水煤气变换新工艺

水煤气工艺流程水煤气是一种重要的燃料，它可以通过水煤气工艺流程来生产。

水煤气工艺流程是一个复杂的过程，包括了多个步骤和反应。

在这篇文章中，我们将详细介绍水煤气工艺流程的各个步骤和反应。

1. 煤气化。

煤气化是水煤气工艺流程的第一步，它是将煤转化为可燃气体的过程。

在煤气化过程中，煤被加热并与气化剂（通常是水蒸气）反应，生成一种混合气体，其中包括一氧化碳、氢气和其他气体。

这些气体将被用作水煤气的原料。

2. 水煤气变换。

水煤气变换是水煤气工艺流程的第二步，它是将煤气中的一氧化碳和水反应，生成更多的氢气和二氧化碳的过程。

这个反应通常在高温和高压下进行，需要使用催化剂来加速反应速率。

水煤气变换可以提高水煤气的氢气含量，使其更适合作为燃料使用。

3. 水煤气净化。

水煤气净化是水煤气工艺流程的第三步，它是将水煤气中的杂质和有害物质去除的过程。

在这个步骤中，水煤气会经过冷却、洗涤和吸附等过程，去除其中的硫化氢、氨、苯等有害物质，以及灰尘和其他固体杂质。

经过净化后的水煤气将更加纯净，可以用于生产燃料或化工原料。

4. 水煤气利用。

经过以上步骤后，水煤气将成为一种纯净的可燃气体，可以用于生产燃料或化工原料。

水煤气可以用作城市煤气、工业燃料或化工原料，也可以通过合成反应生成甲醇、合成氨等化工产品。

总的来说，水煤气工艺流程是一个复杂而重要的过程，它可以将煤转化为可燃气体，为人们的生活和工业生产提供能源和原料。

随着技术的进步，水煤气工艺流程也在不断改进，以提高生产效率和降低环境污染。

希望通过不断的研究和创新，水煤气工艺流程能够更好地为人类社会的发展和进步做出贡献。

⽔煤⽓变换（1）反应⼯程课程设计⼀.对课题的概述⼀氧化碳和氢⽓都是会燃烧的⽓体，⼯业上把这样的混合⽓叫“⽔煤⽓”。

CO 和H2因为⽔(H2O)的分⼦⾥有⼀个氧(O)原⼦和两个氢(H)原⼦，⽔⼀遇上⽕热的煤（C），氧原⼦⽴刻被煤（C）夺⾛了，结果⽣成⼀氧化碳(CO)和氢⽓(H2)。

⽔煤⽓⼀种低热值煤⽓。

由蒸汽与灼热的⽆烟煤或焦炭作⽤⽽得。

主要成分为氢⽓和⼀氧化碳，也含有少量⼆氧化碳、氮⽓和甲烷等组分；各组分的含量取决于所⽤原料及⽓化条件。

主要⽤作台成氨、合成液体燃料等的原料，或作为⼯业燃料⽓的补充来源。

⼯业上，⽔煤⽓的⽣产⼀般采⽤间歇周期式固定床⽣产技术。

炉⼦结构采⽤UGI ⽓化炉的型式。

在⽓化炉中，碳与蒸汽主要发⽣如下的⽔煤⽓反应：C+H2O→CO+H2C+2H2O→CO2+2H2以上反应均为吸热反应，因此必须向⽓化炉内供热。

通常，先送空⽓⼊炉，烧掉部分燃料，将热量蓄存在燃料层和蓄热室⾥，然后将蒸汽通⼊灼热的燃料层进⾏反应。

由于反应吸热，燃料层及蓄热室温度下降⾄⼀定温度时，⼜重新送空⽓⼊炉升温，如此循环。

当⽬的是⽣产燃料⽓时，为了提⾼煤⽓热值，有时提⾼出炉煤⽓温度，借以向热煤⽓中喷⼊油类，使油类裂解，即得所谓增热⽔煤⽓。

近年来，正在开发⾼温⽓冷堆的技术，⽤氦为热载体将核反应热转送⾄⽓化炉作为热源，以⽣产⽔煤⽓。

在⼯业⽣产中绝⼤多数的化学反应过程是在变温条件下进⾏。

这⼀⽅⾯由于化学反应过程都伴随着热效应，有些热效应还相当⼤，即使采⽤各种换热⽅式移⾛热量（放热反应）或者输⼊热量（吸热反应），对于⼯业反应器都难以维持等温。

特别是⽓固相固定床催化反应器，要想达到等温更为困难。

另⼀⽅⾯许多反应过程等温操作的效果并不好，⽽要求有⼀最佳温度分布。

如⼯业上进⾏合成氨，合成甲醇之类的可逆放热反应，便属于这种情况。

再者，对于⼀些复杂反应、其主、副反应的活化能⼤⼩不同，温度的⾼低对主、副反应速率的影响也不同。

所以，可通过改变温度的⽅法来改变产物的分布，使⽬的产物的收率最⼤。

变换工段操作规程一、工艺概述经过脱硫、除尘后的水煤气中，除含有双氧水生产时所需要的氢气外，还含有26~30%的一氧化碳及其它气体。

直接分离一氧化碳是比较困难的，但在一定的温度条件下，借助低变催化剂的催化作用，可使水煤气中一氧化碳与水蒸汽发生反应，生成二氧化碳和氢气。

二、化学反应原理变换的主要反应是在一定的温度条件下，气体中的一氧化碳与水蒸汽反应生成氢气和二氧化碳，反应方程式如下：CO+H 2O （g 2+H 2+41KJ/mol这个反应的特点是：（1）反应前后体积没有变化；（2）反应前后是放热的；（3）是完全可逆的反应，当正反两个方面进行的速度相等时，反应达到平衡。

1、影响化学平衡的因素（1）温度的影响，变换反应是放热反应，温度降低、平衡向生成氢气和二氧化碳的方面移动。

（2）反应物浓度的影响，增加反应物浓度或减少生成物浓度，反应向有利于生成二氧化碳和氢气的方向进行，可采用增加蒸汽量来实现。

2、影响反应速度的因素，变换反应在有催化剂存在时，才能大大加快反应 速度，另外提高温度和增加蒸汽用量对加快变换反应的速度也有很大作用。

三、工艺流程1、水煤气气体流程：压缩机 → 冷却器 → 除油器 → 热交换器 → 电加热器 → 变换炉一 、二段 → 变换炉三段 → 热交换器 →冷却器 →气水分离器 → 精脱硫塔（A ） →精脱硫塔（B ） → PSA 提氢装置。

2、软化水流程：由电厂送的软化水 →加压水泵 →变换炉二、三段。

3、蒸汽流程：由电厂送的蒸汽 →汽水分离器 → 电加热器 →变换炉一段。

4、循环水流程：凉水泵→冷却器→热水池→热水泵→冷却塔→凉水池→凉水泵。

四、主要设备及性能1、水煤气压缩机：L—40/0.2—8型往复式压缩机，Q：40m3/min，N：280KW,压缩机的任务是把水煤气输送到后工段，并提供过程进行所必要的压力条件。

2、变换炉φ1600×7000，变换一段上层装填抗氧剂和抗毒剂，变换二、三段上层均装填耐火球，下部装填低变催化剂，是完成一氧化碳和水蒸汽反应生成二氧化碳和氢气的主要设备。

水煤气CO变换工艺技术研究发布时间：2022-09-29T03:48:07.651Z 来源：《科技新时代》2022年5期第3月作者：郑瑞康黄玮[导读] 阐述了CO变换工艺技术的发展趋势，即主要集中在新型催化剂的开发、郑瑞康黄玮山东华鲁恒升化工股份有限公司山东德州 253000摘要：阐述了CO变换工艺技术的发展趋势，即主要集中在新型催化剂的开发、新型结构变换炉设计及相应的工艺流程设计上。

新型变换催化剂的开发主要是通过载体改良或找到性能更优的助剂和活性物质，以及研制具有更小颗粒尺寸和更大比表面积的异形变换催化剂来完成；对于现代的大型化工装置，等温和轴径向结构变换炉的优势更为明显，未来的变换炉设计将会向着等温变换炉和轴径向变换炉的方向发展；对应的等温变换工艺技术将是变换工艺技术的主要发展趋势之一。

关键词：CO变换；催化剂；变换炉目前，对CO变换（以下简称“变换”）工艺技术的研究已超过１３０年，变换工艺技术最先是应用在煤制合成氨流程中，生产出合成氨所需要的氢，现已广泛应用于石油化工和化学工业中。

在未来的化工行业中，变换工艺技术还将得到进一步的优化、提升和发展。

变换工艺技术的发展趋势主要集中在新型催化剂的开发、新型结构变换炉设计及相应的工艺流程设计中。

1新型变换催化剂的开发1.1铁铬系高温变换催化剂铁铬系高温变换催化剂于２０世纪２０年代开始工业化推广，随即得到工业验证和大量应用。

但在实际工业应用中，引起催化剂中毒而导致表面活性降低的主要原因是高温烧结，同时易发生F‐T副反应，所以反应过程要求有很高的水气比（水分／干气）。

另外，由于组分铬具有毒性，易对人员和环境造成不可逆转的危害。

为了降低能耗而适应相对较低水气比变换工艺，高温变换催化剂有２种改进型—含铜或锰的铁基型和不含铁、铬的铜基型。

近些年，国内外研究人员尝试采用过渡金属元素或稀土元素取代铬，研制具有高活性的低铬或无铬铁系催化剂，从而降低或避免铬引起环境问题的可能，如丹麦托普索公司开发的KK‐１４２为铜基高变催化剂，无F‐T副反应发生，活性比传统高变催化剂活性高出１倍；ICI公司研制的含铜Fe‐Cr基改进型高变催化剂适用于低水气比条件，同时F‐T副产物的量减少９０％以上，且不含有毒的六价铬；国内西北化工研究院研制出的二氧化硅载铜催化剂具有很高的热稳定性和变换反应活性。

水煤气变换催化剂研究新进展【文献综述】毕业论文文献综述化学工程与工艺水煤气变换催化剂研究新进展一、前言部分水煤气是通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成份是一氧化碳，氢气，燃烧后排放水和二氧化碳，有微量CO、HC和NO X。

燃烧速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，据国外研究和专利的报导压缩比可达12.5。

热效率提高20－40％、功率提高15％、燃耗降低30％，尾气净化近欧IV标准，还可用微量的铂催化剂净化。

比醇、醚简化制造和减少设备，成本和投资更低。

压缩或液化与氢气相近，但不用脱除CO，建站投资较低。

还可用减少的成本和投资部分补偿压缩(制醇醚也要压缩)或液化的投资和成本。

有毒，工业上用作燃料，又是化工原料。

二、主题部分（阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问题的评述）1负载金超微粒子WGS催化剂金由于化学惰性和难于高度分散，一般不用作催化剂。

传统上金催化剂的制备大多采用浸渍法，无法制得具有高活性的金超微粒子。

因此，并未显示出较其它金属催化剂更好的催化性能。

80年代以来，人们通过改变制备方法获得高度分散态金催化剂，显示出其超常的催化性能。

它对许多反应都具有极高的催化活性，如CO，H2氧化、烃类完全氧化、N0直接分解或用CO还原、CO加氢反应等；而且催化反应温度较低，如在200K 就能催化氧化CO。

亦适宜作金属和载体相互作用及其催化反应机理的研究模型。

因此，近年来有关金催化剂的研究和开发日趋活跃。

本节简述负载型金催化剂在水煤气变换反应方面的研究进展。

1.1载体种类的影响采用不同载体制备负载型金催化剂，其催化活性、选择性及稳定性都表现出很大的差异。

文献【14～24】中采用的载体有α -Fe2O3,Al2O3,TiO2,ZnO,ZrO2,CeO2,Ni(OH)2,Co3O4和沸石分子筛等。

研究发现，以Fe2O3，CeO2，ZrO2或TiO2为载体制备的负载型金催化剂具有较好的催化性能。

Andreeva等比较了Au/Fe2O3，Au/Al2O3，CuO/ZnO/Al2O3催化剂的水煤气变换反应活性。

山西化工sxhgbjb@・192・第41卷3.3.2膜生物反应器借助膜生物反应器对污泥与废水进行处理是近几年流行起来的一种处理技术。

膜生物反应器具有较高的截留率，并且把浓缩液回流至生物反应器内，这样使反应器中拥有了很低的污泥负荷以及较高的微生物浓度，并且具有较长的污泥停滞时间，进一步降解了很多的有机物。

4结语总而言之,污泥的处理处置技术正处于持续发展的进程中，针对污泥的处置与处理,共包含两种方式，第一，对系统形成的污泥实施末端处理，让其实现无害化、减量化、资源化以及稳定化等目的，第二,在污水处理的原位实施减量的措施，处理污泥的源头问题，降低污泥的排放量，于是，把这两种污泥的处理处置的方式结合起来使用，首先降低污泥的产生量，余下的少许污泥可实施末端处理，可获得很好的效果，应该是污泥处理处置技术未来发展的一个方向。

参考文献：[1]苏海佳，王陆玺，邓爽，等.好氧颗粒污泥技术及研究进展[J].化工进展，2016,35(6):1914-1922.[2]周乃然，温超，程刚.城市污水厂污泥稳定化技术研究进展[J].应用化工，2016,45(3):547-549.[3]庄修政，阴秀丽,黄艳琴，等.城市污泥水热脱水处理的工业应用与研究进展[J].化工进展，2017,36(11)：4224-4231.[4]刘奇，李智.剩余污泥处理技术现状与进展研究[J].四川化工，2016,19(2)：20-22.[5]灿波.刍议城镇污水处理厂剩余污泥处理处置技术[J].工程技术，2016(11):245.Research progress of domestic sludge treatment and disposal technologyCHEN Hongxia(Huozhou Coal and Electricity Group,Linfen Shanxi041600,China)Abstract:With the acceleration of urbanization and the improvement of sewage treatment skills,the problem of urban sludge has become increasingly prominent.This paper analyzes the traditional sludge treatment and disposal technology and the new sludge treatment and disposal technology,and points out some effective suggestions on the urban sludge treatment and disposal technology according to the specific conditions of our country,which is in order to give some references for the future research of urban sludge treatment and disposal.Key words:domestic sludge；treatment and disposal；research progress高效水煤气变换制氢研究获突破近日，从北京大学化学与分子工程学院传出消息，该院马丁教授与大连理工大学石川教授、中科院山西煤化所温晓东研究员课题组合作,研发出高效水煤气变换制氢催化剂，大幅提升了催化剂的反应活性及长效稳定性,在催化制氢领域取得突破性进展。

半水煤气变换全低变改造的工艺分析水煤气的主要成份是H2和CO，是由水蒸汽与灼热的无烟煤或焦炭作用而得。

水煤气的主要用途是制作合成氨原料气以及用作工业或生活燃料。

本文以石家庄中冀正元化工有限公司的变换全低变改造项目为例，对半水煤气净化工艺进行了分析评价。

标签：合成氨半水煤气净化能耗分析1 工艺技术方案及工艺流程石家庄中冀正元化工有限公司的变换全低变改造项目的目的是将我公司现在变换采用的等温变换工艺改造成全低变工艺。

新上一套三段全低变变换炉。

对系统进行优化改造，改善煤气变换效果。

预期达到如下变换效果：变换气主要组分按如下计算：CO：30%；CO2：7.5%；H2：41%；N2: 20%；O2：0.4%；CH4:1.5%。

系统出口CO：根据甲醇产量调节。

①1.5～2%。

②10～12%（多产甲醇时）。

这样有效解决我公司变化工段设备紧张，产量有限，无备用设备，一旦出现故障将影响生产的局面；对变换增量、增效具有实际意义。

项目完成后，日产总氨550吨，变换气流量～75000Nm3/h。

为减少停车时间，定做一台Φ4400全低变变换炉，在充分发挥现有设备生产能力的基础上进行全低变换改造，控制变换出口CO含量1.5～2%。

Φ4400变换炉改造方案说明：①将采购的鲁西化工的Φ4400低变炉改造成为三段触媒，炉内喷水，喷水段内衬不锈钢、喷头采用华硕科技股份有限公司专用产品。

触媒装填约100m3，一段触媒高度约1.8m，二段触媒高度约2.1m，三段触媒高度约2.6m。

②开工时需用电加热器功率≥1500KW。

③改造后的工艺流程：气体流程：来压缩机二段（0.8MPa-0.9MPa）的半水煤气是经过焦炭过滤器除油后进入饱和塔与循环热水传质传热的；而出饱和塔的半水煤气经气液分离器分离夹带的水分先后进等温热交与变换出口的变换气换热后进保护剂罐，再进变换一段（Φ4400变换炉第一层触媒段）进行变换反应。

经增湿喷水降温层后进入变换二段（Φ4400变换炉第二层触媒段）继续进行变换反应。

CO变换工艺发展过程及趋势摘要本文介绍了CO变换工艺的发展过程和趋势,论述了变换催化剂、反应器、节能工艺和数字模型的发展，论述了变换工艺的发展方向，指出了需要研究和解决的问题。

关键词 CO变换；催化剂；合成气；节能前言一氧化碳变换（也称水煤气变换，water gas shift）是指合成气中的一氧化碳借助于催化剂的作用，在一定温度下与水蒸气反应，生成二氧化碳和氢气的过程。

通过变换反应既降低了合成气中的一氧化碳含量，又得到了更多氢气，调节了碳氢比，满足不同的生产需要（例如合成甲醇等）。

其工业应用已有90多年历史。

在合成气制醇、制烃催化过程中，低温水气变换反应通常用于甲醇重整制氢反应中大量CO的去除，同时在环境科学甚至在民用化学方面所起作用也不可忽视，如汽车尾气的处理、家用煤气降低CO的含量等。

本文将从CO 变换工艺的几个因素展开论述。

一、CO变换原理[1]一氧化碳变换反应是在催化剂存在的条件下进行的，是一个典型的气固相催化反应。

变换过程为含有C、H、O三种元素的CO和H2O共存的系统，在CO变换的催化反应过程中，主要反应为：CO+H2O＝CO2+H2ΔH= - 41.2kJ/mol在某种条件下会发生CO分解等其他副反应，分别如下：2CO＝C+CO22CO+2H2＝CH4+CO2CO+3H2＝CH4+H2OCO2+4H2＝CH4+2H2O1.CO变换反应平衡受多种反应条件影响：（1）温度影响由于CO变换反应是个放热可逆反应，因此低温有利于平衡向右移。

（2）水碳比影响提高水碳比，可增加一氧化碳的转化率，有利于平衡向右移。

（3）原料气含CO2影响 CO2为反应产物，应尽量降低原料气中CO2的含量，确保平衡不向左移动。

2.CO变换反应速率受多种反应条件影响：（1）压力影响加压可提高反应物分压，在3MPa以下，反应速率与压力平方成正比。

（2）水碳比影响在水碳比低于4的情况下，提高水碳比可使变换反应速率加快。