浅析煤炭气化技术

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煤炭气化技术的发展与应用潜力

煤炭气化技术的发展与应用潜力

煤炭气化技术的发展与应用潜力煤炭是我国主要的能源资源之一,然而,传统的燃煤方式不仅对环境造成了严重的污染,还浪费了煤炭资源。

为了解决这一问题,煤炭气化技术应运而生。

煤炭气化技术是将煤炭转化为合成气的一种技术,它具有广泛的应用潜力和巨大的经济效益。

首先,煤炭气化技术可以有效减少煤炭资源的浪费。

煤炭气化技术可以将煤炭中的有机物质转化为合成气,而合成气可以用于发电、炼油和化工等领域。

通过煤炭气化技术,我们可以更加充分地利用煤炭资源,减少煤炭的浪费,提高能源利用效率。

其次,煤炭气化技术可以减少环境污染。

相比于传统的燃煤方式,煤炭气化技术可以将煤炭中的硫、氮等有害物质转化为气体,减少了大气污染的产生。

同时,煤炭气化技术还可以通过合成气中的一系列净化工艺,将合成气中的颗粒物、重金属等有害物质去除,达到净化环境的目的。

因此,煤炭气化技术在改善空气质量、保护环境方面具有重要作用。

此外,煤炭气化技术还可以推动能源结构的转型。

目前,我国能源结构仍然以煤炭为主,而煤炭气化技术可以将煤炭转化为合成气,进而用于发电、炼油和化工等领域,实现能源的多元化利用。

通过推广煤炭气化技术,我们可以减少对传统燃煤发电的依赖,提高能源的清洁利用水平,推动能源结构的转型。

此外,煤炭气化技术还可以促进经济发展。

煤炭气化技术的应用可以带动相关产业的发展,创造就业机会,促进经济增长。

同时,煤炭气化技术还可以提高能源利用效率,降低能源成本,提高企业竞争力。

因此,煤炭气化技术的发展与应用潜力巨大。

然而,煤炭气化技术也面临一些挑战。

首先,煤炭气化技术的投资成本较高,需要大量的资金支持。

其次,煤炭气化技术的运行过程中会产生大量的二氧化碳,对气候变化产生负面影响。

因此,如何降低煤炭气化技术的投资成本,同时减少二氧化碳排放,是当前亟待解决的问题。

总之,煤炭气化技术的发展与应用潜力巨大。

通过煤炭气化技术,我们可以更加充分地利用煤炭资源,减少煤炭的浪费,提高能源利用效率。

煤炭气化技术的创新与应用

煤炭气化技术的创新与应用

煤炭气化技术的创新与应用煤炭气化技术是一种将煤炭转化为可用气体或液体燃料的工艺。

随着能源需求的增加以及环境问题的日益严重,煤炭气化技术的创新与应用变得尤为重要。

本文将探讨煤炭气化技术的创新方向以及其在实际应用中的意义。

1. 煤炭气化技术的创新方向煤炭气化技术的创新主要体现在以下几个方面:1.1 高效气化工艺的研发传统的煤炭气化工艺存在能源利用率低、燃气质量不高等问题。

因此,研发高效气化工艺是煤炭气化技术创新的重要目标之一。

高效气化工艺能够提高煤炭的气化效率,减少能源的浪费,并且产生的燃气质量更高,更适用于工业生产和发电。

1.2 新型催化剂的研究与应用催化剂在煤炭气化过程中起到重要的作用,可以加速反应速率,降低反应温度,提高产物的选择性。

因此,研究和应用新型催化剂是煤炭气化技术创新的另一个重要方向。

新型催化剂可以改变传统气化工艺的条件,提高反应效果,并且降低催化剂的使用成本。

1.3 燃气产生的再利用传统的煤炭气化过程中,产生的燃气往往没有得到充分利用。

燃气中含有丰富的一氧化碳和氢气等可再利用的气体,可以用于合成燃料、化工原料等领域。

因此,研究如何有效地利用燃气是煤炭气化技术创新的重要课题之一。

2. 煤炭气化技术的应用意义煤炭气化技术的创新和应用对能源产业和环境保护都有着重要的影响。

2.1 提高能源利用效率通过创新气化工艺和利用高效催化剂,可以提高煤炭气化的能源利用率。

这意味着相同数量的煤炭可以产生更多的气体或液体燃料,解决了能源供应紧张的问题。

2.2 减少环境污染传统的燃煤发电过程中会产生大量的二氧化碳、硫化物、氮氧化物等有害气体和固体废弃物。

而煤炭气化技术可以实现高效清洁燃烧,减少污染物的排放。

此外,煤炭气化技术还可以将煤炭中的二氧化碳捕获并封存,减缓温室气体的排放,有利于环境保护。

2.3 促进经济发展煤炭气化技术的创新和应用可以促进煤炭资源的综合利用,拓展煤炭产业的发展空间。

同时,由于煤炭气化技术可以产生丰富的气体或液体燃料,还可以替代石油和天然气的使用,减少对进口能源的依赖,提高能源安全性。

煤的气化技术

煤的气化技术

煤的气化技术煤的气化技术是一种将煤转化为气体的过程,通过高温和高压的条件下,将煤转化为一种可燃性气体,这种气体可以用于发电、燃料和化学品生产等领域。

煤的气化技术已经被广泛应用于世界各地,特别是在中国,由于煤资源丰富,煤的气化技术已经成为中国能源领域的重要组成部分。

煤的气化技术的优点在于它可以将煤转化为一种更清洁的能源形式。

相比于直接燃烧煤,煤的气化技术可以减少大量的污染物的排放,例如二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等。

此外,煤的气化技术还可以提高煤的利用率,因为煤的气化技术可以将煤中的大部分能量转化为气体,而直接燃烧煤只能利用煤中的一部分能量。

煤的气化技术的应用领域非常广泛,其中最重要的应用领域之一是发电。

煤的气化技术可以将煤转化为一种可燃性气体,这种气体可以用于发电。

相比于直接燃烧煤,煤的气化技术可以提高发电效率,并减少大量的污染物的排放。

此外,煤的气化技术还可以将煤转化为一种更适合于燃料电池的氢气,这种氢气可以用于发电。

除了发电之外,煤的气化技术还可以用于燃料生产。

煤的气化技术可以将煤转化为一种可燃性气体,这种气体可以用于生产合成气、合成油和合成烃等燃料。

这些燃料可以用于汽车、飞机和船舶等交通工具的燃料,也可以用于工业生产中的燃料。

此外,煤的气化技术还可以用于化学品生产。

煤的气化技术可以将煤转化为一种可燃性气体,这种气体可以用于生产合成氨、合成甲醇和合成乙烯等化学品。

这些化学品可以用于肥料、塑料和化纤等领域。

总之,煤的气化技术是一种非常重要的能源转化技术,它可以将煤转化为一种更清洁、更高效的能源形式。

煤的气化技术已经被广泛应用于世界各地,特别是在中国,由于煤资源丰富,煤的气化技术已经成为中国能源领域的重要组成部分。

未来,随着环保意识的不断提高和能源需求的不断增长,煤的气化技术将会得到更广泛的应用。

煤炭气化技术及其在清洁能源领域的应用

煤炭气化技术及其在清洁能源领域的应用

煤炭气化技术及其在清洁能源领域的应用近年来,随着对环境保护和可持续发展的关注不断增加,清洁能源成为了全球能源领域的热门话题。

而在清洁能源的发展中,煤炭气化技术正逐渐崭露头角。

本文将探讨煤炭气化技术的原理、应用以及在清洁能源领域的潜力。

一、煤炭气化技术的原理煤炭气化是一种将固体煤转化为可燃气体的化学过程。

其原理是通过在高温和高压的条件下,将煤与氧气或蒸汽反应,使煤中的碳氢化合物转化为气体。

煤炭气化技术可以分为两种主要类型:一种是部分氧化气化,另一种是完全氧化气化。

部分氧化气化是指在氧气供应不足的条件下,将煤转化为一氧化碳和氢气的过程。

这种气化方式产生的气体称为合成气,其主要成分是一氧化碳和氢气。

而完全氧化气化则是在充足的氧气供应下,将煤完全转化为二氧化碳和水蒸汽。

这种气化方式产生的气体主要是二氧化碳和水蒸汽,其中还含有少量的一氧化碳和氢气。

二、煤炭气化技术的应用1. 煤炭气化发电煤炭气化技术在电力行业中有着广泛的应用。

通过煤炭气化产生的合成气,可以作为燃料供给燃气轮机或燃气锅炉,产生高效、清洁的电力。

相比传统的燃煤发电方式,煤炭气化发电可以大幅减少二氧化碳和其他污染物的排放,对环境的影响更小。

2. 煤炭气化制备合成燃料煤炭气化技术还可以用于制备合成燃料,如合成天然气(SNG)和合成液体燃料。

通过煤炭气化产生的合成气,可以经过一系列化学反应,转化为可替代天然气和石油的合成燃料。

这种合成燃料具有高热值、低污染排放的特点,可以有效减少对传统能源的依赖。

3. 煤炭气化制备化学品除了用于能源领域,煤炭气化技术还可以制备多种化学品。

通过煤炭气化产生的合成气,可以用于合成各种有机化学品,如甲醇、乙二醇等。

这些有机化学品在化工、医药等领域有着广泛的应用,通过煤炭气化技术制备这些化学品可以实现资源的高效利用。

三、煤炭气化技术的潜力煤炭气化技术在清洁能源领域具有巨大的潜力。

首先,煤炭气化技术可以将煤这种传统能源转化为清洁能源。

煤气化技术

煤气化技术

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。

煤炭气化技术及应用前景

煤炭气化技术及应用前景

煤炭气化技术及应用前景煤炭作为我国主要的能源来源之一,一直以来都扮演着重要的角色。

然而,煤炭的燃烧不仅产生大量的二氧化碳等温室气体,还会释放出有害物质,对环境造成严重污染。

为了解决这个问题,煤炭气化技术应运而生。

煤炭气化技术是将煤炭转化为可燃气体的过程。

通过气化反应,煤炭中的碳、氢等元素与氧气反应生成一系列气体,主要包括一氧化碳、氢气和甲烷等。

这些气体可以用作燃料,也可以用于化工合成等领域。

与传统的燃烧方式相比,煤炭气化技术具有许多优势。

首先,煤炭气化技术可以减少二氧化碳的排放。

煤炭气化产生的气体中含有较高浓度的一氧化碳,可以通过进一步的处理转化为二氧化碳。

而这些二氧化碳可以被收集和储存,从而减少对大气的排放。

这种碳捕集技术可以有效地减缓全球气候变化的速度。

其次,煤炭气化技术可以实现资源的高效利用。

煤炭气化可以将煤炭中的碳、氢等元素转化为气体,而不是直接燃烧。

这样一来,煤炭的能量利用率大大提高,可以充分发挥煤炭的潜在能量。

同时,煤炭气化还可以产生一系列有机化合物,可以用于合成燃料、化工原料等,进一步提高资源的利用效率。

此外,煤炭气化技术还可以解决煤炭开采带来的环境问题。

传统的煤炭开采方式会导致大量的煤矸石堆积,给生态环境带来严重破坏。

而煤炭气化可以将煤炭中的有机物转化为气体,减少煤矸石的产生。

同时,煤炭气化还可以对煤炭进行深度加工,将煤炭中的灰分、硫等有害物质去除,减少对环境的污染。

然而,煤炭气化技术也面临一些挑战。

首先,煤炭气化过程中产生的气体中可能含有一些有害物质,如硫化物、氮氧化物等。

这些物质需要经过进一步的处理才能达到环境排放标准。

其次,煤炭气化技术的设备和工艺相对复杂,需要大量的投资和技术支持。

此外,煤炭气化过程中需要消耗大量的水和能源,对水资源和能源供应也提出了一定的挑战。

尽管面临一些挑战,煤炭气化技术仍然具有广阔的应用前景。

随着环境保护意识的提高和对可再生能源的需求增加,煤炭气化技术将逐渐成为一种重要的能源转换方式。

煤炭气化的原理与应用

煤炭气化的原理与应用

煤炭气化的原理与应用煤炭气化是将固态煤转化为气体燃料或化工原料的过程。

它是一种逐渐受到重视的技术,能够在节约煤炭资源、降低环境污染、推动能源多元化等方面发挥重要作用。

本文将从煤炭气化的原理、应用等方面进行论述。

一、煤炭气化的原理煤炭气化是一种可控制反应的过程,通常在高温高压下进行。

反应过程主要分为两个阶段:初级反应、次级反应。

1. 初级反应初级反应主要是对煤炭中的碳、氢、氧等元素进行裂解和转化。

在高温高压条件下,煤炭中的碳与水蒸气反应,生成一氧化碳和氢气。

碳化反应中产生的固体炭黑可以带走一部分灰分,从而降低灰分等杂质对煤气的影响。

2. 次级反应次级反应主要是对初级反应形成的一氧化碳和氢气进行进一步加工转化,生成有机化合物和其他气体。

一氧化碳可以通过水气转移反应(WGS)生成二氧化碳和氢气,氢气可以与二氧化碳还原生成甲烷和水。

二、煤炭气化的应用煤炭气化技术可以将煤炭转化为气体燃料或化工原料,广泛应用于工业、煤化工、燃料等领域。

下面就其应用进行简要介绍。

1. 工业领域煤炭气化技术可以生产一系列重要的化学工业品例如苯、丙烯、乙二醇等。

这些化学品广泛应用于农药、医药、塑料、纺织、颜料等行业中。

2. 煤化工领域煤炭气化技术广泛应用于煤化工领域。

利用煤炭气化技术,可以生产一系列的煤化工产品,例如甲醇、乙醇、工业醋酸,这些产品在化学、医药、能源等领域的应用非常广泛。

3. 燃料领域利用煤炭气化技术,可以生产合成天然气、合成液体燃料,这些燃料具有高效能、低污染等优点。

在燃料应用领域,有着重要的开发和应用前景。

三、煤炭气化的发展现状煤炭气化技术在国内外都广泛应用,但是在不同发展阶段的国家应用不同。

例如在美国,煤炭气化技术被广泛应用于制备燃气和燃料等领域,而在中国,煤炭气化主要应用于煤化工领域。

煤炭气化技术在国际上也有一些发展,立陶宛、菲律宾等国家已经开发煤炭气化项目,这些项目在探索煤炭资源、创新能源供应等方面有着积极的推动作用。

煤炭气化技术及其在清洁能源领域的应用

煤炭气化技术及其在清洁能源领域的应用

煤炭气化技术及其在清洁能源领域的应用煤炭气化技术是将煤炭转化为可燃气体的一种高效能源转化技术。

通过气化过程,煤炭中的碳、氢等元素可以转化为一氧化碳、氢气等可用于燃烧或化工合成的气体。

煤炭气化技术不仅可以提高煤炭资源的利用率,还可以减少大气污染物的排放,因此在清洁能源领域具有广阔的应用前景。

煤炭气化技术的基本原理是在高温和高压下,将煤炭与空气或氧气反应,生成可燃气体。

这个过程主要包括煤炭的干馏和气化两个步骤。

在干馏过程中,煤炭中的挥发分被释放出来,生成焦炭和煤气。

而在气化过程中,焦炭和煤气与氧气反应,生成一氧化碳和氢气等可用于燃烧或化工合成的气体。

煤炭气化技术的应用领域非常广泛。

首先,煤炭气化技术可以用于发电。

通过煤炭气化,产生的一氧化碳和氢气可以用于燃烧,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮机发电。

相比传统的燃煤发电,煤炭气化发电可以显著减少大气污染物的排放,降低对环境的影响。

其次,煤炭气化技术还可以用于生产合成气。

合成气是一种由一氧化碳和氢气组成的混合气体,可以用于化工合成和燃料生产。

通过煤炭气化,可以大规模生产合成气,用于合成液体燃料、化工原料等。

这种利用煤炭气化技术生产合成气的方式,不仅可以提高煤炭资源的利用率,还可以减少对石油等化石能源的依赖。

此外,煤炭气化技术还可以用于制氢。

氢气是一种清洁能源,可以作为燃料电池的燃料,产生电能。

通过煤炭气化,可以产生大量的氢气,用于替代传统的石油和天然气等能源。

制氢技术的发展对于实现能源结构的转型具有重要意义,而煤炭气化技术可以为制氢提供可靠的来源。

然而,煤炭气化技术在应用过程中也面临一些挑战和问题。

首先,煤炭气化过程中会产生大量的二氧化碳,增加了温室气体的排放量。

因此,如何有效地处理和利用这些二氧化碳成为了一个关键问题。

目前,一些研究机构正在探索将二氧化碳捕集和封存技术与煤炭气化技术相结合,以减少对环境的影响。

另外,煤炭气化技术的投资成本较高,对技术和设备要求也较高。

煤炭资源的煤炭气化与煤制气技术

煤炭资源的煤炭气化与煤制气技术

煤炭资源的煤炭气化与煤制气技术煤炭作为一种重要的能源资源,在中国以及全球范围内都扮演着重要的角色。

然而,传统的燃煤方式不仅会带来环境污染问题,还导致煤炭资源的过度消耗。

为了有效利用煤炭资源以及减少对环境的影响,煤炭气化与煤制气技术应运而生。

本文将介绍煤炭气化与煤制气技术的原理及其在能源领域的应用。

一、煤炭气化技术煤炭气化是指通过加热煤炭,使其在缺氧或者低氧的条件下发生化学反应,生成可燃气体的过程。

这种技术可以将煤炭中的有机物转化为合成气(Syngas),合成气主要由一氧化碳(CO)和氢气(H2)组成。

煤炭气化技术可以将煤炭中的碳、氢、氧等元素转化为可用于发电、化工和制氢等领域的能源。

煤炭气化技术有多种不同的方法,其中最常见的是煤粉煤气化和煤水煤气化。

煤粉煤气化是指将煤粉与氧气和蒸汽混合后在高温下进行反应,产生合成气。

煤水煤气化则是通过将煤浆与氧气和蒸汽共热,使其反应生成合成气。

这些技术可以根据具体的需要来选择,以满足不同领域的能源需求。

二、煤制气技术煤制气技术是利用煤炭气化过程中产生的合成气进行一系列化学反应,生成各种有机化合物的过程。

这些有机化合物可以用于石化工业、制造合成液体燃料等。

煤制气技术主要分为两种:加氢法和催化法。

加氢法是指将合成气通过催化剂的作用,与水蒸汽和催化剂表面上的金属原子发生反应,生成一系列有机化合物。

催化法则是指将合成气通过催化剂的作用,在适当的温度和压力下,发生一系列化学反应,生成目标产品。

煤制气技术可以生产出一系列有机化合物,如甲烷、甲醇、一氧化碳等。

这些产品在化工、能源等领域具有广泛的应用前景。

三、煤炭气化与煤制气技术在能源领域的应用煤炭气化与煤制气技术在能源领域具有广泛的应用前景。

首先,通过煤炭气化技术可以将煤炭资源转化为合成气,用于发电。

合成气可以直接用于燃烧发电,也可以通过气轮机发电。

其次,煤制气技术可以将合成气转化为石化产品。

合成气经过催化反应,可以生成一系列有机化合物,如甲醇、氨、乙烯等。

煤炭气化工艺及煤炭的稳定性

煤炭气化工艺及煤炭的稳定性

煤炭气化工艺及煤炭的稳定性
煤炭气化是一种将煤炭转化为燃料气或化工原料的技术过程。

在煤炭气化工艺中,通过将煤炭与气化剂反应,生成可燃性气体,
同时产生一定的副产品和废气。

煤炭气化技术具有高效能源利用、
多元化产品生成和环境友好等优势,越来越受到关注和应用。

然而,煤炭气化过程中的稳定性是一个重要的考虑因素。

煤炭
的物理性质和化学性质决定了其气化过程的稳定性。

煤炭的物理性
质包括孔隙结构、粒度分布和堆积密度等,而化学性质包括固定碳、挥发分和灰分含量等。

在煤炭气化过程中,当煤炭的物理性质以及化学性质发生变化时,会对气化过程的稳定性产生影响。

例如,较高的灰分含量可能
会导致气化反应的温度升高,从而影响反应的速率和产物的生成。

另外,煤炭的孔隙结构和粒度分布也会影响气化反应的进行。

因此,煤炭的选择和处理对于煤炭气化过程的稳定性至关重要。

为了提高煤炭气化过程的稳定性,可以采取一些措施。

首先,
选择合适的煤种,具有较低的灰分和硫含量,以减少不利因素的影
响。

其次,对煤炭进行预处理,如粉煤喷射、煤浆制备等,以改善煤炭的物理性质和化学性质。

此外,控制气化过程中的温度和压力等参数,也可以提高气化过程的稳定性。

综上所述,煤炭气化工艺及煤炭的稳定性是一个关键的研究领域。

通过选择合适的煤种、进行适当的处理和控制气化过程,可以提高煤炭气化过程的稳定性,从而更好地利用煤炭资源。

煤炭气化原理

煤炭气化原理

煤炭气化原理
煤炭气化是一种将煤炭转化为可燃气体的过程,通过控制煤炭与氧气的反应,产生一氧化碳和氢气等气体产品。

其基本原理是将煤炭在高温和高压下与氧气或蒸汽进行反应,使煤炭中的有机物质断裂,生成可燃气体和其他副产品。

煤炭气化的过程主要分为三个步骤:干燥与预热、燃烧与还原、生成气体。

在干燥与预热阶段,煤炭被加热至高温下,其中的水分和挥发分会被蒸发和驱除出来。

这个过程有助于提高气化效率以及减少气化过程中产生的副产物。

接下来是燃烧与还原阶段。

在这个阶段,煤炭中的碳和水蒸气反应生成一氧化碳和二氧化碳,同时也会释放出一部分热能。

这个即是煤炭气化中产生一氧化碳的步骤。

在生成气体阶段,燃烧与还原所产生的一氧化碳会进一步与煤炭中的碳反应生成更多的一氧化碳和二氧化碳。

这个过程还会生成一定数量的氢气。

通过控制气化过程的温度和压力,可以控制生成气体的气体成分。

总而言之,煤炭气化通过高温和高压环境下,使煤炭中的有机物质发生断裂,生成一氧化碳和氢气等可燃气体。

这个技术可以有效利用煤炭资源,产生清洁燃料,同时也产生其他有用的副产品。

浅谈煤炭气化技术

浅谈煤炭气化技术

A.常压粉煤气流床气化(KT炉)
B.加压气流床粉煤气化(Shell炉) 反应原理与K-T炉相同,比K-T炉碳转化率高 主要工艺特点:
单位产气能力高
能源利用率高
煤种适应性广
环境效益好
C.湿法加压气流床气化

多喷嘴对置式水煤浆气化工艺技术 德士古水煤浆加压气化工艺技术
Biblioteka 多喷嘴对置式水煤浆气化装置
通过提高气化温度和气化压 力等改进,开发成功了高温 温克勒、U-Gas、KRW和 CFB等新型流化床气化技术。
常压温克勒气化炉
3) 气流床气化。用气化剂将粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内,也可将煤粉先 制成水煤浆,然后用泵打入气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生 燃烧反应和气化反应,灰渣以液态形式排出气化炉。
二、气化用煤
需测定煤的反应性、黏结性、结渣性、 热稳定性、机械强度、粒度组成、灰熔点, 水分、灰分和硫分等指标,并把上述各指 标一起作为气化用煤的质量指标。
三、 煤炭气化技术分类及煤气的分类
地面气化
将煤从地下挖掘出来后再经过各种气化 技术获得煤气的方法。
气 化 技 术
地下气化
煤炭地下气化,就是将埋藏在地下的煤炭进行有 控制的燃烧,通过对煤的热作用及化学反应而产生 可燃气体的过程。 地下气化过程集建井、采煤、气化工艺为一体。 优点:安全性好、投资少、见效快、污染少、效 益高,被誉为第二代采煤方法。
多喷嘴对置式水煤浆气化炉优点
(1) 气化工艺指标先进 (2) 碳转化率高 (3) 一对烧嘴跳车时,另一对烧嘴可维持后续生产 (4) 更适合大型化 (5) 气体净化处理及含渣水处理工艺先进。 (6) 高温热电偶使用寿命更长 (7) 工艺控制手段先进,自动化程度高

煤气化技术——精选推荐

煤气化技术——精选推荐

煤炭气化技术煤炭气化是煤炭转化的主导途径之一,是煤化工、IGCC、加氢工艺、煤液化等的龙头和基础,我公司正在建设的煤直接液化项目,以及即将建设的煤间接液化项目,煤制烯烃项目都要用到煤炭气化。

一、煤气化原理气化过程是煤炭的一个热化学加工过程。

它是以煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧或工业纯氧)、水蒸气作为气化剂,在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。

气化时所得的可燃气体成为煤气,对于做化工原料用的煤气一般称为合成气(合成气除了以煤炭为原料外,还可以采用天然气、重质石油组分等为原料),进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。

煤炭气化包含一系列物理、化学变化。

一般包括热解和气化和燃烧四个阶段。

干燥属于物理变化,随着温度的升高,煤中的水分受热蒸发。

其他属于化学变化,燃烧也可以认为是气化的一部分。

煤在气化炉中干燥以后,随着温度的进一步升高,煤分子发生热分解反应,生成大量挥发性物质(包括干馏煤气、焦油和热解水等),同时煤粘结成半焦。

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,生成以一氧化碳、氢气、甲烷及二氧化碳、氮气、硫化氢、水等为主要成分的气态产物,即粗煤气。

气化反应包括很多的化学反应,主要是碳、水、氧、氢、一氧化碳、二氧化碳相互间的反应,其中碳与氧的反应又称燃烧反应,提供气化过程的热量。

主要反应有:1、水蒸气转化反应C+H2O=CO+H2-131KJ/mol2、水煤气变换反应CO+ H2O =CO2+H2+42KJ/mol3、部分氧化反应C+0.5 O2=CO+111KJ/mol4、完全氧化(燃烧)反应C+O2=CO2+394KJ/mol5、甲烷化反应CO+2H2=CH4+74KJ/mol6、Boudouard反应C+CO2=2CO-172KJ/mol二、煤气化工艺煤炭气化技术虽有很多种不同的分类方法,但一般常用按生产装置化学工程特征分类方法进行分类,或称为按照反应器形式分类。

煤炭气化技术的应用——根据实际情况选择煤气化技术浅析

煤炭气化技术的应用——根据实际情况选择煤气化技术浅析
关键词:煤气化;流化床;气流床
简介
煤气化技术发展至今已有一百多年的历史,从道路照明、民用燃料、工业燃气、化工合成原 料到今天大型化工能源合成和先进的煤炭气化联合循环发电(IGCC),在规模上,技术上均发 生了翻天覆地的变化。
目前国际上考虑最为紧迫的煤炭能源问题是清洁转化、制取液态燃料(煤变油)、制取氢 能、制取高纯合成气,通过煤气化经燃气——蒸汽联合循环、燃料电池循环发电、煤气化制合成 气、制高清洁汽油、柴油、醇醚燃料可大幅度提高过程效率和环境品质。煤气化制氢当前主要 用于合成氨,和可用于炼油厂的加氢裂解、加氢提质。我国经济在快速的发展中,更面临着能 源资源和环境限制的瓶颈。鉴于我国富煤少油少气的特点,煤气化更成为煤炭能源清洁高效转 化的重要基础,近20年来特别是最近的几年我国工业已大量引进欧美等先进煤气化技术,我 国研究人员也开发了自己的气化技术,但面对我国大规模国家需要和市场需求,面对我国各地 煤种差异性大,煤炭资源的自身特点(如高灰含量、高灰熔点、高硫等),如何认清、选择和优化 已有技术,自主研发、大力推广新工艺、新设备等仍是我们要重点考虑的问题。
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1.1固定床气化炉 常见的固定床(移动床)气化炉有间歇式气化炉(UGI)和连续式气化炉(鲁奇Lurgi)两种。 固定床间歇式气化炉国外已于20世纪60年代初废弃。我国于20世纪40年代引进UGI炉,50 年代改烧无烟煤,主要用于制氨和甲醇,至今尚有600余家在使用。随着能源政策和环境的要 求越来越高,不久的将来,会逐步为新的煤气化技术所取代。连续式气化炉应用碎煤加压气化 技术,20世纪30年代由德国鲁奇(Lurgi)公司开发成功,是逆向气化,煤在炉内停留时间长达 lh,反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低,碳转化率高,气化效率高,可以使用劣质煤气化, 在世界各国得到广泛应用。但气化炉结构复杂,炉内设有破粘和煤分布器、炉篦等转动设备, 制造和维修费用大;入炉煤必须是不粘块煤,原料采购成本较高;出炉煤气中含焦油、酚等,污 水处理和煤气净化工艺复杂、流程长、设备多,增加了投资和成本。鲁奇炉的产品气适合做城 市煤气。我国云南解化集团和山西天脊集团采用该技术生产合成氨。鲁奇气化炉生产合成气 时。气体成分中甲烷含量高(8%一10%),且生产流程长,投资大;因此,鲁奇气化炉不适宜生产 合成气。 1.2流化床气化炉 流化床气化炉的气化剂由炉下部吹入,使细粒煤(小于6mm)在炉内呈并逆流反应,煤粒 (粉煤)和气化剂在炉底锥形部分呈并流运动,在炉上筒体部分呈并流和逆流运动,使炉内的煤 粒在流化状态下气化,在燃烧产生的高温条件下,气固两相充分混合接触,发生煤的还原反应, 最终实现煤的气化。常见的流化床气化炉有温克勒(Winkler)、灰团聚(U—Gas)、循环流化床 (CFB)、加压流化床(PFB是PFBC的气化部分)以及中国科学院山西煤炭化学研究所研发的 灰熔聚气化炉等。目前较成功的流化床气化炉有鲁奇公司开发的循环流化床(CFB)和中国科 学院山西煤炭化学研究所研发的灰熔聚气化炉。 1.2.1循环流化床气化炉(CFB) 鲁奇公司开发的循环流化床气化炉(CFB)可气化各种煤,也可以用碎木、树皮、城市可燃 垃圾作为气化原料,水蒸气和氧气作气化剂,气化比较完全,气化强度大,是固定床的2倍,碳 转化率高(97%),炉底排灰中含碳2%一3%,气化原料循环过程中返回气化炉内的循环物料 是新加入原料的40倍,炉内气流速度为5—7m/s,有很高的传热、传质速度,气化压力 0.15MPa,气化温度视原料情况进行控制,一般控制循环旋风除尘器的温度在800—1050℃之 间。鲁奇公司的CFB气化技术在全世界已有60多个工厂采用,正在设计和建设的还有30多 个工厂。CFB气化炉基本是常压操作,lkg煤消耗气化剂水蒸气1.2kg,氧气0.4kg,可生产煤 气1.9~2.Om3。煤气成分(CO+H:)>75%,甲烷含量2.5%左右,二氧化碳含量在15%,低于 德士古炉和鲁奇MK型炉煤气中二氧化碳含量,有利于合成氨的生产。但国际上尚无生产合 成气先例,在未取得应用于合成氨厂的工业化成功经验之前应慎重。 1.2.2灰熔聚流化床气化炉 自20世纪80年代开始,中国科学院山西煤炭化学研究所独立研究开发了具有国际先进 水平的灰熔聚流化床粉煤气化技术。灰熔聚炉属单段流化床,结构简单,煤种适应性宽,对煤 的灰熔点没有特殊要求。以0~8mm粒径的干粉煤为原料,气化压力0.03MPa,用富氧(氧浓 度为92%,压力不小于0.13MPa)、水蒸气作气化剂。粉煤和气化剂从气化炉底部连续加入,从 中心管(射流区)送人部分氧气,在炉内1050~1 1000C的高温下进行快速气化反应,被粗煤气 夹带的未完全反应的残碳和飞灰,经两级旋风分离器回收,再返回炉内进行气化,碳转化率达

煤的气化技术

煤的气化技术

煤的气化技术煤的气化技术是一种将煤转化为可用气体燃料的过程。

这项技术已经存在了很长时间,并在过去几十年中得到了广泛的应用和研究。

煤气化可以将煤中的碳转化为一种称为合成气的混合气体,该混合气体可用于发电、制造化学品和液体燃料等多个领域。

煤气化技术的基本原理是将煤与氧气和水蒸气反应,产生一种气体混合物。

这个过程发生在高温和高压下,通常在1000摄氏度以上进行。

在这个过程中,煤中的碳会与氧气反应,产生一氧化碳和氢气。

一氧化碳和氢气的比例取决于气化过程的条件和煤的性质。

这种合成气可以用作燃料或作为其他化学反应的原料。

煤气化技术有几种不同的变体,包括固定床气化、流化床气化和喷射流气化。

在固定床气化中,煤被放置在一个固定的反应器中,气体通过煤床流过,使煤发生气化反应。

在流化床气化中,煤粒被气体流体化,形成一个流化床,其中煤气化反应发生。

喷射流气化是一种较新的技术,其中煤被喷射到燃烧器中,并与气体混合,形成合成气。

煤的气化技术具有多种优点。

首先,煤气化可以将煤中的碳转化为气体,从而减少对煤的直接燃烧,降低了污染物的排放。

其次,合成气可以用作燃料,替代传统的石油和天然气,从而减少对有限资源的依赖。

此外,合成气还可以用于制造化学品和液体燃料,提供了多样化的能源来源。

然而,煤气化技术也面临一些挑战。

首先,气化过程需要高温和高压条件,这对设备和能源消耗提出了要求。

此外,气化过程还会产生大量的废水和废气,需要适当的处理和排放措施。

此外,煤气化技术的经济性也是一个问题,需要考虑投资成本和气化产物的利用价值。

为了克服这些挑战,研究人员一直在努力改进煤气化技术。

他们致力于开发更高效、节能的气化反应器,以减少能源消耗和排放。

他们还在研究如何更好地利用气化产物,例如开发新的化学品和液体燃料制造技术。

此外,研究人员还在探索将可再生能源与煤气化技术相结合,以进一步降低碳排放。

总的来说,煤的气化技术是一种重要的能源转化技术,可以将煤转化为合成气,为多个领域提供能源和原料。

煤气化技术

煤气化技术

煤气化技术煤气化技术是一种将煤炭转化为合成气的方法,这种合成气可以用作燃料或作为化学原料。

煤气化技术在能源转型和降低碳排放方面具有重要意义。

本文将详细介绍煤气化技术的原理、应用以及优缺点。

煤气化技术的原理是利用高温和压力,将煤炭与氧气反应,生成一种含有氢气和一氧化碳的混合气体,即合成气。

这种合成气可以通过调整反应条件得到不同的气体比例,例如可以得到富含氢气的合成气,也可以得到富含一氧化碳的合成气。

煤气化技术的关键步骤包括煤的干馏、气化反应以及气体的净化和分离。

煤气化技术具有广泛的应用领域。

首先,合成气可以用作燃料,替代传统的石油和天然气。

它可以用来发电、供热以及工业生产过程中的燃料需求。

其次,合成气还可以用作化学原料,用于合成有机化学品,如甲醇、乙醇和丁烯等。

这种化学原料的生产可以减少对石油和天然气的依赖,降低碳排放。

此外,煤气化技术还可以与其他能源转化技术相结合,如煤炭液化和煤炭气化联产等,进一步提高能源资源的利用效率。

然而,煤气化技术也存在一些缺点。

首先,煤气化过程需要高温和压力,能耗较高。

其次,煤气化过程中会产生大量的副产物,如焦炭和灰渣,对环境造成一定的污染。

此外,煤气化技术的建设和运营成本相对较高。

针对煤气化技术的优缺点,一些研究机构和企业正在努力改进和推广相关技术。

例如,通过改进反应条件和催化剂的使用,可以提高合成气的产率和质量,并减少能耗。

此外,通过煤气化废气的尾气治理和资源化利用,可以减少对环境的不良影响。

综上所述,煤气化技术是一种重要的能源转型和碳排放降低的手段,可以将煤炭转化为合成气,用作燃料或化学原料。

尽管该技术存在一些缺点,但通过不断改进和创新,可以进一步提高其效率和环保性。

煤气化技术的发展将有助于实现能源的可持续利用和环境的可持续发展。

(本文总字数:307字)。

煤的气化技术研究与应用

煤的气化技术研究与应用

煤的气化技术研究与应用煤是中国最主要的能源之一,但是从环保、能源利用效率等方面考虑,传统热力发电方式并不科学和可持续。

因此,煤的气化技术应运而生,可以将煤转化为一种更清洁、更高效的能源。

本文将对煤的气化技术进行详细论述。

一、煤的气化技术概述煤的气化技术是一种将煤转化为气体燃料的过程。

通过高温高压条件下的热化学反应,煤中的有机物质发生分解,生成可燃性气体,如一氧化碳、氢气等。

煤的气化技术可以说是目前最先进的煤化工技术之一,不仅可以提高能源利用率,降低污染排放,还可以减少对进口石油资源的依赖。

二、煤的气化技术分类根据气化过程中使用的反应剂的不同,可以将煤的气化技术分为两种:水蒸气气化和氧气气化。

1. 水蒸气气化水蒸气气化技术是煤化工领域应用最为广泛的技术之一。

水蒸气作为反应剂,与煤发生反应,生成可燃气体,主要是一氧化碳和氢气。

同时,氮气和二氧化碳等非常规气体也会随着可燃气体一起生成。

水蒸气气化技术优点在于过程不需要额外的氧气,煤的化学反应过程可以产生足够的热量,可以更加高效地利用煤炭资源。

2. 氧气气化氧气气化技术在煤化工领域中的应用比较新,是一种高温气化技术。

与水蒸气气化不同的是,氧气气化过程中只使用氧气作为反应剂,生成气体主要是氨、氮气和一氧化碳等。

氧气气化技术与水蒸气气化技术的不同之处在于其过程更加高温高压,输出的燃料气体构成也不同于水蒸气气化技术生成的气体组成。

三、煤的气化技术应用煤的气化技术源于早期煤炭的化学应用,随着科技的进步,煤的气化技术逐渐广泛应用于各个领域。

下面将介绍几个典型的应用案例。

1. 能源生产煤的气化技术可将煤转化为气态燃料,广泛应用于发电、燃料等领域。

例如,在我国许多地区的城市燃气中,主要燃料是煤气,而煤气就是通过煤的气化技术生成的。

此外,在我国东北地区的很多发电厂也都使用了煤的气化技术。

2. 化工生产煤的气化技术也可以应用于化工生产领域。

根据气态燃料生成的不同,煤气可分为城市煤气和工业煤气两种。

煤炭气化技术介绍课件

煤炭气化技术介绍课件
2
冶金工业:煤炭气化技 术可以用于冶金工业, 提高生产效率
4
煤炭气化反应过程
01
02
03
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煤炭气化反应: 将煤炭转化为可 燃性气体的过程
反应条件:高温、 高压、催化剂等
反应产物:一氧 化碳、氢气、甲 烷等可燃性气体
应用领域:发电、 化工、冶金等工
业领域
煤炭气化反应条件
温度:通常在700-1200摄氏度之间
03 投资成本高:煤炭气化技术需要较高的投资成 本,包括设备、技术研发等。
04 安全隐患:煤炭气化过程中存在一定的安全隐 患,如爆炸、火灾等。
煤炭气化技术的改进方向
提高气化效率:通过优化气化反应条件,提高煤炭气 化效率,降低能耗和成本。
减少环境污染:采用环保技术,减少煤炭气化过程中 产生的废气、废水和固体废物,降低对环境的影响。
提高气化产物品质:通过优化气化反应条件,提高气 化产物的品质,满足不同用途的需求。
降低投资和运行成本:通过优化气化工艺和设备,降 低投资和运行成本,提高经济效益。
煤炭气化技术在发电领域的应用
煤炭气化技术可以 提高发电效率,降 低发电成本。
煤炭气化技术可以 减少环境污染,降 低碳排放。
煤炭气化技术可以 提高发电系统的稳 定性和可靠性。
氢气(H2):可作为燃料或 合成气原料
甲烷(CH4):可作为燃料 或合成气原料
焦油:可作为化工原料或燃 料
灰分:可作为建筑材料或土 壤改良剂
水(H2O):可作为冷却剂 或合成气原料
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
煤炭气化技术的优点
高效利用:煤炭气化技 术可以将煤炭转化为清 洁高效的气体燃料,提 高煤炭资源的利用率。
节能环保:煤炭气化技 术可以降低能源消耗, 减少二氧化碳排放,有 利于环境保护。

煤炭气化技术及应用前景

煤炭气化技术及应用前景

煤炭气化技术及应用前景近年来,随着环境保护意识的增强和能源结构调整的需要,煤炭气化技术逐渐受到关注。

煤炭气化是将煤炭转化为合成气的过程,通过高温和压力条件下,将煤炭中的碳氢化合物转化为氢气和一氧化碳。

这种技术不仅可以有效降低煤炭的污染排放,还可以提高能源利用效率,具有广阔的应用前景。

首先,煤炭气化技术可以减少煤炭的污染排放。

传统的燃煤方式会产生大量的二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等有害气体和固体颗粒物。

而煤炭气化技术可以将煤炭中的有害物质转化为气体,通过合适的处理设备可以有效地捕获和处理这些有害物质,减少对环境的污染。

此外,煤炭气化技术还可以将煤炭中的硫化物转化为硫化氢,通过硫化氢的后续处理,可以实现硫的高效去除,进一步降低煤炭的污染排放。

其次,煤炭气化技术可以提高能源利用效率。

煤炭气化后得到的合成气主要由氢气和一氧化碳组成,这两种气体在燃烧过程中的热值高,可以用于发电、供热和工业生产等领域。

相比于直接燃烧煤炭,利用合成气进行能源转换可以提高能源利用效率,减少能源浪费。

此外,煤炭气化技术还可以将合成气转化为合成燃料,如合成油和合成天然气,这些燃料具有高热值、低污染和可替代性等优势,可以替代传统的石油和天然气,实现能源结构的调整和优化。

再者,煤炭气化技术具有广阔的应用前景。

随着能源需求的增加和能源结构的调整,煤炭气化技术在发电、炼油、化工和城市燃气等领域的应用前景十分广阔。

在发电领域,利用合成气发电可以减少煤炭的燃烧过程中产生的有害物质,提高发电效率,降低环境污染。

在炼油领域,煤炭气化技术可以将煤炭转化为合成油,用于替代传统的石油资源,实现能源供应的多样化。

在化工领域,煤炭气化技术可以将煤炭转化为合成气和合成油,用于生产化工原料和化学品,实现资源的高效利用。

在城市燃气领域,煤炭气化技术可以将煤炭转化为合成气,用于替代传统的天然气,满足城市居民的生活和工业用气需求。

然而,煤炭气化技术也面临一些挑战。

首先,煤炭气化过程中需要高温和压力条件,设备和工艺要求较高,投资成本较大。

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浅析煤炭气化技术摘要:本文阐述了煤炭气化技术的基本原理和过程,简述了移动床(固定床)气化、流化床气化、气流床气化3 种煤气化技术的进展。

关键词:煤气化;气化原理;气化炉1 引言我国是一个煤炭资源相对丰富、油气资源匾乏的国家,能源结构主要以煤为主。

长期以来,我国煤炭的利用大部分采用传统的直接燃烧方法,致使我国成为典型的煤烟型污染的国家,不仅煤炭利用效率较低,而且燃煤排放的大量有害物质引起了城市空气质量的恶化,对环境造成严重的污染。

如何提高煤炭的利用效率,减少煤炭利用过程中的环境污染,己成为煤炭利用中的焦点问题。

因而开发洁净高效的煤炭利用技术,是解决我国能源需求和环境问题的关键技术,具有重要的研究意义。

2 煤气化原理煤气化是将煤与气化剂(空气、氧气或水蒸气)在一定温度和压力下进行反应,使煤中的可燃部分转化为可燃气体,而煤中灰分以废渣的形式排出的过程。

所生成的煤气再经过净化,就可作为燃气或合成气来合成一系列的化工产品。

在气化炉内,煤炭经历了干燥、干馏、气化和燃烧等几个过程。

干燥:原料煤进人气化炉后受热,大约在200℃煤孔中吸附态或吸藏的气体及水分首先被脱除。

干馏:干馏是脱除挥发分过程,当干燥煤的温度进一步提高,煤中的挥发物从煤中逸出。

气化过程的基本反应:经干馏后得到的半焦与气流中的H2O、CO2和H2等反应,生成可燃性气体等产物,其主要反应有碳与水蒸气的反应,碳与二氧化碳的反应,甲烷生成反应,变换反应。

燃烧:经气化后残留的半焦与气化剂中的氧进行燃烧。

由于碳与水蒸气、二氧化碳之间的反应都是强烈的吸热反应,因此气化炉内要保持高温才能维持吸热反应的进行。

一般将热解后的固定碳与气化剂的化学反应按照参与反应物的物质相态分成两种类型:非均相的气固反应和均相的气相反应。

煤的气化反应方程很多,其中受到关注和研究的可概括为以下的九个反应:非均相反应:CO - 123KJ/mol R1部分燃烧反应 C + 1/2O2CO2 - 109KJ/mol R2燃烧反应 C + O2R3水蒸气分解反应 C +H2O CO + H2 + 119KJ/mol2CO2 + 162KJ/mol R4 CO2还原反应 C +COCH4 + 87KJ/mol R5加氢反应 C + 2H2均相反应:R6 均相燃烧反应1/2O2 + H2H2O - 242KJ/molR7气相燃烧反应 CO + 1/2O2CO2 - 283KJ/mol R8水煤气变换反应CO + H22 + H2 - 42KJ/molR9甲烷化反应CO + 3H CH4 + H2O - 206KJ/mol国内外学者对上述9个主要的煤气化方程进行研究,但还没有形成统一的结果,许多研究者认为煤的气化反应主要是非均相反应,这其中包含发生化学反应的化学过程,也包含了气体在煤焦表面的吸附、扩散传质、气体流场分布以及热传导等质量、能量的传递过程;而且也有气体反应物之间的均相反应,其总的气化历程通常经过如图1所示的7个步骤:图1 气-固非均相反应示意图1) 气体反应物通过外气膜边界层扩散到煤焦颗粒的表面;2) 气体反应物在多孔煤焦结构中沿孔隙内扩散至颗粒的内表面;3) 气体反应物被颗粒内表面的活性位吸附,形成C(O)化合物中间络合物;4) 吸附在表面的中间络合物在颗粒内表面发生化学反应;5) 吸附态的产物从颗粒内表面脱附;6) 气体产物从颗粒的内孔通道向颗粒外表面扩散;7) 气体产物从颗粒外表面扩散到周围的气相环境中。

由此可见,煤焦的气化反应历程是化学动力学过程和扩散过程共同影响的复杂过程。

3 煤炭气化技术煤的气化技术有几十种,但可归纳为三大类:固定床气化、流化床气化和气流床煤气化技术。

3.1 固定床气化固定床气化炉是最早开发出的气化炉,通常,煤从气化炉的顶部加入,而气化剂(氧气、空气或水蒸气)从炉子的下部供入,因此气固间是逆向流动的。

固定床煤气化技术主要有间歇固定床气化炉(UGI)、鲁奇( Lurgi) 炉和BGL (鲁奇改进) 气化炉。

1) 间歇固定床气化炉(UGI)UGI常压固定床气化技术的优点是操作简单、投资少,但技术落后,能力和效率低,污染严重。

以常压Φ2650的气化炉为例,单台炉投煤量仅为60t/d,且原料为25~80mm的无烟块煤或焦炭。

2) 鲁奇( Lurgi) 炉鲁奇( Lurgi) 固定床气化工艺成熟可靠,气化温度900 ~ 1050℃,包括焦油在内的气化效率、碳转化率和气化热效率都较高,氧耗是各类气化工艺中最低的,原料制备和排渣处理成熟。

煤气热值是各类气化工艺中最高的,它最适合生产城市煤气。

若选择制合成气存在以下问题:①煤气成分复杂,合成气中含有甲烷7% ~ 10% ,如果将这些甲烷转化为H2和CO,势必增大投资,成本高;②有大量污水需要处理。

污水中含大量焦油、酚、氨、脂肪酸、氰化物等,因此要建焦油、酚、氨回收装置和生化处理装置,会增加投资和原材料消耗;③该气化技术需15~ 50mm 的块煤。

块煤价格高,将增加成本。

3) BGL气化炉BGL气化炉由英国煤气公司与德国鲁奇公司联合开发。

BGL炉是鲁奇(Lurgi) 炉的改进型,由固态排渣改为液态排渣。

该炉型需20~50mm的块煤,细粉比例不能大于35%,需要加入适量的助滤剂。

其气化产物中含有一定量的焦油和苯酚,分离比较困难。

BGL气化炉的优点如下:(1) 与流化床或气流床气化相比,耗氧量较低;(2) 熔渣区的高温气化使反应速度加快,处理量增大以及不受煤的反应性影响;(3) 炉内存煤量大,在发生煤源中断时能保证安全运行。

负荷调节容易,开、停工快;(4) 喷嘴中可喷入煤粉,本工艺冷凝后的焦油油类,所产生含酚废水可制成水煤浆自喷嘴入炉气化;(5) 高温区位于炉底中心线周围,使高温运行不致发生随之而来的炉体材料问题。

BGL气化炉的缺点有:(1) 炉气化以块煤为主,在不易获得块煤的地方就不便采用;(2) 煤种适应性差,要求采用低灰含量、低灰熔点的煤,当使用高灰熔点煤时,就需加入助熔剂;(3) 炉内所用耐火材料需能耐高温和抗腐蚀性能,必须致密、孔径小,不含活性铁,对排渣口的耐火材料要求更高;(4) BGL气化炉中,排渣是整个操作的关键问题,此项操作较鲁奇干灰炉更为复杂;(5) 有含酚废水排出,需用生化处理等方法加以净化;(6) 煤气中CO含量较高,甲烷含量较低(与鲁奇干灰炉相比),更适于作燃料气。

3.2 流化床气化工业上应用的流化床气化技术主要是常压、增压流化床,其中典型的有:高温温克勒( HTW) 、灰熔聚气化( KRW和U-gas) 和循环流化床气化工艺。

1) 高温温克勒(HTW)气化炉高温温克勒(HTW)气化炉提高操作压力和温度,增加流化床带出细分循环入炉系统,从而提高了气化炉的气化强度和碳转化率,煤气中的CH4 含量亦降低。

已运转的示范装置操作压力为1.0MPa,其生产能力为干褐煤720t/d。

为应用于IGCC,进一步提高压力至2.5MPa 以上,气化炉直径3. 7m,褐煤处理能力达到160t/h,可满足36.7kW 发电装置.2) 灰熔聚气化( KRW和U-gas)U-gas 气化炉是一个单段灰熔聚流化床,在床内完成4 个主要过程:煤的破黏、脱挥发分、煤的气化和灰的熔聚、分离。

气化剂( 氧/蒸气) 分两路进入气化炉:含氧较低的一股气化剂,通过流化床分布板进入,使流化床温度均匀保持954℃~ 1010℃;含氧较高的一股气化剂,以较高气速,通过特殊喷嘴喷入,目的是在喷嘴上方形成低泡相高温区( 高出床层温度38℃) ,此高温区的温度控制在煤灰的软化温度,在此温度下,灰渣可熔聚成团粒。

当其粒度和相对密度逐渐增大到一定程度,即能克服逆向而来的气流阻力,落入灰斗,用水冷却后即可排出炉外。

煤气夹带的煤粉,经两个串联的旋风分离器分离出来。

其中一个旋风分离器装在炉内,能使绝大多数的夹带物分离并返回流化床;另一个装在炉外,进一步分离煤气夹带物并返回喷嘴再进入床层燃烧。

U-gas气化炉由于采用了灰熔聚技术和内外两个旋风分离器,提高了碳的利用率。

灰渣含量约为5%~10%;对煤种适应较广,并能使用粉煤为原料;炉体结构简单,操作安全可靠,并易于实现自动化;煤气中无焦油和油类,便于气体的净化处理;无废气排空,对环保有利。

KRW 炉由美国Kellog rust synfuels 及Westing House Company 合作开发。

KRW 炉是一种灰熔聚排灰的加压流化床气化炉。

该炉为一圆筒形容器,由上大、下小直径不同的三段壳体组成。

粉煤、输送气( 循环煤气) 和空气( 或氧气)由炉底中心管喷入炉内,在喷管周围通入蒸汽,在喷咀处形成一股射流,向上运动,此即射流高温燃烧区。

当含碳量降低了的颗粒变得越来越软,碰撞后互相黏结,增大而成团粒,当团粒增大至不再被流化时,落入扩底并从灰斗排出,在炉内的流化床中,煤与空气( 或氧气) 、蒸气进行气化反应,生成煤气并由颈部排出,经旋风除尘器除下夹带的焦粉,此焦粉返回炉内,与入炉煤粉相混而参加气化反应。

3.3 气流床气化国外已经产业化或完成中试的气流床煤气化炉主要有K- T、Shell、Prenflo、GSP、Texaco、E- Gas 等技术。

国内气流床煤气化炉主要有多喷嘴对置和TPRI 两段干煤粉气化技术等。

1) K-T气化炉K-T气化工艺将干燥的煤粉与过热蒸汽和氧气混合,从燃烧喷嘴喷入高温炉头进行燃烧和气化。

气化炉采用水冷壁耐火衬里,炉壁为水夹套。

高温炉头对称设置,可促进煤粉充分燃烧,同时避免火焰冲刷炉墙,保护衬里。

炉头内温度高达2 000℃,反应迅速,需要的时间约0.1s。

气化炉中部温度为1 500~1 600℃,气体停留时间约为 1.0~1.5s。

部分煤灰以熔渣形式自炉底排出,其余渣滴和未燃尽炭粒则被煤气夹带出炉。

气化的煤气经余热锅炉回收显热后进入煤气净化工序。

K- T 气化法的优点是对煤质适应性较广,气化强度高,生产能力大。

然而,根据气流床气化动力学,则更宜选用活性高、地质年龄低、粒度较细、低灰熔点和低灰分的煤。

再考虑经济效益,K-T 法更适合于气化低价的烟煤、褐煤。

此法的缺点是飞灰带出物的质量分数约为15%之多,是大规模生产应注意的一个问题;采用煤粉气力输送能耗大,设备磨损严重;对气化炉耐火材料要求较高;捕渣率低,约21%~30%,易造成后续系统堵塞;负荷调节幅度低,约70%。

2) Texaco 气化炉Texaco气化炉采用水煤浆进料,液态排渣,其内壁衬有多层耐火砖。

水煤浆和氧气从炉顶的燃烧器高速连续地喷入部分氧化室,高温状态下工作的喷嘴设有冷却水装置,水煤浆喷入气化炉内迅速发生反应,数秒内完成气化过程。

气化炉的下部因冷却方式不同有两种形式:一种是激冷型,一种是全热回收型。

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