低变质粉煤热解过程研究
摘要：煤炭作为我国一次性能源之一，占有较重的地位，而低变质粉煤由于其储量丰富并且质量很好，在近几年利用率逐渐增大。针对低变质粉煤热解过程的研究，实行煤热解、气化和燃烧分级转换，可提升粉煤的利用率，将煤炭气化技术简约化，降低投资成本，降低煤中污染物的问题。文章提出低变质粉煤热解的工艺，并对该工艺进行研究和分析。
关键词：低变质粉煤热解过程研究分析
经过对煤热解反应的分析，并且源于分布活化能模型daem，创建了集总反应动力学模型，用于表现煤炭热解过程，明确了可以估测热解产物分布、构成、热解终温和升温速率关系的动力学公式。研究证明，由于热解温度不断提高，不同挥发产物析出率也就越靠近最大生产率，所以升温对提升半焦脱硫、脱氮率非常有效。
一、煤热解技术
煤热解是一项由许多平行、不断反应构成的繁琐热加工过程，常压下生产，不需加压，不需氧气，便可做出煤气、油和半焦，形成了煤的部分气化和液化。经过干馏加工，不仅可以将煤质污染降低，加大低变质煤的适用范围，并且所得的优质低温煤焦油可以加快加工成燃料油和高含量化学品，煤气用在城市煤气、发电、制氢当中，半焦可使用在碳素材料、型焦、高炉喷吹料、燃烧发电或煤提质方面，不但可以单独工艺，还可以联合工艺，提高整体的转换效率。
煤的干馏热解气化 1.干馏 以往都是人们利用煤炭资源时都是采用的直接燃烧方式来获取所需的热能量，这种方式获取的可利用能量少，而且还污染环境，因此再次基础上人们对煤进行干馏获取它的产物再利用，不仅可以充分利用其中的热能量，更加比之前环保。 1.1煤干馏的定义 煤干馏是指煤是指煤在隔绝空气条件下加热，使煤中的有机物受热逐渐分解，生成焦炭（或半焦）、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。按加热终温的不同,可分为三种：900～1100℃为高温干馏，即焦化；700～900℃为中温干馏；500～600℃为低温干馏（见煤低温干馏）。 1.2煤干馏的过程[1] 煤干馏过程主要经历如下变化；当煤料的温度高于100度时，煤中水分蒸发出来；温度升高到200度以上时，煤中结合水释放出来；高达350度以上时，粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至400~500度大部分煤气和焦油都析出，称一次分解产物，在450~550度，热分解继续进行，残留物之间变稠并固化形成半焦；高于550度，半焦继续分解，析出体积缩小变硬形成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接
触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。 1.3煤干馏的产物、产率及分类[1] 煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。按加热终温的不同,可分为三种：900～1100℃为高温干馏，即焦化；700～900℃为中温干馏；500～600℃为低温干馏。 1.4煤干馏的应用[1] 低温干馏主要用褐煤和部分年轻烟煤，也可用泥炭。低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃，是人造石油重要来源之一。高温干馏主要用烟煤，因此干馏使煤粉和劣质煤得到了合理利用，创造了可贵的经济效益。高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳烃、杂环化合物的混合物，是工业上获得芳烃的重要来源。工业上应用最广、产品最多的是高温干馏。工业上炼焦的原理是将煤粉放在隔绝空气的炼焦炉中加热，煤粉分解得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水、和粗苯等。这些产物可用于生产化肥、塑料、合成橡胶、合成纤维、炸药、染料、医药等。焦炭主要用于冶金工业，其中又以炼铁为主，它在生铁成本中约占
第28卷第4期2012年2月 甘肃科技 Gansu Science and Technology Vol . 28No . 4Feb . 2012 粉煤气化装置危险危害性分析及预防措施 李 毅 （北京石油化工工程有限公司西安分公司，陕西西安710075） 摘 要：以粉煤气化装置为研究对象，分析了气化装置中存在的介质毒性及燃爆危险性等，并提出生产运行过程中 应采取的预防措施。 关键词：毒性；火灾和爆炸危险性；粉煤气化中图分类号：TQ545 由于粉煤气化装置在生产过程中使用的原料、 燃料、辅助材料及产生的中间产品、最终产品均具有不同程度的毒性和燃爆危险性，因此在生产中如何预防和避免事故的发生，是装置长周期运转的保障。针对粉煤气化装置的特点，对装置中的主要危险、危害做了分析并提出相应的防范措施，为气化装置的工程设计、生产管理提供参考。 1主要物料的危险危害性分类
气化装置在生产过程中所使用的原料、燃料、辅助材料及产生的中间产品、最终产品中主要危险物料有：粉煤、一氧化碳、氢气、硫化氢、氨、柴油、石油液化气、氢氧化钠、盐酸等，根据GB5044－85《职业性接触毒物危害程度分级》和GB50160－2008《石油化工企业设计防火规范》及其他相关规范的规定，对以上物料的危险、危害性的分析见表1。 2主要危险因素分析 煤粉制备系统一般包括原煤储存、粉磨系统、收尘系统、热风炉、公用管道及润滑、辅助设备等，通过以上系统完成粉煤的制备、干燥、氮气加压储存及输送，其特点是煤粉挥发份高、粒度细、水分低，与普通煤粉相比，其粉尘层和粉尘云的引燃温度低、点火能量小、爆炸下限浓度低，同时最大爆炸压力及爆炸压力上升速率大，发生爆炸后破坏力强等特性。2. 1粉煤制备系统的主要危险因素 粉煤制备系统的火灾危险主要为自燃和煤粉尘爆炸， 而煤粉尘爆炸往往又是煤自燃引起的，其主要危险因素有以下几点：1）原煤仓、旋转分离器、磨煤机等停运后，热风门关闭不严， 内部积聚粉尘，如遇明火或其他火源，可引起煤粉燃烧或爆炸；另外，粗粒分离器和细粒分 离器若不及时清理， 当系统重新启动后就有可能发生爆炸。 2）输送设备发生故障，磨煤机断煤内部钢件摩擦发热，可引起煤粉过热而爆炸。3）系统启闭频繁导致热风门磨损。热风内漏使磨机入口温度达到100? 时，导致磨机内存煤燃烧爆炸。 4）煤粉泄漏。因煤粉比表面积很大，与空气接触后易氧化和自燃，
第28卷第26期中国电机工程学报V ol.28 No.26 Sep.15, 2008 2008年9月15日 Proceedings of the CSEE ?2008 Chin.Soc.for Elec.Eng. 53 文章编号：0258-8013 (2008) 26-0053-06 中图分类号：TQ 530文献标识码：A 学科分类号：470?10 煤粉热解特性实验研究 魏砾宏1，李润东1，李爱民1，李延吉1，姜秀民2 (1．沈阳航空工业学院清洁能源与环境工程研究所，辽宁省沈阳市 110034； 2．上海交通大学机械与动力工程学院，上海市闵行区 200240) Thermogravimetric Analysis on the Pyrolysis Characteristics of Pulverized Coal WEI Li-hong1, LI Run-dong1, LI Ai-min1, LI Yan-ji1, JIANG Xiu-min2 (1. Institute of Clean energy and Environmental Engineering, Shenyang Institute of Aeronautical Engineering, Shenyang 110034, Liaoning Province China; 2. School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University, Minhang District, Shanghai 200240, China) ABSTRACT: The pyrolysis characteristics of different particle size Hegang(HG) and Zhungaer(ZGE) coal were investigated by non-isothermal thermogravimetry in high purity argon. The results show that there are four stages (dehydration, holding, rapid weight-loss and slow weight-loss) during the non-isothermal weight loss process of different granularity coal powders, the differential thermo- gravimetry(DTG) curve has two weight loss peaks when temperatures lower than 1400℃. There was no differences in the weight-loss characteristics of various samples at the temperature below 400℃. For the pyrolysis characteristics of HG coal with rising heating-up rate , the initial release temperature decreases, the maximum weight loss rate and pyrolysis index D increase. Therefore the heating-up rate increase is favorable to improving pyrolysis characteristics of pulverized coal. In addition, comparison between similar particle size HG and ZGF coal at 10℃/min heating rate shows that the pyrolytic characteristics of HG coal with high ash and similar volatile is better than ZGE coal. KEY WORDS: pulverized coal; pyrolysis characteristics; particle size; thermogravimetric analysis 摘要：利用热天平，以高纯氩气为气氛气体，研究了细化鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性。实验结果表明，不同粒度的细化和超细煤粉的热失重过程可以分为4个阶段，在1400℃之前热失重微分曲线有2个失重峰。室温~400℃，各样品的失重特性无明显区别。400~980℃，粒度对煤粉失重速率间存在较好规律性。升温速率对鹤岗细煤粉热解特性的影响表现在，随着升温速率的提高，挥发分的初析温度降低；热 基金项目：国家高技术研究发展计划基金项目(2002AA527051)；辽宁省教育厅A类计划项目(2004D079)。 The National High Technology Research and Development of China (863 Programme)(2002AA527051)．解最大失重速率增大，达到最大失重速率的温度升高，煤粉的热解特性指数D值增大，即升温速率的增加有利于细煤粉的热解。此外，在10℃/min加热条件下，对比了平均粒径基本相同的鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性，发现挥发分含量接近，而灰分含量较高的鹤岗煤的热解特性明显优于准噶尔煤。 关键词：煤粉；热解特性；颗粒粒度；热分析 0 引言 煤的热解作为煤燃烧过程中的一个重要的初始过程，对煤粉着火有极大的影响，也影响到燃烧的稳定性及后期的燃尽问题。由于煤本身具有复杂性、多样性和不均一性，因此影响煤热解的因素繁多，如煤阶[1]、矿物成分和含量[2]、粒径[3-4]、升温速率[5]、温度[6-7]、停留时间[5]、压力[8-9]、煤的显微组分[10]、气氛[11]等。超细煤粉燃烧技术是目前一种重要的有效控制NO x排放的燃烧技术(在电站煤粉锅炉燃烧方面，将超细化煤粉定义为20μm以下的煤粉[12])，美国2000年清洁煤技术项目中将超细煤粉再燃作为降低燃煤NO x排放的主要技术之一。本文采用非等温热重分析方法，研究了粒度、升温速率和煤种对细化和超细化煤粉的热解特性的影响，由微分热重曲线计算热解反应动力学参数。 1 实验部分 1.1 样品的选取和制备 实验采用鹤岗(HG)，准噶尔(ZGE)煤，经过碾磨，不进行筛分制成细化和超细化煤粉，原煤的煤质分析数据见表1。
受产能过剩、需求疲软影响，近几年，煤化工企业的日子每况愈下。尤其是去年以来国际石油价格的大幅下跌，极大地削弱了煤化工产品的成本优势。目前，除化肥、煤制烯烃尚有一定盈利外，焦化、电石、电石法聚氯乙烯、甲醇、二甲醚、煤制油、煤制气等均不同程度地出现亏损，有些甚至出现了行业性巨幅亏损。从长远看，随着环境约束的增大和碳税启征的临近，具有高排碳特征的煤化工行业受到的冲击将首当其冲，成本增加、竞争力下降将在所难免。 那么，已经四面楚歌的煤化工行业，如何才能走出当前困局、规避未来束缚、实现可持续发展呢？11月上旬，参加2015煤炭清洁高效开发与利用技术研计会的各位专家给出了建议。 发展超超临界发电搞好煤基多联产 无论为了自身可持续发展，还是为承担国际减排义务，中国都必须要控制二氧化碳排放。而减少二氧化碳排放最直接、最有效的办法，就是大幅提高可再生能源比重，减少化石能源尤其是煤这种高碳能源的消耗。但无论是发达国家几十年的经验还是中国的实践均表明：可再生能源在三五十年内很难担纲能源消费的主角，人类经济社会今后的发展主要还要依赖化石能源。尤其是中国这样一个富煤贫油少气的国家，至少在三五十年内煤仍将是主要能源。但大量使用煤炭又的确会引发十分严重的环境问题，如何解决这一矛盾呢？我认为应该从以下三方面寻求突破： 一是加快发展燃煤超超临界蒸汽发电。首先，电是最清洁、最高效、最便于配送和输运、最便于分布式应用、最易于和其他能源协同、最易于控制和高度智能化、最易于和信息技术高度融合的二次能源，其需求量伴随着社会的进步和人民生活水平的提高持续增加；其次，先进的超超临界发电技术能够真正实现煤炭的高效清洁利用；再次，目前中国电煤占煤炭消费总量的比重仅50%左右，远低于发达国家普遍80%以上的水平，与美国98%的占比相差甚远，具有较大的增长空间。一旦该技术得到普及，不仅能大幅减少电力行业的排放和对大气环境的影响，还将显著降低我国发电行业的总体成本，为电价下调打开空间，降低各行业尤其老百姓的用电成本，刺激电力消费，加快城乡电气化进程。 二是积极开发IGCC（整体煤气化联合循环发电系统)研究与示范。IGCC把高效的燃气—蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术相结合，即煤→气化→净化（脱除灰、硫、氮，直接回收二氧化碳）→干净的合成气（一氧化碳+氢气）→燃气轮机发电→排放气→余热锅炉→蒸汽→蒸汽轮机发电，因此，无论热能利用效率还是污染物排放，尤其二氧化碳的排放，都显著优于常规电站，已经成为世界主要发达国家研究的方向。但由于其单位装机投资较大，经济性较差，目前无法推广应用。建议“十三五”期间，重点研究开发新技术，加快技术优化集成，通过技术创新与工程创新，大幅降低IGCC的投资成本，为煤炭清洁高效经济利用探寻现实路径。 三是重点发展煤基多联产。煤基多联产是将煤化工、IGCC、城市热/电/冷联供等高度集成耦合，是一个跨行业的系统工程，能够实现能量流、物质流的总体优化，能够实现碳氢比的合理优化利用、热量与压力的梯级利用，减少无谓的化学放热与反复的升/降压过程，最终实现物质的充分利用。其产品包括电力、热/冷气、城市煤气、液体燃料、氧气、纯净二氧化碳和甲醇等化学品。还可通过对甲醇的深加工生产更多、附加值更高的化学品，规避产品单一带来的市场与经营风险。生产过程产生的纯净二氧化碳，则可用作冷冻保鲜、保护焊、气肥、碳酸饮料、可降解塑料、驱油等广泛领域，或注入地下固化。煤基多联产不仅能够帮助企业增效提质，摆脱环境魔咒，还可以在碳税启征后通过碳交易受益。 布局煤地下气化解决煤化工瓶颈
生物质与煤共热解特性研究 摘要：选取一种典型生物质样品（棉秆），并将生物质样品与煤分别以1:9、3:7、5:5的质量比混合。采用热重分析法，在相同升温速率下，对各样品进行热解实验，探讨了生物质与煤热解特性的差异以及它们共热解时生物质对煤热解过程的影响。研究表明，生物质与煤的热解特性差异很大：生物质热解温度低，热解速度快，而煤相对热解速度慢，热解温度高；在生物质与煤混合热解时，总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征；随混煤中生物质比例的增加，热解温度降低，热解速度变快。 关键词：热重分析生物质煤热解共热解 随着人们越来越关注化石能源的使用对生态环境的不利影响，生物质能源的利用份额逐年上升[1]。但是，由于生物质分布分散、能量密度低、收集运输和预处理费用高、热值低、水分大、转化利用需要外热源等缺点[2]，使得单独利用生物质燃料的设备容量较小、投资费用较高、系统独立性差和效率低。为了使生物质在较短期内实现大规模有效利用，并具有商业竞争力，生物质与煤混合燃烧和转化技术在现阶段是一种低成本、大规模利用生物质能源的可选方案。 1 生物质能的转化 生物质的利用转化方式主要有直接燃烧、热化学转化和生物转化[3]。热化学转化是指高温下将生物质转化为其它形式能量的转化技术，包括气化(在气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下对生物质进行部分氧化而转化成气体燃料的过程)、热解(在没有气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下，单纯利用热使生物质中的有机物质等发生热分解从而脱除挥发性物质，常温下为液态或气态，并形成固态的半焦或焦炭的过程)和直接液化(在高温高压和催化剂作用下从生物质中提取液化石油等)；生物转化法是指生物质在微生物的发酵作用下产生沼气、酒精等能源产品。 固体生物质的热解及其进一步转化是开发利用生物质能的有效途径之一。在生物质热化学转化过程中，热解是一个重要的环节。生物质形态各异，组成多为木质素、纤维素等难降解有机物，与矿物燃料不同，因此生物质热解过程是一个复杂的过程，影响生物质热解的运行参数有终端温度、加热速率、压力和滞留时间等[4]。生物质的组成、结构等对热解也都有影响。研究生物质与煤共同作为燃料所具有的特性可为更广泛的利用生物质能提供参考依据。 2 试验 2.1 试验仪器及性能指标 采用美国Perkin-Elmer公司生产的热重－差热联用仪（TG/DTA），其性能指标如下：
粉煤热解含尘干馏气除尘技术研发及应用 樊英杰郑化安张生军 （陕西煤业化工技术研究院有限责任公司西安710065） 煤炭热解技术主要包括块煤热解工艺和粉煤热解工艺。考虑到目前机械采煤块煤产量仅占煤炭开采量的20%，因而以粉煤为原料的热解工艺必将成为煤热解的主流工艺。采用固体热载体为热源，将粉煤热解的大连理工大学新法干馏工艺，虽然进行了过程放大，但没有得到大规模工业应用。其中，粉煤热解过程中热解粉焦和热解油气的高温在线分离是该工艺遇到的主要技术难题之一。粉煤在中、低温热解过程中产生的含尘干馏气体温度高、易相变。热解粉焦和热解油气高温在线分离效果不理想，最终导致煤焦油中的固含量偏高，油品质量较差，无法满足煤焦油进一步深加工的质量指标。粉煤热解过程中含尘干馏气的除尘技术及关键设备的开发研究，已经成为煤炭中低温热解领域亟待开发的课题之一。 1 含尘干馏气特点及其对高温除尘设备的基本要求 粉煤中低温热解产生的含尘干馏气具有如下特点。 （1）干馏气主要由热解油气和热解粉焦组成，粉尘粒度小，含量高。 （2）干馏气的温度高，一般在300～600℃。 （3）干馏气中的硫化氢、氨等腐蚀性气体含量高，甚至含有碱金属、重金属蒸汽等。
（4）干馏气中含有易冷凝和黏结的大分子芳烃，容易导致过滤器堵塞。 （5）气体成分复杂，气体介质在分离设备中存在后续反应，一易析炭，发生结焦现象。 （6）热解油气对温度变化非常敏感，易相变，由气、固两相变为气、液、固三相，且较难分离。 （7）开车工况和正常运行工况含尘气体组成有差别。 因此，粉煤热解过程中含尘干馏气高温气固在线分离对除尘设备的要求较苛刻，主要应满足以下条件。 （1）耐高温（500～600℃）。 （2）具有良好的保温效果和抗腐蚀性。如果保温效果不好或者温度发生变化，热解气中可冷凝气体会生成带粉尘的焦油，黏附在除尘设备上，在高温条件下加速设备老化甚至使其失去作用。 （3）在除尘器中的停留时间要短，在最短的时间内除去热解气中夹带的粉尘，避免热解气在除尘设备中发生二次裂解等副反应，影响焦油品质。 （4）高温条件下，滤材或设备寿命要长，易再生，过滤效率高。 2 含尘干馏气高温在线除尘技术研究现状 目前，针对粉煤热解工艺中含尘干馏气高温在线除尘问题，许多科研单位尝试了不同的分离除尘方法，以期开发出较为可行的粉煤热解含尘干馏气高温在线除尘方法。国内在热解粉焦和热解油气高温在线分离
二、常压气流床粉煤气化(K-T炉) K-T法是柯柏斯托切克(Koppers—Totzek)的简称，1936年由德国柯柏斯（Koppers）公司的托切克（Totzek）工程师提出了常压粉煤部分氧化的原理并进行了初步试验，因而取名为柯柏斯－托切克（Koppers－Totzek）炉，简称K－T炉。1948年由联邦德国Koppers 公司、美国Koppers公司和美国矿务局共同在美国密苏里州进行中试，中试规模为36t／d 干煤粉，用以生产“费－托”合成气。第一台工业化装置于1952年建于芬兰，以后在西班牙、日本、比利时、葡萄牙、希腊、埃及、泰国、前民主德国、土耳其、赞比亚、南非、印度、波兰等17个国家20家工厂先后建设了77台炉子，主要用于生产合成氨和燃料气。经过工业化验证，是一种十分成熟常压粉煤气化制合成气的气化技术。 1、K-T炉 气化炉有双头和四头两种结构。双头K-T气化炉如图4-42所示。炉身是一圆筒体，用锅炉钢板焊成双壁外壳，通常衬有耐火材料。在内外壳的环隙间产生的低压蒸汽，同时把内壁冷到灰熔点以下，使内壁挂渣而起到一定的保护作用。 粉煤、氧气、蒸汽在炉头进行燃烧反应，火焰中心温度高达2000℃，在炉上部出口处约1400～1600℃，约有50％至60％的液态渣被气流带出，在缓慢冷却过程中，灰渣会黏附于废热锅炉表面，甚至结成大块渣瘤，破坏炉子的正常操作。为避免炉出口或废热锅炉结渣，必须在高温煤气中喷水，使气流温度在瞬间降至灰的软化温度（ST）以下，并使液渣固化以防粘壁。 在高温气化环境条件下，炉子的防护除了用挂渣来起一定的作用外，更重要的是耐火材料的选择。最初采用硅砖砌筑，经常发生故障，后改用含铬的混凝土。后来用的加压喷涂含铬耐火喷涂材料，涂层厚达70mm，寿命可达3～5年。采用以氧化铝为主体的塑性捣实材料，效果也较好。 图4-42 K-T气化炉
1 低阶粉煤快速热解耦合节能脱销一体化 火力发电新工艺 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 二〇一六年十月 2 1技术开发背景 2技术开发思路 3研究进展 4技术优势分析5神雾火电锅炉节能脱硝一体化新技术 6 工业化项目推广情况 目录 技术领军人物：董事局主席吴道洪博士 【担任职务及荣誉】 ★中国节能服务产业委员会会长 ★北京市热物理与能源工程学会理事长★中国循环经济协会副会长★北京市机械工程学会副理事长 ★北京市工业炉学会副理事长★国际燃烧与能源利用协会国际委员★中国石油与化工联合会煤化工专委会副主任★北京市第十一届、十二届政协委员★2007年被美国新闻周刊评为“改变世界的100位社会企业家” ★2012年获中国科协“求是杰出青年科技奖”★2016年获中国发明协会“当代发明家”称号 籍贯：湖北仙桃市 【教育经历】 ★1988年毕业于国防科技大学固体火箭 发动机专业获学士学位； ★1991年毕业于国防科技大学液体火箭发动机专业并获硕士学位； ★1994年毕业于北京航空航天大学航空发动机专业并获博士学位； ★1995年进入中国石油大学重质油加工 国家重点实验室从事博士后研究；★1996年创办北京神雾公司至今。 4
神雾集团概况 成立于1996年，是目前中国近5000家节能服务公司的领军企业 企业宗旨：争做全球化石能源消耗市场节能和低碳技术解决方案的提供商，致力于全球工业节能减排技术与资源综合利用技术的研发与推广。 企业资质：化工行业甲级工程设计资质、甲级工程咨询资质； 冶金行业甲级工程设计资质、甲级工程咨询资质；炉窑工程专业甲级资质； 已获得和正在审批的国内、国际专利近2000余项。 发展现状：目前拥有9家子公司（其中两家上市公司，市值400多亿元），员工3700余名，总资产124亿元；2016年上半年，神雾集团节能低碳项目订单已达350亿元； 2012年12月6日，在德勤发布的“2012中国清洁技术20强企业”名单中，神雾集团名列第一；2013年7月生态文明（贵阳）国际论坛上发布的“2013中国节能服务公司百强”第二名；2014年工信部、科技部、财政部评选的200家“国家科技创新示范企业”第一名。 5 ?发展历程 ●在中关村创办成立北京神雾喷嘴技术公司； 1996 ●投资1亿 元在昌平建成占地60亩的神雾工业园； 1999 ●全资收购中石化下属的北京华福工程有限公 司，全面进 入石油化工节能市场；2005 ●全资收购江苏省冶金设计 院有限公司， 进入钢铁、有色节能市场； ●投资5亿元建设集团核心节能装备制造 中心--湖北神 雾公司 2007●投资近7亿 元建设占地100亩的神雾节能与大气雾霾治理技术实验室；2009 ● 引入战略投资人，完 成私募；●完成国内重组，实现集团股份制改造；2010 961005070999 04 2004● 在国内 率先发明烧嘴式蓄热燃烧技术；神雾集团概况 142014 ●实施战略 转型； ●并购上市公司天立环保（股票代码300156）、金城股份（股票代码000820）。67 神雾集团四大平台及其分子公司 2015年10月23日，美 国能源部、商务部与中国国家发改委在华盛顿共同宣布首批中美10项提高能效的示范项目： “内蒙古港原化工神雾蓄热式电石生产新工艺节能改造项目”
科林粉煤气化技术(CCG)简介 德国科林工业集团 二零一零年七月 1. 公司简介 德国科林工业集团是全球著名的煤气化、煤干燥和生物质气化技术提供商。该集团是前东德燃料研究所 (DBI)和黑水泵工业联合体（Gaskombinat Schwarze Pumpe，简称GSP）气化厂最大的后裔公司。 科林（CHOREN）名称的由来是：“C-Carbon-碳H-Hydrogen-氢O-Oxygen- 氧REN-RENewable-可再生”。 科林集团总部位于德国弗莱贝格市，原东德燃料研究所旧址，著名的黑水泵气化厂就在附近。戴姆勒奔驰汽车公司、德国大众汽车公司为科林的战略投资者。
目前集团拥有近300名研发及工程技术人员，其中主要技术骨干为前徳燃所和黑水泵厂的员工。科林公司的发起人Wolf博士即为前东徳燃料研究所研发部部长，煤气化运行总监贡瓦先生是前黑水泵气化厂厂运行主任。 科林集团拥有40多年气流床气化技术研发、设计、设备制造、建设以及运行的经验，可以为客户提供粉煤气化技术（CCG）和生物质气化技术（Carbo-V®）从工艺包设计到关键设备制造和开车运行等一系列综合性服务。 此外，科林集团也是蒸汽流化床煤干燥技术的创始人和专利持有人，在全世界煤干燥领域，特别是褐煤干燥领域具有多年成功运行经验。 科林能化技术（北京）有限公司是科林集团的全资子公司，负责集团在亚太地区的业务。 2. 技术来源及技术开发背景 科林高压干粉煤气化炉简称为CCG炉(Choren Coal Gasifier),该技术起源于前东德黑水泵工业联合体（Gaskombinat Schwarze Pumpe，简称GSP）下属的燃料研究所，于上世纪70年代石油危机时期开始开发，目的是利用当地褐煤提供城市燃气。1979年在弗莱贝格市建立了一套3MW中试装置，完成了一系列的基础研究和工艺验证工作。试验煤种来至于德国、中国、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、澳大利亚、捷克等国家。1984年在黑水泵市（SCHWARZ PUMPE）建立了一套130MW（日投煤量为720吨）的水冷壁煤气化炉工业化装置，气化当地褐煤用作城市燃气，有运行8年的工业化生产经验。之后改用工业废液废油作为进料，继续运行至今。燃料研究所和黑水泵工厂的技术骨干后来发起成立了科林的前身公司，继续致力于煤气化技术的研发,并把运行中出的问题进行了设计更改和完善，推出了一套完整优化的新气化技术 - CCG。 3. CCG技术介绍 （A）气化工艺 CCG气化工艺过程主要是由给料、气化与激冷系统组成。原料煤被碾磨为100%<200μ，90%<65μ的粒度后, 经过干燥, 通过浓相气流输入系统送至烧嘴，在 反应室内与工业氧气（年老煤种还需添加少量水蒸气）在高温高压的条件下反应，产生以一氧化碳和氢气为主的合成气。
毕业论文 学院：材料科学与工程学院 专业年级：08级高分子二班 题目：花生壳生物质热解特征研究 指导教师：杨素文博士 评阅教师： 2012年5月
摘要 生物质能是重要的可再生资源之一，而热解是未来最有前景的生物质利用方式之一。通过对生物质的热解动力学研究，可以获得热解反应动力学参数，对于判断热解反应机理和影响因素以及优化反应条件具有重要意义。利用热分析仪，在氮气气氛下，采用不同升温速率对花生壳热解行为进行了研究。通过热重分析实验了解生物质受热过程中的基本变化规律及其影响因素，结果表明，随升温速率的增大，达到最高热解速率时所对应的温度也越高，且升温速率越高热解越快，达到相同热解程度所需的时间越短。通过热重曲线研究花生壳的热解动力学，求出动力学参数。 关键词：生物质, 热解、热重分析，动力学 ABSTRACT Biomass energy is one of most important renewable energies. Paralysis is one of most promising methods of biomass utilization in the future. Study on biomass paralysis kinetics which can obtain paralysis kinetic parameters is of great important significance toward judging paralysis mechanism and influence factors and optimizing reaction
中国低阶煤热解分级分质利用技术及现状 在世界一次能源消费结构中，石油、天然气、煤炭仍占据主要地位，总量达到了世界能源消费总量的86.3%，其中石油为32.57%，天然气为23.71%，煤炭为30.03%。中国的一次能源消费结构中，石油、天然气、煤炭三者总占比为89.1%，高于世界平均水平，其中石油占比为17.51%，天然气为5.62%，煤炭为66.03%。因此，中国作为一个“富煤贫油少气”国家的基本面貌没有改变，煤炭在国家能源结构中依然居于主导地位。来源于2015《BP世界能源统计年鉴》 中国的煤炭资源探明储量为1145亿吨，占世界煤炭总储量的12.8%，其中无烟煤和烟煤622亿吨，占中国煤炭总储量的54.32%，次烟煤和褐煤（统称低阶煤）523亿吨，占中国煤炭总储量的45.68%。低阶煤在我国煤炭构成中占有很高的比例。来源于2015《BP世界能源统计年鉴》 低阶煤是指煤化程度比较低的煤(一般干燥无灰基挥发分＞20%)，主要为褐煤和低煤化程度的烟煤。 褐煤包括褐煤一号(年轻褐煤)和褐煤二号(年老褐煤)2类，约占我国煤炭探明保有资源量的13%，主要分布于内蒙
古东部和云南，少量分布于黑龙江辽宁山东吉林和广西等地区，近年发现新疆等区域亦赋存褐煤。 低煤化程度的烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤，约占我国煤炭探明保有资源量的33%，主要分布于陕西、内蒙古西部和新疆，其次为山西、宁夏、甘肃、辽宁、黑龙江等地区，吉林、山东和广西等地区少量赋存。 褐煤全水分高达20%～60%，收到基低位发热量一般为11．71～16．73MJ/kg。由于高水分，高含氧量，低发热量，化学反应性好、孔隙多、热稳定性差，在空气中易风化和破碎，不适合远距离输送，应用受到很大限制。 低煤化程度的烟煤原煤灰分一般低于15%，含硫量低于1%，鄂尔多斯盆地不黏煤和弱黏煤为为此类煤。 低阶煤的化学结构中侧链较多，氢、氧含量较高，结果导致其挥发分含量高、含水高、含氧多、易自燃、热值低。直接燃烧会产生大量的污染物，不仅破坏环境，而且造成了能源的浪费。目前最常用的直接利用方法是燃烧发电，且主要用于坑口电站，少量被部分干燥、热解或制成型煤后运往外地供各种工业锅炉燃烧或化工利用。但使用低变质煤发电在产生单位电量时需要更多的燃料和更大的设备资金投入，同时有较高的CO2排放，如褐煤锅炉燃料量是烟煤的2～4倍，产生的炉气量是其2～3倍。这使得发展更加高效、清洁、经济的低阶煤利用工艺显得十分必要。根据低阶煤中挥发分
粉煤加压气化技术简介 一、背景 “九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂（水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心）、中国天辰化学工程公司共同承担了国家“十五”科技攻关计划课题“粉煤加压气化制合成气新技术研究与开发”，建设具有自主知识产权的粉煤加压气化中试装置。装置处理能力为15～45吨煤/天，操作压力2.0～2.5Mpa，操作温度1300～1400℃。 该课题于2001年年底启动，2002年10月完成研究开发阶段中期评估，中试装置进入设计施工阶段。2004年7月装置正式投运，首次在国内展示了粉煤加压气化技术的运行结果，填补了国内空白，技术指标达到国际先进水平。中试装置于2004年12月6日至9日顺利通过科技部组织的现场72 小时运行专家考核，2004年12月21日于北京通过科技部主持的课题专家验收。同年，该成果入选2004年度煤炭工业十大科学技术成果。 二、装置流程与技术优势 1、整个工艺流程如图1，具体流程为：原煤除杂后送入磨煤机破碎，同时由经过加热的低压氮气将其干燥，制备出合格煤粉存于料仓中。加热用低压氮气大部分可循环使用。料仓中的煤粉先后在低压氮气和高压氮气的输送下，通过气化喷嘴进入气化炉。气化剂氧气、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉，并在高温高压下与煤粉进行气化反应。出气化炉的高温合成气经激冷、洗涤后并入造气车间合成气管线。熔融灰渣在气化炉激冷室中被激冷固化，经锁斗收集，定期排放。洗涤塔出来的黑水经过二级闪蒸，水蒸汽及一部分溶解在黑水中的酸性气CO 2、H2S 等被迅速闪蒸出来，闪蒸气经冷凝、分离后与气化分厂生产系统的酸性气一并处理，闪蒸黑水经换热器冷却后排入地沟，送气化分厂生产装置的污水处理系统。
硕士学位论文 论文题目 医疗废物典型组分的热解特性研究 作者姓名苏鹏宇 指导教师岑可法教授 马增益副教授 学科(专业) 工程热物理 所在学院机械与能源工程学院 提交日期 2005年1月
Study on Pyrolysis Characteristics of Typical Components in Medical Waste Candidate: Su Pengyu Supervisor: Professor Cen Kefa Associate Professor Ma Zengyi Thermal Physics Engineering Clean Energy and Environmental Engineering Key Laboratory of Ministry of Education Institute of Thermal Power Engineering Zhejiang University, Hangzhou, China Jan.2005
学号 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解浙江大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月日签字日期：年月日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：电话： 通讯地址：邮编：
粉煤气化机理 一、气化反应热力学粉煤加压气化炉是气流床反应器，也称之为自热式反应器，在加压 无催化剂条件下，煤和氧气发生部分氧化反应，生成以CO和H2为有效组分的粗合成气，部分氧化反应一词是相对完全氧化而言的。整个部分氧化反应是一个复杂的多种化学反应过程。此反应的机理目前尚不能完全作以分析。我们只可以大致把它分为三步进行。 第一步：裂解及挥发分燃烧。当粉煤和氧气喷入气化炉内后，迅速被加热到高温，粉煤发生干馏及热裂解，释放出焦油、酚、甲醇、树脂、甲烷等挥发分，水分变成水蒸气，粉煤变成煤焦。由于这一区域氧气浓度高，在高温下挥发分完全燃烧，同时放出大量热量。因此，煤气中不含有焦油、酚、高级烃等可凝聚物。 第二步：燃烧及气化。在这一步，煤焦一方面与剩余的氧气发生燃烧反应，生成CO2和CO等气体，放出热量。另一方面，煤焦和水蒸气和CO2发生气化反应，生成H2和CO。在气相中，H2和CO又与残余的氧气发生燃烧反应，放出更多的热量。 第三步：气化。此时，反应物中几乎不含有O2。主要是煤焦、甲烷等和水蒸气、CO2发生气化反应，生成H2和CO。 其总反应可写为： C n H m + (n/2)O2 →nCO + (m/2)H2 + Q 气化炉中发生的主要反应可分为： ①非均相水煤气反应 C + 2H2O →2H2 + CO2 - Q ②变换反应CO + H2O →CO2 + H2 + Q ③甲烷化反应CO +3 H2 →H2O + CO2 + Q ④加氢反应 C + 2 H2 →CH4 +Q ⑤部分氧化反应 C + 1/2O2 →CO + Q ⑥氧化反应 C + O2 →CO2 + Q ⑦CO2还原反应 C + CO2 →2CO – Q ⑧热裂解反应C n H m →(n/4)CH4 + [(4m-n)/4]C - Q 气化炉内的反应相当复杂，既有气相反应，又有气-固双相反应，对于复杂 物系的平衡，我们引入独立反应数的概念，只要讨论独立反应即可。因为其他反应可通过独立反应的组合而替代。 所谓独立反应数，就是构成物系的物质数与构成物质的元素种数之差。假定煤气化反应在气化炉出口组成达到平衡，气体中含有CO2、CO、H2、O2、H2S、CH4、COS和C等八中物质，而这些物质是由C、H、O和S等四种元素构成，因此，气化反应只有四个独立反应，也就是说，在上述的反应中，我们只要讨论其中任意四个反应就够了。 另外，对于煤气化来说，S含量很低，基本上是一确定值（对于生成H2S、COS的比值），这样独立反应数就只有三个了。由于碳转化率在98%以上，于是独立反应数就只有两个了。所以，对于煤气化反应，只着重讨论变换反应和甲烷化反应两个反应。 煤气化反应的化学平衡： ①变换反应的化学平衡 CO + H2O →CO2 + H2 + 9838Kcal/Kmol 平衡常数计算式如下： K P=PCO2*PH2/PCO*PH2O 式中：K P为该反应平衡常数。PCO2、PH2、PCO、 PH2O分别表示CO2、H2、CO、H2O的平衡分压。LgK P=2182/T – 0.0936LgT +0.000632T – 1.0806×10-7T2-2.2967 式中：T 为平衡温度。从平衡上讲，变换反应为放热反应，降低温度对平衡有利。 但在高温条件 下，CO 变换反应接近平衡。
灰熔聚流化床粉煤气化技术 摘要：煤气化是将固态煤转化为气态燃料或化工合成原料（CO+H2）的过程，由于煤炭的储量丰富，特别是中国等一些国家富煤少油贫气，煤气化技术就变的更加重要。研究开发煤气化工艺，就是要为产业界提供能适应更宽的原料范围、更高效、经济和清洁的气化过程。本文介绍由中国科学院山西煤炭化学研究所开发的灰熔聚流化床粉煤气化过程，指出它的优点、缺点、适用范围、技术现状和发展方向，供同行了解。 一、灰熔聚流化床粉煤气化技术的开发历程 针对我国能源以煤为主、煤种多、烟煤多、粉煤多、煤灰份高、灰熔点高(大部分商品煤灰含量>20%,灰熔点>1450 C)的特点,国家从“六五”计划开始投入大量人力、物力，研制开发先进煤气化技术（包括固定床、流化床、气流床）。经过二十余年的研究开发，中国科学院山西煤炭化学研究所开发成功了具有自主知识产权的灰熔聚流化床粉煤气化技术。该工艺具有气化温度适中(1000~1100℃)，干粉煤进料，氧耗量较低，煤种适应性宽，产品气不含焦油，气化炉耐火材料要求低等优点。目前已成功应用于合成氨造气工业(常压，100吨煤/日)，随着加压技术的进一步研究开发，该技术将在国内全面推广应用。 八十年代，在中国科学院（重点科技攻关项目专项）、国家科委(75-10-05)攻关计划支持下，在原有煤气化和流化床技术的基础上，先后建立了φ300mm（1吨煤/天）气化试验装置、φ1000mm冷态试验装置、φ1000mm（0.1～0.5 MPa 、24吨煤/天）中间试验装置、φ145mm实验室煤种评价试验装置。在理论研究、冷态模试、实验室小试和中试试验基础上，系统地研究了灰熔聚流化床粉煤气化过程中的理论和工程放大特性；通过对气化过程中煤化学、灰化学与气固流体力学的研究，研制了特殊结构的射流分布器，创造性地解决了强烈混合状态下煤灰团聚物与半焦选择性分离等重大技术难题；设计了独特的“飞灰”可控地址:中国山西省太原市桃园南路27号电话: (0351) 2021137 传真: (0351) 4048313，2021137，4041153 邮编：030001
粉煤组分对气化运行的影响—马世荣 粉煤组分对气化的影响有很多，我简单从以下七个方面给大家分析一下： 一：水分 煤中水分高低对粉煤磨制及输送的影响非常大。煤中水分偏高，会显著增加磨煤单元能耗，导致粉煤在储存过程中形成架桥堵塞，给粉煤转储带来不便，粉煤输送单元通气设备的使用寿命也会大大缩短；粉煤在高水分情况下输送无法形成连续相，粉煤速度测量所需的静电也会明显减少，导致粉煤循环发生波动，给煤烧嘴的安全运行带来危害；煤中水分偏高还会导致粉煤气化的碳转化率有所降低，为保证粉煤与纯氧／蒸汽混合物之间拥有足够的接触表面积，要求粉煤的微晶结构呈细小颗粒状，而煤中水分高会导致粉煤微晶结构呈片状，会大大降低粉煤气化的碳转化率。 由此可见，Shell粉煤气化工艺要求煤中水分越低越好，原则上要求不超过10％为宜。 二：粒度大小 Shell粉煤气化工艺对粉煤的粒度大小有严格要求，一般要求小于5μm的要低于10％，大于90μm的也要低于10％。如果粒度偏粗的过多，在粉煤加压输送过程中，就会加剧对设备管道的冲刷磨蚀，从而缩短设备管道的使用寿命。如果粒度太粗，还会大大降低粉煤在气化炉内反应的接触表面积，导致碳转化率直线下降，相应的煤耗也会有所增加。 如果粒度偏细的过多，则粉煤较易被压实并形成架桥，给粉煤输送带来困难，同时还会导致粉煤循环不稳定，进而危及煤烧嘴的安全运行。 三：可磨性 煤的可磨性一般用哈氏可磨性指数HGI来表征，通常情况下，可磨性指数越大，表示煤越容易磨碎，反之亦然。如果气化煤种的HGI偏低，则原煤在磨煤机中停留的时间就会延长，磨煤机的出力就会下降，磨煤机的负荷也会相应增加，磨制单位质量粉煤的成本也会上涨。严重时，还会导致磨煤机磨制出来的粉煤粒度大小无法满足生产需要。Shell粉煤气化工艺要求选用可磨性指数较高的煤种作为气化煤种，一般要求煤的HGI大于65，才能保证Shell粉煤气化装置的运行经济性。 四：挥发分 挥发分的高低对Shell粉煤气化炉内反应的影响并不大，因为Shell粉煤气化炉内的温度高达1400℃以上，粉煤在气化炉内停留时间非常短，只有3～5s，挥发分主导的气相反应并不是气化反应的决定性步骤，决定Shell粉煤气化炉内反应速率系为气固之间的扩散反应。Shell粉煤气化工艺对煤中挥发分没有特别要求，但是煤中挥发分高低对磨煤单元影响非常大，煤中挥发分越高，用来维持磨煤系统惰性化的氮气量就越大，磨煤系统的运行成本就会显著升高。另外，煤中挥发分太高，对煤的安全储存也不利，挥发分高的煤容易发生自燃，从而危及装置设备的安全运行。Shell粉煤气化要求煤中挥发分不超过35％。 五：灰分 Shell粉煤气化工艺的重要原理之一就是“以渣抗渣”，所谓“以渣抗渣”是指利用熔融炉渣在气化炉膜式水冷壁上形成一层动态渣层，来保护气化炉內件及耐火材料，防止其承受高温热冲击及高速合成气流的冲刷磨蚀。动态渣层还能有效维持气化炉温度，减少热损，从而对降低气化炉氧耗、煤耗，提高气化炉冷煤气效率有很大帮助。实践证明，对于液态排渣型Shell粉煤气化炉，煤中灰分在12％～25％范围内最佳。 只有煤中灰分含量合适，才能在气化炉膜式水冷壁上形成良好渣层。如果煤中灰分太低，就无法在气化炉膜式水冷壁上形成保护渣层，或形成渣层太薄，达不到保护气化炉内件效果。如果煤中灰分太高，会增加Shell粉煤气化装置的能耗和物耗，相关设备仪表的寿命也会大大缩短。