مسیر توسعه فناوری گازسازی زغال‌سنگ در تسینگهوا

Thread Content

آخرین بار، این پست توسط «چینگهوا لو» در تاریخ ۸-۸-۲۰۱۶ ساعت ۰۹:۵۷ ویرایش شد.
منبع اطلاعات مربوط به پیشرفت فناوری گازسازی زغال‌سنگ: شرکت با مسئولیت محدود فناوری یینگده چینگدا، پکن.
۱. مقدمه: در حال حاضر، زغال‌سنگ حدود ۶۶ درصد از کل مصرف انرژی در کشور ما را تشکیل می‌دهد؛ میزان کل مصرف زغال‌سنگ نیز حدود ۳.۷ میلیارد تن است. ویژگی‌های انرژی کشور ما عبارتند از وجود ذخایر فراوان زغال‌سنگ، کمبود نفت و مقدار کم گاز؛ بنابراین ساختار مصرف انرژی که در آن زغال‌سنگ نقش اصلی را دارد، در کوتاه‌مدت تغییر چندانی نخواهد داشت. با پیشرفت صنعتی‌شدن و شهرنشینی، کنترل میزان مصرف انرژی و الزامات مربوط به حفاظت از محیط زیست روز به روز افزایش یافته است؛ بنابراین، تسریع در استفاده پاک و کارآمد از زغال‌سنگ و توسعه فناوری‌هایی برای استفاده چندمنظوره از آن، به یکی از وظایف مهم کشور ما تبدیل شده است. از میان فناوری‌های متعدد استفاده چندمنظوره از زغال‌سنگ، گازسازی زغال‌سنگ، کلیدی‌ترین و پیشروترین فناوری برای تبدیل پاک زغال‌سنگ است. کشور ما بزرگترین کشور جهان از نظر استفاده از فناوری گازسازی زغال‌سنگ است؛ گازسازی، پایه و اساس تولید محصولات شیمیایی مبتنی بر زغال‌سنگ، سوخت‌های مایع مبتنی بر زغال‌سنگ، گاز طبیعی سنتزی، تولید انرژی با روش IGCC، تولید هیدروژن و فرآیندهای صنعتی مربوط به کاهش مستقیم زغال‌سنگ برای تولید آهن است. به عنوان یک کشور بزرگ مصرف‌کننده زغال‌سنگ، گازسازی زغال‌سنگ فناوری کلیدی برای استفاده کارآمد و پاک از زغال‌سنگ در کشور ما است و فناوری مهمی برای رفع آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از استفاده از زغال‌سنگ محسوب می‌شود. فناوری گازسازی نیز یکی از مهم‌ترین و کلیدی‌ترین فرآیندها در توسعه صنعت شیمیایی زغال‌سنگ مدرن است. انتخاب آن و عملکرد پایدار، کارآمد و مقرون‌به‌صرفه‌اش، بر موفقیت یا شکست پروژه تأثیر حیاتی دارد. در حال حاضر، فناوری‌های رایج گازسازی در صنعت پتروشیمی عمدتاً به دو دسته تقسیم می‌شوند: فناوری آجرهای مقاوم در برابر حرارت برای سیالات ذغالی و فناوری دیواره‌های سرد شده با آب برای پودرهای خشک؛ اما هر دوی این فناوری‌ها دارای معایب خاص خود هستند. در مقایسه با این دو فناوری، کوره نسل دوم «چینگهوا» که از فناوری گازسازی با دیواره سرد آبی بر پایه سوسپانسیون آب و زغال استفاده می‌کند، تمام مزایای آجرهای مقاوم در برابر حرارت مربوط به سوسپانسیون آب و زغال و همچنین فناوری دیواره سرد پودری را به طور کامل به کار می‌برد؛ در عین حال، از نواقص آن‌ها نیز به خوبی جلوگیری می‌شود. این فناوری، که نمایانگر دانش فنی مستقل کشورمان در زمینه گازسازی است، سطح پیشرفته بین‌المللی را پشت سر گذاشته است. با استفاده گسترده از کوره‌های «چینگهوا» در صنعت پتروشیمی، پیشرفت صنعت شیمیایی زغال‌سنگ کشورمان تقویت خواهد شد و کشورمان در صدر فناوری گازسازی قرار خواهد گرفت. ۲. تاریخچه توسعه کوره‌های تسینگهوا: از سال ۲۰۰۱، دانشگاه تسینگهوا و شرکت فناوری دالیکه بیجینگ، کارهای پژوهشی مقدماتی در زمینه فناوری گازسازی را آغاز کردند. در سال ۲۰۱۱، گروه صنایع گازی ینگده، بزرگترین تأمین‌کننده مستقل گازهای صنعتی در کشور، وظایف شرکت پیشین «بیجینگ دالیکه کیجی» را بر عهده گرفت. این گروه، اتحادیه جدیدی برای تحقیق، توسعه و تولید در زمینه فرآیندهای مربوط به کوره‌های تسینگهوا تشکیل داد و همچنین شرکت «بیجینگ ینگده تسینگدا کیجی» را تأسیس کرد. این شرکت، به تنهایی مسئولیت استفاده از فناوری گازسازی کوره‌های تسینگهوا را بر عهده دارد و همکاری نزدیکی با دانشگاه تسینگهوا برای تحقیق و توسعه فناوری‌های مرتبط با این کوره‌ها دارد. دپارتمان مهندسی انرژی حرارتی دانشگاه تسینگهوا، مدت‌هاست که در زمینه تحقیق و توسعه فناوری‌های مربوط به سوزاندن زغال‌سنگ، گازسازی زغال‌سنگ و استفاده از زغال‌سنگ پاک فعالیت می‌کند. این دپارتمان مسئولیت اجرای تعداد زیادی از پروژه‌های تحقیقاتی مهم در حوزه علوم و فناوری، همچنین پروژه‌هایی مانند بودجه‌های علوم طبیعی، ۸۶۳ و ۹۷۳ را بر عهده داشته است؛ و دستاوردهای مهمی که هم در سطح کشور پیشرو بوده و هم در سطح بین‌المللی نوین محسوب می‌شوند، به دست آورده است. با حمایت از **برنامه ۸۶۳ (۲۰۰۲AA529050)**، در سال ۲۰۰۲، پژوهش‌های مربوط به مدل‌سازی کوره نسل اول تسینگهوا، آزمایشات مربوط به جریان هوا در حالت سرد، شبیه‌سازی‌های عددی و آزمایشات شبیه‌سازی در حالت گرم به پایان رسید؛ همچنین برخی از مشکلات فنی موجود در فرآیند صنعتی‌سازی نیز برطرف شد. با رویکردی نوآورانه، مفهوم تأمین هوای مرحله‌ای که به طور گسترده در زمینه احتراق استفاده می‌شود و ساختار کوره‌های گردابی عمودی، در فرآیند گازسازی مواد کشتیرگ وارد شد؛ این امر باعث غلبه بر موانع کلیدی در فناوری گازسازی شد، محدودیت‌های کشورهای خارجی بر فناوری گازسازی با استفاده از بستر جریان هوا را برداشت و منجر به ایجاد حقوق مالکیت فکری مستقل برای فرآیند گازسازی شد. مجموعه‌ای کامل از روش‌های آزمایشی برای تحقیق و توسعه فناوری گازسازی ایجاد شد که مشکل فناوری کلیدی تغییر تدریجی اکسیژن را حل کرد ； مطالعات نظری و تجربی بر روی احتراق جریان اکسیژن در گازهای قابل اشتعال در محیط‌های با خاصیت کاهش‌دهندگی قوی انجام شد و مسائل فنی کلیدی مربوط به احتراق معکوس جریان اکسیژن حل گردید ； پارامترهای تأثیر فشار در شرایط فشار بالا بر دینامیک واکنش گازی‌شدن کک-بخار آب اصلاح شد و مدل کلی دینامیکی کامل‌تر و قابل‌اعتمادتری برای کوره گازی‌سازی ایجاد گردید ； انعطاف‌پذیری کوره گازسازی سوپرفوسفات زغال در برابر انواع مختلف زغال، به طور چشمگیری افزایش یافته است ； دستورالعمل‌های طراحی و بسته‌های طراحی فرآیند گازسازی مرحله‌ای اکسیژن تدوین شده‌اند. گروه گاز یینگده دارای تعدادی مهندس و فنی باتجربه است که در زمینه طراحی صنایع شیمیایی و بهره‌برداری از تأسیسات، تجربه فراوانی دارند. این افراد مدت‌هاست که در زمینه توسعه فناوری‌ها و روش‌های صنایع شیمیایی و همچنین فرآیندهای گازسازی فعالیت می‌کنند و دارای تجربه‌های گسترده و دانش فنی لازم در این زمینه‌ها هستند. شرکت سهامی محدود فناوری بیجینگ یینگده چینگدا، که توسط گروه گاز یینگده و دانشگاه تسینگهوا تأسیس شده است، با اختیارات دریافت‌شده از دانشگاه تسینگهوا، به‌تنهایی مسئولیت اجرای فناوری گازسازی در کوره‌های تسینگهوا را بر عهده دارد؛ همچنین در زمینه طراحی روش‌های فنی برای کوره‌های تسینگهوا و ارائه پشتیبانی فنی برای اجرای پروژه‌ها نقش دارد و مشکلات فنی موجود در فرآیند صنعتی‌سازی را برطرف می‌کند. دستگاه‌های صنعتی بزرگ مبتنی بر فناوری گازسازی با آجرهای مقاوم در برابر حرارت نسل اول کوره‌های تسینگهوا (فناوری گازسازی تدریجی بدون سرباره و با سرباره)، به ترتیب در پروژه‌های داتانگ هولونبویر (پروژه‌های ۱۸/۳۰)، شرکت جینچنگتای برای صنایع شیمیایی با مسئولیت محدود در شهر اوردوس (دستگاه تولید متانول با ظرفیت ۶۰۰ هزار تن در مرحله اول)، و شعبه لینیی شرکت شانشی یانگمی فنگشی برای تولید کود (گروه)، راه‌اندازی شده‌اند. تا کنون، هر سه دستگاه به طور پایدار در حال کار هستند. کوره‌های نسل اول تسینگهوا در ماه دسامبر سال ۲۰۰۷ توسط انجمن صنایع نفت و شیمی چین مورد ارزیابی قرار گرفتند و نتیجه ارزیابی نشان داد که این فناوری به سطح پیشرفته بین‌المللی رسیده است. در سال ۲۰۰۹، این فناوری توسط «انجمن صنعت کودهای نیتروژنی چین» به عنوان فناوری حمایتی برای توسعه این صنعت شناسایی شد و جایزه اول پیشرفت علمی و فناوری سال ۲۰۰۹ را از سوی انجمن پتروشیمی دریافت کرد. 　 پروژه تولید آمونیاک سنتزی ۱۸۰ هزار تن در سال و اوره ۳۰۰ هزار تن در سال شرکت داتانگ هولونبویر برای تولید کودهای شیمیایی، از فناوری گازسازی با استفاده از کوره‌های نسل اول تسینگهوا بهره می‌برد؛ در این پروژه، دو کوره گازسازی با فشار ۴.۰ MPa و قطر ۲۸۰۰ ساخته شده‌اند، همچنین سیستم‌های لازم برای تهیه محلول زغال‌سنگ و پردازش پسماندها نیز ایجاد شده‌است. پروژه «داتانگ هولونبویر» (پروژه شماره ۱۸/۳۰)، از زغال‌سنگ قهوه‌ای محلی هولونبویر به عنوان مواد خام برای فرآیند گازسازی استفاده می‌کند. در مقایسه با زغال سنگ و زغال بی‌دود، قیمت زغال قهوه‌ای پایین‌تر است و فعالیت واکنشی بالاتری دارد؛ اما ارزش انرژی آن نسبتاً کمتر و میزان رطوبت آن بالاتر است، که معمولاً بین ۲۵ تا ۶۰ درصد است. 　　برای استفاده بهتر از منابع زغال قهوه‌ای کشورمان، در سال‌های اخیر، روش‌های مختلفی برای گازسازی زغال، از جمله گازسازی در بستر ثابت، گازسازی در بستر جریانی و گازسازی پودری، در سطح عملیاتی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. با این حال، تمام این روش‌ها نیازمند پیش‌پردازشی مشخص بر روی زغال قهوه‌ای وارد شده به کوره هستند؛ همچنین هزینه‌های سرمایه‌گذاری در آن‌ها بسیار زیاد است. به‌ویژه، برخی از این روش‌ها نه تنها به مقدار زیادی آب تازه نیاز دارند، بلکه مقدار زیادی آب فاضلاب نیز تولید می‌کنند؛ این امر فشار زیادی بر پروژه‌های صنایع زغال‌شیمی ایجاد می‌کند. 　 صنعت پتروشیمی سال‌هاست در جستجوی فناوری‌ای است که بتواند زغال قهوه‌ای را با هزینه کم، بازدهی بالا و به شیوه‌ای سازگار با محیط زیست، در صنایع شیمیایی زغال‌سنگ به کار ببرد. تا سال ۲۰۱۲، یک کاربرد موفق از فناوری گازسازی زغال‌سنگ نسل اول در دانشگاه چینگهوا، امید را در دل مردم ایجاد کرد. در ماه ژوئن سال ۲۰۱۲، در شرکت داتانگ هولونبویر برای تولید کودهای شیمیایی، اولین دستگاه جهان برای گازسازی لجن آبی زغال‌سنگ، با موفقیت و در یک بار، راه‌اندازی شد. و در ژانویهٔ ۲۰۱۳، موفق شدند دو کورهٔ گازسازی زغال قهوه‌ای را به صورت همزمان و به مدت ۲۴۰ ساعت به کار ببرند. در پایان سال ۲۰۱۵، شرکت تولید کود شیمیایی داتانگ هولونبویر خبرهای مثبت دیگری دریافت کرد؛ اولین دستگاه گازسازی لجن آبی زغال‌سنگ جهان، یعنی پروژه ۱۸.۳۰، زودتر از موعد به بهره‌برداری رسید! 　 در فناوری گازسازی با استفاده از مخلوط آب و زغال‌سنگ، که پیش از فناوری گازسازی در کوره‌های تسینگهوا به کار می‌رفت، اگر از زغال‌سنگ قهوه‌ای به عنوان ماده خام استفاده شود، میزان بالای آب موجود در زغال‌سنگ قهوه‌ای باعث می‌شود تهیه مخلوط آب و زغال‌سنگ دشوار شود؛ در نتیجه غلظت این مخلوط کم خواهد بود و معمولاً حدود ۵۳ درصد است. اما در آن زمان، باور سنتی این بود که مخلوط آب و زغال‌سنگ با غلظت کمتر از ۵۸ درصد، قابل استفاده در فناوری گازسازی با استفاده از مخلوط آب و زغال‌سنگ نیست. اما در شرکت محدود کودهای شیمیایی هولونبویر داتانگ، دستگاه گازسازی با استفاده از بخارات ناشی از فرآیندهای حرارتی، از منابع زغال‌سنگ قهوه‌ای شهر هولونبویر به عنوان منبع خام استفاده می‌کند؛ غلظت سس زغال‌سنگ نیز بین ۴۶٪ تا ۵۱٪ است و عملکرد این دستگاه پایدار است. از زمان راه‌اندازی موفقیت‌آمیز آن در ژوئن ۲۰۱۲ تاکنون، عملکرد خوبی داشته است؛ این امر نشان‌دهنده پیشرفت چشمگیر فناوری گازسازی زغال سنگ توسط دانشگاه چینگهوا در زمینه استفاده از سوپرافوسفات‌های زغالی با غلظت پایین، مانند زغال قهوه‌ای، است. این فناوری دارای اهمیت زیادی به عنوان الگویی برای پروژه‌های مشابه است و مسیری قابل اجرا برای استفاده از فناوری‌های پیشرفته و سازگار با محیط زیست جهت بهره‌برداری از منابع زغال قهوه‌ای که پردازش آن‌ها دشوار است، فراهم کرده است. 　 موفقیت‌های فناوری کوره تسینگهوا در کاربرد زغال قهوه‌ای، توجه شرکت‌های بیشتری در این صنعت را به خود جلب کرده است. در ژوئیهٔ ۲۰۱۳، پروژهٔ تولید سالانهٔ ۱.۳۵ میلیون تن آمونیا سنتزی شرکت صنایع انرژی و شیمیایی اولان‌تایان در منگولستان داخلی، بار دیگر از فناوری کوره نسل دوم «چینگهوا» (فناوری گازسازی با دیواره‌های خنک‌کنندهٔ مایع زغال‌سنگ) استفاده کرد؛ این پروژه از زغال‌سنگ قهوه‌ای موجود در منطقهٔ شینگ‌آن‌منگ به عنوان مادهٔ اولیه استفاده می‌کند و غلظت مایع زغال‌سنگ ۵۳ درصد است. پیش از آغاز پروژه ساخت‌وساز، شرکت انرژی و شیمیالوژی اولان‌تایان، تقریباً چهار سال را صرف انتخاب فناوری مناسب کرد و بیش از ده روش گازسازی در داخل و خارج از کشور را از نظر فنی و اقتصادی ارزیابی کرد؛ در نهایت به این نتیجه رسید که کوره تسینگهوا مناسب‌ترین فناوری برای گازسازی زغال‌سنگ قهوه‌ای در منطقه شینگ‌آن‌منگ است. همچنین در سال ۲۰۱۳، پروژه تولید سالانه ۲۰۰ هزار تن اتیلن گلیکول توسط شرکت «تیانیه» در شینجیانگ، و پروژه تولید ۱,۴-بوتیلن گلیکول توسط شرکت «گوئیتای شینهوا» نیز از فناوری گازسازی مبتنی بر کوره‌های تسینگهوا استفاده کردند؛ آن‌ها از زغال‌سنگ قهوه‌ای شینجیانگ استفاده کرده و غلظت سس زغال‌سنگ ۵۳ درصد بود. فناوری استفاده از سس آبی-زغال‌سنگ با غلظت پایین، امروزه به یک ویژگی کلیدی برای پیروزی کوره‌های نسل دوم تسینگهوا در بازار تبدیل شده است. در سال ۲۰۰۵، دانشگاه چینگهوا کار تحقیق و توسعه نسل دوم کوره‌های چینگهوا را آغاز کرد. فناوری دیواره‌های خنک‌کننده آبی برای محلول آبی زغال در این کوره‌های نسل دوم، به این صورت است که محفظه احتراق کوره گازساز از نوع دیواره‌های خنک‌کننده آبی است؛ در حالی که قطعات داخلی کوره گازساز خود، نوع دیواره‌های خنک‌کننده غشایی هستند و درون پوسته فشاردار کل کوره نصب شده‌اند. هنگام کارکرد کوره گازسازی، لایه خاکستر منعقدشده در دیواره غشایی بخش واکنش گازسازی، می‌تواند از دیواره‌های سرمایشی آبی محافظت کند و از فرسایش لوله‌های این دیواره‌ها توسط خاکستر مذاب جلوگیری نماید؛ به این ترتیب اثر «مقابله با خاکستر با استفاده از خاکستر» حاصل می‌شود. در تاریخ ۲۲ اوت ۲۰۱۱، اولین کوره گازسازی با دیواره سرد آبی برای پردازش کک آبی در شرکت فنگشی برای تولید کود در استان شانشی، با موفقیت راه‌اندازی شد. این کوره از همان ابتدا وارد حالت عملکرد پایدار شد و تمام اهداف مربوط به تحقیق و طراحی آن محقق گردید. تعمیرات برنامه‌ریزی‌شده تا ۹ ژانویه ۲۰۱۲، معجزه‌ای در صنعت شیمی زغال‌سنگ رقم زد؛ معجزه‌ای که منجر به اولین عملیات تولید و کارکرد ایمن، پایدار و مداوم به مدت ۱۴۰ روز شد. در تاریخ ۳ سپتامبر ۲۰۱۲، انجمن صنایع نفت و شیمی چین، جلسه‌ای را با حضور کارشناسان مربوطه در پکن برگزار کرد تا دستاوردهای فناورانه مربوط به «فناوری گازسازی زغال‌سنگ در کوره‌های تسینگهوا» مورد ارزیابی قرار گیرد. بررسی‌های انجام شده پس از ۷۲ ساعت کار مداوم نشان داد که دستگاه به طور پایدار کار می‌کند، سطح خودکارسازی آن بالا است، ایمن و قابل اعتماد می‌باشد و عملکرد کنترلی آن نیز خوب است ； هزینه‌های سرمایه‌گذاری و عملیاتی پایین است و سازگاری با انواع زغال‌سنگ خوب است ； تمام این تجهیزات از فناوری‌های خودمختار و تجهیزات داخلی کشورمان استفاده کرده‌اند و میزان داخلی‌سازی آن‌ها ۱۰۰٪ می‌باشد. داده‌های ارزیابی به شاخص‌های طراحی رسیده‌اند: میزان مصرف اکسیژن ۴۰۴٫۳ Nm³/۱۰۰۰ Nm³ (CO+H2)، میزان مصرف زغال‌سنگ ۶۰۵٫۰ کیلوگرم زغال‌سنگ/۱۰۰۰ Nm³ (CO+H2)، درصد ترکیبات مؤثر گاز سنتزی (CO+H2) ۷۸٫۴۶٪ و درصد تبدیل کربن ۹۷٫۶٪ است. کمیته ارزیابی معتقد است که این فناوری گازسازی دارای نوآوری قابل توجهی بوده و حقوق مالکیت فکری مستقلی را در بر می‌گیرد؛ همچنین مزایای آجرهای مقاوم در برابر حرارت مربوط به سیستم پوره آبی-زغال‌سنگ و دیواره‌های خنک‌کننده پودری خشک را دارد. عملکرد کلی آن بسیار عالی بوده و مزایای اقتصادی و اجتماعی قابل توجهی دارد؛ در کل، این فناوری در سطح برتر جهانی قرار دارد و اعضای کمیته به اتفاق آرا با ارزیابی مثبت این فناوری موافقت کردند. فناوری گازسازی در تخت جریان هوای با فشار بالا، از نظر روش ورودی، می‌تواند به دو دسته ورودی پوره آبی‌کربن (روش مرطوب) و ورودی پودر خشک (روش خشک) تقسیم شود. روش تغذیه با سس آبی زغال، دارای ویژگی انتقال پایدار و قابل اعتماد جریان است؛ این امر باعث می‌شود نسبت اکسیژن به زغال در کوره گازسازی در محدوده‌ای قابل کنترل باقی بماند و در نتیجه عملکرد پایدار کوره گازسازی تضمین شود. در روش تغذیه خشک، از انتقال فشار بالا در حالت غلیظ استفاده می‌شود؛ جریان زغال سنگ پودری ناپایدار است و می‌تواند باعث عدم تعادل نسبت اکسیژن به زغال در کوره گازسازی شود و ایمنی عملکرد کوره را تحت تأثیر قرار دهد. همچنین، روش تغذیه مرطوب امکان عملیات در فشار بالا را فراهم می‌کند؛ دستگاه‌های تجاری پیشرفته‌ای برای سیستم‌های گازسازی در فشارهای ۴.۰ MPa، ۶.۵ MPa و ۸.۷ MPa وجود دارد. در حال حاضر، بالاترین فشار در کوره گازسازی با ورودی پودر خشک تنها ۴.۰ MPa است. افزایش فشار سیستم گازسازی می‌تواند اندازه تجهیزات را کاهش دهد، مصرف انرژی در عملکرد سیستم را کم کند و امکان سنتز تحت فشار در سیستم‌های شیمیایی را فراهم آورد. کوره‌های گازسازی از نظر ساختار محافظتی، به دو نوع آجرهای مقاوم در برابر حرارت و دیواره‌های خنک‌کننده با آب تقسیم می‌شوند. با استفاده از ساختار دیواره خنک‌کننده آبی، دمای عملیاتی کوره گازسازی می‌تواند به ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد یا بالاتر برسد؛ در نتیجه **قابلیت سازگاری کوره گازسازی با انواع مختلف زغال‌سنگ افزایش یافته و هزینه‌های مربوط به مواد اولیه کاهش می‌یابد.** دمای کاری کوره گازسازی از آجرهای مقاوم در برابر حرارت نباید از ۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد فراتر رود. توسعه موفق و راه‌اندازی کوره نسل دوم چینگهوا – یعنی کوره با دیواره خنک‌کننده آبی برای سوخت مایع، مشکلات مربوط به پایداری کوره‌های گازسازی با دیواره خنک‌کننده آبی در روش تغذیه خشک، و همچنین مشکلات مربوط به سازگاری انواع زغال‌سنگ در کوره‌های گازسازی با آجرهای مقاوم در روش تغذیه مرطوب، را به طور کامل حل کرده است ； گازسازی زغال‌سنگ «سه بالا» محقق شد که منجر به تأمین محلی زغال‌سنگ مورد نیاز برای گازسازی و کاهش هزینه زغال‌سنگ وارداتی شد ； همچنین، ویژگی‌های فناوری گازسازی دیواره‌های سردآبی مربوط به سس آبی زغال‌سنگ، با روند فعلی استفاده پاک و کارآمد از زغال‌سنگ سازگار است. فناوری گازسازی با استفاده از دیواره‌های سردآبی برای محلول آبی-زغال‌سنگ در کوره‌های تسینگهوا، در سال ۲۰۱۲ در «برنامه اجرایی ترویج فناوری‌های پیشرفته صرفه‌جویی در مصرف انرژی برای گازسازی» وزارت صنعت و فناوری اطلاعات گنجانده شد. در سال ۲۰۱۵، وزارت صنعت و فناوری اطلاعات همراه با وزارت دارایی، «برنامه اقدام برای استفاده پاک و کارآمد از زغال‌سنگ در بخش صنعت (۲۰۱۵–۲۰۲۰)» را منتشر کردند؛ در این برنامه، کوره‌های تسینگهوا با دیواره‌های خنک‌کننده مبتنی بر محلول آبی-زغال‌سنگ، در میان ۲۱ فناوری مرجع برای استفاده کارآمد از زغال‌سنگ در بخش صنعت قرار گرفتند. سوم، اصول فناوری گازسازی در کوره‌های تسینگهوا: فناوری گازسازی در کوره‌های تسینگهوا، از زغال‌سنگ به عنوان ماده خام و اکسیژن خالص به عنوان ماده گازساز، برای انجام واکنش اکسیداسیون جزئی در دمای بالا در کوره استفاده می‌کند؛ در نتیجه گاز صنعتی حاصل که شامل CO و H2 به عنوان اجزای اصلی است، پس از شستشو در محفظه خنک‌کننده و برج شستشو، به عنوان گاز خام برای مراحل بعدی ارسال می‌شود. فرآیند گازسازی سوپرکنسترایت، یک فرآیند اکسیداسیون جزئی غیرکاتالیزوری است. اکسیژن با خلوص بالا و سس زغال‌آب، پس از مخلوط شدن در یک فنر احتراق ویژه، به داخل کوره گازسازی پمپاژ می‌شوند؛ در اینجا تحت دما و فشار بالا، واکنش‌های اکسیداسیون جزئی رخ می‌دهد و گاز خامی تولید می‌شود که عناصر اصلی آن CO و H2 هستند. واکنش‌های اصلی بین سس زغال‌آب و اکسیژن در کوره گازسازی به شرح زیر است:
CmHnO + m/2 O2 → m CO + (n/2 – r) H2 + r H2S
CmHnO → (m/4 – r/2) CH4 + (m – n/4 + r/2) C + H2S
C + O2 → CO2 + Q
C + O2 → CO + Q
C + CO2 → 2 CO – Q
C + H2O → CO + H2 – Q
C + H2O → H2 + CO2 – Q
C + H2O → CO2 + H2 + Q
C + H2 → CH4 + H2O + Q
C + H2 → CH4 + CO2 + Q
CO2 + H2 → CH4 + H2O + Q
C + H2 → CH4 + Q
H2 + O2 → H2O + Q
CH4 + O2 → CO2 + H2O + Q

در کوره گازسازی، سه نوع واکنش اصلی رخ می‌دهد: اکسیداسیون کربن، تجزیه بخار آب و کاهش دی‌اکسید کربن. اکسیداسیون کربن باعث تولید مقدار زیادی گرما می‌شود که به حفظ دمای بالا در کوره و انجام واکنش‌های دو مورد باقی‌مانده کمک می‌کند. محصولات واکنش گازی‌سازی عمدتاً شامل CO+H2 و مقدار کمی H2O(گ) و گازهایی مانند CO2، H2S، CH4، N2 است. تخت جریان هوا، یک راکتور گازسازی با جریان موازی دو فاز است. مخلوط سس زغال‌سنگ و ماده گازساز، به طور یکنواخت مخلوط شده و از طریق لوله‌های ویژه به صورت ذرات ریز وارد محفظه واکنش می‌شود؛ در نتیجه، احتراق فوری رخ داده و واکنش شعله‌ای رخ می‌دهد که دمای آن تا ۱۳۰۰–۱۷۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد. اکسیژن و سوپرفوسفات زغال‌سنگ از طریق نازل ترکیب شده و وارد کوره گازسازی می‌شوند؛ در عرض چند ثانیه، فرآیند گازسازی رخ می‌دهد. برای دستیابی به نرخ تبدیل بالاتر، از اکسیداسیون جزئی برای آزادسازی انرژی استفاده می‌شود تا دمای کوره گازساز در بالای نقطه ذوب خاکستر زغال سنگ حفظ شده و واکنش رخ دهد. دمای واکنش بر اساس الزامات نوع زغال سنگ انتخاب‌شده تعیین می‌شود؛ فشار گازسازی نیز بر اساس نیازهای فرآیند مشخص می‌گردد. سرعت واکنش گازسازی بسیار بالا است؛ مدت زمان ماندن مواد جامد در کوره معمولاً تنها چند ثانیه است. میزان متان در گاز سنتز شده حاصل از این واکنش بسیار کم است و معمولاً کمتر از ۰.۱٪ می‌باشد؛ در حالی که نرخ تبدیل کربن تا ۹۸٪ می‌رسد. به دلیل دمای بالای واکنش، محصولات جانبی قابل ته‌جمعی مانند تار، فنول و هیدروکربن‌های پیچیده تولید نمی‌شوند؛ بنابراین آلودگی محیط زیست کمتر است و میزان تخلیه فاضلاب نیز کمتر می‌باشد. فرآیند گازسازی به سه بخش تقسیم می‌شود: فرآیند تهیه پوره، فرآیند گازسازی و فرآیند تصفیه زباله‌های خاکستری. زغال سنگ خام، همراه با آب و مقدار کمی افزودنی‌ها، در دستگاه آسیاب‌کننده زغال، به شکل سس زغال با غلظت ۵۸ تا ۶۵٪ تولید می‌شود؛ سپس این سس زغال، تحت فشار پمپ‌های مربوطه، از طریق نوزل‌های مخصوص وارد کوره گازسازی با دیواره‌های سرد می‌شود ； اکسیژن دریافت‌شده از تقسیم‌بندی هوا، از طریق شعله‌های فرآیندی وارد کوره گازسازی می‌شود؛ سس زغال‌سنگ و اکسیژن در داخل کوره گازسازی، فرآیند گازسازی را انجام می‌دهند. گاز سنتزی و سنگ مذاب تولیدشده، از طریق اتاق خنک‌کننده در قسمت پایین کوره گازسازی، خنک و شسته می‌شوند؛ گاز سنتزی پس از کاهش دما، از طریق لوله‌های مربوطه وارد سیستم شستشو و تصفیه می‌شود ； لاشه‌های خنک‌شده از طریق سطل قفلی و لوله‌های تخلیه، به طور منظم در مخزن لاشه ریخته می‌شوند؛ آب سیاه حاوی لاشه‌های ریز نیز وارد سیستم تصفیه لاشه می‌گردد و پس از تصفیه، دوباره برای استفاده مجدد به سیستم بازمی‌گردد. شکل ۱ – نمودار ساده فرآیند تهیه پوره ذغال‌سنگ
شکل ۲ – نمودار ساده فرآیند استفاده از گاز در تولید انرژی: http://ydqd.yingdegas.com/chinese/DataBase/UploadFile/20160808091722822.jpg
شکل ۳ – نمودار ساده فرآیند تصفیه آب خاکستر

چهارم: ویژگی‌های فنی کوره‌های تسینگهوا با استفاده از پوره ذغال‌سنگ برای خنک‌کردن دیواره‌ها
۴.۱ ایمنی بالا: استفاده از پوره ذغال‌سنگ به عنوان مواد ورودی، باعث ایمنی و قابلیت اطمینان بالای فرآیند تولید می‌شود؛ همچنین از مشکلات ناشی از استفاده از ذغال‌سنگ پودری مانند عدم پایداری، قابلیت اشتعال، انفجارپذیری و نشت مواد، جلوگیری می‌شود. دیواره خنک‌کننده آب از ساختار لوله‌های عمودی آویزان که در زمینه مهندسی انرژی حرارتی به خوبی توسعه یافته‌اند، استفاده می‌کند؛ این روش هم ایمنی چرخه آب را تضمین می‌کند و هم از بروز مشکلات پیچیده مربوط به انبساط حرارتی جلوگیری می‌نماید. چرخه آب بر اساس چرخه طبیعی طراحی شده و به صورت چرخه اجباری کار می‌کند؛ در شرایط حاد نیز می‌تواند به چرخه طبیعی تبدیل شود تا از عملکرد ایمن دیواره‌های سردکننده آب، تا حد امکان، اطمینان حاصل شود. ۴.۲ سازگاری بالا با انواع زغال: دمای گازسازی تحت محدودیت مواد مقاوم در برابر حرارت قرار ندارد؛ دمای عملیاتی در صنعت به ۱۵۲۰ درجه سانتی‌گراد (یا بالاتر) رسیده است. سرعت واکنش گازسازی بالا بوده، نرخ تبدیل کربن نیز زیاد است؛ همچنین این روش سازگاری خوبی با انواع زغال دارد و می‌تواند زغال‌هایی با میزان خاکستر بالا، نقطه ذوب خاکستر بالا و میزان گوگرد بالا را نیز پردازش کند؛ بنابراین گازسازی زغال در محل مورد نظر به راحتی امکان‌پذیر است. ۴.۳ نرخ عملکرد بالای سیستم: دستگاه به طور مداوم و پایدار کار می‌کند؛ قسمت ابزارهای سوزاندن نیز دارای پردازش ویژه‌ای است. یک دوره کاری مداوم، بیش از ۱۲۰ روز را تضمین می‌کند؛ در نتیجه، نیازی به تعمیرات و تعویض آجرهای مقاوم در برابر حرارت در طول سال وجود ندارد. مدت زمان کار سالانه می‌تواند به ۸۰۰۰ ساعت برسد. ۴.۴ دوستدار محیط زیست و کارآمد از نظر حفاظت از محیط: دمای واکنش بالا است، میزان زغال باقی‌مانده کم است و هیچ محصول جانبی قابل ته‌جمعی مانند تار، فنول و هیدروکربن‌های پیچیده تولید نمی‌شود؛ بنابراین آلودگی کمتری به محیط زیست ورز می‌شود، میزان فاضلاب تخلیه‌شده نیز کمتر است و جمع‌آوری و پردازش آن آسان‌تر است ； در همین حال، بخش تهیه پلت می‌تواند از انواع فاضلاب‌های آلی که پردازش آن‌ها دشوار است، استفاده کند. ۴.۵ سیستم به سرعت راه‌اندازی می‌شود: فرآیند گرم کردن توسط روش احتراق ترکیبی ساده شده و مراحل احتراق و وارد کردن مواد به صورت یکپارچه انجام می‌گیرد. برای روشن کردن مخلوط آب و زغال، از فناوری منحصربه‌فرد «روشن‌سازی با حرارت» استفاده می‌شود و کوره گازسازی تنها در پنج ساعت از حالت سرد به بار کامل می‌رسد. ۴.۶ صرفه‌جویی در مصرف انرژی: فشار گازسازی بالا است و تحت تأثیر سیستم انتقال مواد خام قرار نمی‌گیرد؛ بنابراین می‌توان بر اساس الزامات مراحل بعدی، انتخاب مناسب‌تری انجام داد. همچنین امکان دستیابی به فشار یکسان با فرآیند سنتز متان وجود دارد که منجر به کاهش مصرف انرژی می‌شود. قادر به هضم زغال‌سنگ‌هایی با محتوای خاکستر بالا، نقطه ذوب خاکستر بالا و گوگرد بالا است؛ این امر تولید گاز از زغال‌سنگ در همان منطقه را آسان می‌کند، هزینه‌های حمل و نقل را کاهش می‌دهد و ارزش زغال‌سنگ را چندین برابر می‌کند ； تعویض آجرهای مقاوم در برابر حرارت کاهش یافته و سالانه بیش از ۳ میلیون یوان در هزینه‌های تعویص آجر صرفه‌جویی می‌شود ； ۴.۷ صرفه‌جویی در سرمایه‌گذاری: دستگاه گازسازی به طور کامل در کشور تولید می‌شود و نسبت به سایر فناوری‌های گازسازی تحت فشار مورد استفاده در کشور، ۳۰ تا ۵۰ درصد صرفه‌جویی در سرمایه‌گذاری به همراه دارد. ۴.۸ جزئیات فنی به خوبی مدیریت شده‌اند: فناوری گازسازی در کارخانه‌های تسینگهوا، در فرآیند صنعتی‌سازی، دارای نوآوری‌های زیادی در طراحی جزئیات است؛ مانند توزیع‌کننده گاز در پایین برج شستشو که باعث مخلوط شدن کامل آب خاکستری و گاز زغال‌سنگ می‌شود و اثربخشی شستشوی گاز زغال‌سنگ را تضمین می‌کند ； طراحی توزیع‌کننده‌های حلقوی در مخزن فلاش، باعث می‌شود تعمیر و نگهداری سیستم فلاش آسان‌تر شود ； طراحی مهار مایع در فرآیند تبخیر خلأ، باعث می‌شود که مخزن تبخیر دیگر مسدود نشود؛ بهبودهای جزئی نیز به سیستم گازسازی امکان عملکرد پایدار در بازه‌های زمانی طولانی را می‌دهد. پنجم: ترویج موفقیت‌آمیز دیواره سرد آبی برای خامه زغال‌سنگ در کوره‌های تسینگهوا
فناوری گازسازی زغال‌سنگ در کوره‌های تسینگهوا، نتیجه تلفیق بین مهندسی انرژی و فناوری‌های شیمیایی است. کوره‌های گازسازی با دیواره سرد آبی برای خامه زغال‌سنگ، قابلیت سازگاری خوبی با انواع مختلف زغال‌سنگ را دارند؛ همچنین باعث می‌شوند که زغال‌سنگ مورد استفاده در منطقه تأمین شود و هزینه‌های مربوط به آن کاهش یابد. این روش، راهی نوآورانه برای توسعه پاک‌تر زغال‌سنگ و استفاده از منابع غنی زغال‌سنگ «سه‌بالا» فراهم کرده است. با در نظر گرفتن میزان زغال‌سنگ وارد شده به کوره‌های گازسازی در حدود ۱۰۰۰ تن در روز، اگر قیمت زغال‌سنگ خام ۱۰۰ یوان بر تن کاهش یابد، هزینه زغال‌سنگ خام برای هر کوره در سال بیش از ۳۰ میلیون یوان کاهش خواهد یافت. پس از جایگزینی آجرهای مقاوم در برابر حرارت با دیواره‌های خنک‌کننده آبی، هزینه تعمیر آجرهای مقاوم کاهش یافت. چرخه عمرکاری آجرهای مقاوم در برابر حرارت معمولاً حدود ۱.۵ سال است و هزینه تعویض هر بار آن‌ها حدود ۲ میلیون یوان می‌باشد. اگر عمر دیواره‌های خنک‌کننده با آب را ۱۰ سال در نظر بگیریم، محاسبات کلی نشان می‌دهد که سالانه بیش از ۱ میلیون یوان در هزینه‌های نگهداری صرفه‌جویی می‌شود. در مقایسه با کوره‌های گازسازی دیواره‌ی سردآبی برای سوپرفوسفات زغال، این دستگاه پس از راه‌اندازی، مزایای اقتصادی و اجتماعی بسیار قابل توجهی دارد. گازسازی یکی از فناوری‌های مهم برای تبدیل پاک زغال‌سنگ است. کوره‌های تسینگهوا با دیواره‌های خنک‌کننده مبتنی بر مخلوط آب و زغال‌سنگ، دارای ویژگی‌هایی مانند سازگاری گسترده با انواع زغال‌سنگ، قدرت گازسازی بالا، میزان آلاینده‌های تولید شده کم، کارایی و پاکیزگی بالا، و عملکرد پایدار هستند. علاوه بر این، در مقایسه با سایر فناوری‌های مشابه، دارای مزایایی مانند هزینه سرمایه‌گذاری کمتر و نرخ بهره‌برداری بالاتر نیز می‌باشند. بنابراین، این فناوری روشی جدید برای گازسازی زغال‌سنگ است که هزینه سرمایه‌گذاری و هزینه‌های عملیاتی کمتری دارد؛ این امر به بهبود رقابت‌پذیری شرکت‌های صنایع زغال‌سنگ کمک می‌کند. همچنین، این فناوری می‌تواند به توسعه اقتصاد محلی کمک کند، به حفاظت از محیط زیست منجر شود، و در توسعه اقتصاد محلی و افزایش درآمدهای مالیاتی محلی نقش مثبتی ایفا کند؛ بنابراین، فواید اجتماعی خوبی دارد. با استفاده از مزایای ساختاری کوره‌های چینگهوا با دیواره خنک‌کننده آبی برای سس آبی-زغال، می‌توان به راحتی کوره‌های گازسازی موجود که از آجرهای مقاوم در برابر حرارت برای سس آبی-زغال استفاده می‌کنند، را بازسازی کرد؛ این امر چشم‌اندازهای گسترده‌تری برای گسترش و کاربرد کوره‌های چینگهوا با دیواره خنک‌کننده آبی فراهم می‌کند. فناوری گازسازی زغال‌سنگ در کوره‌های تینگ‌چوان، برای پاکسازی زغال‌سنگ توسعه یافته است؛ این فناوری با استفاده از منابع فراوان زغال‌سنگ با ویژگی‌های «سه بالا»، مسیری نوآورانه را پیموده است. فناوری گازسازی زغال‌سنگ در کوره‌های تینگ‌چوان، نسل دوم، در شرکت‌هایی مانند یانگ‌می فنگشی در شانشی، تیان‌یه در شینجیانگ و یانگ‌می جی‌شان به کار گرفته شده است؛ همچنین قراردادهایی با بیش از ده شرکت از جمله شیجیاتسوانگ یینگ‌دینگ، ویفانگ یینگ‌ده، کرامای یینگ‌ده، شرکت صنایع شیمیایی تیان‌یه متعلق به شرکت نفت چین، شرکت فناوری‌های شیمیایی ده‌بانگ شینگ‌هوا در جیانگسو، شرکت فناوری‌های شیمیایی جین‌چنگ در شاندونگ، گروه صنایع شیمیایی ژنگ‌یوان در هبئی، شرکت زغال‌سنگ یانگ‌چوان (گروه) با مسئولیت محدود، و شرکت انرژی و صنایع شیمیایی وولان‌تای‌آن در منطقه شینگ‌آن منعقد شده است. در حال حاضر، اقداماتی برای بهسازی فناوری دیواره‌های سرمایشی در کوره‌های ذغال‌سنگی شرکت شین‌شنگ برای صنایع کیمیایی زغال‌سنگ، متعلق به گروه معدنی شویچنگ در استان گویژو؛ شعبه هائولیانگهه شرکت کشاورزی بیداهوانگ در استان هیلونگجیانگ؛ و شرکت نانوآنگ‌ننگ‌هوا در استان آنهوی، در حال انجام است. این امر، چشم‌اندازهای گسترده‌تری برای گسترش و کاربرد فناوری کوره‌های تسینگهوا با دیواره سرد آبی برای محلول آبی-زغال‌سنگ فراهم خواهد کرد. پروژه تولید سالانه ۲۰۰ هزار تن اتیلن گلیکول در شینجیانگ تیان‌یه، با ظرفیت تولید گاز سنتزی مؤثر (CO+H2) به میزان ۱۲۰٬۰۰۰ Nm3/ساعت در منطقه مربوطه ساخته شده است. دستگاه گازسازی از فناوری گازسازی کوره تسینگهوا با دیواره خنک‌کننده آبی برای سوپراگرید زغال‌سنگ استفاده می‌کند؛ فشار کوره گازسازی ۶.۵ مگاپاسکال و قطر آن ۲۸۰۰ میلی‌متر است. ظرفیت طراحی شده هر کوره گازسازی برای ورود زغال‌سنگ، ۱۵۰۰ تن در روز می‌باشد. از زغال‌لجن محلی شینجیانگ استفاده شده؛ غلظت خمیرسازی زغال‌لجن به تنهایی ۵۳٪ است. با افزودن خاکستر زغال، می‌توان غلظت خمیرسازی را به بالای ۵۸٪ افزایش داد. شکل ۴ – دو دستگاه گازسازی مدل «چینگهوا» در شرکت شینجیانگ تیانیه
نوع زغال مورد استفاده: شنهوا
تحلیل صنعتی:
میزان رطوبت: ۲۴.۴٪
میزان خاکستر: ۶.۵۶٪
میزان مواد فرار: ۳۰.۹۹٪
میزان کربن ثابت: ۶۲.۴۵٪
تحلیل عناصر:
کربن: ۷۵.۷۱٪
هیدروژن: ۳.۷٪
نیتروژن: ۰.۵۴٪
گوگرد: ۰.۵۸٪
اکسیژن: ۱۲.۹۱٪
کلر: ۰.۰۱۴٪
آرسنیک: ۰.۳۵ گرم بر کیلوگرم
ارزش انرژیی در حالت پایین: ۲۰.۰۱ مگاجول بر کیلوگرم
شاخص خردپذیری: HGI/۱۰۰
دمای ذوب خاکستر: ۱۲۵۰ درجه سانتی‌گراد
دمای نرم شدن: ۱۲۸۰ درجه سانتی‌گراد
دمای جریان: ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد
غلظت سس تولید شده با روش معمول: ۵۳.۰۴٪
ویسکوزیته ظاهری سس زغال‌سنگ (در دمای ۱۲۵ درجه سانتی‌گراد): ۹۵۴ مگاپاسکال·ثانیه
جدول اول: شاخص‌های زغال‌سنگ قهوه‌ای مورد استفاده در شرکت شینجیانگ تیانیه
در ماه اوت سال ۲۰۱۵، اولین دستگاه گازسازی مدل «چینگهوا» در شرکت شینجیانگ تیانیه با موفقیت راه‌اندازی شد؛ در کمتر از یک هفته، کل فرآیند تولید به حالت عملیاتی درآمد. در ماه اکتبر سال ۲۰۱۵، دو دستگاه گازسازی مدل «چینگهوا» به صورت موازی کار کردند و میزان گاز تولید شده بیش از ۱۲۰٬۰۰۰ نیوتن‌متر مکعب بر ساعت بود. تا مارس ۲۰۱۶، دوره کاری مداوم کوره گازسازی بیش از ۱۰۰ روز بود و هدف طراحی مبنی بر عملکرد پایدار، بدون اختلال و با کیفیت بالا محقق شده بود. شاخص‌های فنی اصلی: غلظت سس زغال‌سنگ: ۵۸٪ (با افزودن ۴۰٪ پودر زغال)، ترکیب گازهای مؤثر: CO+H2≥۷۸٪، میزان مصرف اکسیژن نسبی: ≤۴۲۰ Nm3 برای هر ۱۰۰۰ Nm3 (CO+H2)، میزان مصرف زغال‌سنگ نسبی: ≤۶۲۰ کیلوگرم برای هر ۱۰۰۰ Nm3 (CO+H2)، درصد تبدیل کربن: ≥۹۸٪، میزان مواد قابل احتراق در خاکستر: ≤۵٪. تا کنون، کوره چینگهوای دارای دیواره خنک‌کننده آبی برای سوخت مایع زغال‌سنگ، با موفقیت در کارخانه تیانیه در شینجیانگ به صورت صنعتی و در بازه زمانی طولانی فعالیت کرده است. به لطف عملکرد موفقیت‌آمیز کوره‌های تسینگهوا در شرکت تیانیه در سین‌کیانگ، میزان مصرف انرژی کلی این کوره‌ها در فرآیند گازسازی گاز قهوه‌ای، به سطح پیشرفته‌ای در کشور رسیده است. ششم، چشم‌انداز توسعه گازسازی زغال‌سنگ در دانشگاه چینگهوا
۱. بازسازی ظرفیت‌های قدیمی و عقب‌مانده کارخانه‌های تولید کودهای نیتروژنی کوچک و متوسط
صنایع شیمیایی مبتنی بر زغال‌سنگ، معمولاً از فناوری گازسازی با بستر ثابت و فشار معمولی استفاده می‌کنند؛ ویژگی‌های این روش، مصرف انرژی بالا، انتشار آلاینده‌های زیاد، آلودگی بالا و بازدهی پایین است؛ یعنی همان چیزی که به آن «سه بالا و یک پایین» گفته می‌شود. تحت فشارهای متعدد «سه بالا و یک پایین»، اصلاح ساختار صنعت شیمی زغال‌سنگ سنتی و بهبود کیفیت آن ضروری است؛ در حال حاضر، بیش از ۵۰۰ واحد تولید گاز با روش تخت ثابت در کشور با چالش‌های مربوط به بهبود کیفیت تولید روبرو هستند. همچنین، کوره‌های گازسازی زغال‌سنگ تحت فشار به دلیل هزینه سرمایه‌گذاری بالا، برای شرکت‌های کوچک و متوسط تولیدکننده کود نیتروژنی که از قبل در شرایط دشواری قرار دارند، قابل پذیرش نیستند؛ بنابراین، فناوری گازسازی با استفاده از مخلوط آب و زغال‌سنگ و دیواره‌های خنک‌کننده آبی، که هزینه سرمایه‌گذاری کمتری دارد، بهترین گزینه برای بسیاری از این شرکت‌ها و تولیدکنندگان گاز خواهد بود. در مقایسه با روش تولید گاز در بستر ثابت، با تغییر نوع زغال سنگ مورد استفاده و کاهش مصرف، هزینه تولید هر تن آمونیا می‌تواند بیش از ۵۰۰ یوان کاهش یابد؛ برای کارخانه‌هایی که سالانه ۲۰۰ هزار تن آمونیا تولید می‌کنند، این امر می‌تواند سالانه ۱۰۰ میلیون یوان صرفه‌جویی به همراه داشته باشد. با استفاده از روش گازسازی با دیواره سرد آبی برای محلول آبی‌کوئل، نه تنها این روش ایمن و سازگار با محیط زیست است و دوره عملکرد آن طولانی است، بلکه هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری نیز **کاهش می‌یابد.** این امر باعث افزایش چشمگیر بهره‌وری تولیدی شرکت‌ها خواهد شد، به حفاظت از محیط زیست کمک می‌کند، در توسعه اقتصاد محلی و افزایش درآمدهای مالی مناطق نقش دارد و دارای فواید اجتماعی و اقتصادی مطلوبی است. ۲. فناوری گازسازی کلی در صنعت شیمیایی زغال‌سنگ مدرن: پروژه‌های صنعتی شیمیایی زغال‌سنگ معمولاً دارای ویژگی‌هایی مانند مصرف زیاد زغال‌سنگ، استفاده بالای آب، و تولید مقدار زیادی آب باطله، گازهای باطله و پسماندهای جامد هستند. در «سه نوع پسماند» حاصل از صنایع شیمیایی زغال‌سنگ، مواد مضر فراوان بوده و پردازش آن‌ها دشوار است. به عنوان مثال، در زمینه تولید گاز طبیعی از زغال‌سنگ، علاوه بر روش گازسازی با سوپرناتانت زغال‌سنگ، اگر از روش‌های گازسازی در لایه‌های ثابت و لایه‌های جریانی نیز استفاده شود، پردازش فاضلاب چالش بزرگی خواهد بود؛ به طوری که حتی در قالب «پروژه‌های تحقیقاتی علمی ۸۶۳» نیز مورد توجه قرار گرفته است. اگرچه در حال حاضر روش‌های متعددی برای تصفیه فاضلاب‌های صنایع زغال‌سنگی در کشور وجود دارد، اما عملکرد آن‌ها به طور کلی پایدار نیست؛ چه برسد به دستیابی به «خروجی صفر». به دلیل دشواری حل مشکلات پردازش فاضلاب، راه‌اندازی چندین پروژه شیمیایی زغال‌سنگی در کشور بارها به تأخیر افتاده است. 　　در حال حاضر، در کشور ما، به جز فرآیند گازسازی سوخت زغال‌سنگی، فناوری‌های گازسازی دیگر مانند کوره‌های روچی، BGL، فضایی، GSP، SHELL و اندر نیز همگی نیازمند افزودن بخار هستند. آب مورد نیاز برای تولید بخار، باید پس از فرآیند خلأسازی استفاده شود؛ یعنی آب تازه ابتدا باید پردازش شده تا به آب مناسب برای کوره‌ها تبدیل شود. میزان استفاده از آب کمتر از ۸۰ درصد است؛ در مناطق کم‌آب مانند منچوری و شینجیانگ، که غلظت نمک در آب آن‌ها بالاتر است، میزان استفاده از آب حتی کمتر نیز می‌باشد. در پی شرایطی که الزامات زیست‌محیطی روز به روز سخت‌گیرانه‌تر می‌شود و کمبود منابع آبی فزاینده است، نیازهای مربوط به تصفیه فاضلاب و صرفه‌جویی در مصرف آب، احتمالاً یکی از عوامل کلیدی در تعیین موفقیت یا شکست یک پروژه صنایع کک‌شیمیایی خواهد بود. 　　در فناوری گازسازی پودر خشک، در مرحله تهیه پودر زغال، عمدتاً از گاز سوختی یا سایر مواد برای خشک کردن رطوبت اضافی موجود در زغال استفاده می‌شود؛ معمولاً خشک کردن تا حدود ۲٪ الزامی است. این مقدار آب برای مناطقی مانند منچوری داخلی و شینجیانگ که از نظر منابع آبی کمبود دارند، بسیار ارزشمند است، اما تاکنون روشی برای بازیابی آن وجود ندارد. برای حفظ خشکی لوله‌های انتقال پودر زغال، لازم است از گرمایش بخاری برای این لوله‌ها استفاده شود؛ همچنین، بخشی از مایعات متراکم‌شده قابل بازیابی نبوده و منجر به هدررفت می‌شود. 　 فرآیند گازسازی در تسینگهوا، شامل افزودن بخش عمده‌ای از آب به صورت سس زغال‌سنگی است؛ هیچ الزام ویژه‌ای برای میزان رطوبت زغال‌سنگ وجود ندارد، و الزامات مربوط به کیفیت آب مورد استفاده نیز پایین است. معمولاً از فاضلاب‌های آلی قابل تصفیه برای تهیه سس زغال‌سنگی استفاده می‌شود که این امر مزایای زیست‌محیطی دارد. گازسازی پودر خشک، به معنای حذف رطوبت اضافی موجود در زغال‌سنگ و سپس افزودن تدریجی رطوبت مورد نیاز است. رطوبت مورد نیاز برای کوره گازسازی، باید به صورت بخار فشرده و داغ اضافه شود؛ همچنین رطوبت مورد نیاز برای مراحل تبدیل، باید به صورت بخار داغ یا آب دیگ بخار اضافه گردد. بنابراین، در مقایسه با گازسازی با بخارات تصفیه‌شده، گازسازی با پودر خشک نسبت به گازسازی با سوپرفوسفات زغال، نیازمند کیفیت بالاتری از آب و مقدار بیشتری آب است. در مورد پروژه‌های رایج فعلی تولید گاز طبیعی از زغال‌سنگ، معمولاً تصور می‌شود که کوره‌های روچ حاوی ۸ تا ۱۲ درصد متان هستند و استفاده از آن‌ها برای تولید گاز طبیعی از زغال‌سنگ اقتصادی است. اما کوره‌های روچ تنها می‌توانند از زغال‌سنگ‌های دانه‌بندی‌شده با اندازه ۸ تا ۵۰ میلی‌متر استفاده کنند؛ در فرآیند استخراج زغال‌سنگ، مقدار زیادی زغال‌سنگ باقی‌مانده وجود دارد که قابل استفاده نیست. همچنین، این کوره‌ها مقدار زیادی آب آلوده حاوی فنول تولید می‌کنند که تصفیه آن‌ها دشوار است. کوره گازسازی سوپرفوسفات زغال، از روش تأمین زغال به صورت نیمه‌بسته، آسیاب کردن زغال به روش مرطوب و گازسازی در بستر جریان هوا استفاده می‌کند؛ در کل فرآیند، آلودگی کمی ایجاد می‌شود. هم گازسازی و هم تبدیل مواد، نیازی به بخار ندارند. برای آسیاب کردن زغال می‌توان از آب‌های آلوده حاوی الکل استفاده کرد؛ علاوه بر این، مقدار آب باقی‌مانده کم است و آلاینده‌های موجود در آب منحصر به فرد هستند. مقدار COD در آب‌های باقی‌مانده تنها بین ۲۰۰ تا ۷۶۰ میلی‌گرم بر لیتر است که این امر پردازش بیولوژیکی آن را آسان می‌کند. با استفاده از فناوری گازسازی کوره تسینگهوا با دیواره سرد آبی برای سس آبی-زغال، اولاً می‌توان از زغال پودری حاصل از فرآیند استخراج زغال استفاده کرد ； دوم، می‌توان آب‌های زائد ناشی از کوره روچی که پردازششان دشوار است، را تصفیه کرد ； سوم، می‌توان بخشی از هزینه‌های مربوط به پردازش فاضلاب را صرفه‌جویی کرد ； چهارم، می‌توان هزینه‌های عملیاتی برخی از تجهیزات تصفیه فاضلاب را کاهش داد. 　　بنابراین، برای پروژه‌های خاص تولید گاز طبیعی از زغال‌سنگ، کارشناسان توصیه می‌کنند که ابتدا بر اساس درصد توده‌ای شدن زغال‌سنگ خام و مقدار زغال‌سنگ پودری، تعادلی بین زغال‌سنگ توده‌ای و پودری ایجاد شود. اگر پس از ایجاد این تعادل، همچنان زغال‌سنگ پودری باقی بماند و راه استفاده دیگری برای آن وجود نداشته باشد، باید از فناوری گازسازی با بستر ثابت به عنوان روش اصلی و فناوری گازسازی کوره تسینگهوا به عنوان روش کمکی استفاده شود. همچنین، باید مقدار آب تمیز و فاضلاب نیز متعادل شود تا بتوان از آن‌ها به صورت چرخشی استفاده کرد. 　 هفتم، خلاصه: رقابت در جهان امروز در نهایت به معنای رقابت بر سر منابع انرژی است. تجربه، منبع دانش واقعی است؛ چین در حال حاضر بیش از ۱۰۰۰ دستگاه با انواع مختلف فرآیندهای تولید انرژی دارد و بنابراین بیشترین تجربه و درس‌ها را نیز کسب کرده است. گازسازی زغال‌سنگ، روش اصلی و کلیدی برای تبدیل پاک زغال‌سنگ است؛ انتخاب این روش و عملکرد پایدار، کارآمد و اقتصادی آن، بر موفقیت یا شکست پروژه‌ها تأثیر بسزایی دارد. موفقیت فناوری گازسازی با دیواره‌های خنک‌کننده آبی در سیستم‌های پرولت، مسیری نوآورانه برای استفاده پاک از منابع غنی زغال‌سنگ «سه‌بالا» فراهم کرده است؛ این امر، قدرت و نفوذ کشور ما را در حوزه گازسازی جهانی به طور چشمگیری تقویت کرده و پشتوانه فنی قوی‌ای برای استفاده کارآمد و سبز از خود زغال‌سنگ فراهم کرده است.