煤气化的主要反应式

煤的气化方程式

发生的主要反应方程式有：C+O2=CO2；2C+O2=2CO；C+H2O=CO+H2；C+2H2O=CO2+2H2；CO+H2O=CO2+H2；CO+3H2=CH4+H2O，还有很多中间反应。煤的气化是一个很复杂的过程，煤气化过程的两类主要反应：燃烧反应和还原反应。

煤炭气化

煤炭气化指在一定温度、压力下，用气化剂对煤进行热化学加工，将煤中有机质转变为煤气的过程。其涵义就是以煤、半焦或焦炭为原料，以空气、富氧、水蒸气、二氧化碳或氢气为气化介质，使煤经过部分氧化和还原反应，将其在所含碳、氢等物质转化成为一氧化碳、氢、甲烷等可燃组分为主的气体产物的多相反应过程。对此气体产品进行进一步加工，可制得其它气体、液体燃烧料或化工产品。经气化，煤的潜热将尽可能多地变为煤气的潜热。

煤的分馏是物理变化，煤的干馏是化学变化。煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上，是非常重要的能源，也是冶金、化学工业的重要原料，有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤这几种分类。

1干馏的定义 干馏是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被分成气体和液体。干馏是人类很早就熟悉和采用的一种生产过程，如干馏木材制木炭，同时得到木精（甲醇）、木醋酸等。在第一次世界大战前，工业上丙酮就是由木材干馏所得的木醋酸用石灰中和，再经干馏而制得的。 2分馏的定义 分馏是分离几种不同沸点的混合物的一种方法，过程中没有新物质生成，只是将原来的物质分离，属于物理变化。分馏是对某一混合物进行加热，针对混合物中各成分的不同沸点进行冷却分离成相对纯净的单一物质过程。 分馏实际上是多次蒸馏，它更适合于分离提纯沸点相差不大的液体有机混合物。如煤焦油的分馏；石油的分馏。当物质的沸点十分接近时，约相差25度，则无法使用简单蒸馏法，可改用分馏法。分馏柱的小柱可提供一个大表面积与蒸气凝结。

煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料以及化学品的过程，生产出各种化工产品的工业。

煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工。煤的气化、液化、焦化，煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等，都属于煤化工的范围。而煤的气化、液化、焦化（干馏）又是煤化工中非常重要的三种加工方式。

煤的气化、液化和焦化概要流程图

一.煤炭气化

煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。

煤的气化的一般流程图

煤炭气化包含一系列物理、化学变化。而化学变化是煤炭气化的主要方式，主要的化学反应有：

1、水蒸气转化反应 C+H2O=CO+H2

2、水煤气变换反应 CO+ H2O =CO2+H2

3、部分氧化反应 C+0.5 O2=CO

4、完全氧化（燃烧）反应 C+O2=CO2

5、甲烷化反应 CO+2H2=CH4

6、Boudouard反应 C+CO2=2CO

其中1、6为放热反应，2、3、4、5为吸热反应。

煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。

煤炭气化按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有：

1) 固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。

2) 流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。

煤气化装置主要设备表

（空分、煤储运与备煤、气化岛）

一、 空分：2×28000Nm3/h（投资：2×1.5亿，厂家提供）

主要投资（一套装置）：

1、空气压缩系统 空压机、增压机、膨胀机、氮压机、氧泵、氮泵、蒸汽透平机

2、预冷系统 空冷塔、水冷塔、水泵

3、纯化系统 纯化器、（吸附塔剂）、切换蝶阀、电加热器（蒸汽加热器）

4、分馏系统 高压主板式换热器

循环泵、液体泵

低温阀（进口）

分馏塔（上塔、下塔、内件、器）

提氩装置（塔、器、泵）

5、仪控系统 DCS、电磁阀、UPS电源、分析仪、现场仪表

6、电控系统

7、土建、安装、厂房等

二、煤储运与备煤（磨煤系统）：2＋1（3×400万RMB）

主要投资（一套装置）：

1、密闭筒仓、栈桥、皮带系统、筛分破碎、除尘

2、机组 磨煤机、电机、减速机、给煤机、密封风风机、热风炉 3、输送计量系统 称重系统

煤仓、皮带

4、仪控系统 仪表、阀、

5、润滑系统 高低压稀油站

6、助溶剂给料系统

7、稀相输送系统

8、土建、安装

三、气化岛（密相输送、煤气化与洗涤、黑水处理）：1＋1

主要投资（一套装置）：

1、密相输送 加压罐器 4＋1

煤仓（低压） 1

缓冲罐 5

过滤器 5

换热器 1

输送球阀 很多

循环热水泵 2

煤气化装置主要设备

一、 空分：

主要投资（一套装置）：

1、空气压缩系统 空压机、增压机、膨胀机、氮压机、氧泵、氮泵、蒸汽透平机

2、预冷系统 空冷塔、水冷塔、水泵

3、纯化系统 纯化器、（吸附塔剂）、切换蝶阀、电加热器（蒸汽加热器）

4、分馏系统 高压主板式换热器

循环泵、液体泵

低温阀（进口）

分馏塔（上塔、下塔、内件、器）

提氩装置（塔、器、泵）

5、仪控系统 DCS、电磁阀、UPS电源、分析仪、现场仪表

6、电控系统

二、煤储运与备煤（磨煤系统）：

主要投资（一套装置）：

1、密闭筒仓、栈桥、皮带系统、筛分破碎、除尘

2、机组 磨煤机、电机、减速机、给煤机、密封风风机、热风炉

3、输送计量系统 称重系统

煤仓、皮带

4、仪控系统 仪表、阀、 5、润滑系统 高低压稀油站

6、助溶剂给料系统

7、稀相输送系统

三、气化岛（密相输送、煤气化与洗涤、黑水处理）：

主要投资（一套装置）：

1、密相输送 加压罐器

煤仓（低压）

缓冲罐

过滤器

换热器

输送球阀

循环热水泵

2、氧氮气给料 缓冲罐

过滤器

换热器