煤化工原理
煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析
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煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析近些年,煤化工产业受到政府和社会舆论的持续关注,由于有关煤炭利用利用和煤化工污染物产生的环境污染问题,煤化工处理技术得到了大幅度改善。
本文综合介绍了煤化工过程基本原理、污染特征、受污染物特点和污染物质量控制技术,以及煤化工效能分析。
一、煤化工过程基本原理煤化工是继冶金、机械制造和化工等行业之后,又一个重要的工业部门。
煤的利用一般以煤的气化,直接或间接,将含碳的原料转化为气态烃(煤气)、水溶性液体(树脂)和固体(煤焦),以及由这些产物经过加工后构成的各种原料和成品的过程。
煤的化工处理过程可以一般分为以下几个环节:一是破碎,即将煤分层成细小的粒状,以便增加煤的表面积,提高煤的活性;二是萃取,采用不同的萃取剂将煤中的有机成分分离出来;三是杀菌,采用抗菌剂将煤化工过程中的污染物中的致病菌剂和毒素杀灭;四是煤气化,煤气化是利用煤中含有的煤气(烃气体),来制造化学品、热力能和电能;五是煤素处理,即将蒸馏煤素(液煤)中的气体和液体物质分离,然后进行处理;六是焦化,即将煤质熔融,然后冷却,最后加工处理,使其适用于相应的使用场合。
二、煤化工污染特征煤化工过程中,由于煤气化、煤素处理、焦化和萃取等活动而产生的废气、废水和固体物质是原料中没有的,并且主要是污染物。
1、煤化工废气污染特点煤化工废气污染物主要有有机物、挥发性有机物、一氧化碳、硫化氢和氨等。
有机物是一类具有潜在危害的污染物,其产生的VOCs 可以与其他污染物结合形成更大的健康风险。
煤化工的一氧化碳和硫化氢污染物特别严重,其产生的CO2和SO2有损大气环境,对人类健康也有危害。
2、煤化工废水污染特点煤化工废水污染物主要有有机物、悬浮颗粒、重金属、氨等,其中有机物和悬浮颗粒等污染物,具有比较大的毒性,重金属和氨等污染物,也会损害水体的生态环境,影响饮用水水质。
3、煤化工固体污染特点煤化工固体污染物主要有粉尘、黑烟和微粒等,它们的污染主要是由煤的热分解和煤的点火等活动产生的,煤烟和微粒可以在大气中传播,具有较大的污染力,而烟尘中含有多种毒性物质,可以引起慢性呼吸性疾病;微粒可以直接进入人体,对呼吸道和肺部有害。
煤化工技术原理
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煤化工技术原理
煤化工技术原理
煤化工是指以煤为原材料的化学工业,通过对煤进行深加工,不断延长其产业链,可以开发出数百种乃至上千种化工产品,具有产业链长、增值空间大、关联程度高、规模效益显著的特点,煤化工是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。
据悉在煤的清洁高效利用中,煤制烯烃是公认和可行的发展方向,其中甲醇制烯烃是在世界范围内目前尚未实现工业化应用的关键技术,已经成为发展新型煤化工的瓶颈。
煤化工装备种类繁多,可分为动、静两大类装备。
其中,加氢反应器、气化炉、还原炉、器、盛运容器等压力容器和管道、阀门等属于静装备,泵、风机、压缩机、空分装备等属于动装备。
在煤化工行业中对于投资者而言,技术水平更高的新型煤化工项目无疑更有吸引力。
然而,在泡泡吹大之后,一旦发现项目的技术水平仍未过关,无疑将面临巨大的投资风险。
作为项目的实际运营者,煤化工企业面临的风险无疑更大。
所以技术是企业建立的根基。
煤化工技术:煤焦化、煤气化、煤液化。
煤焦化:将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,也称煤的干馏。
煤气化:煤在高温条件下借助气化剂的化学作用将固体碳转化为可燃气体(气体混合物)的热化过程。
煤液化:煤炭在溶剂作用和高温高压条件下,直接与气态氢发生反应,使煤的氢含量增加,最后转变为液体的过程。
煤化工考试重点总结范文
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一、煤化工的基本概念1. 煤化工:利用煤炭作为原料,通过化学加工方法,生产出各种化工产品的一种工业过程。
2. 煤化工的特点:原料丰富、成本低廉、应用广泛。
二、煤化工的分类1. 煤炭直接转化:包括煤炭气化、液化、干馏等。
2. 煤炭间接转化:包括煤炭与水蒸气反应生成合成气、合成气转化为甲醇、合成氨等。
三、煤炭气化1. 气化反应原理:煤炭与水蒸气在高温、高压下反应生成一氧化碳和氢气。
2. 气化方法:固定床气化、流化床气化、移动床气化等。
3. 气化产品:合成气、焦炭、煤焦油等。
四、煤炭液化1. 液化反应原理:在催化剂的作用下,将煤炭转化为液态烃类物质。
2. 液化方法:直接液化、间接液化等。
3. 液化产品:汽油、柴油、煤油等。
五、合成气制备1. 合成气原料:煤炭、天然气、生物质等。
2. 合成气制备方法:部分氧化、整体氧化、水蒸气变换等。
3. 合成气用途:合成甲醇、合成氨、合成汽油等。
六、合成甲醇1. 甲醇合成原理:合成气在催化剂的作用下,在高温、高压下反应生成甲醇。
2. 甲醇合成工艺:固定床合成、流化床合成等。
3. 甲醇用途:燃料、化工原料、医药等。
七、合成氨1. 氨合成原理:合成气在催化剂的作用下,在高温、高压下反应生成氨。
2. 氨合成工艺:合成氨装置、合成氨催化剂等。
3. 氨用途:化肥、合成氨水溶液、硝酸等。
八、煤化工的环保与安全1. 环保:减少污染物排放、提高资源利用率、降低能源消耗等。
2. 安全:加强安全管理、防止事故发生、提高应急处理能力等。
九、煤化工发展趋势1. 提高煤炭资源利用率,降低能源消耗。
2. 发展清洁煤化工技术,减少污染物排放。
3. 推广新型煤化工工艺,提高产业竞争力。
通过以上总结,可以看出煤化工考试的重点主要集中在煤炭的转化、合成气制备、合成产品、环保与安全以及发展趋势等方面。
考生在复习时应重点关注这些内容,并结合实际案例进行分析,提高自己的解题能力。
祝广大考生在煤化工考试中取得优异成绩!。
通俗易懂讲解煤化工
![通俗易懂讲解煤化工](https://img.taocdn.com/s3/m/81ecc04f00f69e3143323968011ca300a7c3f678.png)
通俗易懂讲解煤化工煤化工是利用煤炭作为原料,通过一系列化学和物理过程转化为化工产品的行业。
煤炭是一种重要的化石能源,而煤化工则是将煤炭转化为更高附加值的产品,实现能源的利用和化学品的生产。
煤化工的主要过程包括煤气化、煤炭液化和煤炭气化。
煤气化是将煤炭在高温和压力下与氧气或水蒸气反应,生成合成气体的过程。
合成气体主要由一氧化碳和氢气组成,可以用于生产合成油、合成天然气和合成醇等燃料和化工原料。
煤炭液化是将煤炭在溶剂或催化剂的作用下,在高温和高压条件下转化为液体燃料的过程。
液化煤主要用于生产燃料油和化工原料。
煤炭气化是将煤炭在高温和高压下与水蒸气反应,生成合成气体的过程。
合成气体可以用于生产合成油、合成天然气和合成醇等燃料和化工原料。
煤化工的产品广泛应用于能源、化工、医药、农药、染料等行业。
其中,煤制油和煤制天然气是煤化工的重要应用领域。
煤制油是将合成气体通过催化剂转化为液体燃料的过程,可以生产出汽油、柴油和航空煤油等燃料。
煤制天然气是将合成气体通过一系列物理和化学处理,去除杂质和硫化物,得到高纯度的天然气。
煤制天然气可以替代传统天然气,用于供暖、发电和工业用途。
煤化工还可以生产出一系列化工原料和化学品。
比如,通过合成气体可以生产甲醇、乙醇、丙醇等醇类化合物,用于制造溶剂、塑料和涂料等化学品。
通过液化煤可以生产苯、甲苯、二甲苯等芳香烃化合物,用于制造染料、合成纤维和橡胶等化学品。
煤化工在能源转化和化学品生产方面具有重要意义。
通过煤化工技术,可以充分利用煤炭这一丰富的资源,实现能源的高效利用和化学品的多样化生产。
与此同时,煤化工也可以减少对传统石油和天然气资源的依赖,提高能源安全和化工原料的供应稳定性。
此外,煤化工还可以减少煤炭的排放和污染,实现煤炭清洁利用和环境保护的双重目标。
煤化工是将煤炭转化为化工产品的重要技术领域。
通过煤气化、煤炭液化和煤炭气化等过程,可以生产出合成气体、液体燃料和化学品等产品。
煤化工原理
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煤化工原理
煤化工是利用煤炭作为原料进行化学加工,生产出各种化工产品的一种工艺。
煤作为一种重要的化石能源,在煤化工中发挥着重要的作用。
煤化工原理是指通过一系列的化学反应和工艺操作,将煤转化为有机化学品和燃料。
本文将从煤化工的基本原理、工艺流程和应用领域等方面进行介绍。
首先,煤化工的基本原理是利用煤的化学成分进行加工和转化。
煤主要由碳、氢、氧、氮和少量的硫组成,其中碳是最主要的成分。
在煤化工过程中,通过加热、压力和催化剂等手段,可以将煤中的碳、氢等元素转化为烃类、酚类、醇类等有机化合物,从而生产出各种化工产品。
其次,煤化工的工艺流程主要包括煤气化、煤液化和煤焦化等环节。
煤气化是
将煤转化为合成气的过程,合成气主要由一氧化碳和氢气组成,可以用于生产甲醇、合成油等化工产品。
煤液化是将煤转化为液体燃料或化工产品的过程,可以生产出煤油、煤焦油等产品。
煤焦化是将煤转化为焦炭的过程,焦炭是重要的冶金原料和燃料。
另外,煤化工在能源化工、化工原料和化工产品等领域有着广泛的应用。
在能
源化工领域,煤化工可以生产出合成天然气、合成石油等替代石油和天然气的能源产品。
在化工原料领域,煤化工可以生产出甲醇、乙烯、苯等重要的化工原料。
在化工产品领域,煤化工可以生产出塑料、橡胶、合成纤维等各种化工产品。
总的来说,煤化工是一种重要的化工工艺,可以充分利用煤炭资源,生产出各
种化工产品和能源产品。
随着能源和化工行业的发展,煤化工在我国的地位和作用将会更加突出,对于提高能源利用效率和化工产品的多样化具有重要意义。
希望本文对煤化工原理有所帮助,谢谢阅读。
煤化工个人培训总结
![煤化工个人培训总结](https://img.taocdn.com/s3/m/f445715b4531b90d6c85ec3a87c24028915f85fb.png)
煤化工个人培训总结1. 前言在过去的一段时间里,我参加了一次关于煤化工的个人培训课程。
通过这次培训,我深入了解了煤化工的基本原理、工艺流程以及行业发展趋势。
在此笔记中,我将就培训内容进行总结,并谈谈我的学习心得和感受。
2. 煤化工基本原理煤化工是一门利用煤炭加工生产燃料、化工品的学科。
通过对煤炭进行分解、重组和转化,可以获得燃料气体、化工原料等有价值的产物。
在培训中,我学到了煤炭的组成和性质,了解了煤炭中的主要元素和含量对煤化工过程的影响。
通过煤炭的热解、气化、液化等过程,可以将煤炭转化为煤气、煤油、煤焦油等具有高附加值的产品。
3. 煤化工工艺流程煤化工的工艺流程是将煤炭进行加工转化的具体步骤。
在培训中,我学到了一些常见的煤化工工艺流程,如煤气化、煤直接液化、煤间接液化等。
通过了解这些工艺流程,我对煤化工的生产过程有了更加清晰的认识。
其中,煤气化是一种重要的煤化工工艺,它可以将煤炭转化为煤气,其中含有一氧化碳、氢气等。
这些气体可以用作燃料或用于合成化工原料。
另外,煤液化可以将煤炭转化为液体燃料,如煤油和煤焦油。
通过煤液化工艺,可以有效利用煤炭资源,减少对石油等化石燃料的依赖。
4. 煤化工行业发展趋势在培训中,我了解到煤化工是一个不断发展的行业,具有广阔的市场前景。
随着清洁能源和可持续发展的要求,煤化工行业的技术和工艺正在不断创新和改进。
下面是一些煤化工行业的发展趋势:- 煤炭资源的高效利用:随着煤炭资源的日益紧缺,煤化工技术可以更好地利用煤炭资源,提高资源利用效率。
- 低碳经济的推动:煤化工行业正致力于降低碳排放,发展低碳煤化工技术,以应对环境压力和全球气候变化的挑战。
- 生物质能源与煤化工的结合:将生物质能源与煤炭结合利用,可以提高能源的可持续性,并减少对传统石油等化石燃料的依赖。
5. 学习心得和感受通过这次煤化工个人培训,我对煤化工的基本原理和工艺流程有了更深入的了解。
同时,我也了解了煤化工行业的发展趋势,对煤化工的前景和挑战有了更清晰的认识。
煤化工生产技术知识全解
![煤化工生产技术知识全解](https://img.taocdn.com/s3/m/4ca051ddc8d376eeaeaa31b0.png)
1,煤气化的四个阶段
1)干燥 气化所用的原料煤通常都含有一定的水分。煤料进入气化炉后,随着温度的逐 渐升高,煤中水分会受热蒸发,而使煤料得到干燥。煤在气化炉内的干燥速率 主要受入炉原料煤粒度、气化炉操作温度及煤料与气化剂的接触方式等因素影 响。 2)热解 煤料在气化炉内经过干燥后,随着温度的进一步升高,煤分子会发生热分解反 应,生成一定数量的挥发性物质(包括干馏煤气、焦油及热解水等)。同时, 煤料中不能挥发的部分形成半焦。煤在热解过程中产生挥发分的数量和质量主 要与原料煤的煤阶、煤料的升温速率以及气化炉内的运动方式等因素有关。 3)气化 煤热解后形成的半焦在更高的温度下与通入气化炉的气化剂发生化学反应,生 成以CO、H2、CH4及CO2、N2、H2S、H2O等为主要成分的气态产物,即粗煤 气。影响煤气化反应的主要因素有原料煤的性质、气化温度、气化压力、气化 剂种类、煤料与气化剂的接触方式以及气化炉的结构形式等。 4) 燃烧 由于煤与气化剂之间发生的主要化学反应多为强吸热反应,同时需要保证气化 反应能在较高的气化炉操作温度下快速、连续进行,因此一般通过使煤料中的 部分碳与气化剂中的氧发生燃烧反应的方式来为气化过程提供必要的热量。
2)均相气化反应速率
均相气化反应的速率取决于反应物的浓度、温度、压力及其 他条件。均相气化反应速率可用下述通式表示: r=kC mACnB 式中 k-反应速率常数; CA 、CB-反应物浓度; m 、n-反应物浓度的幂次。 由此可知,反应速率常数越大,则反应进行的越快;反应 物的浓度越高,反应进行的也越快。因此,在接近反应末期,反 应物浓度已很低,反应进行比较缓慢。 对于一定的反应,在一定的条件下k为定值。当外界条件改 变特别是温度改变时,将使k值发生变化。
3)几个主要的化学反应
煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析
![煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析](https://img.taocdn.com/s3/m/9b6cb1c60875f46527d3240c844769eae109a375.png)
煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析煤化工是利用煤制取各种能源以及基本有机化学品的过程,包括热煤气化、热裂解、电煤气化、催化裂化等等。
不同的煤化工过程依据具体的化工装置进行分类,其基本原理可概括为:通过改变煤在压力、温度条件下的形态,使煤转变成其他形态的可利用物质;当煤发生热裂解作用时,温度越高发生的反应越多,其对环境会造成污染。
煤气化过程中,有效改变煤种温度和压力,可以产生大量的气态碳氢化合物,同时也会产生大量的固体碳的微粒,因而常常会污染大气,影响环境。
热裂解过程也会造成空气污染,在此过程中,将催化剂和煤一起置于高温的容器中,当温度维持在一定的条件时,煤中的深层碳氢化合物便可以被释放出来,但高温温度条件还会使空气中有毒且粘性的物质,如硫氧化物、碳氢化物等,影响大气环境,而且细小的碳颗粒会引起挥发性有机物污染。
煤化工过程的污染特征也是不容忽视的,煤气化过程中会产生大量的氮氧化物、硫氧化物、氯化物、二氧化硫等有毒有害物质,使大气环境中受到严重污染,而热裂解过程中排放出的烟雾微细悬浮物、有机物也会影响大气质量;电煤气化过程中,由于负责加热的系统较为封闭,可以减少对大气环境的污染,但是也会排放出苯等有毒物质。
不论煤化工过程中排放出的物质如何,为了提高其对环境的效能,需要采取有效的控制技术。
煤气化过程中,可以通过确定合理的反应温度、催化剂种类以及过程条件,减少碳、氮、硫的排放;热裂解过程中,可以采用替代能源或内燃机,减少对空气的污染;电煤气化过程中,可以采用不同的控制系统,比如脱硫技术、微细控制技术等,以加强对有毒有害物质的控制。
综上所述,煤化工过程的基本原理是通过改变煤在压力、温度条件下的形态转变为其他可用物质;煤化工过程污染特征主要是排放大量有毒有害物质,影响大气质量;而煤化工过程的效能可以通过使用不同的控制技术,来有效改善环境问题。
煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析
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煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析煤化工技术是全球目前广泛使用的煤分解技术。
它是将煤和气化剂(煤气,空气等)反应发生气化,分解煤成不同组分组成的工业技术。
煤化工技术可以用来制备一系列能源和化工产品,如合成气、甲烷等。
煤化工技术的基本原理是将煤以适当的温度,在低压环境下,利用气体(水汽、煤气、空气等)分解而成的气态反应产物,去除煤中的有机物,从而生成合成气、甲烷、氢等煤气化产物。
在煤气化反应过程中,煤质发生变化,可以获得丰富的气态底物,利用这些底物可以制备出许多能用于能源和化学原料生产的烃类成分。
煤气化是一种过程特殊的能量转换方式,其特点是极大的耦合性、消耗很少的能量、低处理温度,和大量产生过程废气等。
因此,煤气化过程对环境的污染是有害的。
煤气化产物排放以废气、废水和废渣形式出现,主要是含有一氧化碳、二氧化碳、硫氧化物、碳氢化合物等有毒物质,常常会导致大气和地下水的污染。
在煤气化反应中可能产生各种有害物质,因此应采取多种措施来减少煤气化反应产生的污染。
首先,在煤气化反应过程中应加强对污染物及其化学物理特性的观察,以控制污染物的排放。
其次,应采取措施排放反应产物,如有害气体的脱硫、脱氮以及废水的净化处理等。
最后,应采取一些特殊的有效的减排技术,如臭氧氧化除尘、吸附剂除尘、电离脱硝等。
此外,煤气化过程的能源效率也不容忽视。
煤气化过程中产生大量的热量,但是由于温度控制不当,部分热量难以有效利用。
因此,应采取措施有效地改善煤气化反应过程中的能源效率,如采用新型反应设备、新型控制器,以提高能源利用率和反应效率。
总之,煤化工过程的基本原理、污染特征与能源效能分析,是影响煤气化工艺发展的主要因素。
它们既决定了煤气化在促进能源和化工原材料的利用上的作用,也影响了煤气化过程的污染特征和能源效率。
因此,综合利用煤气化工艺,需要对其反应过程和污染特性有深入的了解,以及正确采取科学的节能减排措施,以保证煤气化工艺可持续发展。
煤化工科普知识
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煤化工科普知识
1.煤化工基础概念:
-煤化工的核心是通过一系列化学反应和技术手段,将煤炭这种固态化石燃料转变为附加值更高的能源和化工产品。
-煤炭主要由碳、氢、氧、氮、硫、灰分等多种元素组成,还含有一些微量元素,其性质和组成决定了其在煤化工中的应用潜力。
2.煤化工主要工艺:
-煤的气化:通过气化炉,在一定温度和压力下,使煤炭与氧气、蒸汽或其他气体反应生成合成气(主要成分为一氧化碳和氢气),可用于生产电力、合成氨、甲醇等化工品。
-煤的液化:包括直接液化和间接液化。
直接液化是在高压和高温下,通过催化作用将煤转化为液体燃料(如汽油、柴油)和化工原料;间接液化则是先将煤制成合成气,再合成液体燃料。
-煤的干馏:即煤炭在无氧或缺氧条件下加热分解,得到的产品包括煤气、焦炭和煤焦油,其中焦炭主要用于炼铁,煤气和煤焦油可进一步提炼多种化工产品。
-焦化:生产冶金焦炭的同时回收焦炉煤气和煤焦油,焦炉煤气可以作为清洁燃料或化工原料,煤焦油则通过深加工获得酚、萘、蒽等化合物。
-电石乙炔化工:利用电石(通过生石灰和煤炭高温反应制得)遇水产生乙炔气体,进而生产一系列有机化工产品。
3.煤化工的重要性与发展:
-在全球能源结构中,煤炭储量丰富且分布广泛,煤化工对于一些煤炭资源丰富的国家和地区来说,是重要的能源补充和化工原料来源。
-随着石油资源的日益紧张和环保要求的提高,现代煤化工技术致力于提高煤炭利用效率,降低污染物排放,发展清洁能源和精细化学品生产。
4.技术进展:
-现代煤化工技术不断进步,如高效的煤气化技术、煤直接液化技术的发展,以及对副产品(如二氧化碳)捕获和封存技术的研究,均有助于提升煤化工产业的经济效益和环境可持续性。
煤化工原理
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煤化工原理
煤化工原理是将煤作为原料,经过一系列的化学反应和加工过程,转化为各种有价值的化工产品的一种技术。
它包括煤气化、煤炭液化和煤化学加工等方面。
煤气化是将煤在高温、缺氧或氧气存在下进行热解反应,产生一种混合气体,即煤气。
这种煤气主要含有一氧化碳、氢气、二氧化碳、甲烷等成分。
煤气可以用作燃料,也可用于合成其他有机化合物。
煤炭液化是将煤转化为液体燃料或化工原料的过程。
通过加热、加压和催化剂的作用,将煤中的长链烃类分解成较短链的烃类,形成液体产品。
此过程也会产生一些副产品,如沥青、焦油等。
煤化学加工主要包括煤炭的气化裂解、升级转化和功能改性等过程,以提高煤的利用价值。
气化裂解是将煤在高温和缺氧或氧气存在下分解为气体和液体产物。
升级转化是将煤液化产物经过精制、加氢等处理,得到高品质的燃料或化工原料。
功能改性是通过改变煤的结构和性质,使其适用于不同的应用领域。
煤化工原理的研究和应用对于煤炭资源的高效利用,保护环境和节约能源具有重要意义。
通过煤化工技术,可以将煤转化为清洁能源和高附加值化工产品,减少对传统石油资源的依赖,促进能源结构的多元化。
同时,煤化工过程中产生的废水、废气等污染物也需要进行有效处理,以减少对环境的影响。
总之,煤化工原理是一门涉及煤气化、煤炭液化和煤化学加工
等多个领域的学科,通过将煤转化为燃料和化工产品,实现能源可持续利用和环境保护的目标。
煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析
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煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析煤化工是一种利用煤炭进行转化的工艺,它将煤炭及其他原料通过对温度、压力和化学反应条件的控制,产生蒸气、气态烃、油质及许多其它产品。
煤化工过程中发生的化学变化过程,是煤的结构及其有机组成的转变,同时产生了大量的污染物,包括烟尘、悬浮颗粒物、气态有害化学物质(VOCs)、废气,以及液态废水,等等。
煤化工的基本原理是将煤炭经过烟囱传输并加热到许多不同的温度,使之发生不同的化学反应,最终形成高发热量的气体、液体和固体物质,形成煤气、轻油、焦油、石蜡、碳酸盐等。
煤气主要是由甲烷、乙烷、乙烯和含硫化合物组成,它们可以提供大量的能量。
乙烯是最重要的原料之一,它也可以用来制造各种合成树脂、食品添加剂等重要产品。
轻油和焦油是煤化工过程中吸热量最大的产物,它们主要用于燃料的生产。
石蜡可以用来制造润滑脂,而碳酸盐则可以用于制造冶金产品,如铁锰铸件、钢材熔化等。
煤化工过程也会对环境造成污染。
烟尘是一种最重要的污染物,它主要含有灰尘、碳酸钙等有机物,其中可能含有大量的重金属离子,如铅、硒、锌等重金属。
悬浮颗粒物(PM2.5)也是一种有害污染物,它们主要是气态有机化合物,有些还含有重金属,它们可以被人体吸收,对人体健康有害。
VOCs则是一类不宜在空气中滞留的有毒气体,能够致癌、致病。
废气还含有氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳等气体,它们能够与水蒸气形成酸雨、臭氧洞,影响大气环境。
此外,煤化工还会产生大量的液态废水,废水中含有石油类、重金属、有机物等有害物质,可能导致水域污染。
煤化工的效能分析非常重要,对于煤化工行业的发展至关重要。
在煤化工过程中,应注重温度、压力,以及各种化学反应条件等因素,选择合适的反应催化物,确保转化过程的温度、压力和化学组分的最优配比,以实现最佳效能,减少污染物的排放,更好地服务于社会。
为此,煤化工行业应不断改进技术,开发出更加环保、经济、高效的工艺流程,以及更加安全可靠、节能降耗的设备,从而有效减少污染物的排放,保护我们的环境。
煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析
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煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析煤化工是指将煤转化为有用的物质,包括液体或气体能源、燃料油、石油化学品、润滑油、煤油、炭黑和各种金属的工业过程。
煤化工不仅是现代工业进步和技术发展的重要内容,而且也是现代文明发展过程中所取得的经济成就的基础。
煤化工过程有很多复杂的物理、化学和生物学过程,它们的基本原理是最重要的。
煤化工过程的基本原理包括热力学、化学反应、传热扩散和流体力学等多种因素。
在其他过程中,如动力学,电磁学,以及有机化学等,依然发挥重要作用。
煤转化过程的物理和化学特性是其最重要的基本原理,其主要包括:热分解反应,气化反应,氢化反应,氧化反应,粒度变化,气体分子碰撞,热力学模型,反应速率,临界温度,热效率等。
煤化工过程的污染特征可以从其产生的废气中得出比较明确的结论。
有三类废气,其中煤焦油废气的污染特征最为明显,它们的污染特征主要表现为:高浓度的碳氢化合物,空气中有机物浓度升高,气态硫含量较高,汞含量较低,以及一定量的悬浮颗粒物和炭黑粒子等。
气态碳氢化合物中,液体碳氢化合物的污染特征远高于其它碳氢化合物。
煤化工过程也具有较高的效能,在对环境污染物的处理方面,已经采取了有效的措施,如尾气排放技术、污水处理技术、溶剂回收技术、烟气净化技术和除尘技术等,以减少和控制污染物及其对环境的影响。
同时,煤化工技术也可以用来提高煤炭的热效率和燃烧效率,改善处理物的品质,提高产量,减少碳排放等方面的效能,从而使煤化工生产更加安全、环保和高效。
综上所述,煤化工的基本原理、污染特征与效能分析是非常重要的内容,有助于正确理解和掌握煤化工过程,更好地权衡其与环境保护的关系,使煤化工过程更加安全、环保和高效。
至此,对于煤化工过程基本原理、污染特征与效能分析的探讨就已经完毕,希望以上分析和讨论能够为国内外的煤化工过程技术及可持续发展的全球解决方案提供有效的参考和借鉴。
煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析
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煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析煤化工是指以煤为原料,经衍生物加工、化工合成等方式,获得烃类、有机酸、碳素化合物及其衍生物的综合利用生产工艺。
煤化工过程中,有煤的热解,煤的催化裂解,固相法等。
其中,我国最主要采用热解工艺,并且在热解过程中配合催化剂使用,以提高生产效率,节能降耗,减少污染物的排放。
煤化工过程的基本原理是热分解,即把煤中的有机成分通过加热分子碎裂,分解成低聚物残留物和分子碎片,其中有分子碎片可以进一步反应生成液态产物,也可以继续在高温气相中发生反应生成气态产物,催化剂则会在煤化工过程中提高反应活性,加快形成液态和气态产物的速度,并减少煤热解后残余污染物的排放。
污染特征是指各种工业污染物的组成,特点和排放状况,当煤化工发生时,主要的污染物主要有烟尘、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、甲烷等,同时还有亚硝酸盐、氨、硫酸盐等有害物质,其中烟尘是其中最重要的污染物之一,直接影响周围的空气质量,而氮氧化物和一氧化碳主要是由煤热解后产生的二氧化碳气化而成,是影响大气环境的重要污染源,而碳氢化合物和甲烷则是企业污染排放更加重要的污染物。
煤化工过程中,要多加重视煤的污染特征,尽量减少污染物的排放,可以采取改造设备、结合技术控制、进行脱硫脱硝等方式,减少污染物的排放,降低污染。
另外,节能减排也是煤化工的重要内容,为此,我国现在已经在投资研发技术,研究有效的降低温控条件,改变热解工艺,减少煤化工过程中温度对污染物的影响,从而减少煤热解过程中排放污染物的可能性。
最后,更应该重视煤化工过程的效能分析,经过煤热解后产生的产品的品质和数量都会有很大的变化,有些物质产量不一致,甚至质量较差,需要更好地把控生产过程,引入自动控制设备,实现高效节能的煤化工过程,增加产量和产品的质量,减少因煤化工造成的环境污染。
总而言之,煤化工过程基本原理、污染特征以及效能分析是每一个煤化工企业都需要重视的重要内容,为了保护环境,我们应该努力减少污染物的排放,提高产品的质量,改善环境污染状况,保持更加安全的煤化工发展环境。
煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析
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煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析煤化工是以煤为原料,经过化学加工转换而制得各种产品的一类工业。
它可以根据所用煤化学反应的方向、条件、目的等将煤化工分为三大类:煤气化、煤热解和煤焦化,其他如煤液化、甲醇制造、合成氨生产等,都属于[gPARAGRAPH3]煤化工。
其中煤气化技术是最具发展潜力的重要清洁燃烧技术,已成为煤炭利用技术的重要方向之一。
一、煤的基本知识1、煤的组成2、煤的特点(1)煤化学活动性强煤中有机质的含碳量一般在85%左右,有些褐煤也可达75%。
碳含量增高,在一定程度上影响煤的活动性。
含硫高时,煤的活动性会降低。
水分对煤的活动性有不利影响。
另外,含氮、氧多或呈酸性的煤,因易风化,煤的活动性较弱。
煤中含有的其他矿物质,如硅、铝、磷等,对煤的活动性也有影响。
(2)煤的结构与其工业用途密切相关。
多数工业用煤是由植物遗体埋在地下后,在一定的地质压力、温度和湿度条件下,经生物化学作用形成的。
我国许多优质煤种,如山西的主焦煤、辽宁的肥煤、贵州的水焦煤、宁夏的不粘煤和内蒙古的稀油煤等,都是古代埋藏的植物残骸经过生物化学作用形成的。
这些优质煤,主要用于冶金、炼焦、动力和民用燃料等方面。
3、煤的分类主要分为褐煤、烟煤、无烟煤和半无烟煤4种类型5、煤的地位与作用(1)是重要能源、化工原料、动力燃料来源(2)煤炭是我国一次能源的主体,是重要的工业原料(3)是环境污染的主要根源,是造成酸雨的主要原因之一。
(3)是环境污染的主要根源,也是国家的重要能源资源。
我国是世界上最大的煤炭生产国,年产约40亿吨。
(全国50%的煤炭是优质煤,还有相当数量的特种优质煤)(4)从开采技术来看,在经济合理的前提下,应该多采用露天开采,以减少地表植被破坏。
二、污水的危害1、污水处理工艺主要包括常规处理法和深度处理法。
2、其他污染物的危害( 1)未经处理而排放的工业废水会直接污染水体,造成严重污染。
(2)部分化工废水处理达标后仍需进一步处理。
煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析
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煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析煤化工是一种高科技产业,也是许多国家的重要经济支柱。
它的主要研究内容包括煤化工过程基本原理、污染特征与效能分析。
煤化工过程主要包括热处理、氧化、还原、燃烧等几个基本步骤。
从热处理的角度看,煤的热处理可分为热均质处理和热裂解处理。
在热均质处理中,可通过蒸汽调节法、光热法和热处理三种方式对煤进行加热处理,使煤物质特性转变为高低熔点、平衡状态和均质状态,并使其成为热裂解处理的有效技术基础。
在氧化方面,煤的氧化处理可以通过催化氧化、非催化氧化和氧化热技术三种方式实现,从而分离出混合物中的有机物质和无机物质,使其具有更高的活性。
还原处理目的是克服煤中结合单体的气体化,提高煤的还原性,使其具有更高的活性和更低的污染性能,并使燃烧物质的燃烧度更高。
最后,燃烧处理是将煤经过上述处理后转化为有用的能量,获得高效率的热能。
煤的污染特征包括二氧化硫、氮氧化物、灰尘、湿度等。
以二氧化硫污染为例,煤中的二氧化硫主要源自燃烧产物中硫酸盐和硫醇盐,而煤中硫结合物占比常有50%至80%,其中含硫量较高。
因此,煤的热裂解往往会产生大量的二氧化硫。
另一方面,燃烧时煤中的硫结合物会被解离出来,也会产生大量的二氧化硫。
因此,煤的热裂解和燃烧,都会对周围环境造成较大的污染。
煤化工过程效能分析包括热效率、热变换效率、温度分布和温差等。
热效率是指热量输入后所产生的热量占热量输入量的比例。
热变换效率是指热量输入的频率对热量转化的影响。
温度分布是指热量输入后各部位的温度分布情况。
温差指的是不同部位的温度差异,它影响着热量的运动轨迹和传输过程。
煤化工过程基本原理、污染特征与效能分析,是煤化工研究的重要内容,并且已经受到越来越多人的重视。
因此,煤化工领域开展研究应该围绕煤化工过程基本原理、污染特征与效能分析等方面展开,从而使煤化工技术得以正确应用,减少环境污染,提高煤燃烧效率,提高煤矿采煤生产效率。
未来,煤化工研究将会取得更多的成果,为更加可持续发展的社会做出更大的贡献。
煤化工各单元工艺原理
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煤化工个单元工艺原理1 空分工艺原理空气分离原理以空气为原料,先将空气液化,然后利用各组份沸点不同将其分离.空气液化必须将空气温度降到临界温度-140.7℃以下才能实现.在标准状态下,O2的沸点-183℃,N2的沸点-196℃,相差13℃,故采用精馏的方法将氧氮分离成纯氧、纯氮组分.2循环水工艺原理循环水经过装置换热后,回水温度升高,利用余压,将回水送至冷却塔上部布水装置,水自上而下通过冷却塔塔体填料层与空气逆流接触,利用蒸发散热和辐射散热的原理进行降温,降温后的冷却水再经过循环水泵加压送到装置区换热设备,如此循环。
在冷却水循环使用过程中,由于蒸发、渗漏、飞溅等各种损失,水量在不断减少而水中杂质却在不断浓缩,因此,要进行定量排污,同时进行定量补水,以控制适当的浓缩倍数和塔池液位。
为了控制循环水对系统设备及管道造成的腐蚀与结垢,在预膜的基础上要保证循环水的水质,所以在生产过程中要连续或适时向系统投加相关化学药剂,以达到缓蚀、阻垢和杀菌灭藻的目的,同时将部分回水送入旁滤器进行过滤处理,控制循环水浊度。
3脱盐水及回用水1、多介质过滤器工艺原理多介质过滤器是利用石英砂、无烟煤两种滤料比重差异和粒径不同,在过滤器内装填不同的高度和位置。
从而在实际运行中产生薄膜过滤、渗透过滤、接触混凝过滤,并利用这些原理去除原水中的悬浮物、胶体物、大分子有机物等。
该设备属于普通快滤设备。
2超滤装置工艺原理超滤是一种流体切向流体和压力驱动的过滤过程并按分子量大小来分离颗粒。
超滤膜的孔径大约在0.002微米至0.1微米范围内。
溶解物质和比膜孔径小的物质将能作为透过液透过滤膜,不能透过滤膜的物质被慢慢溶于排放液中。
因此产水将含有水、离子和小分子量物质,而胶体物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物将被膜去除。
超滤膜可反复使用,可反洗并可用普通清洗剂清洗。
3反渗透装置工艺原理3.1保安过滤器保安过滤器属于精密过滤器,其工作原理是利用PP滤芯5μm 的孔隙进行机械过滤。
煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析
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煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析煤化工是一个传统的以煤为原料,以石油、天然气为中间产品,在原有煤炭资源的基础上通过加工生产化学品、农药、合成氨、合成气、合成塑料及各种无机盐类的产业。
由于我国是一个能源缺乏的国家,每年从国外进口大量石油及天然气用以发展能源事业。
所以,这个领域必将迎来巨大的发展空间。
根据自身的结构特点和燃烧性能,煤炭可分为褐煤、长焰煤和不粘煤等几种,褐煤的灰分较高,约占全重的50%一60%,但热值却很低,因而不适于直接燃烧,但它具有易燃、可磨性好、挥发份含量高、粘结性强等优点,所以可以制成型煤或作为气化用的燃料;长焰煤灰分较少,一般不超过10%,挥发份可达45%左右,是最适宜作为锅炉燃料的煤种之一,而且具有良好的着火和燃尽性能,可广泛应用于各种工业窑炉,而不粘煤的挥发份则更高,几乎占到全重的75%以上,它是当今世界煤化工开发的重要对象,目前主要用作化工原料或气化原料。
2、烟气治理措施对于火力发电厂烟气中的SO2,可采用如下几种方法处理:3、腐蚀。
煤中的杂质、硫和硫化物是造成煤燃烧后腐蚀的主要物质,这些杂质不仅降低煤的燃烧率,而且腐蚀设备,造成设备和管道损坏。
防止腐蚀的主要措施是,燃煤必须经过预处理,使其中的硫与杂质氧化生成SO2,再用酸性液体洗涤去除。
煤中的有机硫与水蒸汽作用生成硫酸,有机硫易溶于水,故湿法脱硫装置中吸收液用水调节pH值为8一9。
常用的脱硫剂是石灰和亚硫酸钠。
四、污水处理目前,我国火力发电厂排出的污水都是未经处理的酸性废水,如不妥善解决,将对环境造成严重的污染。
处理的方法主要有三种,即物理化学法、生物法和混凝沉淀法。
1、物理化学法。
其基本原理是将废水中的悬浮固体物与碱液中和,并使废水得到净化。
常用的絮凝剂有氯化铁、硫酸铝、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铝和聚合氯化铝等。
使用这些絮凝剂时,要求其活性大,并且与金属离子相容,使用时也需对絮凝剂的投加量、絮凝剂与水的配比等进行实验研究,同时还要注意投加絮凝剂的最佳时间。
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1、简述以煤为原料制取基本有机化工原料的方法;针对传统煤化工的缺陷,说明当代煤化工完善的途径和方法。
答:煤为原料制取基本有机化工原料的方法有以下几种:①煤的干溜:将煤隔绝空气加热,随温度的升高,有机物逐渐开始分解,挥发性物质呈气态析出,残留不挥发物质是焦炭或者半焦。
按加热的终点温度不同,分为高温干馏(900~1100℃),中温干馏(700~900℃),低温干馏(500~600℃)。
②煤的气化:煤,焦,半焦在在高温常压或加压条件下,与气化剂(主要是水蒸气,空气或者他们混合气)反应转化为一氧化碳,氢等可燃性气体。
工业上应用较广的有固定床气化和沸腾床气化两种,气化中产生的二氧化碳通过高压水吸收方法除去,合成气中氢气与一氧化碳摩尔比可通过350到400度高温在四氧化三铁催化下,一氧化碳与水反应生成二氧化碳和氢气的可逆反应调节。
③煤与石灰熔融生产电石:工业电石是由生石灰与焦炭或无烟煤在电炉中2200度反应而制得。
电石是生产乙炔的重要原料,将电石水解即可得到乙炔。
④煤液化:煤直接加氢液化采用个高温高压氢气,在催化剂和溶剂作用下进行裂解、加氢等反应,将煤直接转化成相对分子质量较小的燃料油和化学原料的过程,煤的间接液化是先将煤气化得到的原料气经催化合成石油及其他化学产品的过程。
传统煤化工中煤焦化、煤电石、合成氨、煤制甲醇等领域存在着高能耗、高排放、高污染、资源利用率低、产品技术含量低等弊端。
在环保日益成为行业壁垒,发展循环经济为共识的大环境下,传统煤化工面临着技术升级、产业结构调整等问题。
现代煤化工的途径和方法:(1)洁净煤技术:在19世纪80年代初期,作为解决煤炭利用中环境、社会等难题的途径而提出该项技术。
洁净煤技术是对煤炭加工、利用、高效、洁净煤转化技术的总称。
其中涉及的煤转化技术包括:a.燃烧——获取能源b.煤炭气化——现代煤化工的龙头c.煤炭焦化——制取还原剂及燃烧;化学产品的回收与加工d.煤炭液化——制取液体燃料e.煤加工产品的综合利用(2)建设能源化工园:为了更大尺度范围内解决煤炭利用的效率,而提出了改口号。
建设能源化工园的基础需要大量的新技术、新设备以及高效率催化剂的开发成功,还需要煤气化、煤液化、煤焦化、煤制烯烃、煤制碳素材料新技术的重大突破。
(3)新能源技术:主要包括氢能源、甲醇经济—碳中性循环等物质基础。
2简述煤气化的原理。
从多相反应的原理出发,分析煤气化过程强化的途径和方法。
答:煤气化是指在气化炉内的高温下煤与气化剂生成煤气的过程。
煤气化过程的基本条件是:气化炉、气化原料和气化剂。
气化炉是煤炭气化的核心设备;气化剂为氧气或其他含氧物质如空气,水蒸气和二氧化碳等;气化原料为各种煤和焦炭。
煤气化的主要反应:①碳的氧化反应C+O2=CO2②碳的部分氧化反应2C+O2=2CO③二氧化碳还原反应C+CO2=CO+H2④水蒸气分解反应C+H2O(g)=CO+H2C+H2O(g)=CO2+2H2⑤一氧化碳变换反应CO+H2O(g)=CO2+H2⑥碳的加氢反应C+2H2=CH4⑦甲烷化反应CO+3H2=CH4+H2O煤气化气固反应原理:反应物从气体主体穿过静止气膜,传到固体颗粒表面(外扩散过程);反应物在固体颗粒内孔的传递(内扩散过程);反应物在固体表面活性位上被吸附,形成中间络合物(吸附过程);吸附的中间络合物之间或中间络合物和气体分子之间的表面化学反应(表面反应过程);产物从固体表面上脱附下来;产物通过固体颗粒内径传递到颗粒外表面处(内扩散过程);产物从颗粒外表面传递到气流主体中被带走(外扩散过程)。
对于外扩散控制的过程,气化过程进行的速率取决于气体向反应表面的质量传递速度,增加单位体积的反应表面,可达到强化过程的目的。
对于内扩散控制的过程,颗粒外表面和部分内表面参加反应,这是减少颗粒尺寸和提高反应温度是强化反应过程的关键。
对于动力学控制的的过程,反应物向颗粒表面的扩散阻力较小,反应在燃料的内表面和外表面都激烈的进行,在其他条件相同时,可提高温度来强化反应过程。
综上气化过程的强化途径有以下几种方式(1)提高气化反应的温度——气化反应的基本原理(2)减小原料煤粒度——提高固体颗粒与气相物质的接触面积。
(3)增大气化剂与煤粒的相对运动。
(4)提高气化剂中含氧量。
(5)增大压力——提高单位体积内气体物质的分子数。
(6)使用催化剂——改变反应的路径。
3结合煤分子结构的现代知识,说明烟煤炼焦的原理;讨论炼焦工艺参数对结焦过程的影响,并分析改善炼焦过程,提高焦炭质量的途径。
答:根据实验研究,煤的分子结构通常是指煤中大分子芳香族化合物结构即煤的大分子是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)缩聚而成的基本结构单元核和连接在核周围的烷基侧链和各种官能团组成的基本结构单元通过化学键连接而成的三维结构,结构单元间通过桥键连接,烟煤是复杂的高分子有机化合物的混合物,它的基本单元结构是联合的芳核,在芳核周边带有侧链,年轻的烟煤芳核小,侧链多,年老烟煤则相反,煤在炼焦过程中,随温度的提高,连在芳核上的侧链不断脱落分解,芳核本身则缩合并稠环化,反应最终形成胶质体,化学产品和焦炭。
从室温到300℃,煤的基本性质不会发生变化,每种吸附的水分和气体在此阶段脱除,300到550℃是煤的分解、热聚为主,粘结性烟煤形成以液体为主的胶质体,阶段末期,胶质体固化形成半焦,其中,300到450℃,煤发生激烈的分解、热聚,生成大量的相对分子质量较小的气象组分和相对分子质量较大的粘稠液相组分,煤热解产生的焦油主要在该阶段析出,大约在450℃时候焦油的析出量最大,该阶段形成气液固三相混合物,称为胶质体,胶质体的特性对煤的粘结,成焦性有决定性作用,450到550℃,胶质体分解加速,开始缩聚,生成相对分子质量很大的物质,胶质体固化成为半焦;550到1000℃是成焦阶段,该阶段以缩聚反应为主,由半焦转化为焦炭,其中,550到750℃,半焦分解析出大量的气体,主要是氢气和少量的甲烷,称为热解的二次气体,体积收缩产生裂纹,次阶段不产生焦油,750到1000℃,半焦进一步分解,继续析出少量的气体,主要是氢气,同时半焦发生缩聚,使芳香碳网不断增大,结构单元的排列有序化进一步增强,最后半焦转化成为焦炭。
工艺条件对结焦过程的影响:①加热速度低温阶段:提高加热速度使煤样的胶质体温度范围加宽,流动性增加,从而改善煤样的黏结性,使焦块致密。
高温阶段:在较低的升温温度下,可以防止焦炭开裂。
局限性:现代焦炉炭化室内的结焦过程无法调节各阶段的加热,且实际上湿煤干燥,胶质体由于导热性能差,结焦速度慢,半焦和焦炭反而加热快,这是现代炭化室的根本缺点。
改进途径:可以提前进行预热。
②煤样粒度煤料粉碎后小于3mm的煤料质量与总质量的百分比,常规炼焦条件要求细度在80%左右,捣固炼焦细度一般大于95%。
③堆密度提高装炉煤的堆密度,有利于提高焦炭的质量,同时可以提高焦炉的生产能力,采用煤捣固,煤干燥预热,配型煤等方法,都在不同程度上提高了堆密度,增加焦炭强度的目的④添加物:可以加入粘结剂、瘦化剂等。
现行焦炉生产的主要缺点是炭化室炼焦,煤料的加热速度不匀,煤料堆密度在炭化室的上下方向上有差别,所得的焦炭块度、强度,气孔率和反应性都不均匀,为生产高强度的焦炭,需要在配煤中加入配入大量的炼焦煤。
合理配煤和选择破碎煤可以扩大炼焦资源,提高焦炭的物理和化学性质,提高装炉煤的堆密度是改善焦炭质量的主要途径,可以用不同方法增加弱黏结性煤用量,其中包括捣固装煤,部分配煤成型和团球,配煤中配有机液体和选择性破碎等,这些方法不仅改善焦炭质量,还提高了焦炉生产能力。
4、简述煤炭间接液化的工艺构成,讨论F-T合成的原理。
答:间接液化是先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应,使煤炭全部气化、转化成合成气(一氧化碳和氢气的混合物),然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料的工艺技术。
间接液化首先将原料煤与氧气、水蒸汽反应将煤全部气化,制得的粗煤气经变换、脱硫、脱碳制成洁净的合成气(CO+H2),合成气在催化剂作用下发生合成反应生成烃类,烃类经进一步加工可以生产汽油、柴油和LPG等产品。
F-T合成总的工艺流程主要包括煤气化、气体净化、变换和重整、合成和产品精制改质等部分。
合成气中的氢气与一氧化碳的摩尔比要求在2~2.5。
反应器采用固定床或流化床两种形式。
如以生产柴油为主,宜采用固定床反应器;如以生产汽油为主,则用流化床反应器较好。
此外,近年来正在开发的浆态反应器,则适宜于直接利用德士古煤气化炉或鲁奇熔渣气化炉生产的氢气与一氧化碳之摩尔比为0.58~0.7的合成气。
铁系化合物是费托合成催化剂较好的活性组分。
F-T合成的主要化学反应F-T合成的主反应:生成烷烃:nCO+(2n+1)H2 = CnH2n+2+nH2O生成烯烃:nCO+(2n)H2 = C n H2n+nH2O另外还有一些副反应,如:生成甲烷:CO+3H2 = CH4+H2O生成甲醇:CO+2H2 = CH3OH生成乙醇:2CO+4H2 = C2H5OH+ H2O结炭反应:2CO = C+CO2除了以上6个反应以外,还有生成更高碳数的醇以及醛、酮、酸、酯等含氧化合物的副反应。
F-T合成分成以下步骤:反应物吸附,链引发,链增长,链终止,产物脱附,产物再吸附和再进一步反应。
在一个工作状态下多相费托催化剂表面上,这些步骤的不同组合反应都有可能发生,造成许多物种在催化剂表面共存,包括反应物,含氧中间体和烃类中间体。
其反应原理:①碳化物机理:一氧化碳解离,金属碳化物和氧化物形成,接着金属碳化物加氢。
②含氧化合物机理:包括一氧化碳的化学吸附并和吸附氢反应生成烯醇类物种,利用相邻的基团通过缩合和脱水实现烯烃的增长,控制步骤是吸附态C o加氢。
CO插入机理:CO插入一个金属-甲烷基或金属-亚甲烷级碳健,接着加氢生成醇类或链烯烃类,控制步骤为C o加氢和脱水。
③CH2插入的表面碳化物(炭烯)机理:CO首先化学吸附并解离为吸附态的C和O,接着吸附的O快速加氢形成水,吸附碳加氢形成亚甲基的速度要慢得多,碳化物的形成仅限于表面或近表面层,控制步骤为表面碳加氢。
5、简述下列煤化工技术的进展(任选一)煤制甲醇、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇答:煤制天然气的主要工艺流程为:煤气化生产合成气,合成气通过一氧化碳变换和净化后,经过甲烷化反应生产天然气。
整个工艺在技术上是成熟的,现在国内外有关学者和公司将研发重心放到了气化技术的革新上。
煤制天然气的气化工艺可分为蒸汽-纯氧气化,加氢气化和催化蒸汽气化三种工艺。
蒸汽-纯氧气化工艺如图1所示,是传统的煤气化工艺,煤伴随着蒸汽和氧气进入气化炉内发生气化反应,生成的气化气中含有CO、H2、CO2、CH4和高级烃类如乙烷和丙烷。