势是以粉煤代替粒煤，气流床和流化床代替固定床。具有气化压力向高压化（8.5MPa）发展、气化温度向高温化（1500～1600℃）发展、气化剂向多样化发展和排渣方式向液态化发展的特点。依据煤种特性和合成气后续工段的要求而开发设计出不同的气化炉，因此，无“万能炉型”或“通用技术”。目前，技术最为成熟的是鲁奇（Lurgi）和德士古（Texaco），处理能力达到400～1650吨/天。国外的壳牌（Shell）、德士古（Texaco）、德国GSP等气流床气化技术，国内的两段式干煤粉、多喷嘴干煤粉、航天炉发展很快。而我国煤气化工艺目前以传统的常压移动床为主，先进的大型加压煤气化工艺总体处于研究、示范阶段。结合我国国情及现有技术情况，我国煤化气技术发展趋势：
（一）拓宽原料的适应性，集成优化不同技术。目前，国内大规模工业气化技术主要是高温气流床技术，即德士古、壳牌、多元料浆及四喷嘴，要求原料煤的灰熔点
（二）装置规模大型化。以煤气化为基础的现代工业发展的一个显著标志就是装置规模的大型化。由于受制造、运输、安装等客观因素的限制，在尺寸有限的设备上实现高效、大规模，必须实现加压气化，提高其处理能力和效率。
（三）开发煤气化净化技术，实现煤气化技术的近零排放。不同的煤田，煤中砷、汞、氯、氟、磷及其他微量元素的含量及组成差异颇大，深入研究煤气化过程中这些有害元素的迁移规律，对拓展气化原料的煤种，控制气化过程中微量元素的释放，实现近零排放，促进煤化工行业废水资源的循环利用，意义重大。故此需要进行煤气中、高温脱硫及有害元素、高温除尘、CO2资源化利用和洗涤水净化等多方面的技术研发。
参考文献：
[1]黄戒介，房倚天，王洋等.现代煤气化技术的开发与进展[J].燃料化学学报，2002.30.5.
煤气化技术范文第4篇
关键词：煤矿机械设备；电气自动化；影响；应用
1电气自动化技术对煤矿生产的影响
1.1对煤矿安全管理的影响
采煤作业具有高危性，在实际生产中，煤矿企业的经济效益与发展在很大程度上取决于生产的安全性。而自动化技术在煤矿机械中的应用能够有效保障工人生产安全。因此，在煤矿机械设备中，电气自动化技术的应用对煤矿安全生产有着十分重要的影响。此外，煤矿安全的实质就是在范畴之内对风险进行控制。例如以危险辨识为基础来区分危险源，在实际生产中有效控制与管理不安全因素，从源头上消除安全隐患。因此，在采煤工作中，电气自动化技术具有十分重要的应用价值。
1.2对煤矿生产效率的影响
随着现代网络技术的发展，煤矿生产中对电气自动化技术的应用取得了巨大的突破。现代工业控制中，电气自动化技术集多项技术为一体，包括仪表仪器技术、理论控制技术、计算机网络技术以及其他技术，这些技术的综合利用使得煤矿生产得到了改进与优化，同时也使煤矿的生产效率得到提升，对于煤矿生产的安全性也得到综合性的保障。
2煤矿机械设备电气自动化技术的应用
2.1采掘机械设备的电气自动化
现阶段，国内外的煤矿企业在煤矿开采中普遍运用采掘机械设备，传统的牵引方式也逐渐向电牵引转变，装机容量显著提升，尤其是横向布置式多电机驱动的应用为煤矿生产带来了重要的影响。站在煤矿企业的角度，大部分采煤机总装机功率达到了1000kW，有的甚至达到1500kW之多，并且牵引电机功率也增加到至约2×50kW，最高牵引速度可达到30m/min。其中采煤效率较高的有交流电牵引式采煤机，这种设备具有良好的抗污性能，并且后期维护也不复杂，在煤矿企业重有着较高的应用价值。采掘机械控制技术是基于计算机技术对互感器技术加以综合运用，对设备工况进行监测，并实现故障诊断的自动化，这一系统将高效、大功率的采煤机械设备的优势充分的体现了出来[1]。我国煤矿企业使用的采掘机械设备在自动化技术方面相较于发达国家的自动化控制技术，起步较晚，发展滞后，依然存在较大的差距，采煤机多以液压牵引作为牵引与调速手段，这些设备的装机空滤不超过800kW，电牵引最多为830kW。现阶段，我国投入使用的国产电牵引式采煤机只有MG3344-PWD，相关电牵引采煤机也相继得到研发并投入生产。此外，刮板运输机的运输效率也有待提升，缺乏足够的连接强度，输煤量也不高。在电气自动化控制方面，综采设备依然存在诸多缺陷，控制与检测有待完善，必要的故障诊断功能仍然没有得到开发。并且目前我国还没有推广微机控制技术，微型计算机自动控制掘进机的应用起步相对较晚，与发达国家相比依然存在一定差距。
2.2运输提升机械的电气自动化
自20世纪80年代，我国煤矿行业取得巨大发展，在生产规模与产量上也有着很大的提升。一些大中型煤矿企业将胶带运输设备运用到实际生产中，期间相关人员开始研发胶带运输控制系统，并取得了一定的成果。在计算机技术与PLC技术不断发展的背景下，DCS结构与安全生产控制系统得以有效连接，对地面的监控得以实现。并且一些高等院校也针对胶带机数字化直流调速系统进行研发，并在煤矿生产中加以运用，取得了十分显著的效果。实践表明，在工业电视胶带监控系统与计算机技术的结合下，煤矿运输效率得到显著提升。然而保护不过关是胶带自动化需要解决的问题。现阶段，我国煤矿生产中运输提升机的提升方式主要为交流提升，调速方式以转子串电阻为主，应用PLC控制的仅有少部分大型矿井，大部分矿井采取的控制方式依然为继电器与接触器[2]。随着改革开放不断深入，我国引进了近30台SCR-D型号的直流数字化控制提升机，这种提升机的控制方式以模拟线路为主。近年来，基于计算机技术的提升机电气保护装置取得了巨大的突破，此系统使提升机运行更加安全。在电子电气件行业不断进步的背景下，煤矿企业陆续投入使用了部分斩波器，这些设备具有较高的效率，提升机械设备的自动化控制也由此变得更为精确。目前，采煤国家大部分开始在提升机电气自动化技术中融入了PLC控制技术，在该项技术的支持下，对安全回路的全面监测、工艺控制的提升以及同路行程控制等功能得以实现，提升机产品逐渐朝着标准化的方向发展，并且一些煤矿企业在安全部件中采用双线回路，将冗余技术引入到安全监控回路中，全微机监控基本实现，对于提升机运行的安全性与稳定性的提升有着重要意义。其中微机技术引入到故障诊断装置中，使其自动化程度得到进一步提升[3]。
2.3胶带运输机的自动化
PLC是集中控制系统的核心，用户界面包含了控制软件与工业检测，相应的联锁功能也在主控制站中得以实现。首先，联锁功能在地面生产系统与主皮带机之间得以实现，当发生事故时可以有效避免紧急停车的问题。其次，该功能可实现单机、手动、集控以及检修等；再者，电流、胶带速度以及过煤量等数据可以通过上位机监测得以显示，堆煤、打滑、跑偏以及烟雾的故障问题可以从中得到反映，并由故障警示与自动语音报警进行提示。此外，在变频器、电软启动装置以及CST等的配合下，电控设备可以有效控制胶带输送机的传输速度，软停车与皮带软启动得以实现，使重载启动与平稳加速启动的要求得到满足。
2.4安全监控的自动化
近年来，国外一些安全监控系统与相应的制造技术在我国煤矿机械设备中得到应用，并且我国也针对相应的安全监控系统进行自主研发与推广，例如AVI、KJ2、TF200以及K195等等，这些系统大多为DCS，与国际标准相比，这一系统的计算机应用与结构水平具有巨大发展潜力，逐渐与国际接轨。在煤矿生产中，我国很多大型煤矿企业陆续投入使用了断电仪、自动喷雾装置、风电闭锁装置以及瓦斯遥测仪等等，然而，受限于自动监控系统相配套的传感器类型以及质量问题，有的安全监控系统缺乏足够的可靠性，仍需提升整体利用率[4]。
3结语
随着电气自动化技术的发展，在煤矿生产中对该项技术的应用水平得到了有效提升，使得煤矿生产随之更加高效、便捷。然而目前与国外先进技术相比，我国煤矿机械电气自动化水平依然存在较大差距，自动化控制精度有待提升，控制效果也不甚理想。在未来的研究与发展中，应继续着力于提升煤矿机械设备电气自动化水平。
参考文献
[1]贾瑛.煤矿机械设备电气自动化技术的应用研究[J].科技与企业，2013（13）：137.
[2]李新倬.煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].起重运输机械，2016（2）：106-108.
[3]张俊杰.试论煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].机电工程技术，2015（8）：211-213.
煤气化技术范文第5篇
关键词：低碳形式；推进；煤炭气化技术
所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。
“富煤、少气、缺油”的资源条件，决定了中国能源结构以煤为主，低碳能源资源的选择有限。我国电力中，水电占比只有20%左右，火电占比达77%以上，“高碳”占绝对的统治地位。尽管太阳能、风能等可再生能源在大力发展中，但一时都很难充当主角。因此，我国能源结构以煤炭为主的局面在短时间内还难以改变。而传统的煤炭开采、运输、使用方式均会排放大量的温室气体，并引发一系列的环境问题。如何让煤的开采和使用变得干净、少污染，将煤炭资源低碳化利用成为当务之急。而发展煤炭地下气化是我国解决上述问题的最佳途径。
1 煤炭地下气化技术
1.1. 煤炭地下气化的基本概念：
煤炭地下气化（Underground Coal Gasification）就是向地下煤层中通入气化剂，将煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体，然后将产品煤气导出地面再加以利用的一种能源采集方式。它将建井、采煤、气化三大工艺合而为一，将物理采煤转变为化学采煤，即把高分子固体煤转变为低分子结构的可燃气体，抛弃了全部庞大而笨重的采煤设备与地面气化设备，并大幅度减小了建井规模，具有安全好、污染少、投资小、成本低、效率高、见效快等优点[1]。
1.2 煤炭地下气化的基本原理：
煤炭地下气化的基本原理，与一般煤炭气化一样，是把煤炭的固体有机物通过热力和化学作用变为可燃气体，其区别在于地下气化过程主要是在地下气化炉的气化通道中实现的，如图1所示。该过程可在气化通道中形成以下三个区域[2]：
图 1 地下气化示意图
1、2 钻孔 ；3 水平通道；4 气化盘区；5 火焰工作面；6 崩落的岩石；
Ⅰ 燃烧区 Ⅱ 还原区 Ⅲ 干馏区 Ⅳ 干燥区
（1）由进气孔鼓入气化剂（有效成分是O2和水蒸气），并在进气侧点燃煤层，气化剂中的O2遇煤燃烧产生CO2，并释放大量的反应热，使还原区煤层处于炽热状态，当气流中O2浓度接近于零时，氧化区结束。
（2）在还原区CO2与炽热的C 还原成CO，H2O（g）与炽热的C 还原成CO、H2等，由于还原反应是吸热反应，使煤层和气流温度逐渐降低，当温度降低到不能再进行还原反应时，还原区结束。
（3）经过还原区的气流温度还相当高，对下流煤层进行加热使其热分解，而析出于馏煤气，此区域则称为干馏干燥区。
经过这三个反应区以后，生成了含可燃组分（主要是H2、CO、CH4）的煤气，气化反应区逐渐向出气口移动，因而保持了气化反应过程的不断进行。由此可见，可燃气体的产生主要来源于三个方面即水蒸气的分解，CO2的还原和煤的热解，这三个方面作用的程度，正比于反应区温度和反应比表面积，同时也决定了出口煤气的组分和热值[2]。
1.3 地下气化炉地下气化的物质基础：
地下气化炉地下气化的物质基础是地下气化炉，组成地下气化炉的四个要素是进气孔（通道）、排气孔（通道）、气化通道和气流通道。地下气化炉按施工方法可分为以下三种形式[3]：
（1）有井式：有井式是地下气化系统全部采用井工作业来进行构筑，鼓风系统、初步冷却、降尘系统也安置于井下峒室，进、排气孔是井筒，气化通道是人工掘进的煤巷。
（2）无井式：无井式就是地下气化炉的准备工程量全部采用在地面钻孔作业，供风、排气和净化系统也全部安置于地面气化站中，生产运行也全部在地面操作。其气化通道贯通方法有火力渗透法、电力贯通法、水压贯通法、气力贯通法、定向贯通法、原子能爆破法、化学液爆破法等。
（3）综合式：综合式就是地下气化炉的准备工程采用井工作业完成，地下气化的生产运行采用地面操作。
2 国内外煤炭地下气化的发展概况：
2.1 国外煤炭地下气化的发展：
（1）1868年,德国科学家威廉．西蒙斯首先提出了煤炭地下气化（UCG）的概念 （2）1888年,俄罗斯化学家门捷列夫提出了煤炭地下气化的基本工艺
（3）1907年,通过钻孔向点燃的煤层注入空气和蒸汽的UCG 技术在英国取得专利权
（4）1933年,苏联开始进行UCG现场实验。1942～1960年建成5个实验性气化站
（5）20世纪50年代，美、英、日、波、捷等国也都进行了UCG实验。70～80年代，美国、德国、比利时、英国、法国、波兰、捷克、日本等国都进行了实验
2.2 国外UCG技术的发展前景展望：
预测UCG技术发展的商业化前景是困难的，国外大多数专家仍把它看作长期的目标。关键在于何时解决技术上的问题，以及何时能同煤气天热起竞争。政府的政策也是一个重要因素，因此，各国面临的情况也不同。欧盟地下气化工作组1999年的工作报告认为：若能解决现技术上的问题且经济上可行，UCG技术有望在10～15年内实现商业化。
