第三章 煤炭性质对气化的影响
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煤的工业分析及其对气化的影响如何?各种煤,除了其外表特征不同外,更主要的是它们的工艺性能也有很大的差别。
为了合理的利用煤炭资源,对煤作出正确的评价,在工业上,我们通常采用工业分析的方法。
煤的工业分析通常包括煤的水分、灰分、挥发份和固定碳四种,它们对煤的气化影响很大,现分述于下。
(1)水份:煤的水份通常以三种状态存在。
即游离水,一般由外界条件造成,如雨、雪等,二结晶水,是组成煤的分子与水化合而成为结晶状态的水;三是吸附水,是煤本身的空隙形成毛细吸附现象所吸附的水。
一般所指煤的水份是指实验水份,即在空气干燥状态下的试料,在105℃温度下,加热一小时所放出的水份,这主要是吸收水。
这种水份的含水量与煤形成时间的长短有关系,通常泥煤和褐煤含10℃—30%的水份,而烟煤和无烟煤的水份在5%以下。
煤中水份不但对煤的运输、破碎、筛分都不利,而且煤的水份直接影响煤的发热值,还在气化中及收大量的热量,降低煤气的温度,甚至降低还原层的温度,使煤气质量变坏,CO 2含量增加。
同时在干燥层温度较低时,气化烟煤时干馏层逸出的焦油将会发生重新凝聚,而影响发生炉的透气性。
所以,一般要求煤中的水份不超过8%。
另外,由外界条件造成的游离水,特别是雨天,将严重影响煤的筛分,使大量煤末混入发生炉,使料层透气性变坏,煤气质量下降。
故要求大多数南方工厂的煤气站设置干煤棚或采取其它降低外界水份的措施。
(2)灰份:煤的灰份是指除去水份、挥发份外,一切可燃物质在一定温度(800℃上下)完全燃烧后的残留物。
煤的灰份,主要由二氧化硅(SiO 2)二氧化铝(Al 2O 3)、三氧化二铁(Fe 2O 3)、氧化钙(CaO )、和氧化镁(MgO )等组成。
这些矿物质由于是由燃烧得来,故与原来煤中矿特质的真实情况是不同的。
在燃烧时,它们经历了分解、脱水等过程。
煤的灰份是其原生植物的含有物及其在形成过程中外部渗透沉积而混入的。
因此,它的种类、数量以至分布状态,由于煤层所在位置,种类以及形成的不同而异。
煤炭气化工艺学教学大纲课程编号:096207课程名称:煤炭气化工艺学学时/学分:48/3先修课程:无机化学,有机化学,煤化学适用专业:应用化学开课系或教研室:化学化工系一、课程的性质与任务课程的性质:《煤炭气化工艺学》是应用化学专业的专业课。
对理论与实践相结合的应用很强的学科,对学生从事煤化工行业素质的培养起着重要作用。
课程的任务:主要内容是煤气化的原理、气化工艺流程以及合成气净化。
通过本课程的学习,使学生能够掌握运用煤气化的原理和方法,熟悉煤气化工艺流程,为学生从事煤气化打下坚实的理论和实践基础。
二' 课程的基本要求1教学方式:以讲授为主,辅以必要的课堂习题训练。
2成绩考核方式:期末考试90%+平时成绩10%三、课程教学内容(一)绪论.煤化工1.煤气化的发展现状.煤气化的基本内容2.学习方法(二)煤气化的基本原理1.煤气化的概念.基本化学反应2.煤质对煤气化的影响(三)煤气化炉的结构和类型L煤气化炉的基本结构2 ,煤气化炉的类型。
(四)固定(移动)床气化法1.固定床气化炉的结构2,煤气化炉的物料衡算3.常见的几种固定床气化炉(五)流化床气化法1,流态化的基本概念2.流化床气化炉的研发3.常见的流化床工艺流程(六)气流床气化法1.几种气流床炉型的比较2 ,常见气流床工艺流程3 ,煤的气化联合循环发电(七)煤炭地下气化1.煤地下气化工艺2.影响煤地下气化的因素3.煤地下气化发展工艺展望(八)煤的气化方法的评价与选择1.三种气化工艺的比较2.气化方法选择的原则(九)煤气的净化1 .煤气净化2 ,煤气净化的分类、学时分配表五、主要参考书.张双全、吴国光、周敏等编.《煤化学》.中国矿业大学出版社,20041.郭树才.煤化工工艺学.北京:化学工业出版社,2000. 8.许祥静.煤气化生产技术,北京:化学工业出版社,2010.9。
《煤化工生产技术》课程标准总学时数:86 理论课时:62 实践课时:24适用专业:煤化工生产技术学分:4制定人:煤化工教研室制定日期:2014年4月一、课程性质本课程是煤化工生产技术专业的一门必修课。
本课的任务是使学生掌握煤化工生产的基本概念,了解煤化工安全生产方面的知识,深化空气深冷液化分离、煤气化、煤液化、甲醇生产技术及煤化学产品加工工艺等方面知识;培养学生的煤化工生产操作方面的专业能力,如正确地确定生产的工艺条件的能力,在煤化工安全生产操作规程下解决生产过程中一般工艺技术问题的能力以及正确操作煤化工的重要设备等;同时注重培养学生的社会能力和方法能力。
本课程是在学生完成化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、煤化学等基础课的学习后开设的,并通过专业实训与仿真实训强化学生的专业技能。
二、设计思路《煤化工生产技术》是以对企业技术骨干和管理人员关于工作任务的调查分析为依据,确立课程教学目标和内容;以培养就业能力为导向,课程内容与职业资格取证要求融通;以典型工作任务分析为基础,构建总体能力目标、具体能力目标和知识目标。
煤化工生产技术专业是以就业为导向、职业能力培养为目标,培养具有较强实践动手能力,具备必须的文化基础知识、煤化工工艺基本理论和从事煤化工生产操作、工艺运行、技术管理等工作的职业能力和综合素质,在生产、建设、管理、服务等一线工作精工艺、懂设备、懂管理的高素质技能型专门人才。
按照章节分为十一章,按工作任务工作岗位进行任务分解,形成6个学习情景:空气深冷液化分离;煤焦化技术;煤气化技术;煤液化技术;合成气合成天然气与甲醇技术;甲醇合成其他化学产品技术。
对工作过程的实施以工学结合方式实现。
在教学安排上,按周数进行。
采用教师授课、实训室实习、下厂参观及及顶岗操作,便于原理讲授与操作训练相结合。
每个学习情境内选取典型的工作任务,在教师指导下,课堂传授专业知识、课下掌握专业技能,把教师的教学过程与学生的学习过程、企业生产与工作过程联系起来,使学习内容充分体现企业实际需要,让学生在生产任务实施中训练操作技能、团队合作和沟通技能、工作能力和方法能力,体验企业工作过程和氛围,构建知识。
第一章绪论一、选择题1、下列属于化石能源的是(石油、天然气、煤炭)2、最大的煤生产和消费国是(中国)3、下列能源属于二次能源的是(城市煤气)4、民用燃气的热值一般为(4620kg/m3)5、二次世界大战后,煤炭汽化工业发展缓慢的原因是(石油和天然气的发展)6、下列属于新型煤化工特点的是(煤炭-能源-化工一体化)7、下列属于碳一化学品的是(CO 、CO2 、CH3OH 、HCHO )8、下列说法正确的是(煤气化产物不是煤化工的最终产品)9、煤属于(混合物)10、城市煤气要求CO低的原因是(CO有毒)二、复习思考题1、何为煤化工?答:煤化工是以煤为原料经过化学加工,实现煤的转化并进行综合利用的工业。
煤化工包括炼焦工业、煤炭气化工业、煤炭液化工业、煤制化学品工业以及其他煤加工制品工业等。
2、什么是煤气化?包含的内容有那些,有什么特点?答:煤的气化是煤或煤焦与气化剂在高温下发生化学反应将埭或煤焦中有机物转变为煤气的过程。
煤炭气化技术广泛应用于下列领域。
(1)作为工业燃气(2)作为民用煤气(3)作为化工合成和燃料油合成的原料气(4)作为冶金用还原气(5)作为联合循环发电的燃气(6)作煤炭气化燃料电池(7)煤炭气化制氢(8)煤炭液化的气源3、试述煤炭气化产品——煤气为原料,说明碳一化学的发展方向和趋势。
答:碳-化学是以含有一个碳原子的物质(如CO、CO2、CH3、CH3OH、HCHO)为原料合成化工产品或液体燃料的有机化工生产过程。
碳-化学是一个很大的领域,其产品包括由合成气台成燃料、甲醇及系列产品,合成低碳醇、醋酸及系列产品,合成低碳烯烃、燃料添加剂等方面。
4、煤炭气化工艺课程的学习内容有那些?本课程与本专业主要专业基础课、专业课有何区别和联系。
答:具体内容可分为以下几部分。
①气化原理。
讨论气化方法、气化热力学、动力学过程对气化过程的影响。
②煤炭性质对气化的影响。
介绍了煤种及煤质对气化的影响a③气化炉。
讨论各类气化炉结构特点、工艺流程、工艺条件选择对气化的影响等。