煤气化工艺和炉型的选择
- 格式:pdf
- 大小:70.11 KB
- 文档页数:2
初探煤气化工艺方案的选择随着能源需求的不断增加,煤作为一种丰富的化石燃料资源,越来越成为人们关注的焦点。
煤气化技术是将煤转化成可用于燃料、化学品和能源的气体产品,是煤能够得以广泛应用的关键技术。
在进行煤气化工艺方案的选择时,需要根据煤的性质、热力学参数和经济效益等多个方面进行综合考虑,下面就从这三个方面来初步探讨一下煤气化工艺方案的选择。
一、煤的性质煤的性质主要包括煤种、灰分、挥发分等指标。
在选择煤气化工艺方案时,需要根据煤的性质,确定合适的气化方式。
对于高挥发分的煤,常用的气化方式为流化床气化和喷锅气化,而对于低挥发分的煤,则更适合采用固定床气化等方式。
在确定煤种后,还需要进行煤的预处理,如煤的粉碎、干燥等,以达到更好的气化效果。
二、热力学参数热力学参数主要包括气化温度、气化压力、气化剂、气化反应等方面的指标。
在选择煤气化工艺方案时,需要根据热力学参数的调节,确定合适的气化反应条件。
在气化反应过程中,气化剂的选择很关键,常用的气化剂有氧气、水蒸气等,不同的气化剂会对气化产物有很大的影响。
同时,气化温度和气化压力也是决定气化效率和气化产物品质的重要因素。
因此,在选择煤气化工艺方案时,需要对煤的热力学参数进行分析和优化,以达到更高的气化效率和更好的产物品质。
三、经济效益在进行煤气化工艺方案的选择时,经济效益也是需要重视的方面。
煤气化工艺方案的选择,要从整个项目的角度出发,综合考虑技术的成熟度、建设投资、运营成本、产品市场和环保要求等多个方面,以实现最大经济效益和社会效益。
在现代化社会,环保要求越来越严格,因此,在选择煤气化工艺方案时,也需要优先考虑环保要求的满足程度。
总之,煤气化工艺方案的选择需要考虑到多个方面的因素,需要进行综合分析和协调,在选择方案时也要有整体观念,达到最佳综合效益。
作为一种关键的煤化工技术,煤气化工艺的发展将有助于推动煤的能源利用和清洁化,更好地满足人们的能源需求和环境保护要求。
初探煤气化工艺方案的选择1几种煤气化工艺及特点介绍煤气化是煤化工的龙头技术,是煤洁净利用技术的重要环节,C1化学的基础。
煤气化技术是发展煤基化学品、煤基液体燃料、联合循环发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础,是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术,对我国经济和保障国家安全具有重要的战略意义。
煤气化过程采用的气化炉炉型,目前主要有以下3种:固定床﹙UGI、鲁奇﹚;流化床﹙灰熔聚、UGAS、鲁奇CFB、温克勒、KBR、恩德等﹚;气流床﹙Texaco、Shell、GSP、PRENFLOW、国产新型水煤浆、二段干煤粉、航天炉等﹚。
1.1固定床制气工艺1.1.1常压固定床间歇制气工艺工艺特点是:常压气化,固体加料10-50mm,固体排渣,间歇气化,空气和蒸汽作气化剂,吹风和制气阶段交替进行,适用原料白煤和焦碳,气化温度800~1000℃。
代表炉型有美国的U.G.I型和前苏联的U.G.Ⅱ型。
工艺过程都比较熟悉,这里从略。
技术优点:历史悠久,技术成熟,设备简单,投资省,生产经验丰富。
技术缺点:技术落后,原料动力消耗高,炭转化率低70~75%,产品成本高,生产强度低,程控阀门多,维修工作量大,废气、废水排放多,污染严重,面临淘汰。
1.1.2常压固定床连续制气常压固定床连续制气工艺的技术特点:常压气化,固体加料,床体排渣,连续制气,富氧空气﹙氧占50%﹚或氧气加蒸汽做气化剂,无废气排放,适用煤种白煤和焦碳。
技术优点是:连续制气,炉床温度稳定,约为900~1150℃,操作简单,程控阀门少,维修费用低,生产强度大,碳转化率高,约80~84% 。
技术缺点:需要空分装置,投资比较大。
固定床连续制气工艺的技术突破在于以氧气或富氧空气加蒸汽做气化剂,由于气化剂中氧含量的增加,气化反应过程中,燃烧产生的热量与煤的气化和蒸汽分解所需要的热量能够实现平衡,可以得到稳定的反应温度和固定的反应床层,可以实现连续制气,不用专门吹风,无废气排放,生产强度和能源利用率都有了很大的提高。
初探煤气化工艺方案的选择煤气化是一种将煤炭转化为合成气的重要技术。
合成气是一种混合气体,主要成分是一氧化碳和氢气,可以用于生产合成燃料、化工原料、肥料等,同时也可以用于发电和供热。
煤气化技术在减少碳排放、提高能源利用效率等方面具有重要意义。
在选择煤气化工艺方案时,需要考虑到煤种特性、产品需求、环境影响等因素,以确保实现经济、环保和可持续发展的目标。
首先,选择适合的煤气化工艺是至关重要的。
目前,主要的煤气化工艺包括干燥气化、气体化、固体床气化和流化床气化等。
不同的煤气化工艺具有不同的优缺点,需要根据具体情况进行选择。
干燥气化工艺适用于低热值的煤炭,通过将煤炭预处理后进行气化,能够实现煤气中有机组分的高效转化。
气体化工艺是一种高效的煤气化工艺,具有操作简单、产品质量高等优点,但需要消耗大量的能源。
固体床气化工艺适用于高强度的煤气化,可以实现高效的碳转化,但也存在需要更多外部热输入的问题。
流化床气化工艺具有较高的热效率和碳转化率,适用于多种煤种,但运行成本较高。
其次,根据产品需求选择合适的煤气化工艺方案。
不同的煤气化工艺可以得到不同成分和比例的合成气,根据具体产品需求,如合成燃料、化工原料等,选择合适的工艺方案能够提高生产效率和产品质量。
再次,考虑环境影响是选择煤气化工艺方案的重要因素之一、煤气化过程中会排放大量的废气和废水,其中含有二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等有害物质,对环境造成污染。
选择低污染、低能耗的煤气化工艺方案,通过废气净化、循环利用等技术措施,可以减少对环境的影响。
最后,综合考虑经济性、可持续性等因素选择煤气化工艺方案。
煤气化技术的投资、运营成本较高,需要测算投资回收期、成本效益等指标,确保项目能够持续盈利。
同时,考虑到气化废物的处理、能源消耗等问题,选择符合可持续发展理念的煤气化工艺方案能够实现长期稳定的运营。
总之,选择适合的煤气化工艺方案是实现煤气化技术应用的关键。
需要根据煤种特性、产品需求、环境影响、经济性等多方面因素进行综合考虑,确保选取的方案能够实现经济、环保和可持续发展的目标。
3组主要⽓化⼯艺及8种典型⽓化炉图⽂详解! ⼀、⽓化简介 ⽓化是指含碳固体或液体物质向主要成分为H2和CO的⽓体的转换。
所产⽣的⽓体可⽤作燃料或作为⽣产诸如NH3或甲醇类产品的化学原料。
⽓化的限定化学特性是使给料部分氧化;在燃烧中,给料完全氧化,⽽在热解中,给料在缺少O2的情况下经过热降解。
⽓化的氧化剂是O2或空⽓和,⼀般为蒸汽。
蒸汽有助于作为⼀种温度调节剂作⽤;因为蒸汽与给料中的碳的反应是吸热反应(即吸收热)。
空⽓或纯O2的选择依⼏个因素⽽定,如给料的反应性、所产⽣的⽓体⽤途和⽓化炉的类型。
⽓化最初的主要应⽤是将煤转化成燃料⽓,⽤于民⽤照明和供暖。
虽然在中国(及东欧)⽓化仍有上述⽤途,但在⼤多数地区,由于可利⽤天然⽓,这种应⽤已逐渐消亡。
最近⼏⼗年中,⽓化主要⽤于⽯化⼯业,将各种碳氢化合物流转换成'合成⽓',如为制造甲醇,为⽣产NH3提供H2或为⽯油流氢化脱硫或氢化裂解提供H2。
另外,⽓化更为专门的⽤途还包括煤转换为合成汽车燃料(在南⾮应⽤)和⽣产代⽤天然⽓(SNG)(⾄今未有商业化应⽤,但在70年代末和80年代初已受到重视)。
⼆、⽓化⼯艺的种类 有多种不同的⽓化⼯艺。
这些⼯艺在某些⽅⾯差别很⼤,例如,技术设计、规模、参考经验和燃料处理。
最实⽤的分类⽅法是按流动⽅式分,即按燃料和氧化剂经⽓化炉的流动⽅式分类。
正像传统固体燃料锅炉可以划分成三种基本类型(称为粉煤燃烧、流化床和层燃),⽓化炉分为三组:⽓流床、流化床和移动床(有时被误称为固动床)。
流化床⽓化炉完全类似于流化床燃烧器;⽓流床⽓化炉的原理与粉煤燃烧类似,⽽移动床⽓化炉与层燃类似。
每种类型的特性⽐较见表1。
表1 各种⽓化炉⽐较 * 如果在⽓化炉容器内有淬冷段,则温度将较低。
1.⽓流床⽓化炉 在⼀台⽓流床⽓化炉内,粉煤或雾化油流与氧化剂(典型的氧化剂是氧)⼀起汇流。
⽓流床⽓化炉的主要特性是其温度⾮常⾼, 在⼀台⽓流床⽓化炉内,粉煤或雾化油流与氧化剂(典型的氧化剂是氧)⼀起汇流。
第27卷第2期辽 宁 化 工Vol.27,No.2 1998年3月Liaoning Chemical Industry Mar.,1998煤气化方案的选择周 莉① 张 泰② 杜 欣③ (本溪化工集团 本溪117001) (辽宁省石油化学工业技术经济信息中心 沈阳110003) (辽宁省化肥农药工业总公司 沈阳110001) 摘 要 对当今世界煤气的技术包括德士古水煤浆加压气化法、DOW煤气化法、GSP气化法等从气化条件及优缺点进行了对比,并对德士古水煤浆气化工艺工业化情况做了介绍。
关键词 煤气化 选择 气化炉 压力1 前 言生产合成氨的主要原料是自然界中的烃类。
而烃类可分为三类:固体(煤)、液体(石油)和气体(天然气等)。
加工不同原料需选用不同的生产工艺。
因而原料路线的选择离不开资源贮量、供应情况和市场价格这三个因素。
2 各种煤气化工艺特点从我国蕴有的能源结构来看,煤占72%、石油占22%、天然气占2%、水力发电4%。
从开采储量占世界储量来看,煤炭占世界可采储量的11%,石油占2.3%,天然气仅占1%。
随着生产建设的发展,能源需求日益增加。
目前情况是,我国的石油已经需要少量进口,其量将逐年递增。
以气为原料的化肥装置,天然气供应量普遍不足,不同程度的制约着生产能力的发挥。
而我国煤炭产量却是逐年增长,1995年已达13.3亿t,多年居世界第一,而且每年有八千万吨出口。
因而在油气资源不足或价格高昂的地区,采用以煤为原料的生产路线是值得重视的。
东北三省的油田是沿松辽平原,北起大庆,南至渤海湾,是一字型排列。
近年来辽河、盘锦气源严重不足,长山化肥厂、浩良河化肥厂由于重油涨价,日益严重的危及企业的生存。
东北三省煤炭资源比较丰富,但却少白煤。
如果走传统的造气方案,对东北三省的化工企业进行改造,必将导致晋煤北运2000~4000km,且要经过山海关的瓶颈地带,难度颇大,而且要增加工厂的制造成本。
国外从70年代末期开始研究新一代的气化方法,即有德士古(Texaco)水煤浆气化法、DOW气化法、GSP气化法等。
新型煤气化工艺选择探讨我国的煤气化炉众多,其工艺也比较多。
文章探讨了几种煤气化工艺技术,希望能够为相关工作提供借鉴。
标签:煤气化技术;对比;探讨现代煤化工属于资金密集型产业,气化炉又是投资比例最大的单元,怎样依托自身的原料结构、运输、人员素质、水资源、资金、知识产权和环境容量等因素,准确选定适合自身的煤气化工艺显得尤为重要。
1 煤气化技术概述中国是拥有煤气化炉最多的国家,但多数为常压固定床煤气发生炉(全国有约4500台),单炉发气量小,对环境污染较严重,且不能适应大型化的要求,因此这种气化技术已在2006年7月7日的(发改工业[2006]1350号)中明确要求禁止。
取而代之的大型加压煤气化技术,中国已实现工业运行的有10多种,引进国外技术的有6种。
通常把气化炉分为三种类型:固定床、流化床和气流床。
具体分类如下:固定床:UGI、富氧连续气化、Lurgi、BGL等。
流化床:恩德、KBR、灰融聚、温克勒气化炉、U-GAS、HRL等。
气流床:GE、OMB、GSP、Shell、HT-L、TPRI等。
当前被广泛接受的是气流床气化炉,下面着重介绍气流床煤气化工艺。
2 常用煤气化技术简介2.1 GE德士古水煤浆气化德士古气化法是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺,水煤浆通过喷嘴在高速氧气流的作用下,破碎、雾化喷入气化炉。
氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火衬里的高温辐衬作用,迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程,最后生成以一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气、熔渣和未反应的碳,一起同流向下离开反应区,进入炉子底部激冷室水浴,熔渣经淬冷、固化后被截留在水中,落入渣罐,经排渣系统定时排放。
煤气和饱和蒸气进入煤气冷却净化系统。
2.2 多喷嘴对置式水煤浆气化工艺技术特点:(1)有效气成分达84.9%,碳转化率达98.8%,比氧耗为309Nm3/kNm3(CO+H2),比煤耗达535kg/kNm3(CO+H2),产气率达2.3m3干气/kg干煤。