煤气化方法总结
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七种煤气化工艺介绍煤气化是一种将固体煤转化为气体燃料的工艺,通常通过加热煤,使其在缺氧或氧气含量有限的条件下发生化学反应,生成焦炭、煤油和煤气等产物。
以下是七种常见的煤气化工艺的介绍。
1.固定床煤气化工艺:该工艺中,煤通过加热填充在固定的反应器中,在缺氧条件下进行气化。
在高温下,煤发生热解反应,生成固体残渣和一氧化碳、氢气等气体。
这些气体通常用于制造合成气或其他化学品。
2.流化床煤气化工艺:流化床煤气化工艺中,煤通过气化剂和促进剂的喷射,在气化炉内形成流体化床。
在床内,煤被高速的气流悬浮并在其表面上发生化学反应。
这种工艺适用于不同种类的煤,并能高效地产生合成气。
3.乌煤煤气化工艺:乌煤煤气化工艺是在低温和低压下对乌煤进行气化的一种方法。
乌煤是一种硬煤的变种,其含煤量高且易于破碎。
这种工艺能够产生较高浓度的一氧化碳和氢气,适用于燃料气和合成气的生产。
4. Lurgi煤气化工艺:Lurgi煤气化工艺采用干煤粉在喷射炉内与氧气和蒸汽进行气化。
这种工艺具有高效和灵活的特点,适用于各种煤种和煤粉尺寸。
其产气效率高,并且可以在高温下对产生的煤气进行分离和净化。
5. Koppers-Totzek煤气化工艺:Koppers-Totzek煤气化工艺是一种由德国公司开发的工艺。
该工艺利用煤在高温下与氧气和水蒸气进行反应,生成一氧化碳和氢气等气体。
这种工艺有助于减少硫化物和氨等有害物质的生成,并通过循环冷却来提高能源利用率。
6. Shell煤气化工艺:Shell煤气化工艺是一种高效的二代气化工艺,采用了先进的氧气冷喷射技术。
它将煤分解为焦炭和煤气,并将煤气用于合成气和其他化学品的生产。
该工艺具有高效能和较低的二氧化碳排放量。
7. Entrained Flow煤气化工艺:Entrained Flow煤气化工艺中,煤和氧气以高速混合,并通过特殊设计的喷射式燃烧器进行燃烧和气化。
这种工艺能够在高温下快速气化煤并生成高浓度的合成气。
煤的气化过程及应用煤是一种重要的能源资源,其在能源领域的应用历史悠久。
然而,煤矿开采和燃烧所带来的环境问题日益突出,这促使人们寻找更加环保和高效的煤炭利用方式。
煤的气化技术就是一种有效的解决方案。
煤的气化是将固体煤转化为可燃气体的过程。
通过控制气化反应的条件,如温度、压力和气氛,煤可以被分解生成气体,主要包括一氧化碳、氢气和甲烷等。
这些气体可以用作燃料,或者作为化工原料进一步加工利用。
煤的气化过程可以分为两个主要步骤:干馏和气化。
在干馏阶段,煤在高温下分解,产生固体炭和挥发性物质。
挥发性物质主要是气体和液体,其中的气体主要是一氧化碳和氢气。
在气化阶段,挥发性物质被进一步加热分解,生成更多的一氧化碳和氢气。
这些气体可以通过各种方式进行利用。
煤的气化技术具有许多优点。
首先,气化可以将煤中的能量充分利用,提高能源利用效率。
与传统的燃烧方式相比,气化可以使煤的能量利用率提高30%以上。
其次,气化过程产生的废气可以进行净化处理,减少对环境的污染。
通过控制气化反应条件和采用先进的净化技术,可以将废气中的有害物质减少到最低程度。
此外,煤的气化还可以产生多种化工原料,如合成氨、合成甲醇等,为化工工业提供了重要的资源。
煤的气化技术在能源领域有着广泛的应用。
首先,气化可以用于发电。
通过将煤气化产生的气体燃烧,可以驱动发电机发电。
这种方式不仅可以提高燃煤发电的效率,还可以减少对大气的污染。
其次,气化可以用于制造合成天然气。
通过气化煤炭生成一氧化碳和氢气,再经过一系列的反应和净化处理,可以得到高质量的合成天然气。
这种合成天然气可以替代传统天然气,用于供暖、燃料等方面。
此外,煤的气化还可以用于生产化工原料。
通过将煤气化产生的一氧化碳和氢气与其他原料进行反应,可以制造各种化工产品,如合成氨、合成甲醇等。
然而,煤的气化技术也面临一些挑战和限制。
首先,气化过程需要高温和高压条件,这会增加设备的投资和运行成本。
其次,气化过程产生的废气中可能含有一些有害物质,如硫化物和重金属,需要进行有效的净化处理。
煤气化的工业方法
以下是 7 条关于煤气化的工业方法:
1. 固定床煤气化,就像是搭建了一个稳固的舞台。
你知道吗?就像家里烧煤球那样,把煤放在固定的地方,让它慢慢地发生反应。
比如鲁奇炉就是用这种方法,煤气从里面产生,多神奇呀!
2. 流化床煤气化呀,那简直就是一场热闹的舞会!煤颗粒在里面欢快地跳动着,跟空气充分接触反应。
想象一下,像循环流化床这样的,就如同一场欢快的派对,煤气就在这热闹中诞生啦!
3. 气流床煤气化,那可真厉害,就像一阵疾驰的风暴!煤粉被高速吹进去,快速反应产生煤气。
水煤浆气流床就是个典型例子,这速度,这效率,真让人惊叹不已啊!
4. 熔渣气化炉煤气化,像是一场高温下的华丽表演!煤在高温融融的状态下转化为煤气,真神奇啊!好多大型工厂都用这种方法呢,厉害吧!
5. 地下煤气化,哇哦,这就像是在大地深处挖掘宝藏!直接在地下让煤转化为煤气。
难道你不想知道这藏在地下的神秘力量是怎么工作的吗?
6. 催化煤气化,就好像给这个过程加了个神奇催化剂!加速反应,让煤气更快更好地产生。
就如同有了魔法助力一样,太有意思啦!
7. 新型煤气化技术,这就像未来的一道曙光!不断突破创新,带来更高效更环保的煤气化方法。
难道我们不应该期待这些新技术给我们生活带来的巨大改变吗?
我的观点结论:煤气化的工业方法多种多样,各有其独特之处和应用场景,它们共同推动着能源行业的发展。
我们要不断探索和研究,让煤气化技术更好地为我们服务!。
Shell煤气化Shell煤气化技术从20世纪70年代开始研究,在进行了多次小试、中试、示范化装置建设基础上于1989年在荷兰德姆克勒联合循环发电厂建造了2. 5 ×105 kW 工业化装置,该装置于1993年投入运行。
该技术属于气流床技术,工艺流程主要包括原料煤的预处理、煤的加压和投料、煤的气化、除灰、煤气净化、脱硫以及配套的水处理、空分、氮气系统等。
装置的造气压力为2. 0~4. 0 MPa,操作温度1400~1 600℃,采用液态排渣技术,渣中含碳量<1%,干煤粉进料,碳转化率达99% ,煤气中有效气含量约90% ,有效气比氧耗约340 m3 /1 000 m3(CO+H2 ) ,比煤耗约590 kg/1000 m3 (CO +H2 )。
对于Shell的煤气化技术,目前除国外的1套工业化装置以外,国内从2001年起已有广西柳州化肥厂、中石化湖南洞庭氮肥厂、中国神华煤制油有限公司、中石化湖北枝江化肥厂、中石化安徽安庆化工总厂、大连大化公司合成氨厂、云南云天化集团、云南云沾化集团等多家单位引进了12 套13台Shell炉工艺,生产能力从20~50万t/ a不等,基本都应用于合成氨和甲醇装置。
涉及到专利技术转让、设备国产化率低、关键设备需进口等因素,使该技术成为目前国内投资最高的煤气化装置,20万t/ a合成氨装置配套的煤气化系统,投资约3. 5亿~4亿元,其中空分系统投资约1亿元。
Shell煤气化技术的技术优势与不足体现在以下几个方面:(1) 煤种适应性较广,对原料煤几乎没有要求,从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦均可气化,对煤的灰熔融性适应范围宽,即使是高灰分、高水分、高含硫量的煤种也可适应。
这是其他煤气化技术难以比拟的。
然而该技术对于灰熔点较高的煤种需加入助熔剂(石灰)以降低煤的熔点,因此从经济运行角度考虑,煤种还是要有所选择。
(2) 采用加压气化,氧耗低,单炉生产能力大,适合大型化生产,目前单台设备投煤量可达到2 000 t/d,相应合成氨生产能力可达到1 500 ~1 600 t/d。
13种煤气化工艺的优缺点及比较有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目,这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。
现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤气化技术作评述,供大家参考。
1、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。
从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。
2、常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂,原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低,适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。
3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤,要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性,适用于生产城市煤气和燃料气,不推荐用以生产合成气。
4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术,2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行,实现了工业化,其特点是煤种适应性宽,可以用6-8mm以下的碎煤,属流化床气化炉,床层温度达1100℃左右,中心局部高温区达到1200-1300℃,煤灰不发生熔融,而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。
床层温度比恩德气化炉高100-200℃,所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤,以及石油焦,投资比较少,生产成本低。
缺点是气化压力为常压,单炉气化能力较低,产品中CH4含量较高(1%-2%),环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。
此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉,适用于气化褐煤和长焰煤,要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%,灰熔点高(ST大于1250℃)、低温化学活性好的煤。
煤炭气化原理一、引言煤炭气化是一种将煤炭转化为合成气的技术,通过高温和缺氧环境下的反应使煤炭中的有机物发生热解、干馏、燃烧等化学变化,产生一种含有一氧化碳和氢气的混合气体,称为合成气。
本文将对煤炭气化的原理进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、煤炭气化的基本反应煤炭气化的主要反应可以分为三个步骤:热解、干馏和燃烧。
2.1 热解煤炭在高温下分解,释放出挥发性物质和焦炭。
这个过程称为热解反应。
热解主要由以下三个步骤组成: 1. 原煤脱水:煤炭中的水分在高温下蒸发。
2. 碳氢化合物分解:煤炭中的碳氢化合物(如烃类)在高温下发生热解,产生小分子气体和炭质残留物。
3. 炭质残留物退变:煤炭中的炭质残留物在高温下发生退变,产生焦油和焦炭。
2.2 干馏在热解的基础上,进一步进行干馏反应。
干馏是指将挥发性物质和焦炭分离的过程。
干馏过程主要包括以下几个步骤: 1. 挥发性物质分离:将挥发性物质(包括一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、重烃等)从煤中分离出来。
2. 固体焦炭生成:将挥发性物质分离后得到的残渣进一步热解,生成固体焦炭。
2.3 燃烧燃烧是指将产生的一氧化碳(CO)和水蒸气(H2O)与外部供气中的氧气(O2)反应,产生二氧化碳(CO2)和热能的过程。
煤炭气化中的燃烧反应主要包括以下几个步骤: 1. 供气:将外部的氧气供应到煤炭气化反应器中。
2. 氧化反应:一氧化碳与氧气发生氧化反应,生成二氧化碳。
3. 氢化反应:水蒸气与一氧化碳发生氢化反应,生成二氧化碳和水。
4. 燃烧释能:燃烧反应放出的热能可以用于产生蒸汽、发电等。
三、煤炭气化的影响因素煤炭气化过程受到许多因素的影响,主要包括以下几个方面:3.1 温度温度对煤炭气化速率和产物组成有显著影响。
较高的温度可以促进煤炭中的碳氢化合物热解和干馏反应,加快气化反应速率。
同时,高温条件下还有利于催化剂的活性和稳定性。
3.2 压力压力对气化反应的平衡和速率同样具有重要影响。
随着时代的进步和科技的不断发展,我国在能源领域取得了显著的成就。
作为一名煤气化行业的从业者,我有幸参与其中,见证了这一变革。
在过去的一年里,我在公司领导的正确指引和同事们的帮助下,较好地完成了自己的本职工作,现将一年来的工作总结如下:一、工作回顾1. 技术学习与提升作为一名煤气化工程师,我深知技术的重要性。
因此,在过去的一年里,我不断学习新知识,提高自己的专业技能。
通过参加各类培训、阅读专业书籍和与同事交流,我对煤气化工艺流程、设备运行原理以及安全操作规程有了更深入的了解。
2. 项目实施与推进在过去的一年中,我参与了多个煤气化项目的实施与推进。
从项目前期调研、方案设计到现场施工、设备调试,我都积极参与其中。
在项目实施过程中,我严格按照工艺要求,确保工程质量和安全。
3. 设备维护与保养设备是煤气化生产的核心,设备的正常运行对整个生产过程至关重要。
因此,我高度重视设备维护与保养工作。
在日常工作中,我定期对设备进行检查、保养,发现问题及时上报并处理,确保设备处于最佳运行状态。
4. 安全生产与环保安全生产和环保是煤气化行业的生命线。
我始终将安全生产和环保放在首位,严格执行各项安全规章制度,积极参与公司组织的安全生产培训。
同时,我还关注环保问题,努力降低生产过程中的污染物排放。
二、工作成果1. 项目顺利完成在参与的项目中,我充分发挥了自己的专业技能,与团队成员紧密合作,确保了项目按期、保质完成。
这些项目的成功实施,为公司创造了显著的经济效益。
2. 设备运行稳定通过加强设备维护与保养,我所负责的设备运行稳定,故障率明显降低,为公司节约了大量维修成本。
3. 安全生产无事故在过去的一年里,我严格执行安全生产规章制度,积极参与安全生产活动,确保了安全生产无事故。
三、不足与改进1. 专业知识储备不足虽然我在工作中不断学习,但与行业先进水平相比,我的专业知识储备仍有不足。
今后,我将更加努力地学习,提高自己的专业素养。
煤气化技术煤气化技术是将固体煤转化为气态或液态燃料的一种技术,其主要目的是提高煤的利用率,减少对传统燃料的依赖,达到节能、环保的目标。
本文将从煤气化技术的基本原理、应用领域以及优缺点等方面进行详细阐述。
一、煤气化技术的基本原理所谓煤气化技术,就是将煤通过高温、高压、无氧条件下的气化反应,将煤中的碳、氢、氧等元素与水蒸气或其他工业气体反应,生成一种能源燃气和化工原料的技术。
基本反应式为:C + H2O → CO + H2C + CO2 → 2COH2O + CO → H2 + CO2以上反应产生的气体主要包括一氧化碳(CO)、氢气(H2)和二氧化碳(CO2),其中一氧化碳和氢气是煤气化的两种主要产物,也是煤气化的主要目的。
二、煤气化技术的应用领域煤气化技术可以应用在多个领域,包括:1. 燃料领域:将煤气用作机械动力、燃料燃烧等用途。
2. 化工领域:将煤气用作化工原料,制取烯烃、乙烯、合成氨等。
3. 能源领域:将煤气用作化学燃料,如用合成气生产合成烃等。
4. 环保领域:将煤气用作城市燃气,以代替传统的煤炭、石油等燃料。
5. 冶金领域:将煤气用作高炉燃料,以代替传统的焦炭。
6. 电力领域:利用燃气发电、燃气轮机等,将煤气转化为电能。
三、煤气化技术的优缺点1. 优点:(1)提高煤的利用率:通过煤气化技术,可以将煤中的碳、氢等元素都充分利用,大幅提高煤的利用率。
(2)节约能源:煤气化技术可以将煤转化成可替代传统能源的煤气,实现节能减排。
(3)环保:煤气化技术可以减少尘埃、烟气等污染物的排放,达到环保的目的。
2. 缺点:(1)设备配置复杂:煤气化设备、反应器、气体清洗装置等的设计和制造较为复杂,需要高技术水平的研发和生产。
(2)能源成本高:虽然煤气化技术可以提高煤的利用率,但其能源成本相对较高,需要大量的电力和气体,从而影响了其应用范围和经济效益。
(3)反应过程精确控制难度大:煤气化是一个复杂的反应过程,其反应速度、温度、压力等参数均需要精确控制,一旦发生偏差,就可能影响到产物的质量和产量。
煤气化方法总结
煤气化方法种类繁多,人们曾将它们分别归类,但由于出发点不同,因而存在一些不同的分类方法。
例如从原料形态分类则可分成固体燃料气化、液体燃料气化、气态燃料气化和固液混合燃料气化。
以入炉煤粒度大小分类则可分成块煤气化(~)、小粒煤气化(~)、粉煤气化(﹤)、油煤浆气化和水煤浆气化。
以气化压力分类则可分为常压或低压(﹤)、中压(~)及高压气化(﹥)。
按气化介质分则有空气气化、空气蒸汽气化、氧蒸汽气化及加氢气化。
以排渣方式分则有:干式湿式、固态液态、连续间歇排渣等气化法。
按供热方式则分成外热式、内热式和热载体三类。
按入炉煤在炉中过程动态分则有固定床(或称移动床)、沸腾床(或称流化床)、气流床及熔渣池气化四种,这也是目前广为使用的煤气化分类法。
现将各种气化方法作一简介。
一、固定床气化法
一.固定床气化法()
( )法
常压下以空气及蒸汽气化块状高挥发份烟煤以间歇制取中热值煤气,意大利曾使用过。
(国家炉具公司)法
常压下以空气及蒸汽气化烟煤制取低热值燃料气,系两段炉,英国开发。
两段法
常压下以空气及蒸汽气化烟煤制取中热值煤气,意大利于上世纪年代开发。
(路易那)溶渣法
常压下以蒸汽与氧气化焦炭制取中热值煤气,德国厂开发。
(鲁奇)干灰法
~下用蒸汽与氧使~次烟煤或褐煤气化。
年由德国公司工业化。
我国云南解放军化肥厂有台捷克制的Ⅰ型气化炉,炉径,在下将褐煤用纯氧加压气化。
山西天脊煤化工集团则有Ⅳ型炉在下气化块煤,炉径,共台,用于生产合成氨后加工成硝酸磷肥。
太原化工公司亦有一台用于制氨,气化压力,炉径。
南非厂共有台,年处理煤万吨用于生产合成油。
法
常压下用空气与蒸汽气化焦炭或无烟煤制低热值煤气,欧洲曾使用过。
(平奇希勒布兰德)法
加压下用蒸汽及煤气气化褐煤制中热值合成气,炉上部为干馏区,下部为水煤气制造区。
炉径达,曾在德国使用多年。
(英国动力煤气公司)法
常压下用空气和蒸汽气化烟煤制取低热值煤气,曾在英国某地使用多年。
(美国赖利加煤气公司)法
常压下用蒸汽与空气(或氧)气化~块状无烟煤或烟煤制取燃料气,二次大战前国外曾有台在运转,现早已淘汰。
法
加压下用氧及蒸汽使≦块煤或将粉煤、二炭加入石灰及纸浆废液压型后气化制取中热值煤气,此法为美国舒尔茨动力经济公司在哥伦比亚大学协助下开发的。
(赛森加洛齐)法
在常压下用氧和蒸汽气化焦炭或煤制取中热值煤气。
工业炉炉径,产气量,熔融排渣,分三级加入气化剂,炉体中间、上部均设有补充氧的喷嘴。
该法由公司开发。
法
常压下用空气和蒸汽气化焦炭制取中热值合成气,由美国公司开发。
国内于年起用于制氨工业,年扩大到无烟煤,我国中小型氮肥厂有大小炉数千台。
后来又进一步扩大到无烟粉煤气
化,将粉煤添加不同粘结剂压制成煤球或煤棒,也有将烟煤或褐煤先经干馏再气化来制取合成气。
(韦尔曼)法
是美国麦克道尔·韦尔曼公司开发,于年实现工业化,在低压下用空气(或氧)与蒸汽使无烟煤、焦、褐煤等气化制取低热值燃料气,属一段干灰炉。
上世纪年全世界共有台,年代末仅剩下台,其中台在美国,年代中期台湾曾建有台。
(韦尔曼)炽热炉
亦为美国韦尔曼公司在世纪末开发的常压单段及两段干灰炉,单段炉曾用于欧洲及南非,两段炉用于欧美,南非自年以后建有余台,美国于年建有台Φ炉用于空气及蒸汽气化煤制取燃料气。
(威尔普特)法
美国公司开发的一段干灰炉,在常压下用空气(或氧)与蒸汽气化烟煤制取低热值或中热值燃料气,用旋转臂防止炉渣粘结。
仅用于美国霍尔斯顿兵工厂,二次大战时曾建有台,后只使用台。
法
由美国伍德尔·达克哈姆公司与意大利米兰煤气公司共同开发,于年工业化,实际上是两段法的改进,有空气蒸汽循环操作和氧蒸汽循环操作两种方式,在常压下用次烟煤、烟煤及褐煤制取煤气,为两段干灰炉。
选用空气蒸汽循环的有欧洲、澳大利亚及南非百余台,而选用氧蒸汽循环的在欧洲有台。
上述种方法均已工业化。
熔渣法
由英国煤气公司开发,年中试,年经加压气化中试。
年英美合作在苏格兰建成Φ,煤处理量~的示范装置。
~块状烟煤在及≦℃下用氧和蒸汽气化,碳转化率﹥%,冷煤气效率%,吨煤氧耗,汽耗,累计操作。
.窑气()法
美国阿丽斯·卡玛公司开发,在~压力,℃温度下用空气与蒸汽气化制取低热值煤气,示范装置建在伊利诺伊州电力公司伍德河发电厂,日处理煤,产气量,为%,冷煤气效率%。
(鲁尔)法
由德国鲁尔煤气、鲁尔煤及斯梯各三家公司联合开发,在≦下用氧及蒸汽气化~块状无烟煤,示范装置建在道尔斯顿()。
年月起已处理煤,次运行共操作。
炉径Φ,投煤量~,可用于城市煤气或代用天然气生产。
法
美国福斯特·惠勒能源公司开发,在常压下用空气及蒸汽气化次烟煤制取低热值煤气。
示范装置建在明尼苏达州立大学德卢斯分校,炉径Φ,为二段气化炉,投煤量,产品气%。
上述种方法已建立示范装置。
法德国公司开发,在常压下用氧与蒸汽气化无烟煤制取中热值煤气的两段炉,仅进行过中试。
法
美国通用电器公司开发,年在纽约州建成Φ中试炉,于~压力下用空气和蒸汽气化伊里诺伊号煤,投煤量,制得煤气有效组分%~%,可作燃料气或用于燃气透平发电。
熔渣法
由美国大福克斯能源研究中心开发,将鲁奇干灰炉改为熔融排渣,在至年间建立了中试装置,~年间封存,年月又重新启用。
操作压力可达,蒸汽用量仅为鲁奇炉的,气化能力大~。