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洁净煤燃烧技术——煤的热解与气化ppt课件

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热解与气化详解(课堂PPT)

热解与气化详解(课堂PPT)
有机物的热解反应可以用下列通式来表示：
上述反应产物的收率取决于原料的化学结构、 物理形态和热解的温度及速度。
22
2 固体废物热解处理
大分子键断裂、异构化和小分子聚合
热
废物组成、裂解温度、催化剂等
解
过 程
有机固体废物 气体（H2 、CH4 、CO、CO2 ） + 有机液体（有机酸、芳烃、焦油）+ 固体(炭黑、灰)
3
a full-scale MSW pyrolysis system was built in the
United, California, shut down after only two year of
operation
4
Sec.1 general statement
热解是把有机固体废物在无氧或缺氧条件下加热分 解的过程。该过程是一个复杂的化学反应过程。包 括大分子的键断裂，异构化和小分子的聚合等反应， 最后生成各种较小的分子。通式如下：
Chapter 8
pyrolysis on SW 有机固体废物的热解
1
固体废物热解处理
热解 原理
热解 工艺
热解定义及特点、热解过程及产物、有机 固体废物热解机理
热解工艺分类
典型固 城市生活垃圾的热解、废塑料的热解、污 体废物 泥的热解、废橡胶的高温热解、农林废弃 的热解 物的热解
2
热解是一种古老的工业化生产技术 ——煤的干馏，重油和煤炭的气化，木炭烧制
生物能热化学转换系统
12
在欧洲．主要根据处理对象的种类、反应 器的类型和运行条件对热解处理系统进行 分类，研究不同条件下反应产物的性质和 组成，尤其重视各种系统在运行上的特点 和问题。
13

煤炭热解PPT幻灯片课件

煤炭热解PPT幻灯片课件

后期斜率接近
初期 斜率 差别 很大
累积失重（％）
煤质的影响
显微组分影响
19
– 入煤粒度：煤粒度的大小影响加热速度和挥发物 从煤粒内部的导出。
2
• Carbonization is the process by which coal is heated and volatile products—both gaseous and liquid—are driven off, leaving a solid residue called char or coke.
• 煤炭热解研究的重要性 • 煤炭热
• 热解分类 – 按热解气氛分类：主要有惰性气氛热解、还原气氛（氢、甲烷、一氧化碳或 还原气体混合物等）热解，按是否存在催化剂，可以进一步分为催化热解、 催化加氢热解等。 – 按热解温度高低分类：主要有低温热解（500～650℃）、中温热解（650～ 800）、高温热解（900～1000）和超高温热解（>1200℃）。 – 按热源不同分类：主要有电加热热解、等离子体加热热解、微波加热热解、 热载体加热热解等。 – 按加热方式分类：主要有外热式热解，内热式热解和内外复合式热解。 – 按热载体类型不同分类：主要有固体热载体热解，气体热载体热解，以及固 体-气体复合载体热解等。 – 按反应器类型分类：主要有固定床、流化床、气流床，滚动床热解和输送床 热解等。 – 按反应器内压力大小分类：可分为常压热解和加压热解。 – 按热解速度高低分类：可分为慢速热解，快速热解（10～200℃/s）和闪速 热解（超过200℃/s升温速率）。
裂解、脱氢反应： 加氢反应：
缩合反应：
桥键分解：
—CH2—＋H 2O → CO ＋ 2H2 —CH2— ＋ — O — →CO ＋H2

煤化学-3-煤的热解.pptx

煤化学-3-煤的热解.pptx
煤的热解
脱挥发份
1
根据煤在燃烧过程中温度和质量的变化， 煤粒要经历以下四个阶段 1 干燥，被加热到热解温度 2 热解，产生挥发份，焦油和焦 3 可燃挥发份的燃烧 4 焦的氧化
2
煤在燃烧过程经历示意图
3
4
传热 加热速率
q
kc
Ap
T2 T1 rp
mpCpdT p / dt hAp Tg Tp Ap Tg4 Tp4
11
煤热解的影响因素
热解过程中产生的挥发分由可燃气体混合物、 二氧化碳和水蒸气等组成，其中可燃气体主要 包括一氧化碳、氢气、气态烃和少量酚醛。 挥发分的质量和成分与其热解的条件有关，主 要取决于加热速率、加热的最终温度和在此温 度下的持续时间及颗粒尺寸等因素。 研究表明，随着加热温度的升高，挥发分的总 析出量及挥发物中气态和液态碳氢化合物的比 例增加。
k2 A2e RT
20
多方程热解模型和分布活化能模型
dVi dt
ki (Vi* Vi dE 1
0
f (E)
1
2
exp[
(E E0 )2
2 2
]
V
V*
0
1
exp
-
At
exp
E RT
f
(E)dE
21
基于煤结构的网络机理模型
以煤的结构为基础模拟煤的热解机理的模 型有：热解产物的组分模型、官能团-解聚、 蒸发与交联(FG-DVC)模型，FLASHCHAIN模型 和化学渗透脱挥发分(CPD)模型。
13
压力、温度对褐煤热解产率的影响示意图
14
热解终温对褐煤热解产率的影响示意图
15
热解模型
煤热解的数学模型 煤的热解是指煤在惰性、氧化性或还原性气氛条件 下持续加热到较高温度时，所发生的一系列物理变 化和化学反应的复杂过程。煤的热解与煤的组成和 结构有密切的关系，由于煤结构的复杂和不均一性 以及煤粉热解的快速和复杂性，现在仍然不能全面 地描述热解期间出现的化学反应。在实验结果的基 础上，从一些简化机理出发，先后提出了许多的脱 挥发分模型。煤的热解是许多其他转化利用过程 （如燃烧、气化、液化和焦化等）的初始步骤，而 且热解对后续过程有很大的影响，所以准确地描述 煤热解过程对于煤的高效清洁转化利用和污染控制 有重要意义。

煤的热分解PPT

煤的热分解PPT
煤热解动力学研究方法： 等温动力学；非等温动力学。 研究主体： 胶质体生成(shēnɡ chénɡ)动力学；脱气动力学。
第八页，共七十三页。
2.2 煤的热解机理(jī lǐ)及动力学 2.2.1 煤热解反响(fǎnxiǎng)模型
煤热解反响(fǎnxiǎng)历程
第九页，共七十三页。
2.2 煤的热解机理及动力学
第二十四页，共七十三页。
2.3 影响(yǐngxiǎng)煤热解过程的因素
在很高的加热速度下， 煤的最终(zuì zhōnɡ)总失重 可超过用工业分析方法 测得的挥发分。
第二十五页，共七十三页。
2.3 影响(yǐngxiǎng)煤热解过程的因素
2.3.4 压力和粒度
压力和粒度都是影响挥发分在煤的内部传递的参数，它们都对失重速 率和最终失重有影响。这些参数的影响取决于有效气孔率〔与煤化程度和 煤岩组成有关〕和释放出的物质的性质〔随温度而变化〕。
燥(kūzào)脱气阶段。此阶段析出H2O〔包括化学结合的〕、CO、CO2、 H2S〔少量〕、甲酸〔痕量〕、草酸〔痕量〕和烷基苯类〔少量〕等。 脱水主要在120oC前，200oC左右完成脱气〔CH4、CO2和N2〕， 200oC以上发生脱羧基反响。含氧化合物的析出源于包藏物、化学吸 附外表配合物及羧基和酚羟基的分解。这一阶段煤的外形无变化。
第十六页，共七十三页。
2.2 煤的热解机理及动力学
2〕多个平行的不可逆分解反响模型
假设煤的热分解是由许多独立的代表了煤分子(fēnzǐ)内不同键的断裂的化 学反响所组成。煤分子(fēnzǐ)中化学键强度的差异解释了不同温度范围内发生 不同的化学反响。单一的有机质组分的热分解可以描述为一个不可逆的一 级反响。起源于煤结构内部特定反响 i 的挥发物释放的速率就可以描述为：

洁净煤能源技术PPT课件(23页)

洁净煤能源技术PPT课件(23页)

•
17、努力是一种生活态度，与年龄无关 。所以 ，无论 什么时 候，千 万不可 放纵自 己，给 自己找 懒散和 拖延的 借口， 对自己 严格一 点儿， 时间长 了，努 力便成 为一种 心理习 惯，一 种生活 方式！
•
18、自己想要的东西，要么奋力直追， 要么干 脆放弃 。别总 是逢人 就喋喋 不休的 表决心 或者哀 怨不断 ，做别 人茶余 饭后的 笑点。
•
13、不同的人生，有不同的幸福。去发 现你所 拥有幸 运，少 抱怨上 苍的不 公，把 握属于 自己的 幸福。 你，我 ，我们 大家都 可以经 历幸福 的人生 。
•
14、给自己一份坚强，擦干眼泪；给自 己一份 自信， 不卑不 亢；给 自己一 份洒脱 ，悠然 前行。 轻轻品 ，静静 藏。为 了看阳 光，我 来到这 世上； 为了与 阳光同 行，我 笑对忧 伤。
•
5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生 什么， 我们谁 也不知 道。所 以，放 下心里 的纠结 ，放下 脑中的 烦恼， 放下生 活的不 愉快， 活在当 下。人 生喜怒 哀乐， 百般形 态，不 如在心 里全部 淡然处 之，轻 轻一笑 ，让心 更自在 ，生命 更恒久 。积极 者相信 只有推 动自己 才能推 动世界 ，只 要推动 自己就 能推动 世界。
•
8、不要活在别人眼中，更不要活在别人 嘴中。 世界不 会因为 你的抱 怨不满 而为你 改变， 你能做 到的只 有改变 你自己 ！
•
9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命 天赐， 不都是 一路披 荆斩棘 才换来 的。
•
10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻， 你会觉 得解脱 。但舌 头总会 不由自 主地往 那个空 空的牙 洞里舔 ，一天 数次。 不痛了 不代表 你能完 全无视 ，留下 的那个 空缺永 远都在 ，偶尔 甚至会 异常挂 念。适 应是需 要时间 的，但 牙总是 要拔， 因为太 痛，所 以终归 还是要 放手， 随它去 。

煤气化技术的基本原理PPT课件

煤气化技术的基本原理PPT课件

煤
煤
O2或空气 800~1800ºC 煤气 水蒸气 0.1~4Mpa 灰
水蒸气 800~900ºC 煤气 0.1~0.4Mpa
热
图7-1 自供热气化方式
-
图7-2 间接供热气化方式
14
第一节 概述
（1）按供热方式分类
③ 加氢气化方式：
✓ 即使以第二种方式制得煤气，其热值仍不 是很高。为了提高煤气的热值，可采用加 压或加氢的方法以提高煤气中CH4的含量。
c) 如果采用空气做催化剂，则会带入大量的N2。
d) N2和CO2的存在都将会使煤气的热质降低。
-
13
第一节 概述
（1）按供热方式分类
② 间接供热气化方式：
③ 因此考虑让煤仅与水蒸气反应，热量可
通过气化炉壁从外部传给煤或气化剂，也
可以用电热和核反应进行间接供热，所以
又称配热式水蒸气气化法。（见下右图）
析出，热解反应如下：
、H 煤 热 解 C 4 H C m H n 焦 ( 油 C H O 2 S 2 ) H 2 O 焦炭
-
9
第一节 概述
二、煤气化的基本原理
➢ 煤的气化反应是指热解生成的挥发分、残 留焦炭颗粒与气化剂发生的复杂反应。由 于该反应是在缺氧状态下进行，因此煤气 化C能应H有还反4，：有应只少的有量主小的要部H产2分O物。的是该碳：过被可程氧燃的化性主成C要OCO、化2H，学2反和可
② 优点：气固是逆流接触，煤在炉内停留时间较 长，约1~1.5h，反应温度较低，碳的转化率和气 化效率较高。
③ 缺点：煤气的生产能力较小；如使用黏结性煤 时，在炉内还需加搅拌装置。
-
18
第一节 概述
（2）按气化炉内煤料与气化剂接触方式分类

洁净煤技术—PPT演示文稿


• 1、 煤大分子规则部分
煤大分子规则部分由几个或十几个苯环、脂环、氢化 芳香环及杂环（含氮、氧、硫等元素）缩聚而成，称为基 本结构单元的核或芳香核。
• 2、基本结构单元的不规则部分
基本结构单元的缩合环上连接有数量不等的烷基侧链、 官能团和桥键，这些基团和官能团是煤分子结构单元的不 规则部分。
2、基本结构单元的不规则部分
二、中国洁净煤
➢“中国洁净煤”的构想是以实现煤作为燃料的洁净 化为最终目的，在煤炭燃烧或利用之前对可能排放的 所有污染物（CO2除外）进行有效控制，即“中国洁 净煤”的核心是煤的燃烧或利用前的加工与转化。
➢选煤、水煤浆、型煤与动力配煤都属于煤炭加工技 术的范畴。
➢ 选煤是指煤炭经过加工方法去除成煤和开采时混 入的无机矿物杂质，脱除大部分灰分和硫分，对 不同质量的产品分别利用，对脱除的尾矿集中治 理。
• 三、 煤的显微组分
• 1、煤的有机显微组分 • 2、煤的无机显微组分
• 1、煤的有机显微组分 • （1）镜质组
镜质组是由成煤植物的木质纤维组织，经过腐殖化作用 和凝胶化作用所形成的显微组分。在煤化程度低的烟煤中， 镜质组的透光率为橙色-橙红色，随煤化程度不断加深， 反射率增大，反射色变浅，由深灰色变为白色；透光色变 深，由橙红色变为棕色，直至不透明。
• 3、 半暗煤
半暗煤是煤种中总体相对光泽较弱类型，其中镜煤和 亮煤的含量仅为25%-50%，其余为暗煤，也夹杂丝炭。 半暗煤硬度、韧度、密度都较大。
• 4、 暗淡煤
暗淡煤是煤层中总体相对光泽最弱的类型，其中镜煤 和亮煤含量小于25%，其余为暗煤，也夹少量丝炭。暗淡 煤呈块状构造，层理不明显，内生裂隙不发育，煤质坚硬， 韧性大，密度大。
• (2) 基本结构单元有不规则部分，即侧链和官能团； • (3) 连接基本结构单元的是桥键； • (4) 氧、氮、硫以官能团形式存在； • (5) 分子中有低分子化合物的存在； • (6) 不同煤化程度的煤的结构存在差异

第六章 煤的热解与气化技术


一、干馏方法
4.CSIRO工艺
洁净煤技术
一、干馏方法
5.美国钢铁公司洁净焦炭法
洁净煤技术
一、干馏方法
6.气流床热解工艺
洁净煤技术
一、干馏方法
7.Toscoal工艺
洁净煤技术
一、干馏方法
8.日本的煤炭快速热解工艺
洁净煤技术
二、加氢热解法
1.Coalcon工艺
洁净煤技术
二、加氢热解法
2.快速加氢热解工艺
洁净煤技术
二、加氢热解法
①热效率高。 ②氢耗低。 ③投资省。
洁净煤技术
第三节 煤炭气化技术
1
煤气化技术主要工艺
2
煤气化技术的主要应用领域
洁净煤技术
一、煤气化技术主要工艺
1.固定床气化 2.流化床气化 3.气流床气化 4.熔浴床气化
洁净煤技术
二、煤气化技术的主要应用领域
1.工业燃气 2.民用煤气 3.化工合成原料气 （1）制氢
煤的热解与气化技术
洁净煤技术
第六章 煤的热解与气化技术
1 煤热解分类和过程 2 煤炭热解技术与工艺 3 煤炭气化技术 4 煤炭地下气化技术
洁净煤技术
第一节 煤热解分类和过程
1
煤的热解分类
2
煤的热解过程
洁净煤技术
一、煤的热解分类
按热解温度可分为低温中温和高温热解。 按加热速度可分为慢速、中速、快速和闪速热解。 按气氛可分为惰性气氛热解、加氢热解和催化加氢热解。 按固体颗粒与气体在床内的相对运动状态分为固定床、
气流床和流化床等热解。
按加热方式可分为内热式、外热式和内外热并用式热解。 按热载体方式可分为固体热载体、气体热载体和气-固热 载体热解。 按反应器内的压力可分为常压和加压热解。

热解与气化详解(课堂PPT)

分解是从脱水开始的：如两分子苯酚聚合脱水；其次是脱甲 基或脱氢、生成水与架桥部分的分解次甲基键进行反应生成 CO和H2。
温度再高时，生成的芳环化合物再进行裂解、脱氢、缩合、 氢化等反应。
反应没有明显的阶段性，许多反应是交叉进行的，热解总的 反应方程式可表示为：
有机固体废物 加热 高中分子有机液体（焦油和芳香烃）+低 分子有机液体+多种有机酸和芳香烃+炭渣+CH4+H2+H2O +CO+CO2+NH3+H2S+HCN
➢日本城市垃圾的该H/C值则高于所有固体燃料
——垃圾中塑料含量较高。
➢从氢转换这一点来看．甚至可以说城市垃圾优于普
通的固体燃料。但在实际过程中，还同时发生其他产
物的生成反应，不能以此来简单地评价城市垃圾的热
解效果。
32
Kaiser等人曾对城市垃圾中各种有机物进行 过实验室的间歇实验，得到的气体产物组 成，随热解操作条件的变化而变化
✓ 美国城市垃圾的典型化学组成为C30H48N0.5S0.05， 其H／C值低于纤维索和木材质．
✓ 日本城市垃圾的典型化学组成为 C30H53N0.34S0.02Cl0.09。其H／C值高于纤维素。
31
➢一般的固体燃料，剩余H/C值均在0～0.5之间。
➢美国城市垃圾的该H／C值位于泥煤和褐煤之间；
PVC在加热到200℃左右时开始发生脱氯反应，进一步加热 发生断链反应。
酚醛树脂、脲醛树脂等热硬性塑料则不适合作为热解原料。 PET、ABS树脂等在其分子构造中含有氮、氯等元素，热解
过程中会产生有害气体或腐蚀性气体，也不适宜作为热解原 料。
34
塑料裂解过程

洁净煤技术--第九章 煤的气化技术

尘器出炉。
一、移动床气化法
2.加压移动床气化法以及典型的气化炉
（1）什么是加压移动床气化法？
加压移动床气化法是一种在高于大气压力（1.0-2.0Mpa或
更高压力）的条件下进行煤的气化操作，通常以氧气和水
蒸气作为气化介质，以褐煤、长焰煤或不黏煤为原料的气
化技术。
一、移动床气化法
（2）加压移动床气化法优点：煤气热值高，煤种适应性
三、影响煤气化的主要因素
共同对煤的一些行之产生影响
2.操作条件：主要指气化温度和压力，二者有时相互作用，
（1）气化温度：通常气化温度的选择需考虑以下几个方
面——对于固态排渣的气化方法，为了防止结渣，应将温
度控制在煤灰软化温度以下，但同时温度增高有利于提高
煤的反应活性和碳的转化率，而不同的操作温度还会影响
移 动 床 气 化 法 分 类
从炉型上可 分为 常压气 化炉 加压气 化炉
从运行方式 上可分为
连续式
间歇式
一、移动床气化法
1.常压移动床气化法
在常压条件下运行，采用自供热和干法排灰的方式进行移
动床气化。
(1)移动床气化法的原理：
在气化炉内，固体原料煤从炉顶加入，在向下移动的过程
中与从炉底通入的气化剂逆流接触，进行充分的热交换并
和碳的不完全反应等。
（8）挥发分：指煤在与空气隔绝的容器中加热一定时间
后，从煤中分解出来的液体（蒸汽状态）和气体产物——
焦油、酚及甲烷等。
三、影响煤气化的主要因素
（9）固定碳：煤中固定碳含量的高低，对煤完全气化后
得到气化指标的好坏有直接关系。气化用煤的固定碳含量
高，则煤气的产率高，气化效率和热效率都高。
1-5
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一、简介
煤炭气化技术 煤炭气化是将固体（煤、半焦、焦炭）或液体燃料（水煤浆）与气化剂（空气、 氧气、富氧气、水蒸气或二氧化碳等）作用而转变成燃料煤气或合成煤气。
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三、煤气化技术主要工艺
31
1、固定床气化
也称移动床气化。因为在气化过程中，煤料与气化剂 逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降很 慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定气化床， 实际上，煤料在气化过程中的确是以很慢的速度向下 移动的，故以称为移动床气化
第一阶段：鼓空气燃烧煤蓄热，生产空气煤气
第二阶段：鼓水蒸气，生产热解煤气和水煤气
45
2、煤炭地下气化方法及工艺
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总结
一、煤热解及意义 二、煤热解的分类及过程 三、煤炭热解技术与工艺 四、煤炭气化技术 五、煤炭地下气化技术
49
32
2、流化床气化（沸腾床气化）
以小颗粒煤为原料，并在气化炉内使其悬浮分散在垂 直上升的气流中，煤粒类似于沸腾的液体剧烈地运动 ，从而使得煤粒层几乎没有温度梯度和浓度梯度，从 而使得煤粒层内温度均一，易于控制，提高气化效率 。
33
3、气化床气化
34
Байду номын сангаас
4、熔浴床气化
也称熔融床气化，将煤粉和气化剂以切线方向 高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内，池 内熔融物保持高速旋转。作为粉煤与气化剂的 分散介质的熔融物可以是熔融的灰渣、熔盐等 可熔融的金属。
项目三 煤转化为燃料的技术
任务一 煤的热解与气化技术
1
任务一 煤的热解与气化技术
一、什么是煤热解及意义 二、煤热解的分类及过程 三、煤炭热解技术与工艺 四、煤炭气化技术 五、煤炭地下气化技术
2
任务一 煤的热解与气化技术
固体或有机物在隔绝空气条件下加热分 解的反应过程。干馏的结果是生成各种 气体、蒸气以及固体残渣。气体与蒸气 的混合物经冷却后通被过分物成理气加体工和得液体。
到的一种低污染、 高效率、可管道 输送的代油煤基 流体燃料
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任务四 水煤浆制备技术
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煤炭热解技术及工艺
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将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中， 从而使颗粒具有流体的某些表观特征， 这种流固接触状态称为固体流态化，即 流化床。
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四、煤炭地下气化技术
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提高产气率和稳定产气的有效方法：一是提高还原区温度，扩大还原区域， 使CO2还原和水蒸气的分解更趋于完全；二是增加干馏区长度，生产更多的 干馏煤气。 长通道、大断面、双火源、两阶段地下气化工艺
两阶段地下气化，是一种循环供给空气和水蒸气的气化方法。
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煤的热解与气化技术
二、加氢热解法
产品？？
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煤的热解与气化技术
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在煤化工行业，常把煤焦油和煤直接液化，产物中的沸点低于210℃的轻馏分也称 为轻油或轻质油
燃料油也叫重油、渣油，为黑褐色粘稠状可燃液体，其特点是粘度大，含非烃化 合物、胶质、沥青质多